Автоматика. Аппаратура систем автоматического управления и регулирования (преобразователи и датчики, сервоприводы, сервоусилители, автореле и др.). Техническая кибернетика. Техника автоматизации (Компьютеры - см. 004)

Даются указания по определению устойчивости системы автоматического регулирования с использованием алгебраических критериев Гурвица и Вышнеградского, выделению области устойчивости по общему коэффициенту передачи САР.

Журнал об информационных системах и технологиях.

Измерительные сигналы систем телесигнализации формируются в случае превышения контролируемым параметром порогового уровня, поэтому их амплитуды можно рассматривать как выбросы случайных процессов. Предложены формулы для вероятностей использования разрядов двоичного кода при оцифровке измерительных сигналов с экспоненциальной плотностью распределения амплитуд. Разработана модель оценки помехоустойчивости поэлементного приема оцифрованных сообщений укороченной длительности, зависящей от амплитуды измерительных сигналов. Исследованы зависимости дисперсии канальной ошибки от разрядности двоичного кода. Для каналов связи с различными помехами определены оптимальные значения разрядности кодов. Эти коды обеспечивают минимальные суммарные значения канальной ошибки и ошибки квантования при оцифровке и передаче сообщений укороченной длительности.

В статье представлены результаты компьютерного моделирования доломитизации известняков подземными рассолами. Исследуется проблема изменения химического состава высокоминерализованных подземных рассолов и вмещающих их горных пород Восточной Сибири.

Рассмотрены устройство и программирование однокристальных микроконтроллеров на примере широко распространенного восьмиразрядного микроконтроллера семейства MCS-51. Предполагаетcя знание первой части учебного пособия «Функции, структура и элементная база систем автоматического управления», в которой заложены основы единого подхода к проектированию механических, электронных и программных компонентов технологического оборудования, и умение постановки четких технических заданий и технических предложений на начальных этапах проектирования.

В статье предлагается метод синтеза многоканальной системы противоаварийной защиты (ПАЗ), который основывается на принципе ALARP. Этот принцип указывает на то, что ПАЗ, обслуживающая опасные технологические объекты, должна обладать такими показателями безопасности, чтобы риск от возникновения аварий обеспечивал "компромисс между достигнутым снижением риска и затратами на мероприятия по его снижению". В работе приводится структура стоимостного функционала, представляющего собой сумму затрат на создание, эксплуатацию ПАЗ и риска от аварий в зависимости от характеристик технических средств, используемых при проектировании ПАЗ. В статье показывается, что минимизация этого функционала позволяет осуществить синтез системы защиты, обеспечивающей приемлемый риск от возникновения аварий при функционировании опасных технологических объектов в соответствии с принципом ALARP. Приводится пример расчета такой ПАЗ.

Постановка проблемы: ПИД-регуляторы давно известны и широко используются в промышленности, к их достоин- ствам относится простота структуры и реализации. Однако для объектов со значительными нелинейностями использова- ние линейных ПИД-регуляторов может не обеспечивать приемлемое качество управления. Цель: построение нечетких регуляторов ПИД-типа, настраиваемых с помощью эволюционных алгоритмов и позволяющих улучшить качество рабо- ты обычных ПИД-регуляторов. Результаты: исследован нечеткий регулятор ПИД-типа с тремя независимыми базами правил. Предложена двухшаговая схема настройки регулятора для нелинейного динамического объекта. На первом шаге генетический алгоритм применяется для настройки линейного ПИД-регулятора, полученные коэффициенты исполь- зуются на выходе каждого канала нечеткого регулятора ПИД-типа. На втором шаге с помощью генетического алгоритма формируется нелинейная преобразующая функция для каждого канала, реализуемая на базе искусственной нейронной сети. Алгоритм управления отлажен и проверен с помощью системы MatLab. Полученные результаты показывают значи- тельное улучшение характеристик переходного процесса по сравнению с традиционными регуляторами. Практическая значимость: нечеткие регуляторы ПИД-типа могут эффективно использоваться при управлении нелинейными объекта- ми в промышленности, что подтверждают рассмотренные в статье примеры.

Одни из наиболее тяжелых с точки зрения последствий нештатных ситуаций в нефтегазовой отрасли связаны с поведением углеводородного сырья, в частности с фазовыми переходами – отложения парафинов, асфальтенов, солей, образование газовых гидратов. На условия образования газовых гидратов влияет большое число параметров, часть из которых не учитывается в применяемых на практике методах. В работе проведен анализ факторов, влияющих на процесс гидратообразования. Предложен подход для учета влияния состава газа на процесс гидратообразования в диспетчерском управлении.

Рассматривается возможность применения в забойной измерительной аппаратуре механических колебательных систем в процессе бурения глубоких скважин. Описывается устройство для измерения температуры на забое скважины. Представлена математическая модель датчика температуры, позволяющая рассчитывать элементы датчика применительно к параметрам канала связи забоя с устьем скважины.

Для решения задачи оптимального планирования работы газодобывающего предприятия технологический комплекс – пласт, скважина, газосборная сеть, дожимная компрессорная станция (ДКС), установка комплексной подготовки газа (УКПГ), межпромысловый коллектор (МПК), головная компрессорная станция (ГКС), магистральный газопровод рассматривают как единую систему взаимосвязанных и взаимозависимых элементов.

Исследуется задача оптимального распределения объемов добычи нефти по залежам многопластового месторождения при ограничениях на производительность всего месторождения и каждой залежи (пласта). Предлагаемое аналитическое решение, определяя сроки разработки каждого пласта и распределяя объемы добычи нефти по пластам, позволяет перейти к моделированию и оптимизации разработки каждого пласта в отдельности.

Статья посвящена разработке программно-информационного обеспечения организации технического обслуживания нефтегазопроводов. Показано, что алгоритм, используемый в работе, позволяет корректно решать поставленную задачу. Установлено, что с увеличением числа бригад наблюдаются резкое снижение потерь от простоев участков трубопровода и увеличение затрат на содержание бригад.

Рассматривается поиск зависимости прироста добычи жидкости в результате применения соляно-кислотной обработки (СКО) от широко распространенных геологических параметров с помощью метода группового учета аргументов. Приводится сама зависимость, позволяющая оценить эффективность применения СКО практически для всех скважин месторождения и определить зоны желательности проведения СКО.

Дано описание управляющей системы FST 202С, работающей в составе электропневматических систем управления и используемой для решения задач автоматизации технологических процессов, представленных в формализованном виде - в виде циклограмм. Приведены основные сведения о языке программирования АWL, рассмотрены особенности программирования контроллера и примеры построения электропневматических систем управления, в которых исполнительная часть выполнена на базе пневматических средств, а управляющая часть - в виде программы управления свободно программируемого контроллера РРС 202С (фирмы FESTO, Германия).

Показано применение откалиброванных на государственном первичном эталоне критических сопел из состава рабочих эталонов (поверочных установок) для передачи единицы расхода подчиненным средствам измерений – расходомерам и счетчикам газа.

Рассматривается возможность замены громоздких расчетов коэффициента вязкости газовой смеси по действующему семейству межгосударственных стандартов ГОСТ 30319-96 на расчеты по аппроксимационной модели для каждого конкретного месторождения. Предложены алгоритмы расчета коэффициентов аппроксимационных формул. Исследуется погрешность, возникающая при таком подходе. Построены аппроксимационные модели для расчета вязкости природного газа наиболее крупных газовых месторождений Западной Сибири.

Лабораторный практикум содержит материалы для подготовки и выполнения лабораторных работ, вопросы к зачету по лабораторным работам.

Представлена методика параметрического синтеза механической системы, состоящей из двигателя (привода), механизма передачи движения от двигателя перемещаемому объекту и устройству управления. В качестве механизма рассматриваются плоские или пространственные рычажные механизмы с одной степенью свободы. Считаются заданными структура механизма и тип исполнительного устройства.

Это красочное динамичное издание освещает деятельность различных компаний синхронно с самыми значительными событиями бизнеса - крупнейшими выставками, которые проходят в Экспоцентре, Крокус Экспо, Сокольниках, Гостином Дворе, ВВЦ, Спорткомплексе Олимпийский. Отсюда начинается путь журнала в регионы РФ, зарубежные страны. На страницах журнала публикуются актуальные материалы с пресс-конференций, брифингов, которые проводятся руководителями ведущих министерств и ведомств различных отраслей промышленности. Особого внимания заслуживают статьи и интервью с руководителями компаний - лидерами промышленности, строительства, архитектуры, медицины, туризма, науки, образования, культуры, что обеспечивает интерес к журналу не только в крупных холдингах, но и среди предприятий малого и среднего бизнеса в России и СНГ. Растёт интерес к журналу и у представителей делового сообщества Германии, Италии, США, Китая и других стран. С нашей помощью компании более эффективно находят новых заказчиков, уверенно позиционируют свои товарные знаки, продукцию и услуги, делятся опытом, устанавливают связи, подтверждают свою деловую репутацию.

В статье проводится сравнительный анализ существующих методик оценки эффективности инновационных проектов. Выявляются достоинства и недостатки рассматриваемых методик для оценки текущих показателей инновационного проекта. Авторами статьи предлагается использовать в качестве универсальной метрики оценки инновационного эффекта энергетический потенциал, реализованный в единицу времени, – параметр, являющийся инвариантом к любой системе измерения, как это определено в теории устойчивого развития систем

Система остаточных классов (СОК), благодаря своим свойствам, используется в приложениях, в которых не требуется высокая производительность вычислений. Так как в СОК переносы не передаются между модулями, производительность ограничивается только скоростью операций в каждом модуле. Предложен новый метод представления чисел с использованием избыточности, в котором {r n - 2, r n -1, r n} есть множество ссылок модулей, где r = 2k +1 и k =1, 2, 3, K. Этот метод обеспечивает значительное сокращение задержки вычислений и преобразований и приводит к упрощению схем.

Рассмотрена экстраполирующая процедура, позволяющая построить модель ТП, которая представляет собой экстраполятор, синхронизированный с рассматриваемым объектом. Показана возможность определить оптимальные пути течения ТП и, кроме того, повысить достоверность процесса диагностирования

Информация, передаваемая по каналам телеметрических систем (ТМС), должна соответствовать протоколам пакетного информационного обмена. Однако требование к фиксированности длины пакетов телеметрической информации (ТМИ) ограничивает возможность оптимизации пропускной способности каналов ТМС. Представлен системный подход к моделированию подсистем обработки ТМИ на этапах оцифровки результатов контроля, формирования телеметрического кадра и пакетирования телеметрической информации. Показано, что сжатие данных возможно при адаптивном формировании оцифрованного результата контроля, размерность которого определяется старшим разрядом с "единичным" битом. Установлено, что для различных каналов с помехами существует оптимальное значение длины пакета с ТМИ, при котором минимизируются потери в скорости передачи информации, обусловленные стиранием искаженных пакетов. Ограничением на решение данной задачи является соотношение информационных и проверочных символов в пакете, которое регламентируется границей Варшамова–Гилберта.

Дано описание интеллектуальной станции управления со скважинным штанговым насосом (СШН) для реализации способа нестационарного отбора жидкости при эксплуатации нефтяной залежи. Рассмотрены принципы действия и его преимущество. Кроме того, предложено техническое решение по непрерывному определению обводненности продукции скважины.

В статье описано устройство контроля положения оси скважины в пространстве, основанное на применении акустических четвертьволновых резонаторов, имеющих свойство подавлять внешние шумы на резонансных частотах. Резонансная частота акустических четвертьволновых резонаторов зависит от их геометрических размеров. Передачу акустического сигнала на поверхность предлагается выполнять по гидравлическому каналу, т. е. по буровому раствору.

Одним из способов повышения надежности электроснабжения является внедрение современной системы диспетчеризации. Такая система позволяет в реальном времени отслеживать режимы работы системы, своевременно фиксировать изменения режима, предотвращать перегрузки, оптимизировать расход энергоресурсов, быстро реагировать на нарушения в работе и максимально точно устанавливать причину сбоев. В статье описана система диспетчерского управления на примере современного крупного промышленного предприятия - Комсомольского нефтеперерабатывающего завода компании "Роснефть".

В статье рассматривается программное обеспечение, позволяющее осуществить автоматизированный синтез систем противоаварийной защиты. Синтез можно выполнить двумя методами: методом обеспечения заданных приемлемых частот возникновения опасных последствий; методом минимизации затрат на обеспечение безопасности в течение всего жизненного цикла системы. Программное обеспечение позволяет также рассчитать основные показатели безопасности разработанной системы противоаварийной защиты.

Так как нефтяные месторождения Татарстана находятся на завершающей стадии разработки, актуальным вопросом является вовлечение в эксплуатацию запасов высоковязкой нефти. Для рациональной разработки этих месторождений необходимо учитывать добытую продукцию. При этом столкнулись с рядом проблем: высокой вязкостью и температурой продукта, непостоянством его физико-химических свойств. Для решения этих проблем был разработан и внедрен измерительный комплекс для учета высоковязкой нефти. Данный комплекс успешно применяется, им оснащены более 20 нефтедобывающих скважин.

Одним из способов ликвидации открытых нефтегазовых фонтанов является бурение специальной скважины. При этом возникает необходимость ее точного наведения на ствол пробуренной скважины. Построена структурная схема и описано функционирование составных блоков информационно-измерительной системы электромагнитного наведения скважин в процессе бурения. Рассматриваются перспективы использования разработанной информационно-измерительной системы при строительстве скважин.

Проведено математическое моделирование котлоагрегата с учетом интервальности его параметров. Предложен алгоритм синтеза линейного регулятора интервальной системы с максимальной степенью устойчивости на основе коэффициентных показателей качества. По данному алгоритму разработано программное обеспечение MDSLS и рассчитаны параметры ПИ-регулятора котлоагрегата

В статье рассматривается усовершенствованный алгоритм оценки и прогнозирования показателей надежности ГПА и САУ ГПА, использующий в качестве входных данных статистическую информацию по отказам. Алгоритм базируется на методах математической статистики, регрессионного анализа и дает возможность получить прогнозные оценки параметра потока отказов и наработки на отказ. Модифицированный алгоритм дополнен шагом по определению тренда в статистике отказов и позволяет рассчитать значение функции готовности. Анализируются результаты работы алгоритма, устанавливается расхождение между производственными данными о функционировании систем и техническими условиями на эксплуатацию данных систем.

В статье приведена модель управления системой заводнения и отбором нефти многопластового объекта в системе скважина–ДНС (УПСВ) –УКПН–пласт, реализация которой позволяет значительно повысить эффективность системы, представленной большим фондом скважин и многопластовыми объектами. Предложенная концепция дает возможность оперативно регулировать текущее состояние системы заводнения и системы разработки в целом, так как действующая модель управления является достаточно универсальной и позволяет осуществить текущий контроль разработки объекта, причем отдельные ее части могут быть и саморегулируемыми.

Рассмотрено сокращение вариантов решения конвейерной задачи методом активных расписаний путем анализа предварительных расписаний с конфликтами и исключения их части без преобразования к бесконфликтным. Приведен список ряда конвейерных задач из нефтегазовой отрасли. Дано краткое описание программного интерфейса нижней оценки длины расписания.

Изложена лабораторная работа по дисциплине «Системы управления химико-технологическими процессами». Приведены краткое введение, описание приборов и установки, рассмотрены задание и методы программирования автоматической систем сбора и обработки информации.

В статье рассмотрена возможность использования аппарата синтеза адаптивных систем для управления системами с распределенными параметрами на примере гидролитосферных процессов. Разработана методика расчета оптимальных распределенных ПИ-регуляторов с применением аппарата аналитического конструирования оптимальных регуляторов

В статье приводится описание задачи выбора не худшей системы радиоконтроля при использовании основных методов оптимизации. Для решения задачи векторной оптимизации, необходимо использовать условный критерий предпочтения.

В статье рассмотрено регулирование и управление параметров откачки и коэффициента сепарации на приеме скважинного штангового насоса. С этой целью использованы модель с переменным расходом по синусоидальному закону процесса сепарации и нахождение среднего значения коэффициента сепарации за полный цикл работы насоса. Полученная аналитическая формула по моделям обработана в программе Matlab 7. 10. 0, и получена зависимость коэффициента сепарации от дебита жидкости.

В статье приведена методика построения куба проницаемости с учетом неоднородности пластов при трехмерном моделировании путем использования основных существующих способов построения куба проницаемости. Установлено, что использование представленной методики позволяет получить более точный куб проницаемости, а также увеличить достоверность определения фильтрационного сопротивления по пластам и энергетические показания вытеснения нефти из неоднородных пластов.

Приводится методика расчета камертонного датчика давления бурового раствора на забое скважины, принцип действия которого основан на изменении частоты колебаний камертонного резонатора от величины давления бурового раствора за счет изменения действующей длины камертона. Даны аналитические зависимости для расчета геометрических размеров элементов первичного преобразователя давления. С учетом работы забойной измерительной аппаратуры в стесненных размерах бурильной трубы приводится расчет измерительного контейнера. Приводится блок-схема алгоритма методики расчета камертонного датчика давления бурового раствора. Основное назначение датчика – повышение эффективности работы путем обеспечения высокой точности за счет использования частотного метода преобразования и передачи на устье скважины величины измеряемого параметра.

В отечественной и зарубежной литературе приведено большое количество методик, посвященных проблемам моделирования многофазных газожидкостных потоков смесей в газоконденсатных скважинах. В зависимости от постановки задач наиболее известные методики, как правило, ограничены многочисленными допущениями и являются частным случаем более общей системы уравнений сохранения массы, энергии и импульса. Для повышения качества прогноза технологических параметров работы скважин необходимо обобщение существующих методик расчета устьевых параметров работы с учетом особенностей движения многофазного потока от забоя к устью, реальной геометрии ствола скважин, а также интенсивного теплообмена газожидкостного потока с окружающей породой.

Бурение наклонно направленных и горизонтальных скважин осуществляется с применением забойных телеметрических систем, в том числе с электромагнитным каналом связи. В статье рассматриваются результаты математического моделирования электромагнитного поля в массиве горных пород, возникающего при использовании этих систем. Оценено влияние различных параметров на величину принимаемого на поверхности сигнала. Проведен анализ скважинных экспериментов, выполненных на месторождениях Западной Сибири.

Рассматриваются методы анализа систем и сетей инфомационного обмена с использованием сетей Петри. Приводятся примеры анализа систем и сетей аналитическим методом и методом имитационного моделирования в среде математического пакета MathCad.

Рассматриваются основные тенденции в развитии современных информационных технологий, перспективы и подходы к их применению в системе поддержки принятия диспетчерских решений. Описывается эволюция архитектуры ПВК "Веста" и предлагаются архитектурные решения, обеспечивающие преемственность с существующими программными наработками при переносе комплекса моделирования в распределенную вычислительную среду.

Система обнаружения утечек (СОУ) представляет собой некоторый программно-аппаратный автоматизированный комплекс, и всегда перед пользователем трубопроводной системы возникает задача выбора на соответствующем рынке наиболее эффективной и адекватной условиям эксплуатации СОУ. В статье проводятся анализ существующих СОУ на основе многокритериальной оценки их качества и решение задачи выбора наиболее эффективной СОУ на примере нефтепроводной системы Таладас-Тартус (Сирия). На первом этапе выбора эксперты Сирийской компании оценивают каждый из представленных методов по каждому критерию применительно к условиям работы трубопровода Таладас-Тартус. Далее методом Борда выполняются многокритериальное ранжирование и выбор наилучшего метода СОУ.

В методических указаниях приведено описание порядка выполнения курсовой работы по дисциплине «Основы автоматизированного проектирования» с использованием САЕ-системы Autodesk Inventor.

В статье описывается усовершенствованный алгоритм метода гидравлического уклона для обнаружения утечек в нефтепроводе. Приводится краткое сравнение с другими распространенными методами обнаружения утечек. Проведено теоретическое исследование разработанного алгоритма, и рассчитана методическая погрешность локализации утечки.

Журнал об информационных системах и технологиях.

В данной монографии рассматривается обработка сигналов с датчиков вихревых расходомеров с целью определения частоты срыва вихрей при прохождении измеряемой среды (жидкость, газ) в области расположения тела обтекания. На основе данной частоты можно рассчитывать скорость и движения среды и расход.

Журнал об информационных системах и технологиях.

В статье приведены основные результаты исследований бесконтактных струйных датчиков мутности со сниженной дополнительной погрешностью, вызванной отклонениями струи. В конструкцию датчика входит многоэлементный кольцевой фотодетектор, карданный подвес и система термостатирования, что позволяет эксплуатировать его круглогодично в полевых условиях при отсутствии ровной опоры для установки.