Оптимізація інформаційно-вимірювальних систем у мережах водопостачання - Автореферат

Підвищення ефективності роботи мереж подачі і розподілу води (ПРВ) потребує застосування оптимальних інформаційно-вимірювальних систем (ІВС) для комплексного вимірювання витрат, впровадження яких стримувалось відсутністю до недавнього часу ефективних первинних перетворювачів для вимірювальних каналів. Дослідження проводились відповідно до приоритетних напрямків розвитку науки і техніки: "Перспективні інформаційні технології, прилади комплексної автоматизації, системи звязку", "Екологічно чиста енергетика та ресурсозберігаючі технології", затверджених Постановою Верховної Ради України від 16.10.1992 року №2205-ХІ, в рамках теми 46-Д-176 "Моделювання та оптимізація людино-машинних систем на базі нечітких множин та генетичних алгоритмів" координаційного плану науково-дослідних робіт на 1997-1999 роки, затвердженого наказом Міністерства Освіти України від 13.02.1997 року №37, а також теми 23-Д-224 "Розробка методів і засобів енерго-і ресурсозбереження в перетворювальній техніці", затвердженої наказом ВДТУ від 14.01.2000 року №15. Проаналізувати існуючі інформаційно-вимірювальні системи для мереж водопостачання (в тому числі відомі засоби вимірювання витрат), розглянути критерії оцінювання їх ефективності та методи оптимізації. Сформувати рекомендації щодо оптимізації параметрів та структури ІВС ПРВ шляхом оптимального вибору ЗВВ для їх вимірювальних каналів, використовуючи математичні моделі оцінювання ефективності засобів вимірювання витрати. В дисертаційній роботі отримала подальший розвиток методологія параметричної та структурної оптимізації ІВС у мережах водопостачання в напрямку розробки теоретичних засад багатокритеріального оцінювання ефективності та оптимального вибору засобів вимірювання витрат як первинних перетворювачів для вимірювальних каналів.Зроблено висновок про відсутність єдиної системи критеріїв оцінювання ефективності їх функціонування та критеріїв для оптимізації ІВС ПРВ. Доведено необхідність та поставлено завдання про створення нової методики параметричної та структурної оптимізації ІВС ПРВ шляхом проведення оцінювання ефективності і обґрунтування оптимального вибору ЗВВ як первинних перетворювачів для вимірювальних каналів цих систем. , (2) де ЦБ - середня вартість базових ЗВВ (прийнято швидкісно-частотні ЗВВ марки ВСКМ); СЗВВ - витрати на придбання ЗВВ; СВ - витрати на встановлення ЗВВ на трубопроводі; СЕ - витрати на експлуатацію ЗВВ у вимірювальному каналі ІВС. Тому діапазон вимірюваних витрат розбито на чотири дільниці і отримано такі залежності відносної годинної похибки вимірювання, вираженої в процентах від добової витрати води у трубопроводі: для дільниці від номінальної Qn до максимальної Qmax витрати Дослідженням роботи ЗВВ як первинних перетворювачів вимірювальних каналів сформульовано таку множину частинних критеріїв стійкості до збурень: С 1СЗБ - стійкість конструкції ЗВВ до забивання механічними домішками у воді, С 2СЗБ - її стійкість до відмов (виходу з ладу), викликаних механічними домішками у воді, С 3СЗБ - стійкість робочих характеристик (РХ) ЗВВ до впливу механічних домішок у воді, С 4СЗБ - стійкість РХ до виникнення та впливу газоподібних бульбашок у воді, С 5СЗБ - стійкість РХ до впливу коливань тиску води в трубопроводі, С 6СЗБ - стійкість РХ до впливу коливань вязкості води, С 7СЗБ - стійкість РХ до впливу коливань температури води, С 8СЗБ - стійкість РХ до впливу вихрових струмів у трубопроводі, С 9СЗБ - стійкість РХ до виникнення та впливу електрохімічних процесів у воді, С 10СЗБ - стійкість конструкції ЗВВ до механічних пошкоджень, С 11СЗБ - її стійкість до виникнення кавітації під час роботи, С 12СЗБ - стійкість конструкції ЗВВ до підвищеної температури води (для ЗВВ холодної води).В дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення актуальної наукової й практичної задачі оптимізації параметрів та структури ІВС у мережах водопостачання в напрямку оптимального вибору та застосування ЗВВ як первинних перетворювачів у вимірювальних каналах. Шляхом дослідження ІВС ПРВ із засобами вимірювання витрат, а також самого процесу вимірювання розвинуто методологію параметричної та структурної оптимізації ІВС в напрямку створення теоретичних засад формування єдиної системи критеріїв ефективності ЗВВ та методів їх оцінювання за цими критеріями. Для підвищення ефективності їх функціонування доведено необхідність розробки нової методики параметричної та структурної оптимізації ІВС ПРВ шляхом оцінювання та вибору ЗВВ з оптимальними параметрами. Доведено необхідність утворення єдиної системи критеріїв ефективності ЗВВ та розроблення методики їх оцінювання за цими критеріями. Сформовано ієрархічну систему критеріїв їх ефективності як первинних перетворювачів для вимірювальних каналів ІВС ПРВ у формі чотирьох груп частинних критеріїв: метричні (кількісні) - корисність та плата за корисність, неметричні (якісні) - стійкість до збурень та зручність перевірочного контролю.

Основний зміст роботи