Система управління випарною установкою

Винахід відноситься до автоматичного управління випарними установками і може бути застосований в бурякоцукровому виробництві, а також в інших галузях, де можуть бути використані багатовимірні оптимальні регулятори на основі еталонної моделі. Відомі способи автоматичного управління випарною установкою (патенти №36411, 2001р., бюл. №3, №23666, 1998р., бюл. №4, а.с. №1755855, 1992р., бюл. №31, а.с. №1745281, 1992р., бюл. №25, а.с. №1616992, 1990р., бюл. №48, а.с. №1013480, 1983р., бюл. №15), в яких регулювання здійснюється на основі множини локальних регуляторів з введенням допоміжних зв'язків за додатковими каналами. Недоліком даних способів є використання окремих локальних регуляторів, що веде до недоврахування внутрішніх зв'язків в об'єкті та збільшення грошових витрат на встановлення та налагодження додаткових датчиків. Відома також система автоматичного управління випарною установкою багатовимірним оптимальним регулятором, який прийнятий за прототип (У. Рей. Методы управлення технологическими процессами: Пер. с англ. - М.: Мир, 1983. - 368с. ил.). Регулювання здійснюється на двох етапах: на першему - за алгоритмами оцінки (або фільтрації) оцінюється вектор параметрів стану, на другому - за алгоритмом аналітичного конструювання оптимальних регуляторів визначається оптимальне управління, що поступає на виконавчий механізм. Недоліком є відсутність врахування всіх режимів основної, передаварійної та аварійної роботи випарної установки, а також використання єдиного критерію функціонування, що призводить до недоврахування інших показників. В основу винаходу поставлена задача створення системи управління випарною установкою на базі багатовимірних оптимальних регуляторів шляхом введення підсистеми підтримки прийняття рішень для забезпечення теплових користувачів необхідною кількістю вторинної пари, збільшення точності підтримання технологічних параметрів в різних режимах функціонування випарної установки, а також зменшення витрати теплоносіїв. Поставлена задача вирішується тим, що у системі управління випарною установкою, яка складається з датчиків, виконавчих механізмів, підсистеми підтримки прийняття рішень, багатовимірних регуляторів, які розділені на дві частини - блок оцінки вектору стану та блок розрахунку оптимального регулятора, згідно винаходу підсистема підтримки прийняття рішень в режимі реального часу за допомогою баз алгоритмів оптимальних регуляторів, математичних моделей, критеріїв, ситуацій, блоком вибору критерію управління та алгоритму оптимального регулятора розпізнає поточну ситуацію та вибирає єдине оптимальне управління, що поступає на блок розрахунку оптимальних регуляторів, який підтримує параметри випарної установки на оптимальному рівні в даній виробничій ситуації. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками та очікуваним технічним результатом полягає в наступному. Випарна установка працює в умовах невизначеності: мети, тобто змінюються режими її роботи; зовнішніх та внутрішніх параметрів, які необхідно визначати в кожен момент часу; особи, що приймає рішення, від якої залежить подальший режим роботи випарної установки. Все це призводить до доцільності використання підсистеми підтримки прийняття рішень на основі оптимальних регуляторів. Підсистема підтримки прийняття рішень призначена для вибору критерію та оптимального алгоритму управління та може бути побудована за існуючими правилами експертної системи. Розпізнавання ситуації ведеться в режимі реального часу. База ситуацій включає набір ситуацій основного, передаварійного та аварійного режимів роботи випарної установки. Вибір єдиної ситуації зумовлює вибір єдиного критерію управління, вагові коефіцієнти якого (якщо критерій складений) обираються за показниками вектору параметрів стану. База оптимальних регуляторів складається з алгоритмів багатовимірних оптимальних регуляторів, наприклад, алгоритми аналітичного конструювання оптимальних регуляторів з різними видами збурень. На фіг.1, представлена структурна схема системи управління, що реалізує запропонований спосіб. Система працює наступним чином. За допомогою датчиків формується вихідний вектор у, який поступає на блок оцінки вектору стану, де за алгоритмами оцінки (або фільтрації) визначається вектор параметрів стану х, що надходить в підсистему підтримки прийняття рішень, а саме в блок розпізнавання ситуацій. В цьому блоці ідентифікується поточна ситуація з бази можливих, якщо ситуація не ідентифікувалася, то видається повідомлення оператору або експерту про те, що вибір залишається за ними. При розпізнаванні конкретної ситуації блоком вибору критерію управління та оптимального регулятора, шляхом логічного визначення існуючих рішень, які включені в базу критеріїв, моделей та оптимальних регуляторів, визначається єдиний критерій та закон оптимального управління, а також математична модель, за якою будується оптимальний регулятор. Умовою переходу на інший критерій управління може бути оцінка узагальненого показника ефективності на заданому горизонті управління. Блок розрахунку оптимального регулятора формує, на основі вибраного закону, оптимальне управління, яке підтримує випарну установку в оптимальному режимі. Якщо технологічні параметри мають високу похибку щодо оптимальних, то система має змогу змінити математичну модель, тобто ускладнити її або взагалі перейти до побудови оптимальних регуляторів на базі систем з розподіленими параметрами. Системою також передбачено доповнення експертом бази знань (всіх її складових) через блок корекції підсистеми підтримки прийняття рішень.