Телефон: +7 (383)-202-16-86

Статья опубликована в рамках: XLV Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ» (Россия, г. Новосибирск, 21 мая 2018 г.)

Наука: Информационные технологии

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Ахатова А.Р. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАСЧЕТА ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ ДО И ПОСЛЕ ВНЕДРЕНИЯ АСУЭ // Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ: сб. ст. по мат. XLV междунар. студ. науч.-практ. конф. № 10(45). URL: https://sibac.info/archive/meghdis/10(45).pdf (дата обращения: 21.08.2019)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАСЧЕТА ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ ДО И ПОСЛЕ ВНЕДРЕНИЯ АСУЭ

Ахатова Айсылу Рамилевна

студент, кафедра АСУ, УГАТУ,

РФ, г. Уфа. 

Научный руководитель Сулейманова Алла Маратовна

доц. кафедры АСУ, УГАТУ,

РФ, г. Уфа

АННОТАЦИЯ

Сейчас сложно представить предприятие любого вида деятельности без автоматизации. Она необходима для ускорения и облегчения сложных операций, в том числе трудоемких расчетов.

При проведении в компании полной или частичной автоматизация, она повышает свою конкурентоспособность.

Необходимость автоматизировать процесс возникает, если этот процесс трудоемок и на его  выполнение тратиться довольно большое количество времени.

Перед разработкой и внедрением системы необходимо смоделировать процесс для оценки эффективности автоматизации и уменьшения затрат на доработки в процессе эксплуатации.

В данной статье рассмотрим в качестве математической модели-Цепи Маркова, а  для выявления наиболее распространенных типовых решения по управлению объектом.

Ключевые слова: автоматизация, контур управления, математическая модель, Цепи Маркова.

 

Контур управления – замкнутая совокупность элементов системы управления. Контур управления строят чаще всего лишь для определенной подсистемы, и показывают на нем лишь наиболее распространенные типовые решения по управлению объектом.

Контур управления предлагаемой АИС состоит из контуров:

  • контур регулирования;
  • контур адаптации
  • Контур обучения.

На рисунке 1 показан контур управления, отображающий предлагаемый процесс расчета тепловой энергии.

Во внедряемой АИС в качестве объекта управления рассматривается процесс расчета тепловой энергии. В контуре регулирования на основе показаний датчиков рассчитывается тепловая энергия и формируются отчеты. В случае возникновения отклонения показаний измерительных приборов (датчиков и тепловычислителя)  корректируется работа датчиков и тепловычислителя (ремонт). В контуре адаптации происходит анализ причин ошибок при сборе данных. В контуре обучения происходит анализ отказа системы, выработка решений по устранению отказа и принимается решение по устранению. Далее формируется нормативный документ, регламентирующий процесс расчета тепловой энергии и подпитки.

 

Рисунок 1. Контур управления

 

В качестве математической модели используется цепь Маркова с поглощающими состояниями, соответствующими достижению или не достижению системой конечной цели функционирования.

Цепь Маркова – это распространенный и довольно простой способ моделирования случайных событий.

При анализе цепи Маркова составляют граф состояний, на котором отмечают все состояния цепи (системы) и ненулевые вероятности за один шаг.

Переходные вероятности цепи Маркова за один шаг записывают в виде матрицы , которую называют матрицей вероятностей перехода или просто переходной матрицей.

Матрицы переходов позволяют вычислить вероятность любой траектории цепи Маркова с помощью теоремы умножения вероятностей.

В класс П входят все события «фонового» (универсального) потока как внутри, так и вне системы. Но если установлено, что начальное событие Н и конечные У и О В класс П входят все события «фонового» (универсального) потока как внутри, так и вне системы. Но если установлено, что начальное событие Н и конечные У и О причинно связанны, значит, есть возможность воспроизводить Н (и, следовательно, У) многократно. Если система находится в состоянии П, то цель с достоверностью не достигается, т. е. имеет место переход П-О. Переходы Н-У и П-О составляют полную группу событий. связанны, значит, есть возможность воспроизводить Н (и, следовательно, У) многократно.

Если система находится в состоянии П, то цель с достоверностью не достигается, т. е. имеет место переход П-О. Переходы Н-У и П-О составляют полную группу событий.

Далее рассмотрим математические модели до и после внедрения АСУЭ (рисунок 2).

 

Рисунок 2. Цепь Маркова существующего процесса

 

 Н – начальное состояние, возникновение неисправности;

S1 – поступление сигнала опроса первичных измерительных преобразователей;

S2 – получение ответа первичных измерительных преобразователей;

S3 отражение показателей на диаграммной ленте;

S4 – проверка показателей;

S5 – проведение расчетов;

S6 – оформление отчета за сутки/месяц;

S7 – неисправность прибора РП160;

S8 – неисправность первичных измерительных преобразователей;

S9-закончилась диаграммная лента;

S10-некорректные показатели;

S11-ошибка в расчетах;

S12-ошибка в оформлении отчета

У -оформленный отчет за сутки/месяц;

О –отказ системы;

П – класс состояний, не ведущих к цели; 

Pij – вероятность перехода из состояния Si в Sj.

Финальная вероятность определяется по специальному алгоритму Байцера.

Для расчетов будем пользоваться правилами последовательного исключения промежуточных вершин и контуров.

Для осуществления алгоритма необходимо составить матрицу переходов. Матричное представление построенного графа (рис. 1) представлено в таблице 1.

р0 = 1, р1 = 0,8, р2 = 0,75, р3 = 0,8, р4 = 0,8, р5 = 0.7, р6 = 0,9, р7 = 0.9, р8 = 0.75, р9 = 0,8,  р10 = 0,8, р11 = 0,7, р12 = 0,85.

Вероятности находятся по формуле (1):

Pij,n = Pij ∗Pji,                                                         (1)

где Pij,n − вероятность, соответствующая n-ой параллельной связи между узлами i и j. Вероятность, соответствующая n-ой параллельной связи между узлами i и j находится по формуле (2):

Pij = ∑ Pij,n n                                                          (2)

Исключение цикла осуществляется путем распределения значений трех его характеристик между выходящими из узла связями пропорционально вероятностям выходов (3). 

Pij = Pij/( 1−Pii)                                                       (3)

Осуществляются преобразования: на каждом шаге исключается один из узлов, начиная с узла П. Строится новая матрица переходов, исключая из старой строку и столбец, соответствующие исключенному узлу (рис.3).

Финальная вероятность математической модели существующего процесса равна 0.71.

По такому же алгоритма рассчитывается финальная вероятность для математической модели предлагаемого процесса (рисунок 1).

Н – начальное состояние, возникновение неисправности;

S1 – поступление сигнала опроса первичных измерительных преобразователей;

S2 – получение ответа первичных измерительных преобразователей;

S3 - проведение расчетов;

S4 – отображение результата;

S5 – сохранить результат в БД;

S6 – оформить отчет за сутки/месяц;

S7 – неисправность прибора тепловычислителя;

S8 – неисправность первичных измерительных преобразователей;

S9-неисправность сервера;

S10-неисправность KVM-панели;

S11-ошибка в БД;

S12- ошибка в БД;

У -оформленный отчет за сутки/месяц;

О –Отказ системы;

П – класс состояний, не ведущих к цели; 

Pij – вероятность перехода из состояния Si в Sj

Заданы следующие вероятности: р0 = 1, р1 = 0.8, р2 = 0.85, р3 = 0.8, р4 = 0.85, р5 = 0.9, р6 = 0.85, р7 = 0,95, р8 = 0,8, р9 = 0,85, р10 = 0,9, р11 = 0,95, р12 = 1

Финальная вероятность математической модели предлагаемого процесса равна 0.86.

Система после внедрения АСУЭ является более эффективной, так как вероятность отказа в обслуживании пользователя уменьшилась. Также  рассчитали время, затраченное на достижение конечной цели, для обоих процессов. Внедрение АСУЭ позволит сократить время выполнения процесса расчета  тепловой энергии в среднем на 178,6 минут.

 

Список литературы:

  1.  Цепи Маркова[электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://proglib.io/p/markov-chain/ (дата обращения 15.05.18)
  2. Автоматизация предприятия [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL:http://www.itmservice.ru/info/avtomatizaciya-predpriyatiya/(дата обращения 15.05.18)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий