Інформаційне та програмне забезпечення ідентифікації технічного стану газоперекачувального агрегату як об'єкта керування

Abstract

Дисертацію присвячено розробці комплексного методу ідентифікації технічного стану газоперекачувального агрегату (ГПА) як об’єкта керування, а також розробці інформаційного та програмного забезпечення у складі системи автоматизованого керування ГПА, що реалізує даний метод. На основі аналізу структури процесу ідентифікації технічного стану газоперекачувальних агрегатів на основі даних технологічного процесу компримування природного газу, основних етапів підготовки даних до обробки, методів поглибленого аналізу даних та методів опрацювання результатів, розроблено комплексний метод ідентифікації технічного стану газоперекачувальних агрегатів на основі параметрів процесу функціонування із застосуваннями методів аналізу даних та методів штучного інтелекту, що дає змогу виявити І попереджувати аварійні ситуації. Розроблено, на основі ентропійних оцінок, алгоритм побудови процесу аналізу з урахуванням інформаційної цінності ознак, що дало можливість досягати заданої достовірності оцінки стану за мінімальний час. Розроблено та реалізовано концепцію адаптивного клієнта блоку ідентифікації технічного стану ГПА у складі автоматизованої системи керування,, що дає змогу розподілити обчислювальні задачі між ресурсами системи, виходячи з їх поточної завантаженості та скоротити час обчислень. Синтезоване програмне забезпечення ідентифікації технічного стану ГПА, що дає змогу оцінити технічний стан ГПА з заданою точністю за найкоротший час на основі даних про його функціонування. Знайшов подальший розвиток метод розпізнавання імпульсів певної форми у структурі параметрів технологічного процесу на основі вейвлета, згенерованого за формою шуканого імпульсу, що дало змогу підвищити достовірність виявлення таких імпульсів.

Диссертация посвящена разработке комплексного метода идентификации технического состояния газоперекачивающего агрегата (ГПА) как объекта управления, а также разработке информационного и программного обеспечения в составе системы автоматизированного управления ГПА, реализующего данный метод. Исходя из анализа структуры процесса идентификации технического состояния газоперекачивающих агрегатов на основе данных технологического процесса компримирования природного газа, основных этапов подготовки данных к обработке, методов углубленного анализа данных и методов обработки результатов, разработан комплексный метод идентификации технического состояния газоперекачивающих агрегатов на основе параметров процесса функционирования с применением методов анализа данных и методов искусственного интеллекта, позволяющий определять и предупреждать аварийные ситуации. Разработан на основе энтропийных оценок, алгоритм построения процесса анализа с учетом информационной ценности признаков, что позволило достигать заданной достоверности оценки состояния за минимальное время. Разработана и реализована концепция адаптивного клиента блока идентификации технического состояния ГПА в составе автоматизированной системы управления, что позволяет распределить вычислительные задачи между ресурсами системы, исходя из их текущей загруженности, тем самым сокращая время вычислений. Синтезировано программное обеспечение идентификации технического состояния ГПА, которое позволяет оценить техническое состояние ГПА с заданной точностью за короткое время на основе данных о его функционировании. Нашел дальнейшее развитие метод распознавания импульсов определенной формы в структуре параметров технологического процесса на основе вейвлета, сгенерированного по форме искомого импульса, что позволило повысить достоверность выявления таких импульсов.

The thesis is devoted to developing an integrated method of identifying the technical state of gas compressing units (GCU) as control object, and development of informational and software in the automatic control system of GCU that implements this method. By analyzing the structure of the identification process for technical state of gas compressor units based on data from process of natural gas compression, the main stages of preparing the data to the processing methods of advanced data analysis techniques, there was developed a comprehensive method of identifying the technical state of gas compressor units based on the parameters of the functioning, application of data analysis methods and techniques of artificial intelligence, that give possibility to detect and prevent accidents. Developed, based on entropy estimates, construction of process analysis algorithm, based on information value features that made it possible to achieve the desired reliability assessment in the minimum time. Developed and implemented the concept of adaptive client for identification of GCU technical condition in the automated control system, which makes it possible to distribute computing tasks between resources system, based on their current workload and reduce the computation time. Synthesized software for identification of GCU technical condition that allows to evaluate the 'technical condition of the GCU with given accuracy in the shortest time based on it’s performance. Found further development the method of recognition of pulse with certain form in the structure of process parameters, based on wavelet generated by the form of the desired pulse, leading to improved reliability of detection of such pulses.