Browsing by Author "Максимов, Максим Віталійович"

Now showing 1 - 2 of 2

Автоматизація процесу керування гідродинамічним режимом магістрального нафтопроводу
(Національний університет "Львівська політехніка", 2017) Кріль, Сергій Олександрович; Пістун, Євген Павлович; Національний університет «Львівська політехніка»; Горбійчук, Михайло Іванович; Максимов, Максим Віталійович
Дисертація присвячена розробці нової ефективної системи автоматичного керування гідродинамічного режиму магістрального нафтопроводу, що дозволить підвищити надійність роботи нафтопроводу та зменшити економічні втрати при транспортуванні нафти. В роботі отримав подальший розвиток метод регулювання тиску на НПС шляхом дроселювання потоку нафти, особливістю якого є запропонована зміна швидкості переміщення поворотної заслінки залежно від її положення, що дозволило покращити швидкодію системи регулювання тиску та якісні показники процесу регулювання. Побудовано математичну модель комплексу поворотна заслінка – виконавчий механізм, яка відрізняється від існуючих введенням зміни швидкості переміщення заслінки, в залежності від її положення, і дозволяє лінеаризувати динамічну характеристику цього комплексу. Удосконалено структуру цифрового ПІ-регулятора системи регулювання гідродинамічного режиму нафтопроводу, яка відрізняється від існуючих тим, що вона побудована на основі рекурсивних рівнянь, що забезпечує значне підвищення швидкодії регулятора, при різких змінах тиску, а це дозволяє відреагувати на початку хвилі гідроудару і усунути аварійну ситуацію. Розроблено метод компенсації нелінійності коефіцієнта підсилення системи регулювання тиску на НПС шляхом плавної зміни часу повного ходу виконавчого механізму. Розроблена система регулювання тиску на НПС впроваджена на станціях “Новини” та “Плещівка”, які входять до складу філії “Магістральні нафтопроводи “Дружба” ПАТ “Укртранснафта”. Впроваджені системи дозволили скоротити кількість аварійних зупинок НПС, підвищити швидкодію системи і покращити якість відпрацювання збурень гідродинамічного режиму та зменшити енергозатрати при транспортуванні нафти. Диссертация посвящена разработке новой эффективной системы автоматического управления гидродинамического режима магистрального нефтепровода, которая позволит повысить надежность работы нефтепровода и уменьшить экономические потери при транспортировке нефти. В работе получил дальнейшее развитие метод регулирования давления на НПС путем дросселирования потока нефти, особенностью которого является предложенное изменение скорости перемещения поворотной заслонки в зависимости от ее положения, что позволило улучшить быстродействие системы регулирования давления и качественные показатели процесса регулирования. Построена математическая модель комплекса поворотная заслонка - исполнительный механизм, который отличается от существующих введением изменения скорости перемещения заслонки, в зависимости от ее положения, и позволяет линеаризировать динамическую характеристику этого комплекса. Усовершенствована структура цифрового ПИ-регулятора системы регулирования гидродинамического режима нефтепровода, которая отличается от существующих тем, что она построена на основе рекурсивных уравнений, обеспечивает значительное повышение быстродействия регулятора, при резких изменениях давления, что позволяет отреагировать в начале волны гидроудара и устранить аварийную ситуацию. Разработан метод компенсации нелинейности коэффициента усиления системы регулирования давления на НПС путем плавного изменения времени полного хода исполнительного механизма. Разработаная система регулирования давления на НПС внедрена на станциях “Новости” и “Плещевка”, которые входят в состав филиала "Магистральные нефтепроводы “Дружба” ОАО “Укртранснафта”. Внедреные системы позволили сократить количество аварийных остановок НПС, повысить быстродействие системы и улучшить качество отработки возмущений гидродинамического режима и уменьшить энергозатраты при транспортировке нефти. The thesis is devoted to the development of a new effective automatic control system for the hydrodynamic mode of the main oil pipeline, which will increase the reliability of the pipeline and reduce economic losses during the transportation of oil. The method was developed for regulating the pressure on the oil pumpstation by throttling the flow of oil. Main feature of this method is the proposed change in the speed of the butterfly valve, depending on its position, which improved the speed of the pressure control system and the quality of the control process. A mathematical model of butterfly valve - actuator complex is developed. Changes of butterfly valve speed depending on its position, allows to linearize the dynamic characteristic of this complex. The structure of the digital PI controller of the pipeline's hydrodynamic mode has been improved, which differs from existing ones in that it is built on the basis of recursive equations. This structure provides a significant increase in controller speed, with fast changes in pressure, which allows reacting at the beginning of a shock wave and eliminating an emergency situation. A method for compensating the nonlinearity of the gain of the pressure control system on the oil pumpstation is developed. This compensation provides by smoothly changing the full stroke time of the actuator. The developed pressure control system on oil pumpstation was implemented at the “Novyny” and “Pleshchivka” stations, which are part of the Druzhba Oil Pipeline branch of Ukrtransnafta .The implemented systems allowed reducing the number of emergency stops of the pumpstations, increasing the control system's speed and improving the quality of reaction on disturbance of hydrodynamic mode and reduce energy losses during oil transportation.
Імпульсні регулятори нелінійних систем керування в тепловій енергетиці
(Національний університет "Львівська політехніка", 2021) Федоришин, Роман Миронович; Пістун, Євген Павлович; Національний університет "Львівська політехніка"; Пальчевський, Богдан Олексійович; Максимов, Максим Віталійович; Жученко, Анатолій Іванович
Дисертаційна робота присвячена вирішенню науково-технічної проблеми – керування нелінійними об’єктами за допомогою імпульсних регуляторів з метою підвищення ефективності та надійності роботи як технологічного обладнання, так і пристроїв систем автоматизації в тепловій енергетиці, зокрема для теплових об’єктів, для теплогенеруючого обладнання, а також для процесу розмелювання вугілля за допомогою кульових барабанних млинів на теплових електростанціях. У роботі виконано огляд існуючих схем імпульсних ПІД-регуляторів, проаналізовано конфігурації цих схем з їх параметрами налаштування та досліджено точність імпульсних ПІД-регуляторів на базі таких схем: імпульсний ПІД-регулятор з подвійним диференціюванням, ПІД-регулятор з диференціатором та широтно-імпульсним модулятором, ПІД-регулятор з імпульсним перетворювачем, а також ПІ-регулятор з генератором імпульсів. Запропоновано нову класифікацію схем автоматичних регуляторів. Представлено удосконалений алгоритм широтно-імпульсної модуляції в імпульсному ПІД-регуляторі для керування тепловим об’єктом та розроблено методику розрахунку оптимального фільтра аналогового сигналу на вході автоматичного регулятора. Виконано дослідження нелінійних об’єктів регулювання, зокрема тепловий об’єкт (електрична піч) та кульовий барабанний млин для розмелювання вугілля на тепловій електростанції. На основі отриманих експериментальних даних побудовано математичні моделі вказаних об’єктів регулювання та виконано розрахунок автоматичних регуляторів для них. Розроблено алгоритм управління кульовим барабанним млином для оптимізації його завантаженості. Проаналізовано ефективність роботи теплогенеруючих об’єктів із врахуванням похибок обліку енергоносіїв. Розроблено математичні моделі похибок вимірювання температури природного газу, зумовлених інерційністю термоперетворювача в імпульсних режимах протікання газу та теплообміном між потоком газу і корпусом лічильника газу. Запропоновано заходи для підвищення точності автоматизованих систем обліку природного газу на теплогенеруючих об’єктах. Диссертация посвящена решению научно-технической проблемы – управления нелинейными объектами с помощью импульсных регуляторов с целью повышения эффективности и надежности работы как технологического оборудования, так и устройств систем автоматизации в тепловой энергетике, в частности для тепловых объектов, для теплогенерирующего оборудования, а также для процесса размола угля с помощью шаровых барабанных мельниц на тепловых электростанциях. В работе выполнен обзор существующих схем импульсных ПИД-регуляторов, проанализированы конфигурации этих схем с их параметрами настройки и исследована точность импульсных ПИД-регуляторов на базе таких схем: импульсный ПИД-регулятор с двойным дифференцированием, ПИД-регулятор с дифференциатором и широтно-импульсным модулятором, ПИД-регулятор с импульсным преобразователем, а также ПИ-регулятор с генератором импульсов. Предложена новая классификация схем автоматических регуляторов. Представлен усовершенствованный алгоритм широтно-импульсной модуляции в импульсном ПИД-регулятора для управления тепловым объектом и разработана методика расчета оптимального фильтра аналогового сигнала на входе автоматического регулятора. Выполнены исследования нелинейных объектов регулирования таких как тепловой объект (электрическая печь) и шаровая барабанная мельница для размола угля на тепловой электростанции. На основе полученных экспериментальных данных построены математические модели указанных объектов регулирования и выполнен расчет автоматических регуляторов для них. Разработан алгоритм управления шаровой барабанной мельницей для оптимизации ее загруженности. Проанализирована эффективность работы теплогенерирующих объектов с учетом погрешностей учета энергоносителей. Разработаны математические модели погрешностей измерения температуры природного газа, обусловленных инерционностью термопреобразователя в импульсных режимах протекания газа и теплообменом между потоком газа и корпусом счетчика газа. Предложены мероприятия для повышения точности автоматизированых систем учета природного газа на теплогенерирующих объектах. The dissertation is devoted to the solution of the scientific and technical problem of control of nonlinear objects by means of step controllers for the purpose of increasing efficiency and reliability of work of both technological equipment and devices of automation systems for thermal objects, for heat generating equipment, as well as for the process of grinding of coal by means of ball drum mills at thermal power stations. The diagrams of step controllers working in conjunction with the actuators of the integrating action have been analyzed in the work. The following diagrams have been analyzed: step PID controller with double differentiation, PID controller with a differentiator and a pulse-width modulator, PID controller with a pulse converter, as well as PI-controller with a pulse generator. The accuracy of the step controllers has been analyzed. A new classification of diagrams of automatic controllers is proposed. Analysis of pulse-width modulation (PWM) algorithms has been performed. An improved PWM algorithm based on a sawtooth waveform generator is proposed. A methodology is developed to design the optimal filter of analog signal at the input of an automatic controller. Experimental studies were carried out for a thermal object (electric furnace) and a ball drum mill for coal grinding. Mathematical models of the controlled objects were built on the basis of the obtained experimental data. Automatic controllers were designed for these objects. An improved algorithm for automatic control of the ball drum mill operation is proposed. The accuracy of automated systems for measurement of flow rate and volume of fluid energy carriers (natural gas) has been analyzed. The influence of the inertia of a temperature transducer on the accuracy of gas metering in pulsed modes of the measurement system has been investigated. Heat exchange between the gas flow and a gas meter body has been studied. Measures have been developed to improve the accuracy of automated natural gas metering systems at heat-generating facilities.