Разработка модели управления эксплуатационными мероприятиями электрохозяйства Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Ежеквартальный «вСТНИКАПК

78 научно-практичесшй ИС Ставрополья

журнал

УДК 621.313.004.67

Хорольский В. Я., Жданов В. Г., Шемякин В. Н., Аникуев С. В.

Khorolskiy V. Y., Zhdanov V. G., Shemyakin V. N., Anikuev S. V.

РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ УПРАВЛЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИ МЕРОПРИЯТИЯМИ ЭЛЕКТРОХОЗЯЙСТВА

DEVELOPMENT OF MANAGEMENT MODEL FOR OPERATIONAL ACTIONS IN ELECTRICAL FACILITIES

На основе системного подхода разработана модель управления эксплуатационными мероприятиями в электрохозяйствах. Показана функциональная схема управления производственным процессом. Рассмотрен вопрос автоматизации и управления.

Ключевые слова: электрохозяйство, эксплуатационные мероприятия, управление, функциональная схема, производственный процесс, автоматизация.

The management model for operational actions in electrical facilities is developed on the basis of the system approach. The production control functional chart is presented. The automation and management issue is considered.

Keywords: electrical facilities, operational actions, management, functional chart, production, automation.

Хорольский Владимир Яковлевич -

доктор технических наук, профессор кафедры

электроснабжения и эксплуатации

электрооборудования

Ставропольский государственный

аграрный университет

Тел.: 8-928-316-10-98

E-mail: [email protected]

Жданов Валерий Георгиевич-

кандидат технических наук, доцент кафедры

электроснабжения и эксплуатации

электрооборудования

Ставропольский государственный

аграрный университет

Тел.: 8-928-306-90-26

E-mail: [email protected]

Шемякин Виталий Николаевич -

кандидат технических наук, доцент кафедры

электроснабжения и эксплуатации

электрооборудования

Ставропольский государственный

аграрный университет

Тел.: 8-918-755-54-30

E-mail: [email protected]

Аникуев Сергей Викторович-

кандидат технических наук, доцент кафедры теоретических основ электротехники Ставропольский государственный аграрный университет Тел.: 8-918-747-02-03 E-mail: [email protected]

Khorolskiy Vladimir Yakovlevich -

Doctor of Technical Sciences,

Professor of the Department of

Power Supply and Electric

Equipment Operation

Stavropol State Agrarian University

Теl.: 8-928-316-10-98

E-mail: [email protected]

Zhdanov Valery Georgievich -

Ph.D in Technical Sciences,

Docent of the Department of

Power Supply and Electric

Equipment Operation

Stavropol State Agrarian University

Теl.: 8-928-306-90-26

E-mail: [email protected]

Shemyakin Vitaliy Nikolaevich -

Ph.D in Technical Sciences,

Docent of the Department of Power Supply and Electric Equipment Operation Stavropol State Agrarian University Теl.: 8-918-755-54-30 E-mail: [email protected]

Anikuev Sergey Viktorovich -

Ph.D in Technical Sciences,

Docent of the Department Theoretical Bases of Electrical Equipment Stavropol State Agrarian University Теl.: 8-918-747-02-03 E-mail: [email protected]

Электрохозяйство предприятия как сложная техническая и социальноэкономическая система должна обладать свойствами высокой надежности, оперативной управляемости, адаптации к быстро изменяющимся условиям, устойчивости в отношении внешних и внутренних воздействий, безопасности, экономичности, социальной гармонии.

Управление такими объектами представляет довольно сложную задачу ввиду разнопланово-

сти решаемых задач, сложности и быстродействия протекающих процессов, необходимости оперативного принятия решений, серьезности последствий, происходящих при перерывах электроснабжения [1].

Любой сложный комплекс, если подходить к нему с позиций технической кибернетики, состоит из управляющей и управляемой систем, связанных между собой каналами передачи информации.

Рассматривая электрохозяйство как сложную взаимосвязанную систему можно выделить в ней

в

естник АПК

Ставрополья

:№ 3(11), 2013!

¥ (1) =

Агроинженерия

79

управляемую часть - производственный персонал и комплекс машин и оборудования, участвующих в проведении эксплуатационных мероприятий, и управляющую часть - коллектив людей, разрабатывающих план-график проведения мероприятий, контролирующих ход их выполнения и осуществляющих корректировку графика, а также проводящих оперативно-диспетчерское обслуживание электроустановок, разрабатывающих предложения по модернизации и развитию электроустановок [2].

Процессу обслуживания электрооборудования соответствует некоторая многополюсная система с несколькими входами (х) (по количеству входных переменных, участвующих в производственном процессе) и несколькими выходами (к) (по количеству получаемых результатов). Векторы х и к ориентируют все параметры, характеризующие входную и выходную информацию.

Считая, что вся доступная информация о поведении объекта содержится в т функциях времени {уу} (I = 1,2, ..., п; ] = 1,2, ..., т), где п - количество учитываемых параметров процесса обслуживания и ремонта электрооборудования на ]-м участке, т - количество производственных участков в электрохозяйстве, можно рассматривать {уу} как компоненты тп-мерного вектора, называемого вектором состояния 7^)

{у 11 }

{у 12 }

ленной цели. Такие воздействия следует рассматривать как вектор управления г.

Функциональные уравнения, описывающие управляемый производственный процесс эксплуатационного обслуживания электрооборудования, в общем виде могут быть представлены четырьмя группами:

1. Уравнения, устанавливающие зависимость выходных параметров от входных воздействий

К = ф(х,-о.

(1)

При этом ограничения, определяющие допустимые пределы изменения управляемых параметров, а также характеризующие требования к выходным параметрам (технические условия), могут быть в общем виде представлены совокупностью неравенств

|с(х,к, )}> «ф*(х,У, )}

(2)

2. Уравнения, позволяющие выполнить оценку технико-экономической эффективности управления и оценить степень соответствия того или иного управляющего воздействия поставленной перед системой цели

Е =ф(Х,К,¥,РЛ1) = ехЦ-.

(3)

Состояние объекта может изменяться под влиянием трех факторов: внешней среды (?), неконтролируемого изменения динамических свойств объекта, управляющих воздействий (г).

Под внешней средой следует понимать все то, что находится вне системы и оказывает влияние на ее функционирование либо само находится под воздействием рассматриваемой системы. Грань между системой и ее внешней средой во многих случаях бывает трудно провести, поэтому исследователь обычно выделяет и рассматривает существенные с его точки зрения взаимодействия. Поскольку вся информация о влиянии внешней среды может учитывать несколько факторов, указанный параметр следует рассматривать в виде вектора Ё.

Неконтролируемые изменения свойств исследуемого объекта происходят под влиянием внутренних свойств (в отличие от изменений под действием управляющих воздействий), и их трудно заранее учесть, поэтому при разработке модели их обычно рассматривают на последующих этапах ее исследования.

Третьим фактором, учитываемым при разработке модели исследуемого объекта, являются управляющие воздействия, вырабатываемые системой управления для достижения постав-

3. Уравнения управления, описывающие алгоритм управления, обеспечивающий выполнение уравнений для определения показателей эффективности (3) при известных уравнениях связи (1) и заданных ограничениях (2)

1 = ф(Х,К, Ф,^). (4)

4. Дополнительные уравнения связей

0 = (р(г,г) = 0. (5)

Дополнительные уравнения связей определяют функциональную зависимость управляемых параметров Р от решений г, вырабатываемых управляющей системой.

Задача управления производственным процессом может быть сформулирована в общем виде следующим образом: при заданных уравнениях связи (1) и ограничениях (2) найти и реализовать алгоритм управления (4), обеспечивающий значение показателей техникоэкономической эффективности (3) не меньше (не больше) допустимых для них значений.

Предполагая использование обобщенного показателя качества системы в виде свертки частных показателей качества, эти требования можно представить следующим образом

(6)

Представленная на рисунке функциональная схема управления производственным процессом электрохозяйства состоит из управляемой и управляющей систем [3].

научно-практическии журнал

Рисунок - Функциональная схема модели автоматизированного управления производственной деятельностью электрохозяйства

Управляемая система представляет собой участок производства, на котором реализуется ряд процессов - проводятся плановые мероприятия по техническому обслуживанию (ТО), текущему ремонту (ТР), а также выполняются оперативные мероприятия (ОО). Ход производственного процесса контролируется управля-

ющей системой (УС). Первичная информация, поступающая с объектов, является оперативной информацией. На вход входного устройства передается информация у [2].

После обработки эта информация поступает на вход системы ввода-вывода информации и вводится в вычислительную часть автомати-

в

:№ 3(11), 2013!

Агроинженерия

81

зированной системы управления (АСУ). Туда же вводятся задаваемые системой более высокого ранга задания м, установленный рассматриваемому производственному участку критерий эффективности е0 и ограничения технологического процесса С*.

Основным блоком вычислительной части АСУ является блок, реализующий модель управляющей части системы. В соответствии с заранее разработанными правилами - алгоритмами оптимизации модель прогнозирует ход и вырабатывает вектор управления г, который с помощью алгоритма управляющих воздействий преобразуется в план-график последовательных воздействий р на управляемую часть системы.

Управляющие воздействия, приказы и команды на проведение мероприятий выдаются вычислительной частью АСУ через выходное устройство руководителю работ на участке и диспетчеру.

Так как рассматриваемая модель является лишь приближенным отображением реального объекта, то практически достигаемая величина критерия эффективности Ег будет отличаться от идеального (заданного) значения величины Е0. Анализ величины Д = Е0 - Ег позволяет выявить расхождение между моделью и реальной системой и выработать корректирующее воздействие на модель Дм, уменьшающее это расхождение.

Литература

1. Хорольский В. Я., Таранов М. А. Надежность электроснабжения. Ростов н/Д : Терра Принт, 2007.

2. Хорольский В. Я., Таранов М. А., Шемякин В. Н. Эксплуатация электрооборудования сельскохозяйственных предприятий. Ставрополь : АГРУС, 2010.

3. Жданов В. Г Повышение надежности и экономичности работы электрооборудования сельскохозяйственных предприятий на основе специализированного автоматизированного рабочего места руководителя электротехнической службы : дис. . канд. техн. наук / Ставропольский государственный аграрный университет. Ставрополь : СтГАУ, 200б.

References:

1. Khorolskiy V. Ya., Taranov M. A. Reliability of power supply. Rostov-on to Don : Terra Print, 2007.

2. Khorolskiy V. Ya., Taranov M. A., She-myakin V. N. Operation of electric equipment of the agricultural enterprises. Stavropol : AGRUS, 2010.

3. Zhdanov V. G. Increase of reliability and profitability of work of electric equipment of the agricultural enterprises on the basis of the specialized automated workplace of the head of electrotechnical service // PH.D. thesis in Technical Sciences / Stavropol State Agrarian University. Stavropol : SSAU, 2006.