Development of Resilient Control Systems for Technological Plants
Закрыть
Conţinutul numărului revistei
Articolul precedent
Articolul urmator
637 2
Ultima descărcare din IBN:
2021-12-16 07:46
Căutarea după subiecte
similare conform CZU
681.51 (21)
Точная механика (79)
SM ISO690:2012
СТОПАКЕВИЧ, Андрей, СТОПАКЕВИЧ, Алексей. Разработка живучих систем управления технологическими установками. In: Problemele Energeticii Regionale, 2021, nr. 2(50), pp. 114-116. ISSN 1857-0070. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2021.2-50.10
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF

DataCite
Dublin Core
Problemele Energeticii Regionale
Numărul 2(50) / 2021 / ISSN 1857-0070

Development of Resilient Control Systems for Technological Plants

Dezvoltarea sistemelor de control reziliente a instalațiilor tehnologice

Разработка живучих систем управления технологическими установками

DOI:https://doi.org/10.52254/1857-0070.2021.2-50.10
CZU: 681.51

Pag. 114-116

Стопакевич Андрей1, Стопакевич Алексей2
 
1 Государственный университет интеллектуальных технологий и связи ,
2 Национальный университет «Одесская политехника»
 
 
Disponibil în IBN: 1 iulie 2021


Rezumat

The aims of the research are increasing resiliency of industrial process control systems, the development of methods of creating resilient industrial process control systems and creating a resilient control system of the distillation column for the production of food alcohol. The set of objectives were achieved without the use of hardware backup, but using the developed algorithms which were based on the use of the model of dynamics of technological plants in the software of the control system and modern theory of multivariable automatic control systems. The optimal linear-quadratic controller with disturbances model and a state observer was used as a full controller. The most important result was improvement of the survivability of industrial process control systems using the developed algo-rithm. Also, the resilient distillation column control system was developed. For the further researches significant results are formulas which allow defining new mode values of controls in a distillation col-umn at failure event of corresponding control output channels and formulas of logic algebra for a choice of optimum configuration of control system of a distillation column of food spirit industry. The basis of the developed technique was reconfiguration of the control system with inclusion, instead of the failed, additional devices, which were not being used in a current configuration, but were carried out the similar function taking into account dynamics coupling of a technological plant. The signifi-cance of these results is that they can be applied to the development of cyber-production systems that do not require permanent maintenance by personnel.

Obiectivele cercetării sunt creșterea resilienței sistemelor de control al instalațiilor tehnologice industriale pe baza utilizării modelului dinamic al obiectului tehnologic, dezvoltarea metodelor de creare a sistemelor de control al instalațiilor industriale reziliente, crearea unui sistem de control rezilientr al coloanei de rectificare a producției de alcool alimentar.Obiectivele stabilite au fost atinse fără utilizarea de backup hardware iar prin intermediul algoritmilor dezvoltați pe baza tehnologiilor informaționale și a teoriei moderne a sistemelor de control automat multidimensional. Regulatorul liniar-cvadratic optim cu model de perturbație și observator de stare complet este utilizat ca regulator. Cel mai important rezultat este îmbunătățirea capacității de reziliență a sistemelor de control al proceselor industriale, utilizând metodologia dezvoltată pentru dezvoltarea sistemelor de control supraviețuitoare. Pentru cercetările ulterioare, rezultatele esențiale sunt formulele care permit definirea unor noi valori de mod ale cheltuielilor de control într-o coloană de rectificare la defectarea canalelor corespunzătoare de distribuție a controlului și formulele de algebră logică pentru alegerea configurației optime a sistemului de control al coloanei de rectificare a fabricării alcoolului alimentar. Baza tehnicii este reconfigurarea sistemului de control cu includerea, în locul celor refuzate, a unor dispozitive suplimentare care nu sunt utilizate în configurația actuală a sistemului de control, dar care îndeplinesc o funcție similară în vederea interrelaționării dinamicii instalației tehnologice. Semnificația acestor rezultate constă în faptul că ele pot fi aplicate la sarcina de a dezvolta sisteme de producție cibernetică care nu necesită întreținerea constantă a personalului tehnic.

Целями исследования являются повышение живучести систем управления промышленными технологическими установками на основе использования в алгоритмическом обеспечении системы управления модели динамики технологического объекта, разработка методики создания живучих систе-мы управления промышленными технологическими установками, создание живучей системы управления ректификационной колонной производства пищевого спирта. Поставленные цели были достигнуты без использования аппаратного резервирования, а за счет разработанных алгоритмов, базирующихся на ин-формационных технологиях и современной теории многомерных систем автоматического управления. В качестве регулятора используется оптимальный линейно-квадратичный регулятор с моделью возмуще-ний и полным наблюдателем состояния. Наиболее важным результатом является повышение живучести систем управления промышленными технологическими установками с применением разработанной ме-тодики разработки живучих систем управления. Также разработана живучая система управления ректи-фикационной колонной. Для дальнейших исследований значимыми результатами являются формулы, которые позволяют определить новые режимные значения управляющих расходов в ректификационной колонне при отказе соответствующих каналов выдачи управления и формулы алгебры логики для выбора оптимальной конфигурации системы управления ректификационной колонной установки производства пищевого спирта. Основой методики является реконфигурация системы управления с включением, вза-мен отказавших, дополнительных устройств, которые не использованы в текущей конфигурации систе-мы управления, но выполняют аналогичную функцию с учетом взаимосвязанности динамики технологи-ческой установки. Значимость полученных результатов заключается в том, что они могут быть примене-ны для решения задачи разработки кибер-производственных систем, которые не требуют постоянного обслуживания технического персонала. При наличии поломки система управления будет продолжать удовлетворительно работать до приезда ремонтной бригады. Предложенный подход наиболее эффекти-вен для многомерных и многосвязных систем, таких как ректификационные колонны, выпарные аппара-ты, сушильные установки, паровые котлы и парогенераторы, когенерационные установки.

Cuvinte-cheie
resiliency, Control system, linear-quadratic controller, distillation column, fault-tolerant,

reziliență, Sistem de Control, controler liniar-cvadratic, coloană de rectificare, toleranță la defecțiune, sistem MIMO, multivariabil, instalație cuplată, sistem optimizat,

живучесть, система управления, линейно-квадратический регулятор, ректификацион-ная колонна, отказоустойчивость, MIMO система, многомерная, многосвязная система, оптимальная си-стема