МОДЕЛЬ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ НАСОСНОЮ СТАНЦІЄЮ НА ЗАСАДАХ ТЕОРІЇ ЕЛЕКТРИЧНИХ КІЛ

Автор(и)

  • І. І. Яремак Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу
  • І. В. Гладь Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу
  • Р. О. Яремак Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

DOI:

https://doi.org/10.31649/1997-9266-2025-183-6-72-77

Ключові слова:

система керування, насосна станція, теорія електричних кіл, схема заміщення, автоматизація

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.

Біографії авторів

І. І. Яремак, Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

канд. техн. наук, доцент кафедри електричної інженерії

І. В. Гладь, Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

канд. техн. наук, доцент кафедри електричної інженерії

Р. О. Яремак, Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

магістр кафедри електричної інженерії

Посилання

В. С. Костишин, і І. І. Яремак, «Аналіз показників ефективності та надійності роботи насосного агрегата на засадах системного підходу,» Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ, № 1 (62), с. 50-60, 2017.

E. H. Crapper, Electric and Magnetic Circuits. Legare Street Press, 2023, 390 р.

V. S. Kostyshyn, and I. I. Yaremak, “Mathematical model of reliability and efficiency of pumping unit of an oil pumping station,” Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, № 5, pp. 62-68, 2017.

I. Morshch, “Analysis of the causes of damage to centrifugal pumps during operation and methods of their elimination,” Problems of Tribology, vol. 30, no. 1/115, pp. 60-65, 2025. https://doi.org/10.31891/2079-1372-2025-115-1-60-65 .

Y. Zhao, P. Zhang, Y. Pu, H. Lei, and X. Zheng, “Unit Operation Combination and Flow Distribution Scheme of Water Pump Station System Based on Genetic Algorithm,” Appl. Sci., vol. 13, pp. 11869, 2023. https://doi.org/10.3390/app132111869 .

P. Xu, and S. Zhang, “Design of Monitoring and Control System of Hydraulic Pump Station Based on Internet of Things,” Aut. Control Comp. Sci., vol. 59, pp. 340-348, 2025. https://doi.org/10.3103/S0146411625700506 .

І. І. Яремак, «Багатоцільова оптимізація усталених режимів роботи електроприводних насосних станцій магістральних нафтопроводів.» дис. канд. техн. наук, Івано-Франківський нац. техн. ун-т нафти і газу, Івано-Франківськ, 2018, 201 с.

І. І. Яремак, В. С. Костишин, і А. В. Костишин, «Розрахунок показників енергоефективності режимів роботи нафтоперекачувальної станції, обладнаної відцентровими насосами зі синхронним електроприводом,» Науковий вісник НЛТУ України, вип. 27(3), с. 166-170, 2017.

##submission.downloads##

Переглядів анотації: 1

Опубліковано

2025-12-24

Як цитувати

[1]
І. І. Яремак, І. В. Гладь, і Р. О. Яремак, «МОДЕЛЬ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ НАСОСНОЮ СТАНЦІЄЮ НА ЗАСАДАХ ТЕОРІЇ ЕЛЕКТРИЧНИХ КІЛ», Вісник ВПІ, вип. 6, с. 72–77, Груд. 2025.

Номер

Розділ

Енергетика, електротехніка та електромеханіка

Метрики

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.