МОДЕЛЬ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ НАСОСНОЮ СТАНЦІЄЮ НА ЗАСАДАХ ТЕОРІЇ ЕЛЕКТРИЧНИХ КІЛ

Анотація

Запропоновано системний підхід до моделювання та керування режимами роботи насосної станції з електроприводними насосними агрегатами на засадах теорії електричних кіл і принципів системного аналізу. Застосовано математичну модель насосної станції, побудовану на основі методу електрогідравлічної аналогії та теорії кіл, яка адекватно відтворює взаємодію електричної, механічної та гідравлічної підсистем, об’єднаних спільним енергетичним процесом перетворення електричної енергії у гідравлічну.

Сформовано комплексну модель системи керування, що забезпечує врахування впливу технологічних, енергетичних, конструктивних і режимних параметрів на ефективність та надійність функціонування насосної станції. Досліджено закономірності взаємодії підсистем різної фізичної природи та встановлено залежності, які дають змогу реалізувати узгоджене регулювання режимів роботи електричних двигунів і насосів з метою підтримання оптимальних характеристик витрати та тиску. Запропоновано структурну схему автоматизованої системи керування технологічним процесом, побудовану за ієрархічним принципом і реалізовану на трьох рівнях — верхньому, середньому та нижньому. Така архітектура забезпечує централізований контроль, локальне керування та безпосередню взаємодію з об’єктами автоматизації. Розроблено математичну модель системи керування насосної станції у вигляді поліоптимізаційної задачі, що враховує локальні й глобальні критерії оптимальності, спрямовані на мінімізацію енергетичних витрат, підвищення ефективності електричних двигунів і насосних агрегатів та забезпечення їхньої надійності.

Створено програмне забезпечення для багатокритеріальної оптимізації режимів роботи насосної станції, яке дозволяє оперативно формувати цільові функції та визначати оптимальні значення витратного навантаження. Апробація системи проведена на насосній станції з трьома послідовно увімкненими електроприводними насосними агрегатами, показала ефективність і надійність роботи запропонованої моделі та можливість її інтеграції в наявну автоматизовану систему керування. Результати демонструють здатність системи керування підтримувати оптимальні режими функціонування, підвищувати ефективність і надійність насосних агрегатів, а також забезпечувати узгоджене виконання багатоцільових завдань у реальному часі.