RU2569810C2 - Object-oriented processes and multi-agent automated complex protection systems for geographically-distributed industrial complex (gdic) - Google Patents
Object-oriented processes and multi-agent automated complex protection systems for geographically-distributed industrial complex (gdic) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2569810C2 RU2569810C2 RU2012138932/08A RU2012138932A RU2569810C2 RU 2569810 C2 RU2569810 C2 RU 2569810C2 RU 2012138932/08 A RU2012138932/08 A RU 2012138932/08A RU 2012138932 A RU2012138932 A RU 2012138932A RU 2569810 C2 RU2569810 C2 RU 2569810C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- complex
- functional
- objects
- level
- protection
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
- General Factory Administration (AREA)
Abstract
Description
Суть изобретения: Изобретение предназначено для решения проблемы обеспечения комплексной безопасности и защищенности эксплуатации территориально распределенных промышленных комплексов (ТРПК) как на локальном, так и на системном уровнях. Практически все современные энергоемкие производства (нефтегазовые месторождения, энергетические системы, многоклетьевые прокатные станы, морские суда и т.п.) представляют собой многокомпонентные ТРПК из нескольких подсистем - функциональных блоков (ФБ), каждый из которых в свою очередь состоит из нескольких увязанных общей технологией производственных объектов. При этом в качестве ФБ могут выступать, например, цеха ТРПК, а в качестве производственных объектов в составе ФБ внутрицеховое оборудование. Для безопасности ТРПК существенными оказываются такие свойственные ему особенности как многомерность, неавтономный характер работы его компонент, применение опасных технологий, динамичность ТРПК на локальном и системном уровнях, предрасположенность к системной неустойчивости и аварийности [1, 2], проявление согласованного коллективного поведения компонент ТРПК. Так в электроэнергетике взаимосвязи протекающих в турбоагрегатах рабочих процессов четко прослеживаются не только на локальном уровне, но и между смежными агрегатами или даже их группами, динамически взаимодействующими между собой через общую электрическую нагрузку и/или общую энергосеть [1]. Механическими аналогами таких систем являются, например, нефтегазовые промыслы, коллекторные схемы сопряжения оборудования которых порождают тот же тип динамического взаимодействия рабочих процессов в их проточных частях, что и в энергосистемах.The essence of the invention: The invention is intended to solve the problem of ensuring integrated safety and security of operation of geographically distributed industrial complexes (TRPC) both at the local and system levels. Almost all modern energy-intensive industries (oil and gas fields, energy systems, multi-stand rolling mills, sea vessels, etc.) are multicomponent TRPC of several subsystems - functional blocks (FB), each of which in turn consists of several linked by a common technology production facilities. At the same time, for example, TRPC workshops can act as FBs, and in-shop equipment as production facilities within the FB. For TRPC safety, such characteristic features as multidimensionality, non-autonomous character of its component work, application of hazardous technologies, TRPC dynamism at the local and system levels, predisposition to system instability and accident rate [1, 2], manifestation of coordinated collective behavior of TRPC components are significant. So in the electric power industry, the interconnections of work processes taking place in turbine units are clearly observed not only at the local level, but also between adjacent units or even their groups, dynamically interacting with each other through a common electric load and / or a common power grid [1]. Mechanical analogs of such systems are, for example, oil and gas fields, the collector circuits of equipment pairing which generate the same type of dynamic interaction of working processes in their flow parts as in power systems.
Все последние годы мировая статистика пополняется данными, свидетельствующими о сопутствующем техническому прогрессу повышении рисков наиболее тяжелых по последствиям крупномасштабных техногенных аварий и катастроф с ярко выраженным системным характером, охватывающих, как правило, многие объекты ФБ, группы ФБ или в целом ТРПК. Причем с каждым годом они становятся все более масштабными, а их количество и наносимый ущерб неизменно растут. Их основные особенности:Over the past few years, world statistics have been replenished with data indicating a concomitant technical progress in increasing the risks of the most severe consequences of large-scale industrial accidents and catastrophes with a pronounced systemic nature, covering, as a rule, many objects of the FS, the FS group or the whole TRK. Moreover, every year they become more and more large-scale, and their number and the damage done are steadily growing. Their main features:
- случайный характер возникновения катастроф;- the random nature of the occurrence of disasters;
- крайне слабая предсказуемость развития катастроф (отсутствие настораживающих факторов и симптомов);- extremely poor predictability of the development of disasters (the absence of alarming factors and symptoms);
- неопределенность по спусковым механизмам катастрофических исходов;- uncertainty on triggers of catastrophic outcomes;
- развитие техногенных катастроф в ТРПК как с большой наработкой, так и с вновь введенным в эксплуатацию оборудованием;- the development of man-made disasters in the TRPK, both with a large operating time, and with newly commissioned equipment;
- сложность выяснения не укладывающихся в привычные схемы причин состоявшихся катастроф.- the difficulty of finding out the reasons for the disasters that do not fit into the usual schemes.
Примером одной из таких системных катастроф, произошедшей на Каширской ГРЭС-4 05.10.2002 г без каких либо упреждающих ее симптомов, является взрыв энергоблока 300 МВт с полным уничтожением машинного зала 10000 м2 и трех энергоблоков всего через 10 дней после проведенного капитального ремонта.An example of one such system crashes which have occurred on Kashirskaya-4 05.10.2002 g without any preemptive symptoms thereof, is an explosion of 300 MW power unit with the complete destruction of the machine hall 10000 m 2 and all three units 10 days after the overhaul.
Современный подход к обеспечению безопасности ТРПК базируется на простом охвате как можно большего числа его компонент локальными системами их контроля и защиты. Однако такой подход и такие системы принципиально не способны обнаруживать, идентифицировать и парировать развитие катастрофы, тем более, что на уровне локальных компонент ТРПК чаще всего их развитие происходит без каких либо симптомов.The modern approach to ensuring the safety of TRPC is based on the simple coverage of as many of its components as possible with local systems for their control and protection. However, such an approach and such systems are fundamentally incapable of detecting, identifying and fending off the development of a catastrophe, especially since at the level of the local components of the TRPC most often their development occurs without any symptoms.
В изобретении представлен новый подход к решению проблем обеспечения безопасности ТРПК с совмещенными локальным и системным уровнями раннего обнаружения и парирования развития аварий и катастроф, что и отражено в используемом ниже термине «комплексная безопасность». Характерной особенностью предлагаемых способов и реализующих способы устройств является их объектная ориентируемость, предопределяющая их обязательную упреждающую (до ввода в штатную эксплуатацию) глубокую начальную динамическую адаптацию к комплексу. При этом определяются начальные функциональное и техническое состояния ТРПК, а также уточняются для групп локальных и системных диагностических признаков их эталоны и границы допусков в формах зависимости от текущего режима работы ТРПК и его компонент. Полученные таким образом данные являются исходными для реализации процедур мониторинга последующей эволюции зафиксированного начального состояния ТРПК, раннего обнаружения, идентификации и парирования развития локальных, но, прежде всего, системных дефектов, неисправностей и предаварийных состояний, а также обеспечения комплексной безопасности-защищенности ТРПК в целом.The invention presents a new approach to solving the problems of ensuring TRPK safety with combined local and systemic levels of early detection and parry of the development of accidents and disasters, which is reflected in the term “integrated security” used below. A characteristic feature of the proposed methods and devices that implement the methods is their object orientability, which predetermines their mandatory pre-emptive (before putting into regular operation) deep initial dynamic adaptation to the complex. At the same time, the initial functional and technical conditions of the TRPC are determined, and also for the groups of local and system diagnostic features their standards and tolerance limits are determined in forms depending on the current operation mode of the TRPC and its components. The data obtained in this way are the source for the implementation of monitoring procedures for the subsequent evolution of the recorded initial state of the TRPC, early detection, identification and parry of the development of local, but, above all, systemic defects, malfunctions and pre-emergency conditions, as well as ensuring integrated safety and security of the TRPC as a whole.
Реализующая способ мультиагентная автоматизированная система комплексной безопасности-защищенности (СКБЗ) из территориально распределяемых (соответственно распределению компонент ТРПК) но системно увязанных агентов нижнего уровня (АНУ) допускает реализацию в агенте-координаторе верхнего уровня (АКВУ) СКБЗ функций согласованного неконфликтного координированного управления коллективным поведением динамически взаимодействующих компонент ТРПК [3] и их защиты от локальных и системных аварий и катастроф.The multi-agent automated system of integrated security-protection (CCBZ) that implements the method from geographically distributed (corresponding to the distribution of TRPC components) but systemically linked lower-level agents (ANUs) allows the implementation of the coordinated non-conflict coordinated coordinated management of collective behavior dynamically functions in the top-level coordinating agent (AKVU) interacting components of TRPK [3] and their protection from local and systemic accidents and disasters.
Описание изобретения: Предлагаемое изобретение относится к области автоматики и может использоваться для обеспечения комплексной безопасности-защищенности сложных в общем случае территориально распределенных промышленных комплексов, включающих несколько в общем случае динамически взаимодействующих функциональных блоков, каждый из которых в свою очередь может состоять из нескольких увязанных общей технологией также распределенных и динамически взаимодействующих между собой производственных объектов. Технический результат достигается тем, что в дополнение к общепринятым подходам в предлагаемых способах и устройствах особое внимание уделено обнаружению и учету оказывающих существенное влияние на работу и безопасность ТРПК свойственных им механизмов чаще всего неподконтрольного в настоящее время согласованного коллективного поведения их компонент - динамического взаимодействия как ближнего порядка (в относительно широком частотном диапазоне), так и дальнего порядка (в относительно низкочастотной области спектра). Кроме того, в СКБЗ учтен ряд специфических для ТРПК особенностей - распределенность производственных компонент комплекса, его структурная неоднородность - наличие как основных, так и вспомогательных компонент, обычно неавтономный характер их работы, возможность развития как локальных, так и наиболее тяжелых по последствиям системных дефектов, неисправностей и аварий, практически равную значимость воздействия на безопасность ТРПК нарушений технического и функционального состояний его компонент.Description of the invention: The present invention relates to the field of automation and can be used to provide integrated security-protection of complex in the general case of geographically distributed industrial complexes, including several in the general case of dynamically interacting functional units, each of which in turn can consist of several linked by a common technology also distributed and dynamically interacting among themselves production facilities. The technical result is achieved by the fact that in addition to the generally accepted approaches in the proposed methods and devices, special attention is paid to the detection and accounting of their mechanisms, which have a significant impact on the operation and safety of the TRPC, most often of their currently uncontrollable collective behavior of their components - dynamic interaction as a short-range order (in a relatively wide frequency range), and long-range order (in the relatively low-frequency region of the spectrum). In addition, the SKBZ took into account a number of specific features for TRPC - the distribution of production components of the complex, its structural heterogeneity - the presence of both main and auxiliary components, the usually non-autonomous nature of their work, the possibility of developing both local and the most severe systemic defects in terms of consequences, malfunctions and accidents, almost equal significance of the impact on the safety of the TRPC of violations of the technical and functional states of its components.
Известны способ и соответствующая ему новая технология [4], обнаружения и идентификации уникального потенциально опасного динамического поведения, свойственного территориально распределенным интегрированным системам типа «распределенные источники электроэнергии - объединенная распределенная потребляющая энергетическая сеть». Установлено, что только системный подход к анализу поведения такого рода распределенных объектов позволяет выявить у них совершенно иные динамические характеристики, нежели у традиционно рассматриваемых как компактные энергетических систем. В их числе существенное повышение уровней взаимного «проникновения» распределенных источников и энергетической сети, недопустимое динамическое взаимодействие между сетью и цепями управления источников, возбуждение дополнительных непредвиденных режимов осцилляции, произвольное изменение форм колебаний генерируемого напряжения. Новый подход является объектно-ориентированным в том смысле, что позволяет учитывать особенности конкретных интегрированных энергетических систем из динамически взаимодействующих звеньев. Его основные недостатки - отсутствие отработанной технологии и технических средств моделирования-идентификации-мониторинга проявлений коллективной динамической активности систем, ограниченный охват опасных форм такого коллективного поведения и, следовательно, невозможность их перевода в категорию подконтрольных с целью обеспечения комплексной безопасности эксплуатации реальных ТРПК.The known method and the corresponding new technology [4], the detection and identification of a unique potentially dangerous dynamic behavior inherent to geographically distributed integrated systems such as "distributed sources of electricity - integrated distributed consuming energy network". It was established that only a systematic approach to the analysis of the behavior of such distributed objects allows us to reveal completely different dynamic characteristics than traditionally considered as compact energy systems. These include a significant increase in the levels of mutual “penetration” of distributed sources and the energy network, unacceptable dynamic interaction between the network and the source control circuits, the initiation of additional unforeseen oscillation modes, and arbitrary changes in the forms of oscillation of the generated voltage. The new approach is object-oriented in the sense that it allows you to take into account the features of specific integrated energy systems from dynamically interacting links. Its main disadvantages are the lack of proven technology and technical means of modeling-identification-monitoring of the manifestations of collective dynamic activity of systems, the limited coverage of dangerous forms of such collective behavior and, therefore, the inability to transfer them to the category of controlled ones in order to ensure the integrated safety of operation of real TRPKs.
Известны также способ, мультиагентная система и интеллектуальная технология развертывания в аппаратных сетях данных резидентных программных модулей для постоянного контроля состояния множества узлов морского судна с переходом на их техническое обслуживание по необходимости и повышения надежности их эксплуатации [5]. В отличие от распространенного в настоящее время принципа централизации функций управления-диагностирования многокомпонентных систем в изобретении использованы взаимодействующие по локальной сети LAN распределяемые по судну автономно функционирующие диагностические рабочие станции (агенты) для автоматизации сбора эксплуатационных данных, их архивирования, реализации логических процедур идентификации состояния оборудования, обеспечения доступа к исходным данным и результатам работы агентов в реальном масштабе времени с целью поддержки эффективного технического обслуживания узлов судна по их техническому состоянию. Данный подход, первоначально внедренный для контроля состояния газотурбинных и дизельных двигателей, а затем и в целом оборудования на бортах океанических судов ВМС США позволил существенно снизить нагрузку на обслуживающий персонал, получить значимые экономические преимущества, своевременно изолировать и устранять развивавшиеся неисправности и посредством упреждающего анализа избегать проблем, в результате которых могли понизиться надежность и безопасность оборудования и в целом корабля. К недостаткам способа и устройства следует отнести простую централизацию результатов автономно решаемых агентами локальных задач диагностирования множества распределенных узлов судна, отсутствие мониторинга, критериев и учета возможного существенного влияния на характеристики надежности и безопасности судна согласованного коллективного поведения локальных единиц оборудования - динамического взаимодействия и взаимного влияния агрегатов или объединяемых по функциональному принципу и используемой технологии групп агрегатов и, как следствие, отсутствие технических и алгоритмических средств обнаружения, идентификации и парирования наиболее тяжелых по последствиям системных дефектов, неисправностей и аварийных исходов.There is also known a method, multi-agent system and intelligent technology for deploying data of resident software modules in hardware networks for continuous monitoring of the state of many nodes of a marine vessel with the transition to their maintenance if necessary and increase the reliability of their operation [5]. In contrast to the currently widespread principle of centralizing control and diagnostic functions of multicomponent systems, the invention uses autonomously functioning diagnostic workstations (agents) interacting on a local area network LAN distributed on a ship to automate the collection of operational data, their archiving, and the implementation of logical procedures for identifying equipment status, providing access to the source data and the results of agents in real time in order to erzhki effective maintenance of the ship on their technical condition nodes. This approach, initially introduced to monitor the condition of gas turbine and diesel engines, and then, on the whole, equipment on board the ocean vessels of the US Navy, allowed significantly reducing the load on maintenance personnel, obtaining significant economic benefits, isolating and eliminating developing failures in a timely manner, and avoiding problems through proactive analysis as a result of which the reliability and safety of the equipment and the ship as a whole could decrease. The disadvantages of the method and device include the simple centralization of the results of the local problems of diagnosing a set of distributed nodes of a vessel autonomously solved by agents, the lack of monitoring, criteria and taking into account the possible significant influence on the characteristics of the reliability and safety of the vessel of the coordinated collective behavior of local units of equipment - dynamic interaction and mutual influence of units or groups of units united according to the functional principle and technology used and, as as a result, the lack of technical and algorithmic means of detecting, identifying and fending off the most severe systemic defects, malfunctions and emergency outcomes.
Известны также способы контроля и диагностирования нарушений текущего функционального состояния жидкостного ракетного двигателя [6, 7] по измеряемым медленноменяющимся параметрам. В соответствии с ним с помощью математической модели двигателя формируют пороговые значения его измеряемых параметров в зависимости от технологических отклонений характеристик узлов и агрегатов, комплектующих двигатель, и программы испытания, характеризующих степень развития дефектов. Далее измеренные параметры сравнивают со сформированными для них пороговыми значениями и по результатам сравнения фиксируют неисправности в двигателе и его узлах, производя локализацию отказа и определяя отказавший узел. К недостаткам способа могут быть отнесены малый охват возможных форм нарушения функционального состояния двигателя (только нарушения герметичности в проточных частях ЖРД) и вынужденный характер сохранения относительно широких пороговых значений для измеряемых параметров, в том числе из-за неучета нормальных вариаций режима работы двигателя, что снижает чувствительность способа и приводит к ошибкам диагностирования, недостоверности заключения о состоянии двигателя, несвоевременному принятию решений о парировании развития на нем аварийной ситуации.There are also known methods of monitoring and diagnosing violations of the current functional state of a liquid rocket engine [6, 7] by measured slowly varying parameters. In accordance with it, using the mathematical model of the engine, threshold values of its measured parameters are formed depending on technological deviations of the characteristics of the units and assemblies that complete the engine, and test programs characterizing the degree of development of defects. Further, the measured parameters are compared with the threshold values generated for them and, based on the results of the comparison, the malfunctions in the engine and its components are recorded, localizing the failure and determining the failed node. The disadvantages of the method can be attributed to the small coverage of possible forms of violation of the functional state of the engine (only leakage in the flow parts of the rocket engine) and the forced nature of the preservation of relatively wide threshold values for the measured parameters, including due to the neglect of normal variations in the operating mode of the engine, which reduces the sensitivity of the method leads to diagnostic errors, inaccurate conclusions about the state of the engine, untimely decision-making on parrying the development of the engine on it Riina situation.
Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому изобретению являются принятые в качестве прототипов способы и устройства [8] для контроля производственной системы из нескольких совместно функционирующих и связанных друг с другом машин. В основе изобретений лежит задача достижения простым и наглядным способом повышения безопасности упомянутой выше сложной системы в целом. Достигается это путем структурной децентрализации преимущественно идентичных локальных двухканальных устройств безопасности с интегрированными в них унифицированными программными модулями основного математического обеспечения и непрерывным индивидуальным контролем каждым из локальных устройств безопасности сопряженного с ним функционального блока производственной системы. Изобретение предусматривает распределенную логику безопасности, согласно которой каждое устройство безопасности реализует требуемые функции диагностики и безопасности. При этом соответствующий изобретению комплекс оказалось возможным реализовать открытым - наращиваемым в зависимости от конфигурации производственной системы путем введения дополнительных локальных устройств безопасности. Эти устройства соединяются друг с другом таким образом, чтобы они могли непрерывно циклически контролировать и оповещать друг друга о своем контрольном состоянии, включающем информацию о выполнении условия консистентности (согласованности) работающих программ, и состоянии окружающих их технических средств, а при ошибочном функционировании хотя бы одного из них или самого функционального блока формируется сигнал для приведения в действие исполнительного элемента, существенного с точки зрения обеспечения безопасности производственной системы в целом.The closest in technical essence to the proposed invention are adopted as prototypes of methods and devices [8] for monitoring the production system of several jointly operating and connected to each other machines. The inventions are based on the objective of achieving a simple and intuitive way to improve the security of the above complex system as a whole. This is achieved by structural decentralization of predominantly identical local two-channel safety devices with integrated unified software modules for basic mathematical software and continuous individual monitoring by each of the local safety devices of the associated functional unit of the production system. The invention provides for a distributed security logic, according to which each security device implements the required diagnostic and security functions. At the same time, the complex corresponding to the invention turned out to be possible to realize open - scalable depending on the configuration of the production system by introducing additional local safety devices. These devices are connected to each other in such a way that they can continuously cyclically monitor and notify each other about their control state, which includes information about the fulfillment of the consistency condition (consistency) of working programs, and the condition of the technical equipment surrounding them, and if at least one a signal is generated from them or the functional block itself to actuate the actuating element, essential from the point of view of ensuring the safety of production th system.
К основным недостаткам технического решения-прототипа относятся: - игнорирование свойства эмерджентности сложных производственных систем - несводимости свойств системы в целом к свойствам составляющих ее звеньев и наоборот. В результате в устройстве оказались реализованными только процедуры, обеспечивающие локальные безопасность и защиту порознь каждой из составляющих компонент производственной системы, не способных обеспечить ее комплексную безопасность в целом;The main disadvantages of the technical solution of the prototype include: - ignoring the properties of emergence of complex production systems - irreducibility of the properties of the system as a whole to the properties of its constituent links and vice versa. As a result, only procedures that provide local security and protection separately for each of the components of the production system that are unable to provide its integrated security as a whole have been implemented in the device;
- использование в устройстве в качестве составляющих его модульных блоков исключительно унифицированных (не объектно-ориентированных) двухканальных локальных устройств безопасности-диагностирования с предпочтительно идентичным интегрированным в них основным математическим обеспечением, что существенно ограничивает возможности реализованного в модульных блоках индивидуального локального контроля состояния каждой из компонент производственной системы;- the use in the device as constituent modular units of exclusively unified (not object-oriented) two-channel local safety-diagnostic devices with preferably identical basic mathematical software integrated into them, which significantly limits the capabilities of the individual local control of the state of each of the production components implemented in the modular blocks systems;
- отсутствие критериев и полная неподконтрольность для устройства безопасности наиболее тяжелых по последствиям системных дефектов, системных неисправностей и системных аварий (катастроф) производственной системы, обусловленных согласованным коллективным поведением ее компонент - их динамическим взаимодействием.- lack of criteria and complete lack of control over the safety device for the most severe systemic defects, system malfunctions and system failures (catastrophes) of the production system due to the coordinated collective behavior of its components - their dynamic interaction.
Целью, на достижение которой направлено заявляемое изобретение, является расширение возможностей обеспечения безопасности (в первую очередь системной безопасности) ТРПК из неавтономных в общем случае (взаимодействующих между собой и с внешней средой) производственных компонент путем:The goal to which the claimed invention is directed is to expand the capabilities of ensuring safety (primarily systemic safety) of TRPC from non-autonomous in the general case (interacting with each other and with the environment) production components by:
- учета свойства эмерджентности реальных промышленных комплексов;- taking into account the properties of emergence of real industrial complexes;
- учета динамического взаимодействия компонент промышленного комплекса как ближнего, так и дальнего порядков действия;- taking into account the dynamic interaction of the components of the industrial complex of both short and long range action;
- учета определяющего влияния на критерии системной безопасности ТРПК текущих режимов работы комплекса и его компонент;- taking into account the determining influence on the TRCK system safety criteria of the current operating modes of the complex and its components;
- реализации принципов обеспечения комплексной безопасности-защищенности ТРПК;- implementation of the principles for ensuring integrated safety and security of TRPK;
- реализации важного потребительского качества систем безопасности -объектной ориентируемости, обеспечивающего их высокую эффективность;- the implementation of important consumer quality security systems, object-oriented, ensuring their high efficiency;
- проведения начальной и актуализируемой по ходу эксплуатации системной динамической адаптации к каждому конкретному промышленному комплексу и его компонентам с учетом их реального начального состояния во всем диапазоне рабочих режимов;- carrying out initial and updated during the operation of the system dynamic adaptation to each specific industrial complex and its components, taking into account their real initial state in the entire range of operating modes;
- охвата, как основных, так и вспомогательных (в том числе необслуживаемых) компонент ТРПК, влияющих на безопасность комплекса;- coverage of both the main and auxiliary (including unattended) components of the TRPK, affecting the safety of the complex;
- охвата нарушений как технического, так и функционального состояний всех значимых для безопасности промышленного комплекса его компонент;- coverage of violations of both the technical and functional conditions of all its components significant for the safety of the industrial complex;
- охвата диагностированием локальных, но в первую очередь системных дефектов, неисправностей, предаварийных и аварийных состояний промышленного комплекса;- diagnostic coverage of local, but primarily systemic defects, malfunctions, pre-emergency and emergency conditions of the industrial complex;
- реализации принципов координированного управления промышленным комплексом по его защите от локальных аварий и катастроф.- implementation of the principles of coordinated management of the industrial complex for its protection from local accidents and disasters.
1. В способе по п. 1 обеспечения комплексной безопасности-защищенности территориально распределенного промышленного комплекса (ТРПК) из распределенных объектов представлен случай, когда расчетным путем или экспериментально подтвержденным является факт возможного пренебрежения без потери информативности их динамическим взаимодействием (в этом смысле и следует понимать используемый ниже термин «автономно функционирующий» объект).1. In the method according to p. 1 for ensuring comprehensive security-protection of a geographically distributed industrial complex (TRPC) from distributed objects, the case is presented where, by calculation or experimentally confirmed, is the fact that their dynamic interaction can be neglected without loss of information (in this sense, one should understand below the term "autonomously functioning" object).
Заявляемый способ осуществляют следующим образом. На выбранном объектном уровне анализа ТРПК, как распределенной динамической системы, предварительно для каждого j-го объекта определяют обладающую свойством полноты минимизированную по составу группу его измеряемых режимных медленноменяющихся параметров, например, управляющих воздействий на объект или информативно им эквивалентных измеряемых параметров, - в векторном представлении ρj(t). Важным фактором, облегчающим выполнение всех последующих процедур способа, является обычно малая размерность векторов ρj(t) (не более 1-2) с возможностью ее понижения методами декомпозиции и ранжирования координат ρj(t) по их, как правило, не равной значимости с точки зрения информативности в отношении нарушения состояния объекта. Далее, в диапазоне штатных рабочих режимов каждого j-го объекта, задаваемых ρj(t), на установившихся и/или переходных режимах его работы выполняют обеспечивающие качество объектной ориентированности способа процедуры его глубокой начальной динамической адаптации к объекту, учитывающей его реальное начальное функциональное и техническое состояния, подлежащей актуализации в ходе эксплуатации объекта в соответствии с устанавливаемым регламентом или по необходимости (например, после проведения на нем ремонтно-восстановительных работ, обычно радикально изменяющих состояние объекта). При этом по данным от систем синхронно измеряемых медленноменяющихся параметров (ММП) - давлений, температур, оборотов роторов и т.п., включая режимные параметры ρj(t), и быстроменяющихся параметров (БМП) - пульсаций давления, вибраций элементов конструкции, крутильных колебаний роторов и т.п.определяют динамические характеристики j-го объекта соответственно в относительно низкочастотной и высокочастотной областях спектра. По первой и второй группам этих характеристик в формах зависимости от временного параметра формируют совокупность локальных диагностических признаков и чувствительных к нарушениям соответственно функционального и технического состояний каждого j-го автономно функционирующего объекта. Далее преобразуют в формы зависимости от текущих значений его режимных параметров ρj(t), что допустимо ввиду синхронности измерений всех параметров объекта, включая ρj(t), и результатов их целевых обработок. Полученные результаты непрерывно или кусочно-непрерывно продолжают на всю область рабочих режимов объекта (например, с помощью моделей наилучшего приближения в смысле минимума среднеквадратической невязки) с формированием по ним их эталонов, границ допусков и правил принятия решений о его состоянии. На этом завершают акт разовой адаптации способа к j-му объекту, одновременно решающей вопрос о его начальной и актуализируемой в ходе эксплуатации динамической паспортизации. Полученные таким образом данные по всем объектам ТРПК принимают в качестве исходных для реализации процедур диагностирования и мониторинга эволюционирующего начального функционального и технического состояний каждого из них и в целом ТРПК в ходе их эксплуатации. При обнаружении нарушения границ установленных допусков для диагностических признаков и/или хотя бы у одного из объектов ТРПК с учетом выходных результатов диагностирования по другим объектам и ситуационной обстановки в целом по комплексу принимают не противоречащее принятой технологии решение о защите ТРПК - его переводе на щадящий режим или отключении.The inventive method is as follows. At the selected object level of the analysis of TRPC as a distributed dynamic system, previously for each j-th object a group of its measurable mode slowly varying parameters, for example, controlling actions on the object or informatively equivalent equivalent measured parameters, is determined by its completeness, in a vector representation ρ j (t). An important factor facilitating the implementation of all subsequent procedures of the method is usually the small dimension of the vectors ρ j (t) (no more than 1-2) with the possibility of lowering it by the methods of decomposition and ranking of coordinates ρ j (t) by their, as a rule, not equal significance from the point of view of information content in relation to violation of the state of the object. Further, in the range of standard operating modes of each j-th object defined by ρ j (t), at steady-state and / or transient modes of its work, the procedures of its deep initial dynamic adaptation to the object, taking into account its real initial functional and the technical condition to be updated during the operation of the facility in accordance with the established regulations or as necessary (for example, after repair and restoration work on it, about ychno radically alter the state of the object). Moreover, according to data from systems of synchronously measured slowly varying parameters (IMF) - pressure, temperature, rotor speed, etc., including operating parameters ρ j (t), and rapidly changing parameters (BMP) - pressure pulsations, vibrations of structural elements, torsional oscillations of rotors, etc. determine the dynamic characteristics of the j-th object, respectively, in the relatively low-frequency and high-frequency regions of the spectrum. The first and second groups of these characteristics in the forms of dependence on the time parameter form a set of local diagnostic signs and sensitive to violations of the functional and technical conditions of each j-th autonomously functioning object, respectively. Further convert to dependency forms from the current values of its operating parameters ρ j (t), which is permissible due to the synchronization of measurements of all parameters of the object, including ρ j (t), and the results of their target processing. The results obtained continuously or piecewise continuously continue over the entire area of the object’s operating modes (for example, using the best approximation models in the sense of the minimum root-mean-square discrepancy) with the formation of their standards, tolerance boundaries, and decision-making rules about its state. This completes the act of one-time adaptation of the method to the j-th object, at the same time solving the question of its initial and actualized dynamic certification during operation. The data obtained in this way for all TRPK objects are taken as initial data for the implementation of the procedures for diagnosing and monitoring the evolving initial functional and technical conditions of each of them and the TRPK as a whole during their operation. If a violation of the boundaries of the established tolerances for diagnostic signs is detected and / or at least one of the TRPC facilities, taking into account the output diagnostic results for other facilities and the situational situation as a whole, makes a decision that does not contradict the accepted technology to protect the TRPC - switching it to sparing mode or shutting it down.
2. В способе по п. 2 обеспечения комплексной безопасности-защищенности ТРПК из распределенных производственных объектов по п. 1, представлен случай, когда по характеру выполняемых ими целевых задач и принятой технологии объекты группируют в функциональные блоки (ФБ) с возможным проявлением у входящих в состав ФБ распределенных объектов механизмов их согласованного коллективного поведения - динамического взаимодействия ближнего порядка (в относительно широком частотном диапазоне). Данные механизмы критичны в отношении безопасности ФБ и ТРПК в целом, а также развития в них аварийных исходов техногенного характера. При этом расчетным путем или экспериментально считается подтвержденным факт возможного пренебрежения без потери информативности динамическим взаимодействием самих ФБ между собой (в этом смысле далее используется термин «автономно функционирующий» ФБ). В качестве ФБ, например, могут выступать цеха ТРПК, а в качестве объектов ФБ - внутрицеховое оборудование.2. In the method according to
С позиций нелинейной динамики и синергетики в отношении распределенных сред в рассматриваемом случае на системном уровне анализа поведения ФБ, как распределенной динамической системы, сложность внутренней структуры составляющих ее элементов - объектов и их пространственно-временного поведения в значительной степени не проявляется во взаимодействиях между объектами и с точки зрения макросистемы - ФБ (и тем более ТРПК) они функционируют как достаточно простые объекты с малым числом эффективных степеней свободы, что подтверждено и данными экспериментов.From the standpoint of nonlinear dynamics and synergetics with respect to distributed media in the case under consideration at the system level, analysis of the behavior of the FB as a distributed dynamic system, the complexity of the internal structure of its constituent elements - objects and their spatio-temporal behavior does not appear to a large extent in interactions between objects and from the point of view of the macrosystem - FB (and especially TRPC) they function as fairly simple objects with a small number of effective degrees of freedom, which is confirmed and given mi of experiments.
Заявляемый способ осуществляют следующим образом. На выбранном уровне анализа ТРПК каждый из функциональных блоков рассматривается как автономно функционирующая распределенная динамическая система с элементами - объектами, входящими в состав ФБ. По аналогии с п. 1 предварительно для каждого j-го объекта ФБ определяют обладающую свойством полноты минимизированную по составу группу его измеряемых режимных ММП - в векторном представлении rj(t). Понятно при этом, что размерность вектора rj(t), когда j-ый объект функционирует не автономно, выше размерности определяемого по п. 1 вектора режимных параметров ρj(t) того же объекта при его автономном функционировании.The inventive method is as follows. At the selected level of TRPC analysis, each of the functional blocks is considered as an autonomously functioning distributed dynamic system with elements - objects that are part of the FB. By analogy with
Далее по каждому ФБ в составе ТРПК обеспечивают локальную синхронизацию измерений параметров всех его объектов, а также результатов их целевых обработок, допускающую централизацию информационных потоков от объектов ФБ, их совместную обработку и анализ. После этого на установившихся и/или переходных режимах работы каждого j-го объекта ФБ выполняют обеспечивающие качество объектной ориентированности способа процедуры его глубокой начальной динамической адаптации к объекту, актуализируемой далее в ходе эксплуатации в соответствии с устанавливаемым регламентом или по необходимости. При этом по аналогии со сценарием, изложенным в п. 1, по измеряемым ММП и БМП формируют группы локальных диагностических признаков функционального и технического состояний каждого j-го объекта ФБ. Кроме того, дополнительно определяют характеристики динамического взаимодействия j-го объекта ближнего порядка (в относительно широком частотном диапазоне) с каждым k-ым объектом в составе ФБ и формируют по ним группы системных диагностических признаков и в формах зависимости от временного параметра. Далее с целью автономизации процедур диагностирования функционирующего неавтономно j-го объекта ФБ по аналогии со способом в п. 1 его локальные и системные диагностические признаки преобразуют в формы зависимости от текущих значений режимных параметров - с непрерывным или кусочно-непрерывным их продолжением на всю область рабочих режимов j-го объекта и формированием для них их эталонов, границ допусков и правил принятия решений о его состоянии. На этом завершают акт разовой адаптации способа к j-му объекту ФБ, выходные результаты которой одновременно решают вопрос о его начальной и актуализируемой в ходе эксплуатации динамической паспортизации. В совокупности информативно адекватны состоянию неавтономно функционирующего j-го объекта в составе ФБ, а взятые по всем объектам ФБ диагностические признаки оказываются чувствительными к нарушениям эволюционирующего в ходе эксплуатации ФБ его начального функционального и технического состояний, зафиксированных при выполнении процедур адаптации способа к ФБ.Further, for each FB in the TRPC, they provide local synchronization of measurements of the parameters of all its objects, as well as the results of their target processing, allowing centralization of information flows from FB objects, their joint processing and analysis. After that, at the established and / or transient modes of operation of each j-th object, the FBs perform the quality of the object-oriented method of the procedure for its deep initial dynamic adaptation to the object, updated later during operation in accordance with the established regulations or as necessary. Moreover, by analogy with the scenario described in
Получаемые указанной последовательностью действий данные адаптации способа позволяют реализовать процедуры диагностирования каждого из неавтономно функционирующих объектов ФБ, обладающих упрощающим их выполнение свойством инвариантности по отношению к внешним воздействиям на объект. При этом объект диагностируют и как локальную единицу оборудования ФБ и, что важнее, как элемент многокомпонентной многосвязной динамической системы, которую представляет собой ФБ. Его выходные результаты принимают в качестве исходных для диагностирования текущего состояния каждого из автономно функционирующих ФБ в целом, а значит и ТРПК. При обнаружении нарушения границ установленных допусков у сформированных диагностических признаков хотя бы у одного из объектов ФБ ТРПК с учетом выходных результатов диагностирования по другим ФБ и ситуационной обстановки в целом по всем компонентам комплекса принимают не противоречащее принятой технологии решение о защите - переводе ТРПК на щадящий режим или его отключении.The adaptation data of the method obtained by the indicated sequence of actions make it possible to implement the diagnostic procedures for each of the non-autonomously functioning FB objects that have the property of invariance with respect to external influences that simplifies their implementation. In this case, the object is diagnosed both as a local unit of FB equipment and, more importantly, as an element of a multicomponent multiply connected dynamic system, which is a FB. Its output results are taken as initial ones for diagnosing the current state of each of the autonomously functioning FBs as a whole, and therefore TRKK. In case of violation of the boundaries of the established tolerances of the generated diagnostic signs taking into account the output diagnostics results for other FSs and the situational situation as a whole for all components of the complex, at least one of the objects of the TRPK FC will take a decision not to contradict the accepted technology to transfer the TRPC to a sparing mode or turn it off.
3. В способе по п. 3 обеспечения комплексной безопасности-защищенности ТРПК из распределенных сгруппированных в функциональные блоки производственных объектов по п. 2 дополнительно рассматривают критичный в отношении безопасности комплекса в целом и развития в нем масштабных техногенных аварий и катастроф механизм его согласованного коллективного поведения - динамического взаимодействия дальнего порядка (в низкочастотной области спектра) входящих в состав ТРПК распределенных функциональных блоков. При этом по аналогии с п. 2 и в данном случае на системном уровне анализа поведения ТРПК, как распределенной динамической системы, сложная внутренняя структура ее элементов - ФБ не проявляется во взаимодействиях между ними и с точки зрения макросистемы - ТРПК они имеют малое число эффективных степеней свободы и характеризуется в основном целостными характеристиками с относительно малой значимостью входящих в их состав производственных объектов.3. In the method according to p. 3 of ensuring complex safety-protection of the TRPK from distributed production facilities grouped into functional blocks, according to p. 2, they additionally consider the mechanism of its coordinated collective behavior critical for the safety of the complex as a whole and the development of large-scale technological accidents and disasters in it - dynamic interaction of long-range order (in the low-frequency region of the spectrum) of distributed functional blocks that are part of the TRPC. Moreover, by analogy with
Примером такой динамической системы является любой нефтегазовый промысел с элементами - территориально разнесенными цехами (одной или более очередями дожимных компрессорных станций, цехами осушки и охлаждения газа, газоизмерительной станции и т.п.), расходный механизм динамического взаимодействия которых часто физически реализуется вне жесткой зависимости от работы локальных единиц внутрицехового оборудования.An example of such a dynamic system is any oil and gas field with elements - geographically spaced workshops (one or more stages of booster compressor stations, gas drying and cooling workshops, gas metering stations, etc.), the flow mechanism of the dynamic interaction of which is often physically implemented independently of the work of local units of intra-shop equipment.
Заявляемый способ осуществляют следующим образом. Предварительно для каждого т-го функционального блока ФБm с учетом его возможного динамического взаимодействия с другими функциональными блоками ТРПК определяют обладающую свойством полноты минимизированную по составу группу измеряемых режимных ММП - в векторном представлении Rm(t). Затем в целом по комплексу производят необходимую для достижения поставленной цели групповую синхронизацию измерений параметров от всех ФБ ТРПК и результатов их обработок. Далее изложенный в п. 2 сценарий адаптации способа к объектам каждого ФБm в составе комплекса дополняют обеспечивающими качество объектной ориентированности способа процедурами его начальной динамической адаптации к ТРПК по его функциональному состоянию на установившихся и/или переходных режимах работы комплекса, актуализируемой в ходе его эксплуатации в соответствии с устанавливаемым регламентом или по необходимости. При этом факт групповой синхронизации измерений параметров предоставляет возможность централизации в СКБЗ информационных потоков от распределенных ФБ в составе ТРПК, их совместной целевой обработки и анализа с определением как собственных динамических характеристик каждого ФБm, так и характеристик его динамического взаимодействия дальнего порядка с ФБn (m≠n). По этим характеристикам формируют чувствительные к нарушениям функционального состояния ТРПК локальные и системные диагностические признаки и в формах зависимости от временного параметра. Далее с целью автономизации процедур диагностирования при неавтономно функционирующих в общем случае ФБm в составе ТРПК производится преобразование в формы зависимости от текущих значений режимных параметров Rm(t) ФБm с непрерывным или кусочно-непрерывным продолжением полученных результатов на всю область рабочих режимов комплекса и формированием по ним их эталонов, границ допусков и правил принятия решений о его текущем состоянии. Выходные данные динамической адаптации способа решают одновременно вопросы начальной и актуализируемой в ходе эксплуатации динамической паспортизации ТРПК. Их принимают в качестве исходных для выполнения в реальном масштабе времени процедур диагностирования текущего состояния комплекса. При обнаружении нарушения границ установленных допусков сформированными диагностическими признаками хотя бы у одного из функциональных блоков с учетом ситуационной обстановки в целом по всему комплексу принимают не противоречащее принятой технологии решение о защите ТРПК - его переводе на щадящий режим или отключении.The inventive method is as follows. Previously, for each t-th functional block of the FB m , taking into account its possible dynamic interaction with other functional blocks of the TRPC, a group of measured mode IMFs with a completeness property is minimized in composition — in the vector representation R m (t). Then, as a whole, the complex produces the group synchronization of parameter measurements necessary for achieving the goal from all the TRPK FB and the results of their processing. Further, the scenario for adapting the method to the objects of each FB m in the complex set forth in
Технические результаты в устройствах по п.п. 4-7, реализующих способы в п.п. 1-3, достигаются тем, что также как в известном устройстве-прототипе [8], предлагаемая объектно-ориентируемая мультиагентная автоматизированная система техногенной безопасности (СКБЗ) ТРПК является программно и аппаратно открытой (наращиваемой в зависимости от поставленной задачи, состава и конфигурации производственной системы), в ней используют распределенную логику безопасности и принцип структурной децентрализации локальных устройств безопасности, непрерывно контролирующих сопряженные с ними локальные единицы оборудования производственной системы. Однако в СКБЗ дополнительно реализован ряд основанных на по-существу системном подходе качеств, оказывающих значимое влияние на ее эффективность. В их числе:Technical results in devices according to 4-7, implementing the methods in paragraphs. 1-3, are achieved by the fact that, as in the well-known prototype device [8], the proposed object-oriented multi-agent automated technogenic safety system (SKBZ) TRPK is software and hardware open (scalable depending on the task, composition and configuration of the production system ), it uses distributed security logic and the principle of structural decentralization of local security devices that continuously monitor the associated local pieces of equipment water system. However, in SKBZ, a number of qualities based on an essentially systematic approach are additionally implemented that have a significant impact on its effectiveness. Among them:
- учет не только конфигурации каждого конкретного ТРПК и его состава, но и индивидуальных динамических характеристик комплекса в целом и каждой из его компонент;- taking into account not only the configuration of each specific TRPK and its composition, but also the individual dynamic characteristics of the complex as a whole and each of its components;
- охват средствами СКБЗ локальных единиц оборудования (объектов) ТРПК, их технологически увязанных групп (функциональных блоков) и в целом ТРПК с учетом влияющего на безопасность комплекса их динамического взаимодействия как ближнего, так и дальнего порядков;- Coverage by means of SKBZ of local units of equipment (facilities) of the TRPK, their technologically linked groups (functional blocks) and the whole of the TRPK, taking into account the security of the complex of their dynamic interaction, both short-range and long-range orders;
- проведение до ввода СКБЗ в штатную эксплуатацию целевых испытаний ТРПК с выполнением средствами самой системы процедур ее глубокой начальной адресной динамической адаптации к каждой компоненте и в целом к ТРПК, актуализируемой в соответствии с устанавливаемым регламентом или по необходимости в ходе его эксплуатации;- carrying out targeted tests of the TRPK before the SKBZ is put into regular operation with the means of the system itself carrying out its deep initial targeted dynamic adaptation to each component and the TRPK in general, updated in accordance with the established regulations or, if necessary, during its operation;
- определение и учет средствами самой СКБЗ реального начального технического и функционального состояний каждой из компонент ТРПК с отслеживанием в ходе эксплуатации комплекса их последующей эволюции;- determination and accounting by means of the SKBZ itself of the real initial technical and functional states of each of the components of the TRPK with monitoring during the operation of the complex of their subsequent evolution;
- автономизация процедур диагностирования каждой из неавтономно функционирующих в общем случае компонент ТРПК, обеспечивающая их инвариантность по отношению к внешним возмущающим воздействиям компонент, что упрощает выполнение этих процедур;- autonomy of the diagnostic procedures for each of the TRPC components that non-autonomously functioning in the general case ensures their invariance with respect to external disturbing components, which simplifies the implementation of these procedures;
- охват диагностированием с функциями раннего обнаружения и парирования дальнейшего развития как локальных, так и наиболее тяжелых по последствиям системных дефектов, неисправностей, аварий и катастроф.- Diagnostic coverage with the functions of early detection and fending off further development of both local and the most severe systemic defects, malfunctions, accidents and catastrophes in consequence.
Для более полного раскрытия существа изобретения приводятся графические материалы (фиг. 1-6) с пояснениями. На фиг. 1-а представлена общая по п.п. 4-7 блок-схема СКБЗ ТРПК, включающая агент-координатор верхнего (супервизорного) уровня (АКВУ) комплекса, взаимодействующий по каналам прямой и обратной связи через посредство групповой транспортной сети (ГТС) сенсорной системы комплекса с распределенными агентами нижнего уровня (АНУ), каждый из которых сопряжен со своей производственной компонентой в составе ТРПК каналами измерения их ММП и БМП, а также каналами связи с соответствующей системой автоматического управления.For a more complete disclosure of the invention, graphic materials are presented (Figs. 1-6) with explanations. In FIG. 1-a shows the total item 4-7 is a block diagram of SKBZ TRPK, which includes an agent coordinator of the upper (supervisor) level (AKVU) of the complex, interacting via direct and feedback channels through the group transport network (GTS) of the sensor system of the complex with distributed lower level agents (ANU), each of which is coupled with its production component as part of the TRPK by channels for measuring their IMF and BMP, as well as communication channels with the corresponding automatic control system.
4. В устройстве, реализующем способ в п. 1, технический результат достигается тем, что сенсорную сеть агента-координатора верхнего уровня (АКВУ), включающую (фиг. 1-6) автоматизированное рабочее место диагноста комплекса (АРМД-К), блок диагностирования комплекса (БД-К), блок защиты комплекса по функциональному состоянию (БЗ-К ФС), блок защиты комплекса по техническому состоянию (БЗ-К ТС) и информационную базу данных комплекса (ИБД-К), по групповой транспортной сети (ГТС) комплекса каналами прямой и обратной связи 1-4 (в п. 4 каналы 5 и 6 в структурной схеме ЛСБ (фиг. 3) не задействованы) соединяют с сенсорными сетями каждого из территориально распределенных агентов нижнего уровня (АНУ) объектов ТРПК (фиг. 3), включающего сопряженную с объектом его локальную систему безопасности (ЛСБ) (фиг. 2-а) в составе (фиг. 3) - автоматизированное рабочее место диагноста (АРМД) объекта, блок адаптации к объекту по функциональному состоянию (БА ФС), блок адаптации к объекту по техническому состоянию (БА ТС), блок диагностирования (БД) объекта, блок защиты объекта по функциональному состоянию (БЗ ФС), блок защиты объекта по техническому состоянию (БЗ ТС) и информационную базу данных (ИБД) объекта.4. In the device that implements the method in p. 1, the technical result is achieved by the fact that the sensor network of the top-level coordinating agent (AKVU), which includes (Fig. 1-6) a workstation of a complex diagnostician (ARMD-K), a diagnostic unit of the complex (BD-K), the protection block of the complex according to the functional state (BZ-K FS), the protection block of the complex according to the technical condition (BZ-K TS) and the information database of the complex (IBD-K), via the group transport network (GTS) complex channels of direct and feedback 1-4 (in paragraph 4, channels 5 and 6 in the structural ME LSS (Fig. 3) are not involved) are connected to the sensor networks of each of the geographically distributed agents of the lower level (ANU) of the TRPK objects (Fig. 3), including its local security system (LSS) paired with the object (Fig. 2-a) as a part (Fig. 3) - an automated workplace of a diagnostician (ARMD) of an object, a unit for adapting to an object according to its functional state (BA FS), a block for adapting to an object according to its technical condition (BA TS), a diagnostic unit (DB) of an object, a protection unit functional status of the object (FS FS), protection unit project on technical condition (BZ TS) and the information database (IDB) of the object.
Заявляемая система работает следующим образом. В обеспечение качества объектной ориентированности СКБЗ по каждому j-му агенту нижнего уровня проводят предшествующие его вводу в эксплуатацию совместные с сопряженным с ним j-ым объектом целевые испытания на установившихся и/или переходных (с относительно малыми градиентами) режимах работы объекта, задаваемых его режимными параметрами ρj(t). Для этого по команде оператора с АРМД объекта в БА ФС и БА ТС активизируют программы глубокой начальной или актуализируемой по регламенту динамической адаптации ЛСБ к объекту соответственно по его функциональному и техническому состояниям. Порядок проведения адаптации ЛСБ по функциональному состоянию (в низкочастотной области спектра) таков:The inventive system operates as follows. In order to ensure the quality of object orientation of the SKBZ for each j-th lower-level agent, the target tests are carried out prior to its commissioning, together with the j-th object associated with it, at steady-state and / or transient (with relatively small gradients) operation modes of the object, set by its regime parameters ρ j (t). To this end, at the operator’s command with the object’s ARMD in the FS FS and BA TS, the programs of deep initial or updated according to the rules of dynamic adaptation of the LSS to the object, respectively, according to its functional and technical conditions, are activated. The procedure for adapting LSS according to the functional state (in the low-frequency region of the spectrum) is as follows:
- при известной математической или эмпирической функциональной модели объекта, увязывающей измеряемые ММП протекающих в нем рабочих процессов, по данным испытаний производят ее уточнение (например, методами параметрической идентификации), учитывающее на момент проведения адаптации реальное начальное функциональное состояние объекта;- with a known mathematical or empirical functional model of the object, linking the measured IMF of the working processes taking place in it, according to the test data, it is refined (for example, by parametric identification methods), taking into account the actual initial functional state of the object at the time of adaptation;
- при неизвестных математической и эмпирической модели объекта (они обычно не входит в объем его паспортизуемых данных) в области его рабочих режимов по измеряемым ММП производят оценку набора статических и динамических характеристик, определяющих эмпирическую модель объекта и учитывающих на момент адаптации его реальное начальное функциональное состояние;- if the mathematical and empirical models of the object are unknown (they are usually not included in the volume of its certified data), in the area of its operating modes, the set of static and dynamic characteristics that determine the empirical model of the object and take into account its real initial functional state at the time of adaptation are measured;
- при адаптированной к объекту математической или эмпирической модели формируют набор локальных диагностических признаков в формах зависимости от временного параметра - чувствительных к нарушениям функционального состояния j-го объекта (например, в виде оценок невязок между измеряемыми и вычисляемыми по модели значениями ММП);- with a mathematical or empirical model adapted to the object, a set of local diagnostic features is formed in the forms depending on the time parameter - sensitive to violations of the functional state of the j-th object (for example, in the form of estimates of residuals between the measured IMF values and calculated by the model);
- производят автономизацию процедур диагностирования функционального состояния неавтономного в общем случае j-го объекта путем представления полученных диагностических признаков в формах зависимости от синхронно с их формированием измеряемых режимных параметров ρj(t) объекта;- autonomize the procedures for diagnosing the functional state of a non-autonomous in the general case j-th object by presenting the obtained diagnostic signs in forms depending on synchronously with their formation of measured operating parameters ρ j (t) of the object;
- производят непрерывное или кусочно-непрерывное продолжение полученных оценок диагностических признаков на всю область рабочих режимов объекта с формированием по ним их эталонов, границ допусков и правил принятия решений о его текущем функциональном состоянии.- produce continuous or piecewise continuous continuation of the obtained assessments of diagnostic signs over the entire area of the facility’s operating modes with the formation of their standards, tolerance limits and decision rules about its current functional state.
Порядок проведения средствами самой СКБЗ адаптации ЛСБ к объекту по его техническому состоянию аналогичен вышеизложенному, но с той особенностью, что в высокочастотном диапазоне как математические, так и эмпирические модели объектов их производители, как правило, не предоставляют. Данное обстоятельство предопределило методический подход к адаптации и самим процедурам диагностирования, основанный на получении полноценных аналогов эмпирических моделей, но увязывающих не как обычно сами измеряемые БМП, а те или иные их медленноменяющиеся во времени динамические характеристики. У оборудования роторного типа, например, в качестве таковых могут быть выбраны физически просто интерпретируемые уровневые или амплитудные значения выраженных в спектрах лопаточных компонент измеряемых параметров. С помощью полученных аналогов эмпирических моделей формируют группу локальных диагностических признаков в формах зависимости от временного параметра. Далее производят автономизацию процедур диагностирования технического состояния неавтономного в общем случае объекта, допустимую ввиду синхронности измерений в ЛСБ всех его параметров и результатов их совместной целевой обработки. Для этого преобразуют в формы зависимости от текущих значений режимных параметров ρj(t) с последующим непрерывным или кусочно-непрерывным их продолжением на всю область рабочих режимов и формированием по ним их эталонов, границ допусков и правил принятия решений о текущем техническом состоянии j-го объекта. При корректном формировании они являются экспериментально воспроизводимыми в том смысле, что при многократных повторных испытаниях объекта с одним и тем же техническим состоянием оценки имеют относительно малый разброс.The procedure for the adaptation of the LSS to the object by the means of the SKBZ according to its technical condition is similar to the above, but with the peculiarity that, as a rule, their mathematical and empirical models of objects in the high-frequency range are not provided by their manufacturers. This circumstance predetermined a methodological approach to adaptation and the diagnostic procedures themselves, based on obtaining full-fledged analogues of empirical models, but linking not as usually measured BMPs themselves, but their dynamic characteristics that are slowly changing over time. For equipment of rotary type, for example, physically simply interpreted level or amplitude values of the measured parameters expressed in the spectra of the blade components can be selected as such. Using the obtained analogues of empirical models, a group of local diagnostic features is formed in forms depending on the time parameter. Next, the procedures for diagnosing the technical condition of a non-autonomous object in the general case are autonomized, permissible in view of the synchronization of measurements in the LSS of all its parameters and the results of their joint target processing. For this convert to forms depending on the current values of the operational parameters ρ j (t) followed by their continuous or piecewise-continuous continuation to the entire range of operating modes and the formation of their standards, tolerance limits and decision rules on the current technical condition of the j-th object. With the correct formation they are experimentally reproducible in the sense that, with repeated retesting of an object with the same technical state of assessment have a relatively small spread.
На фиг. 4-а и 4-б представлены результаты испытаний двух их девяти турбодетандерных агрегатов (ТДА) цеха газового промысла с коллекторными схемами их внешней обвязки на переходных режимах работы - графики сформированных по измеряемым виброускорениям элементов конструкции локальных диагностических признаков и двух агрегатов, чувствительных к нарушениям их технического состояния. Физически это оценки амплитудно-частотных характеристик элементов конструкции каждого из компрессоров ТДА («вибрации горизонтальные → вибрации осевые»), определенные по выраженным в спектрах сигналов частотным компонентам лопаточных аппаратов компрессоров (числа лопаток - 17) в формах зависимости от естественных для них режимных параметров, для удобства представленных в виде и где и частоты вращения роторов ТНА (другие режимные параметры ТНА при этом были закреплены). Графики иллюстрируют индивидуальный характер поведения диагностических признаков, а также их высокую воспроизводимость при глубоком форсировании-дросселировании агрегатов с преднамеренно разными циклограммами испытаний каждого из них и, как следствие, простоту формирования эталонов и границ допусков. При этом те же признаки, но в привычной форме зависимости от временного параметра и обладали значительными вариациями принимаемых ими значений на переходных режимах как при нормальных, так и нарушенных технических состояниях агрегатов, что крайне затрудняло их диагностирование.In FIG. 4-a and 4-b show the results of tests of two of their nine turbo-expander units (TDA) of the gas field workshop with collector circuits for their external piping at transient operation modes - graphs of local diagnostic features design elements generated by measured vibration accelerations and two units sensitive to violations of their technical condition. Physically, these are estimates of the amplitude-frequency characteristics of the structural elements of each of the TDA compressors (“horizontal vibrations → axial vibrations”), determined by the frequency components of the compressor blades of the compressors expressed in the signal spectra (the number of blades is 17) in the forms depending on their natural operating parameters, for convenience presented in the form and Where and rotational speed of the TNA rotors (other TNA operating parameters were fixed at the same time). The graphs illustrate the individual behavior of the diagnostic signs, as well as their high reproducibility during deep forcing-throttling of units with intentionally different test sequences for each of them and, as a result, the simplicity of the formation of standards and tolerance limits. Moreover, the same signs, but in the usual form, depending on the time parameter and possessed significant variations in the values they adopted in transient conditions under both normal and disturbed technical conditions of the units, which made their diagnosis extremely difficult.
Получаемые в БА ФС и БА ТС выходные результаты динамической адаптации ЛСБ к объекту (как начальной, так и актуализируемой по регламенту или при возникшей необходимости) фиксируют в соответствующем файле информационной базы данных АНУ. Они информативно адекватны его начальному (на момент проведения адаптации) состоянию и одновременно решают две важные в прикладном плане задачи - начальной и актуализируемой в ходе эксплуатации объектной ориентированности ЛСБ и соответственно начальной и актуализируемой динамической паспортизации объекта. В качестве исходных данных их загружают в БД ЛСБ для выполнения процедур диагностирования объекта, а также в БЗ ФС и БЗ ТС для выработки предварительных решений о защите объекта при обнаружении нарушения его нормального состояния. В ходе штатной эксплуатации в ЛСБ определяют текущие значения чувствительные при установленных правилах принятия решений к нарушениям эволюционирующего состояния объекта относительно его начального состояния, зафиксированного при выполнении процедур адаптации.The output results of the dynamic adaptation of the LSS to the object (both initial and updated according to the regulations or when the need arose) obtained in the BA FS and BA TS are recorded in the corresponding file of the ANU information database. They are informatively adequate to its initial (at the time of adaptation) state and simultaneously solve two important tasks in the applied plan - initial and actualized during the operation of the object orientation of the LSS and, accordingly, the initial and actualized dynamic certification of the object. As initial data, they are loaded into the LSS database to perform the object diagnostics procedures, as well as into the FS and BZ TS databases to develop preliminary decisions on protecting the object when a violation of its normal state is detected. During normal operation, the LSS determines the current values sensitive under the established decision-making rules to violations of the evolving state of the object relative to its initial state, recorded during the implementation of adaptation procedures.
При обнаружении в БЗ ФС и/или в БЗ ТС в некоторый момент времени t0 нарушения границ установленных допусков у сформированных локальных диагностических признаков объекта подают команду о регистрации в ИБД в автоматическом режиме его измеряемых параметров в течение заданного отрезка Δt времени до и такого же по длительности отрезка после момента t0, что обеспечивает возможность детального анализа обнаруженного эксцесса в отложенном времени.Upon detection in the FS FS and / or in the TS TS at some point in time t 0 of violation of the boundaries of the established tolerances of the generated local diagnostic features of the object, a command is issued to register its measured parameters in the IDB in the automatic mode for a given period of time Δt up to the same time the length of the segment after the moment t 0 , which provides the possibility of a detailed analysis of the detected excess in delayed time.
Выходные информационные потоки от БД, БЗ ФС и БЗ ТС всех АНУ объектов ТРПК направляют по групповой транспортной сети комплекса в АКВУ, в БД-К которого по данным о состоянии всех объектов принимают координированные решения о текущем состоянии в целом комплекса. С их учетом при получении хотя бы от одного из АНУ предварительно принятого решения о защите сопряженного с ним объекта в зависимости от ситуационной обстановки в целом по комплексу в блоках защиты АКВУ формируют не противоречащее принятой технологии эксплуатации комплекса окончательное решение о его защите по функциональному и/или техническому состоянию -переводе ТРПК на щадящий режим или его отключении, направляемое по каналам обратной связи групповой транспортной сети комплекса в БЗ ФС и БЗ ТС агентов нижнего уровня СКБЗ для исполнения средствами САУ объектов с приведением в действие, по меньшей мере, одного существенного для безопасности комплекса исполнительного элемента. Все результаты диагностирования ТРПК и принимаемые решения о его защите фиксируют в ИБД-К и отображают на мониторах АРМД объектов и АРМД-К.The output information flows from the DB, BZ FS and BZ TS of all ANU of the TRPK objects are sent via the group transport network of the complex to AKVU, in the DB-K of which, according to the state of all objects, they make coordinated decisions about the current state of the whole complex. Taking into account them, upon receipt of at least one of the ANUs a preliminary decision on the protection of an object connected with it, depending on the situational situation as a whole, the complex in the AKVU protection units will form a final decision that does not contradict the accepted technology for operating the complex to protect it by functional and / or the technical condition - transfer of the TRPC to the sparing mode or its shutdown sent through the feedback channels of the group transport network of the complex to the FS FS and the BS TS of the lower level agents of the SKBZ for execution Nia means ACS objects with the actuation of the at least one complex of essential security actuator. All the results of the diagnosis of TRPK and the decisions made on its protection are recorded in the IBD-K and displayed on the monitors of the ARMD facilities and ARMD-K.
В устройстве, реализующем способ в п. 2, технический результат достигается тем, что сенсорную сеть агента-координатора верхнего уровня (АКВУ) с той же блок схемой, что и в п. 4 (фиг. 1-б), по групповой транспортной сети (ГТС) комплекса соединяют каналами прямой и обратной связи с сенсорными сетями всех агентов нижнего уровня (АНУ) функциональных блоков (ФБ) СКБЗ (фиг. 1-а). В сенсорную сеть каждого из АНУ ФБ включают (фиг. 2-б) локальную систему безопасности (ЛСБ) ФБ (фиг. 3), сопряженную с ФБ через посредство локальной транспортной сети (ЛТС) двустороннего информационного обмена и блока локальной синхронизации (БЛС), а каналами 1-4 (каналы 5 и 8 в структурной схеме ЛСБ по п. 5 не задействованы) с АКВУ комплекса. БЛС используют для синхронизации входных и выходных данных АНУ ФБ, включая сигналы от систем измерения ММП и БМП объектов ФБ, а также результатов их целевых обработок в ЛСБ, и этим обеспечивают возможность централизации в АНУ ФБ информационных потоков от всех распределенных объектов ФБ для их совместной обработки и анализа. В свою очередь в состав ЛСБ ФБ включают (фиг. 3): автоматизированное рабочее место диагноста (АРМД) ФБ, блок адаптации к ФБ по его функциональному состоянию (БА ФС), блок адаптации к ФБ по его техническому состоянию (БА ТС), блок диагностирования (БД) ФБ, блок защиты ФБ по его функциональному состоянию (БЗ ФС), блок защиты ФБ по его техническому состоянию (БЗ ТС) и информационную базу данных (ИБД) ФБ.In a device that implements the method in p. 2, the technical result is achieved by the fact that the sensor network of the top-level coordinating agent (AKVU) with the same block diagram as in p. 4 (Fig. 1-b), via a group transport network (GTS) of the complex are connected by direct and feedback channels to the sensor networks of all lower-level agents (ANU) of the functional blocks (FB) of the SKBZ (Fig. 1-a). In the sensor network of each of the ANU FB include (Fig. 2-b) the local security system (LSS) of the FB (Fig. 3), interfaced with the FB through the local transport network (LTS) of two-way information exchange and local synchronization block (BLS), and channels 1-4 (
Заявляемая система работает следующим образом. В обеспечение качества объектной ориентированности АНУ проводят предшествующие его вводу в эксплуатацию совместные с каждым j-ым объектом ФБ целевые испытания на установившихся и/или переходных (с малыми градиентами) режимах объекта, задаваемых его режимными параметрами rj(t) (целесообразно их проведение, например, в период пуско-наладки ФБ). Для этого по команде оператора АНУ ФБ в АРМД, БА ФС и БА ТС активизируют программы глубокой начальной или актуализируемой по регламенту динамической адаптации ЛСБ к каждому j-му объекту ФБ по его функциональному и техническому состояниям. При этом по аналогии со сценарием, изложенным в п. 4, в БА ФС и БА ТС формируют группы локальных диагностических признаков соответственно функционального и технического состояний j-го объекта ФБ. В дополнение к ним в связи с централизацией в АНУ ФБ синхронизированных информационных потоков от всех распределенных объектов ФБ средствами АРМД и БД определяют характеристики динамического взаимодействия j-го объекта ближнего порядка (в относительно широком частотном диапазоне) с каждым k-ым объектом в составе ФБ (j≠k) с последующим формированием по ним групп системных диагностических признаков и в формах зависимости от временного параметра.The inventive system operates as follows. In order to ensure the quality of the object orientation of the ANU, the target tests are carried out prior to its commissioning, joint with each j-th object of the FS, at steady-state and / or transient (with small gradients) modes of the object specified by its operating parameters r j (t) (it is advisable to conduct them, for example, during the commissioning of the FB). To this end, on the command of the operator of ANU FB in ARMD, BA FS and BA TS, they activate programs of deep initial or updated according to the rules of dynamic adaptation of LSS to each j-th object of the FS according to its functional and technical conditions. In this case, by analogy with the scenario described in
Далее по аналогии с п. 4 производят автономизацию процедур диагностирования неавтономных в общем случае объектов ФБ. Для этого сформированные для каждого j-го объекта ФБ группы локальных и системных диагностических признаков преобразуют в формы зависимости от текущих значений его режимных параметров rj(t). Полученные результаты непрерывно или кусочно-непрерывно продолжают на всю область рабочих режимов j-го объекта, формируют для них их эталоны, границы допусков и правила принятия решений о его состоянии и сохраняют в ИБД ФБ. На этом завершают акт разовой динамической адаптации ЛСБ к j-му объекту ФБ. Ее выходные данные информативно адекватны начальному (на момент проведения адаптации) состоянию неавтономно функционирующего j-го объекта в составе ФБ. Они решают две важные в прикладном плане задачи -начальной и актуализируемой в ходе эксплуатации объектной ориентированности ЛСБ и соответственно начальной и актуализируемой динамической паспортизации каждого объекта ФБ с учетом его взаимодействия с другими объектами ФБ. Определяемые же в ЛСБ при ее штатной эксплуатации текущие значения по всем объектам ФБ при установленных правилах принятия решений оказываются чувствительными к нарушениям эволюционирующего в ходе эксплуатации состояния ФБ относительно его начального состояния, зафиксированного при выполнении процедур адаптации.Further, by analogy with
В принятой схеме ЛСБ ФБ по существу оказалось учтенным свойство эмерджентности функционального блока, как распределенной многокомпонентной и многосвязной динамической системы, - несводимости свойств ФБ к совокупности локальных свойств составляющих его объектов и наоборот. Согласно этому свойству локальные динамические характеристики и локальные состояния каждого из объектов принципиально не информативны в отношении системных динамических характеристик и системного состояния технологически объединяющего их функционального блока, нарушения которых при эксплуатации ТРПК вполне возможны. Собственно, по этой причине представленная в [5] схема простой централизации результатов автономно решаемых распределенными агентами локальных задач диагностирования состояния объектов ТРПК (морского судна) без мониторинга влияющего на безопасность комплекса их динамического взаимодействия не решает задачи техногенной безопасности ТРПК, поставленной настоящим изобретением. Таким образом, именно учет специфического для распределенного функционального блока свойства эмерджентности обеспечил его подконтрольность в отношении возможного развития в нем, а значит и в ТРПК наиболее тяжелых по последствиям системных дефектов, системных неисправностей и системных (техногенных) аварий и катастроф.In the adopted LSS scheme, the FB essentially turned out to take into account the property of the emergence of the functional block as a distributed multicomponent and multiconnected dynamic system - irreducibility of the FB properties to the aggregate of local properties of its constituent objects and vice versa. According to this property, the local dynamic characteristics and the local states of each of the objects are fundamentally not informative with respect to the system dynamic characteristics and the system state of the functional unit uniting them technologically, violations of which during TRPC operation are quite possible. Actually, for this reason, the scheme presented in [5] for simple centralization of the results of the local problems of diagnosing the state of TRPC objects (a sea vessel) autonomously solved by distributed agents without monitoring the dynamic interaction complex affecting the safety of their complex does not solve the problem of technogenic safety of the TRPC set by the present invention. Thus, it is precisely taking into account the emergence property specific for a distributed functional block that ensured its control over the possible development in it, and therefore in the TRPC, of the most severe systemic defects, system failures, and systemic (technogenic) accidents and catastrophes.
На фиг. 4-в и 4-г представлены результаты натурных испытаний пяти динамически взаимодействующих территориально распределенных объектов (газотурбинных двигателей-приводов и их компрессоров) функционального блока (цеха) в составе ТРПК (нефтегазового промысла). Объекты цеха по входам и выходам имели общие коллекторные схемы, обусловившие их динамические взаимодействия. Испытания проводились при многократно повторяемых режимах форсирования-дросселирования объектов с преднамеренно разными циклограммами. Показаны графики сформированных по измеряемым виброускорениям (м/с2) элементов конструкции чувствительных к нарушениям функционального состояния ФБ системных диагностических признаков - годографов для двух пар приводов 1-2 (фиг. 4-в) и 4-5 (фиг. 4-г). Физически представляли собой среднеквадратические значения измеряемых вибрационных параметров соответственно в горизонтальном (по оси абсцисс) и вертикальном (по оси ординат) направлениях в низкочастотном диапазоне 0,1…20 Гц в формах зависимости от основного режимного параметра g - суммарного расхода газа на выходе из общего коллектора ФБ компрессорных выходов всех пяти агрегатов (другие режимные параметры ФБ были закреплены). Аналогично определялись . Из графиков следует существование четких подконтрольных для СКБЗ и индивидуальных для разных пар газотурбинных двигателей взаимосвязей протекающих в них рабочих процессов в низкочастотной области, причем с сильной зависимостью от режима работы ФБ. Важным оказалось также получение прямого указания на существование системного (а не локального) механизма порождения наблюдаемой динамической активности объектов ФБ, что существенно упростило в дальнейшем его идентификацию и разработку парирующих мероприятий. Высокая воспроизводимость результатов при многократных повторениях испытаний на разных режимах работы ГТД демонстрирует также простоту построения эталонов, границ допусков и решающих правил для сформированных диагностических признаков (на графиках условно показан порядок формирования границ допусков, отличный от действующих нормативов, например, группы ISO, в отношении локальных аварий с их принципом "выше - опасно, ниже - нормально").In FIG. 4-c and 4-d are the results of field tests of five dynamically interacting geographically distributed objects (gas-turbine engine drives and their compressors) of the functional unit (workshop) as part of the TRPK (oil and gas field). The shop facilities at the inputs and outputs had common collector circuits, which determined their dynamic interactions. The tests were carried out with repeatedly repeated modes of forcing-throttling of objects with intentionally different cyclograms. The graphs of the structural elements sensitive to disturbances of the functional state of the FS of system diagnostic signs - hodographs formed by measured vibration accelerations (m / s 2 ) are shown. for two pairs of drives 1-2 (Fig. 4-c) and 4-5 (Fig. 4-d). Physically represented the rms values of the measured vibration parameters, respectively, in the horizontal (abscissa axis) and vertical (ordinate) directions in the low-frequency range of 0.1 ... 20 Hz in the forms depending on the main operating parameter g - the total gas flow rate at the outlet of the common FB collector compressor outputs of all five units (other operational parameters of the FB were fixed). Similarly defined . From the graphs it follows the existence of clear interconnections for the gas turbine engine individual for different pairs of gas turbine engines of the interconnections of the working processes in them in the low-frequency region, and with a strong dependence on the FB operating mode. It was also important to obtain a direct indication of the existence of a systemic (rather than local) mechanism of generating the observed dynamic activity of FB objects, which greatly simplified its identification and development of counter-measures in the future. The high reproducibility of the results with repeated repetitions of tests at different GTE operating modes also demonstrates the simplicity of constructing standards, tolerance limits and decision rules for the generated diagnostic features (the graphs conventionally show the procedure for creating tolerance boundaries different from the current standards, for example, the ISO group, in relation to local accidents with their principle “higher is dangerous, lower is normal”).
Полученные выходные результаты адаптации ЛСБ к ФБ загружают в БД, БЗ ФС, БЗ ТС и ЛСБ ФБ. Они позволяют по каждому из неавтономно функционирующих динамически взаимодействующих объектов ФБ реализовать процедуры диагностирования его текущего состояния, обладающие существенно упрощающим их выполнение свойством инвариантности по отношению к внешним возмущающим воздействиям на объект. При этом в БД объект диагностируют и как локальную единицу оборудования ФБ и, что важнее, как элемент многокомпонентной многосвязной динамической системы, которую и представляет собой ФБ. Выходные данные от БД ЛСБ по всем объектам ФБ принимают в качестве исходных для диагностирования текущего состояния в целом автономно функционирующего ФБ, с учетом которых в БЗ ФС и БЗ ТС вырабатывают предварительное решение о защите ФБ при обнаружении нарушения его нормального состояния с его отображением на мониторах АРМД.The obtained output results of the adaptation of LSS to the FB are loaded into the DB, BZ FS, BZ TS and LSS FB. They allow for each of the non-autonomously functioning dynamically interacting objects of the FS to implement diagnostic procedures for its current state, which have the property of invariance with respect to external perturbing influences on the object that significantly simplifies their implementation. At the same time, the object is diagnosed in the database as a local unit of FB equipment and, more importantly, as an element of a multicomponent multiply connected dynamic system, which is the FB. The output from the LSS database for all FB objects is taken as the source for diagnosing the current state of the generally autonomous functioning FB, taking into account which the BF FS and BZ TS generate a preliminary decision on protecting the FB when a violation of its normal state is detected with its display on the ARMD monitors .
При фиксации в некоторый момент времени t0 одним из блоков защиты ЛСБ ФБ нарушения границ установленных допусков у сформированных локальных и системных диагностических признаков по крайней мере у одного из объектов ФБ подают команду о регистрации в ИБД в автоматическом режиме всех измеряемых параметров ФБ в течение заданного отрезка Δt времени до и такого же по длительности отрезка после момента t0, что обеспечивает возможность детального анализа обнаруженного эксцесса в отложенном времени. Результаты диагностирования и принимаемое предварительное решение о защите функционального блока (выходные данные АНУ ФБ) по групповой транспортной сети сенсорной системы комплекса направляют в АКВУ, связанный каналами прямой и обратной связи со всеми агентами нижнего уровня СКБЗ комплекса. При этом в БДК-К по данным от всех АНУ ФБ принимают координированное решение о текущем состоянии в целом ТРПК. На его основании при получении хотя бы от одного из АНУ ФБ предварительно принятого решения о защите сопряженного с ним функционального блока с учетом ситуационной обстановки в целом по комплексу в БЗ-К ФС и БЗ-К ТС формируют не противоречащее принятой технологии эксплуатации окончательное решение о защите комплекса по функциональному и/или техническому состоянию его компонент - переводе ТРПК на щадящий режим или его отключении, направляемое по каналам обратной связи групповой транспортной сети в БЗ ФС и БЗ ТС агентов нижнего уровня ФБ для его исполнения средствами систем автоматического управления с приведением в действие, по меньшей мере, одного существенного для безопасности комплекса исполнительного элемента.When fixing at some point in time t 0 by one of the LSS FB protection blocks violation of the boundaries of the established tolerances of the generated local and system diagnostic signs at least one of the FB objects gives a command to register in the IBD in the automatic mode all the measured FB parameters for a given period of time Δt before and the same length of the segment after time t 0 , which allows detailed analysis of the detected excess in delayed time. Diagnostic results and the preliminary decision made to protect the functional unit (ANU FB output data) via the group transport network of the sensor system of the complex are sent to the AKVU, connected by direct and feedback channels to all lower level agents of the complex. At the same time, in BDK-K, according to data from all ANU FB, a coordinated decision is made about the current state of the entire TRPK. Based on it, upon receipt of at least one of the ANU FB preliminary decisions on the protection of the associated functional unit, taking into account the situational situation as a whole, the complex in the BZ-K FS and BZ-K TS form a final decision on protection that does not contradict the accepted operating technology of the complex according to the functional and / or technical state of its components - the transfer of the TRPC to the sparing mode or its disconnection, sent through the feedback channels of the group transport network to the FS base and the base TS of agents of the lower level of FS For its implementation by means of automatic control systems with the actuation of at least one safety element complex of the actuating element.
Все результаты диагностирования ТРПК и принимаемые решения о его защите фиксируют в ИБД-К, ИБД ФБ и отображают на мониторах АРМД-К, АРМД ФБ.All the results of the diagnosis of TRPK and the decisions made on its protection are recorded in the ISD-K, ISD FB and displayed on the monitors ARMD-K, ARMD FB.
6. В устройстве, реализующем способ в п. 3, технический результат достигается тем, что в дополнение к п. 5 в сенсорную сеть агента-координатора верхнего уровня (АКВУ) ТРПК включают (фиг. 1-в) блок адаптации СКБЗ к ТРПК по его функциональному состоянию (БА-К ФС), а в сенсорные сети всех агентов нижнего уровня (АНУ) функциональных блоков (ФБ) вводят (фиг. 2-в) блоки групповой синхронизации (БГС) входных-выходных данных АНУ ФБ для их привязки к единой шкале времени ТРПК (с помощью, например, спутниковой радионавигационной системы синхронизации пространственно разнесенных шкал времени по сигналам от космических аппаратов или по радиоканалу [9, 10]). По групповой транспортной сети (ГТС) комплекса все АНУ ФБ соединяют каналами прямой и обратной связи 1-6 (фиг. 3) с сенсорной сетью АКВУ.6. In the device that implements the method in
Заявляемая система работает следующим образом. В обеспечение качества объектной ориентированности СКБЗ проводят предшествующие ее вводу в эксплуатацию совместные с каждым m-ым функциональным блоком ФБm ТРПК целевые испытания на задаваемых режимными его параметрами Rm(t) установившихся и/или переходных (с малыми градиентами) режимах работы (целесообразно их проведение, например, в период пуско-наладки ТРПК). С этой целью предварительно производят централизацию в АКВУ синхронизируемых в БГС АНУ информационных потоков от всех АНУ ФБ в составе ТРПК для их возможной совместной обработки и анализа. Далее по команде оператора АКВУ в АРМД-К и БА-К ФС активизируют программы начальной или актуализируемой по регламенту динамической адаптации СКБЗ к каждому ФБm по функциональному состоянию с учетом его динамического взаимодействия дальнего порядка с другими ФБn (m≠n) ТРПК (в низкочастотной области спектра). Аналогично п. 5 по синхронно измеряемым ММП ФБm и ФБn определяют собственные и взаимные динамические характеристики ФБm и формируют по ним чувствительные к нарушениям функционального состояния ФБm локальные и системные диагностические признаки в формах зависимости от временного параметра и . С целью автономизации процедур диагностирования неавтономно функционирующего в общем случае ФБm производят преобразование в формы зависимости от текущих значений режимных параметров Rm(t) с непрерывным или кусочно-непрерывным продолжением полученных результатов на всю область рабочих режимов ФБm и формированием по ним их эталонов, границ допусков и правил принятия решений о текущем функциональном состоянии ФБm.The inventive system operates as follows. In order to ensure the quality of object orientation, SKBZ carry out target tests, joint with each m-th functional unit of the FS m TRKK, at the established and / or transient (with small gradients) operating modes set by its operational parameters R m (t) (it is advisable to carrying out, for example, during commissioning of TRPK). For this purpose, preliminary centralization of information flows from all ANU FBs, which are synchronized in the BGS ANU, into the automatic transmission and control system for the possible joint processing and analysis is performed. Then, at the command of the AKVU operator in ARMD-K and BA-K FS, they activate programs of initial or actualized dynamic adaptation of SKBZ to each FB m according to the functional state, taking into account its dynamic interaction of long-range order with other FB n (m ≠ n) TRPK (in low-frequency region of the spectrum). Similarly, n. 5 to synchronously measured MMP FB FB n and m determine the self and mutual dynamic characteristics FB m and formed on them sensitive to disturbances functional state FB m local and systemic forms of diagnostic features in dependence on the time parameter and . In order to autonomize the procedures for diagnosing a non-autonomously functioning in the general case FB m , they transform in addiction forms from the current values of the operational parameters R m (t) with continuous or piecewise-continuous continuation of the results obtained over the entire range of operating modes of the FB m and the formation of their standards, tolerance limits and decision rules on the current functional state of the FB m .
На этом завершают акт разовой процедуры динамической адаптации СКБЗ к ФБm. Ее выходные данные информативно адекватны начальному (на момент проведения адаптации) состоянию неавтономно функционирующего ФБm. В низкочастотной области спектра они решают две важные в прикладном плане задачи - начальной и актуализируемой объектной ориентированности СКБЗ и соответственно начальной и актуализируемой динамической паспортизации каждого ФБ ТРПК с учетом его взаимодействия дальнего порядка с другими ФБ ТРПК. Определяемые же в БД-К в ходе штатной эксплуатации СКБЗ текущие значения признаков и при установленных правилах принятия по ним решений чувствительны к нарушениям эволюционирующего функционального состояния каждого ФБm и в целом ТРПК относительно их начальных состояний, зафиксированных при выполнении процедур адаптации СКБЗ к ТРПК.This completes the act of a one-time procedure for the dynamic adaptation of SKBZ to FB m . Its output data is informatively adequate to the initial (at the time of adaptation) state of a non-autonomously functioning FB m . In the low-frequency region of the spectrum, they solve two important problems in the applied plan - the initial and actualized object orientation of the SKBZ and, accordingly, the initial and actualized dynamic passportization of each FB TRK, taking into account its long-range interaction with other FB TRK. The current characteristic values determined in DB-K during the normal operation of the SKBZ are and under the established rules for making decisions on them, they are sensitive to disturbances in the evolving functional state of each FB m and, in general, TRPK with respect to their initial states, recorded during the adaptation of SKBZ to TRPK.
Из вышесказанного следует также, что свойство эмерджентности в рассматриваемом случае учитывают не только на уровне ФБ, как в п. 5, но и ТРПК в целом. Этим обеспечивают подконтрольность средствами СКБЗ развития в комплексе наиболее тяжелых по последствиям системных дефектов, системных неисправностей и системных (техногенных) аварий и катастроф.From the above it also follows that the property of emergence in the case under consideration is taken into account not only at the level of the FB, as in
Далее излагаются процедуры запуска СКБЗ в штатную эксплуатацию, дополняющие таковые в устройстве п. 5. Полученные в БА-К ФС выходные данные по адаптации СКБЗ к ТРПК загружают в БД-К и БЗ-К ФС. При этом реализуемые в БД-К в соответствии со способом в п. 3 процедуры диагностирования текущего функционального состояния ФБ и в целом ТРПК приобретают упрощающее их выполнение свойство инвариантности по отношению к внешним возмущающим воздействиям на неавтономно функционирующие ФБ ТРПК. В тоже время ФБ диагностируют как элементы многокомпонентной многосвязной динамической системы - ТРПК, с принятием координированных решений о текущем функциональном состоянии ТРПК.The following are the procedures for putting the SKBZ into regular operation, supplementing those in the device of
При фиксации в БЗ-К ФС в некоторый момент времени t0 нарушения границ установленных допусков у сформированных диагностических признаков одного из ФБm подают команду о регистрации в ИБД-К в автоматическом режиме измеряемых ММП ТРПК в течение заданного отрезка Δt времени до и такого же по длительности отрезка после момента t0, что обеспечивает возможность детального анализа любого обнаруженного эксцесса динамической активности ФБm в отложенном времени. Решение же о защите ФБm и комплекса (переводе ТРПК на щадящий режим или его отключении) в БЗ-К ФС принимают по выходным данным от БД-К с учетом ситуационной обстановки в целом по комплексу и не противоречащим принятой технологии эксплуатации. Его направляют по каналам обратной связи групповой транспортной сети в БЗ ФС агентов нижнего уровня для исполнения средствами систем автоматического управления ФБ ТРПК с приведением в действие, по меньшей мере, одного существенного для безопасности комплекса исполнительного элемента.When fixing in FS-K FS at some point in time t 0 violation of the boundaries of the established tolerances of the generated diagnostic signs one of the FB m sends a command to register in the IBD-K in the automatic mode the measured IMF TRPK for a given period of time Δt before and the same length of the segment after the moment t 0 , which makes it possible to analyze in detail any excess of dynamic activity of the FB m in deferred time. The decision to protect the FB m and the complex (switching TRPC to sparing mode or turning it off) in the BZ-K FS is taken according to the output from the BD-K, taking into account the situational situation in the whole complex and not contradicting the accepted operating technology. It is sent through the feedback channels of the group transport network to the FS database of the lower-level agents for execution by means of the automatic control systems of the TRPK FB with the activation of at least one safety element complex of the actuating element.
Все результаты диагностирования ТРПК и принимаемые решения о защите комплекса фиксируют в ИБД-К, ИБД ФБ и отображают на мониторах АРМД-К, АРМД ФБ.All the results of diagnosing TRPK and the decisions taken to protect the complex are recorded in the ISD-K, ISD FB and displayed on the monitors ARMD-K, ARMD FB.
7. В устройстве, реализующем способы в п.п. 1-3, учитывают ситуацию, когда некоторые из объектов или даже функциональных блоков ТРПК неподконтрольны со стороны СКБЗ, но оказывают влияние на безопасность эксплуатации ТРПК. На практике это обычно неуправляемые или ограниченно вручную управляемые вспомогательные компоненты комплекса (ВКК), не оснащенные или частично оснащенные встроенными средствами измерения их параметров. Введение режима постоянной подконтрольности таких ВКК с использованием стационарных агентов нижнего уровня в составе СКБЗ по техническим соображениям или затратам могут быть неадекватными степени значимости решаемых ими в данном случае задач. Технический результат достигается тем, что в обеспечение нормального функционирования СКБЗ с требуемыми охватом производственных единиц ТРПК, включая ВКК, и уровнем обеспечения безопасной эксплуатации комплекса в ее структуру дополнительно вводят системно увязанные с нею один или более переносных агентов нижнего уровня (АНУ-П) для их сопряжения и работы с ВКК в соответствии с устанавливаемым регламентом или по необходимости (фиг. 2-г). В сенсорную сеть каждого из АНУ-П ВКК включают (фиг. 5) съемные быстро разворачиваемые-демонтируемые внешние системы измерения (СИ-П) синхронно измеряемых ММП и БМП ВКК, обеспечивающие, в том числе возможность использования и ее штатных средств измерения, если они предусмотрены, блок локальной синхронизации (БЛС-П) входных и выходных данных АНУ-П, включая сигналы от систем измерения параметров объектов ВКК, допускающей возможность централизации в АНУ-П информационных потоков от всех распределенных объектов ВКК для их совместной целевой обработки и анализа, локальную транспортную сеть (ЛТС-П) сенсорной системы АНУ-П, локальную систему безопасности (ЛСБ-П) АНУ-П и блок групповой синхронизации (БГС-П) входных-выходных данных АНУ-П ВКК. Средствами БГС-П АНУ-П совместно с блоками групповой синхронизации других агентов нижнего уровня СКБЗ обеспечивается возможность централизации в агенте-координаторе верхнего уровня информационных потоков от них для их совместной обработки и анализа. При этом в сенсорную сеть ЛСБ-П ВКК включают (фиг. 5) пульт управления (ПУ-П), блок адаптации к ВКК по его функциональному состоянию (БА-П ФС), блок адаптации к ВКК по его техническому состоянию (БА-П ТС), блок диагностирования (БД-П) текущих функционального и технического состояний ВКК и информационную базу данных (ИБД-П) ВКК.7. In a device that implements the methods in p. 1-3, take into account the situation when some of the objects or even functional blocks of the TRPK are not controlled by SKBZ, but have an impact on the safety of the operation of the TRPK. In practice, these are usually uncontrolled or limited manually controlled auxiliary components of the complex (VCC), not equipped or partially equipped with built-in measuring tools for their parameters. The introduction of the regime of constant control of such IAC using stationary lower-level agents as part of the SKBZ for technical reasons or costs may be inadequate to the degree of significance of the tasks they solve in this case. The technical result is achieved by the fact that in order to ensure the normal functioning of the SKBZ with the required coverage of the TRKK production units, including VKK, and the level of ensuring the safe operation of the complex, one or more lower-level portable agents (ANU-P) are systemically linked to it for their operation pairing and working with VKK in accordance with the established regulations or as necessary (Fig. 2-g). In the sensor network of each of the ANU-P VKK include (Fig. 5) removable quickly deployable-disassembled external measurement systems (SI-P) synchronously measured MMP and BMP VKK, providing, including the ability to use its standard measuring instruments, if they a local synchronization unit (BLS-P) of the input and output data of ANU-P is provided, including signals from systems for measuring the parameters of VKK objects, allowing the centralization of information flows from all distributed objects of the VKK to ANU-P for their joint target work and analysis, the local transport network (LTS-P) of the ANU-P sensor system, the local security system (LSS-P) of the ANU-P and the group synchronization block (BGS-P) of the input-output data of the ANU-P VKK. By means of BGS-P ANU-P, together with the group synchronization blocks of other agents of the lower level of the SKBZ, it is possible to centralize information flows from them in the coordinating agent of the upper level for their joint processing and analysis. At the same time, the control panel (PU-P), the adaptation unit to the IAC according to its functional state (BA-P FS), the adaptation unit to the IAC according to its technical state (BA-P) are included in the sensor network of LSS-P VCC (Fig. 5) TS), a diagnostic unit (DB-P) of the current functional and technical conditions of the VKK and an information database (IBD-P) of the VKK.
Заявляемая система работает следующим образом. По аналогии с п.п. 4-6 в отношение каждой из ВКК, неохваченной стационарной СКБЗ, интегрированными в СКБЗ средствами каждого из АНУ-П в обеспечение качества объектной ориентированности ЛСБ-П и самой СКБЗ выполняют процедуры начальной и актуализируемой по регламенту динамической адаптации ЛСБ-П к сопрягаемой с нею ВКК, а СКБЗ к ТРПК с учетом информационного охвата ею ВКК. При этом в БА-П ФС и БА-П ТС с целью автономизации процедур диагностирования ВКК формируют чувствительные к нарушениям ее функционального и технического состояний группы локальных и системных диагностических признаков, их эталонов, границ допусков и правил принятия решений в формах зависимости от текущих значений режимных параметров неавтономных в общем случае ВКК и составляющих ее объектов, что упрощает выполнение процедур их диагностирования. Выходные результаты адаптации фиксируют в ИБД-П и в ИБД-К. Одновременно они решают вопросы электронной динамической паспортизации каждой из ВКК, как элемента многокомпонентной многосвязной динамической системы - ТРПК.The inventive system operates as follows. By analogy with p.p. 4-6, in relation to each of the HCCs that are not covered by the stationary SKBZ, the means of each of the ANU-P integrated into the SKBZ to ensure the quality of object orientation of the LSS-P and the SKBZ itself carry out the initial and updated according to the regulations dynamic adaptation of the LSS-P to the HCC associated with it , and SKBZ to TRKK taking into account the informational coverage of the CWC. At the same time, in BA-P FS and BA-P TS, for the purpose of autonomizing the diagnostic procedures for CKD, groups of local and system diagnostic signs, their standards, tolerance limits and decision-making rules in forms depending on the current values of operating conditions that are sensitive to violations of its functional and technical conditions are formed non-autonomous parameters in the general case of VCC and its constituent objects, which simplifies the procedure for diagnosing them. The output adaptation results are recorded in the IBD-P and in the IBD-K. At the same time, they solve the issues of electronic dynamic certification of each of the VKK as an element of a multicomponent multiconnected dynamic system - TRPK.
При подключении АНУ-П для работы в штатном режиме с одной из ВКК ТРПК производят активизацию АНУ-П как составной компоненты СКБЗ. Далее в блок диагностирования ЛСБ-П загружают зафиксированные на электронных носителях данные последней выполненной процедуры ее адаптации к ВКК и запускают штатные процедуры диагностирования ВКК по сценарию, представленному в одном из п.п. 4-6 (в зависимости от конфигурации ВКК и характера динамического взаимодействия ее объектов). При этом в течение времени работы активизированного АНУ-П определяют текущие функциональное и техническое состояния ВКК и в целом ТРПК, а в случае обнаружения эксцесса динамической активности ВКК принимают согласованное с технологией эксплуатации решение об обеспечении техногенной безопасности ТРПК с учетом влияния информативно охваченной СКБЗ ВКК.When connecting ANU-P for normal operation with one of the VCC TRKK, the ANU-P is activated as a component of SKBZ. Then, the data of the last completed procedure for its adaptation to the CWC recorded on electronic media are loaded into the LSC-P diagnosis unit and the regular procedures for diagnosing CWC are started according to the scenario presented in one of clauses 4-6 (depending on the configuration of the VCC and the nature of the dynamic interaction of its objects). At the same time, during the operating time of the activated ANU-P, the current functional and technical conditions of the VCC and the TRRC as a whole are determined, and if an excess of the dynamic activity of the VCC is detected, a decision is made, which is agreed with the operating technology, on ensuring the technological safety of the TRCC taking into account the influence of the informatively covered CMS of the VCC.
Источники информацииInformation sources
1. А.А. Колесников, Г.Е. Веселов, А.Н. Попов, А.А. Кузьменко, М.Е. Погорелов, И.В. Кондратьев, Синергетические методы управления сложными системами. Энергетические системы. Изд. «КомКнига», 2006 г. 1. A.A. Kolesnikov, G.E. Veselov, A.N. Popov, A.A. Kuzmenko, M.E. Pogorelov, I.V. Kondratiev, Synergetic management methods for complex systems. Energy systems. Ed. KomKniga, 2006
2. А.А. Колесников, Г.Е. Веселов, А.Н. Попов, А.А. Кузьменко, М.Ю. Медведев, Ал. А. Колесников, Новые синергетические технологии координирующего управления частотой и мощностью группы турбогенераторов. В сборнике докладов научно-технической конференции "Повышение качества регулирования частоты в ЕЭС", Москва, 2002 г. 2. A.A. Kolesnikov, G.E. Veselov, A.N. Popov, A.A. Kuzmenko, M.Yu. Medvedev, Al. A. Kolesnikov, New synergetic technologies for coordinating frequency and power control of a group of turbogenerators. In the collection of reports of the scientific and technical conference "Improving the quality of frequency regulation in the EEC", Moscow, 2002
3. Пат. РФ №2297659.3. Pat. RF №2297659.
4. Meliopoulos, A.P.S. Cokkinides, G.J. «Dynamic interactions between the power system and DERs - modeling and case studies». Appears in: Power Engineering Society General Meeting, June 2006. IEEE.4. Meliopoulos, A.P.S. Cokkinides, G.J. "Dynamic interactions between the power system and DERs - modeling and case studies." Appears in: Power Engineering Society General Meeting, June 2006. IEEE.
5. Кевин Логан и Чак Харрел. «Macsea повышает надежность военно-морских кораблей». В журнале Control Engineering, РФ, март, 2007.5. Kevin Logan and Chuck Harrell. "Macsea enhances the reliability of naval ships." In the journal Control Engineering, RF, March, 2007.
6. Пат. РФ №2393450.6. Pat. RF №2393450.
7. «Испытания ЖРД» под ред. Левина В.Я. Москва, «Машиностроение», 1981 г. 7. "Tests of the rocket engine" under the editorship of Levina V.Ya. Moscow, "Engineering", 1981
8. Пат. РФ №2175451.8. Pat. RF №2175451.
9. Пат. РФ 2115946.9. Pat. RF 2115946.
10. Пат. РФ 2133489.10. Pat. RF 2133489.
Описание иллюстрацийDescription of illustrations
1. На фиг. 1-а представлена общая по п.п. 4-7 блок-схема автоматизированной системы комплексной безопасности-защищенности (СКБЗ) макроуровня территориально распределенного промышленного комплекса (ТРПК), включающая агент-координатор верхнего (супервизорного) уровня (АКВУ) комплекса, взаимодействующий по каналам прямой и обратной связи через посредство групповой транспортной сети (ГТС) сенсорной системы ТРПК с распределенными агентами нижнего уровня (АНУ), каждый из которых сопряжен со своей производственной компонентой в составе ТРПК каналами измерения ее параметров, а также каналами связи с ее системой автоматического управления (САУ).1. In FIG. 1-a shows the total item 4-7 is a block diagram of an automated system of integrated security-security (MCL) of the macro level of a geographically distributed industrial complex (TRPC), including a coordinating agent of the upper (supervisory) level (AKVU) of the complex, interacting via direct and feedback channels through a group transport network (GTS) of the TRPK sensor system with distributed lower-level agents (ANU), each of which is associated with its production component in the TRPK channels for measuring its parameters, as well as analyte due to its automatic control system (ACS).
На фиг. 1-б представлена общая по п.п. 4-5 блок-схема агентов-координаторов верхнего уровня СКБЗ, включающая автоматизированное рабочее место диагноста комплекса (АРМД-К), соединенное каналами прямой и обратной связи с групповой транспортной сетью (ГТС) комплекса, блок диагностирования комплекса (БД-К), блок защиты комплекса по функциональному состоянию (БЗ-К ФС), блок защиты комплекса по техническому состоянию (БЗ-К ТС) и информационную базу данных комплекса (ИБД-К).In FIG. 1-b presents the total item 4-5 is a block diagram of the top-level coordinating agents of SKBZ, which includes the complex workstation of the complex diagnostician (ARMD-K), connected by direct and feedback channels to the group transport network (GTS) of the complex, the complex diagnostics unit (BD-K), block complex protection by functional state (BZ-K FS), complex protection block by technical condition (BZ-K TS) and the information database of the complex (IBD-K).
На фиг. 1-в представлена блок-схема агента-координатора верхнего уровня СКБЗ по п. 6, включающая автоматизированное рабочее место диагноста комплекса (АРМД-К), соединенное каналами прямой и обратной связи с групповой транспортной сетью (ГТС) комплекса, блок диагностирования комплекса (БД-К), блок защиты комплекса по функциональному состоянию (БЗ-К ФС), блок защиты комплекса по техническому состоянию (БЗ-К ТС), блок адаптации к комплексу по его функциональному состоянию информационную (БА-К ФС), базу данных комплекса (ИБД-К).In FIG. 1-c is a block diagram of the agent-coordinator of the upper level of the SKBZ according to
2. На фиг. 2-а представлена блок-схема агента нижнего уровня (АНУ) СКБЗ объекта ТРПК по п. 4 (стационарный вариант исполнения), включающего локальную систему безопасности (ЛСБ) объекта, соединенную каналами прямой и обратной связи с одной стороны с групповой транспортной сетью (ГТС) комплекса, а с другой - с системами измерения медленноменяющихся параметров (ММП) и быстроменяющихся параметров (БМП) и системой автоматического управления (САУ) объекта.2. In FIG. 2-a is a block diagram of a lower-level agent (ANU) of the SKBZ of the TRPK facility according to p. 4 (stationary version), including the local security system (LSS) of the facility, connected by direct and feedback channels on the one hand to a group transport network (GTS ) complex, and on the other hand, with systems for measuring slowly varying parameters (IMF) and rapidly changing parameters (BMP) and an automatic control system (ACS) of an object.
фиг. 2-б представлена блок-схема АНУ функционального блока (ФБ) ТРПК по п. 5 (стационарный вариант изготовления), включающего ЛСБ ФБ, соединенную каналами прямой и обратной связи с одной стороны с ГТС комплекса, а с другой - по локальной транспортной сети (ЛТС) АНУ ФБ через посредство блока локальной синхронизации (БЛС) АНУ ФБ с САУ ФБ и системами измерения ММП и БМП объектов ФБ.FIG. 2-b is a block diagram of the ANU of the TRPK functional block (FB) according to claim 5 (stationary manufacturing option), which includes the LSS FB connected by direct and feedback channels on the one hand from the GTS complex, and on the other, through a local transport network ( LTS) ANU FB through the local synchronization unit (BLS) ANU FB with self-propelled guns FB and systems for measuring the IMF and BMP objects FB.
фиг. 2-в представлена блок-схема АНУ ФБ ТРПК по п. 6 (стационарный вариант исполнения), включающего ЛСБ ФБ, соединенную каналами прямой и обратной связи с одной стороны через посредство блока групповой синхронизации (БГС) АНУ ФБ с ГТС комплекса, а с другой - по ЛТС АНУ ФБ через посредство БЛС АНУ ФБ с САУ ФБ и системами измерения ММП и БМП объектов ФБ.FIG. 2-c shows the block diagram of the ANU FS TRPK according to claim 6 (stationary version), which includes the LSS FS connected by direct and feedback channels on the one hand through the group synchronization block (BGS) of the ANU FS with the GTS complex, and on the other - on LTS ANU FB through the BLU ANU FB with self-propelled guns FB and systems for measuring IMF and BMP objects FB.
фиг. 2-г представлена блок-схема АНУ-П (переносной вариант исполнения) вспомогательной компоненты ТРПК (объекта или ФБ) по п. 7, включающего локальную систему безопасности (ЛСБ-П) ФБ, соединенную каналами прямой и обратной связи с одной стороны через посредство блока групповой синхронизации (БГС-П) АНУ-П с ГТС комплекса, а с другой - по локальной транспортной сети (ЛТС-П) АНУ-П через посредство блока локальной синхронизации (БЛС-П) АНУ-П и системы измерения (СИ-П) быстрого развертывания ММП и БМП АНУ-П с сопрягаемой с АНУ-П вспомогательной компонентой ТРПК.FIG. 2-g is a block diagram of ANU-P (portable version) of the auxiliary component of the TRPK (facility or FB) according to claim 7, including the local security system (LSS-P) of the FB connected by direct and feedback channels on one side through the ANU-P group synchronization unit (BGS-P) with the GTS of the complex, and on the other, through the ANU-P local transport network (LTS-P) through the ANU-P local synchronization unit (BLS-P) and the measurement system (SI- P) rapid deployment of IMF and BMP ANU-P with the auxiliary component T mated to ANU-P PKK.
3. На фиг. 3 представлена общая по п.п. 4-6 блок-схема ЛСБ (стационарный вариант исполнения), включающая автоматизированное рабочее место диагноста (АРМД) компоненты ТРПК (объекта или ФБ), блок адаптации к компоненте ТРПК по ее функциональному состоянию (БА ФС), блок адаптации к компоненте ТРПК по ее техническому состоянию (БА ТС), блок диагностирования (БД) компоненты ТРПК, блок защиты компоненты ТРПК по ее функциональному состоянию (БЗ ФС), блок защиты компоненты ТРПК по ее техническому состоянию (БЗ ТС) и информационную базу данных (ИБД) компоненты ТРПК.3. In FIG. 3 presents the total for p.p. 4-6 is a block diagram of the LSS (stationary version), which includes the automated workstation of the diagnostician (ARMD) of the TRPC component (facility or FS), the adaptation block to the TRPC component according to its functional state (BA FS), the adaptation block to the TRPC component according to its the technical condition (BA TS), the diagnostic unit (DB) of the TRPK components, the protection block of the TRPK components according to its functional state (BS FS), the protection block of the TRPK components according to its technical condition (BS TS) and the information database (IDB) of the TRPK components.
4. На фиг. 4-а и 4-б представлены полученные экспериментально диагностические признаки технического состояния двух однотипных турбодетандерных агрегатов в формах зависимости от их основных режимных параметров - оборотов ротора.4. In FIG. 4-a and 4-b show the experimentally obtained diagnostic features of the technical condition of two similar turboexpander units in forms depending on their main operating parameters - rotor speed.
На фиг. 4-в, 4-г представлены полученные экспериментально диагностические признаки функционального состояния двух пар однотипных газотурбинных двигателей-приводов и их компрессоров в формах зависимости от их основного режимного параметра - суммарного расхода газа на выходе из коллектора.In FIG. 4-c, 4-d show the experimentally obtained diagnostic signs of the functional state of two pairs of the same type of gas-turbine drive motors and their compressors in the forms depending on their main operating parameter - the total gas flow rate at the outlet of the collector.
5. На фиг. 5 представлена блок-схема АНУ-П по п. 7 вспомогательной компоненты ТРПК (исполнение переносное), включающего быстро разворачиваемые и демонтируемые СИ-П ММП и БМП, БЛС-П ММП и БМП, ЛТС-П, ЛСБ-П и БГС-П входных-выходных данных АНУ-П. При этом сенсорная сеть ЛСБ-П включает пульт управления (ПУ-П), блоки адаптации к вспомогательной компоненте ТРПК по ее функциональному состоянию (БА-П ФС) и техническому состоянию (БА-П ТС), блок диагностирования (БД-П) и информационную базу данных (ИБД-П).5. In FIG. 5 is a block diagram of ANU-P according to claim 7 of the auxiliary component of the TRPK (portable version), including quickly deployed and dismantled SI-P MMP and BMP, BLS-P MMP and BMP, LTS-P, LSS-P and BGS-P input-output data of ANU-P. At the same time, the LSS-P sensor network includes a control panel (PU-P), adaptation blocks to the auxiliary component of the TRPK according to its functional state (BA-P FS) and technical condition (BA-P TS), diagnostic unit (BD-P) and information database (IBD-P).
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012138932/08A RU2569810C2 (en) | 2012-09-12 | 2012-09-12 | Object-oriented processes and multi-agent automated complex protection systems for geographically-distributed industrial complex (gdic) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012138932/08A RU2569810C2 (en) | 2012-09-12 | 2012-09-12 | Object-oriented processes and multi-agent automated complex protection systems for geographically-distributed industrial complex (gdic) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012138932A RU2012138932A (en) | 2014-03-20 |
RU2569810C2 true RU2569810C2 (en) | 2015-11-27 |
Family
ID=50279950
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012138932/08A RU2569810C2 (en) | 2012-09-12 | 2012-09-12 | Object-oriented processes and multi-agent automated complex protection systems for geographically-distributed industrial complex (gdic) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2569810C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2635832C1 (en) * | 2016-06-08 | 2017-11-16 | Общество с ограниченной ответственностью 'Институт глобальных информационных систем' | Safety control complex at stationary object, method of safety control complex operation at stationary object, system for managing safety control complexes at stationary objects and method of safety control in system consisting of pularity of safety control complexes |
RU2714612C1 (en) * | 2019-06-10 | 2020-02-18 | Акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (АО МНПК "Авионика") | Method of identifying nonlinear systems |
RU2773048C1 (en) * | 2021-07-16 | 2022-05-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» | Method for monitoring the technical condition of communications and navigation equipment |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2006130681A (en) * | 2004-02-03 | 2008-03-10 | Удо БАУМЕРТНЕР (DE) | DEVICE FOR AUTOMATION OF BUILDING EQUIPMENT |
RU73504U1 (en) * | 2008-01-09 | 2008-05-20 | ООО "Объединенная Компания "Сибшахтострой" | DISPERSION CONTROL AND MANAGEMENT SYSTEM OF SURFACE MINE INSTALLATIONS |
RU2395829C2 (en) * | 2008-10-14 | 2010-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | System of automatic safety control of equipment with inflammable product intended for hig-power processes |
-
2012
- 2012-09-12 RU RU2012138932/08A patent/RU2569810C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2006130681A (en) * | 2004-02-03 | 2008-03-10 | Удо БАУМЕРТНЕР (DE) | DEVICE FOR AUTOMATION OF BUILDING EQUIPMENT |
RU73504U1 (en) * | 2008-01-09 | 2008-05-20 | ООО "Объединенная Компания "Сибшахтострой" | DISPERSION CONTROL AND MANAGEMENT SYSTEM OF SURFACE MINE INSTALLATIONS |
RU2395829C2 (en) * | 2008-10-14 | 2010-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | System of automatic safety control of equipment with inflammable product intended for hig-power processes |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2635832C1 (en) * | 2016-06-08 | 2017-11-16 | Общество с ограниченной ответственностью 'Институт глобальных информационных систем' | Safety control complex at stationary object, method of safety control complex operation at stationary object, system for managing safety control complexes at stationary objects and method of safety control in system consisting of pularity of safety control complexes |
RU2714612C1 (en) * | 2019-06-10 | 2020-02-18 | Акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (АО МНПК "Авионика") | Method of identifying nonlinear systems |
RU2773048C1 (en) * | 2021-07-16 | 2022-05-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» | Method for monitoring the technical condition of communications and navigation equipment |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012138932A (en) | 2014-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wu | Liquid-propellant rocket engines health-monitoring—a survey | |
Hadroug et al. | Fuzzy diagnostic strategy implementation for gas turbine vibrations faults detection: Towards a characterization of symptom–fault correlations | |
CN104344970A (en) | Equipment system fault integral diagnosis method and device | |
RU2569810C2 (en) | Object-oriented processes and multi-agent automated complex protection systems for geographically-distributed industrial complex (gdic) | |
King et al. | The use of novelty detection techniques for monitoring high-integrity plant | |
SikorA et al. | Monitoring and maintenance of a gantry based on a wireless system for measurement and analysis of the vibration level | |
Suleimenov et al. | Synthesis of the equipment health management system of the turbine units' of thermal power stations | |
Fornlöf et al. | RUL estimation and maintenance optimization for aircraft engines: a system of system approach | |
Polyakov et al. | Improving the safety of power plants by developing a digital twin and an expert system for adaptive-predictive analysis of the operability of gas turbine units | |
Gallab et al. | Simulation of failure scenarios related to maintenance activities | |
Van Ta et al. | Assesment of Marine Propulsion System Reliability Based on Fault Tree Analysis | |
Tang et al. | Exchanging deep knowledge for fault diagnosis using ontologies | |
Lybeck et al. | Lifecycle prognostics architecture for selected high-cost active components | |
JOHNSON et al. | The system testability and maintenance program (STAMP)-A testability assessment tool for aerospace systems | |
Saci et al. | Effective Fault Diagnosis Method for the Pitch System of a Wind Turbine | |
Zeng et al. | Real time embedded maintenance system of hydro generator excitation system | |
Yarnall et al. | BIT/BITE/ED/EP/IVHM and ATE in DA | |
Carazas et al. | Reliability analysis of gas turbine | |
Garðarsdóttir | Reliability analysis of the RB-211 jet engines operated by Icelandair | |
Tang et al. | Simulation-based design and validation of automated contingency management for propulsion systems | |
Patrizi | IMS Awards: An Innovative Data-Driven Reliability Life Cycle for Complex Systems | |
Gorchakovsky et al. | Automatic equipment for testing of complex multiparametric intelligent devices | |
Brown et al. | Built-In Test Selection Methodology for Optimal Reliability Fault Coverage | |
Rotondo | A Survey for Testing Self-organizing, Adaptive Systems in Industry 4.0 | |
WYLIE et al. | Powerplant Control Technology and Integration |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180913 |