Розроблення математичної моделі та синтез автоматичної системи керування процесом двоступеневої сепарації нафти

Abstract

Дисертація присвячена питанню автоматичного керування процесом двоступеневої сепарації. Проведено комплексний аналіз та узагальнення існуючих методів та засобів сучасного стану первинної підготовки нафти, призначених для автоматичного керування процесом сепарації, визначено основні напрямки їх розвитку та удосконалення. Розробленоузагальнену математичну модель двоступеневої сепарації нафти. Згідноматематичноїмоделірозробленоструктурну схему процесукерування двоступеневою сепарацією нафти. Здійснено лінеаризацію математичної моделі та досліджено її властивості. На основі структурної схеми процесу двоступеневої сепарації, синтезовані автономні та комбіновані системи керування першою та другою ступенями сепарації нафти. Відповідно до визначеної структури автоматичної системи керування процесом двоступеневої сепарації,здійснено вибір параметрів налаштування ПІ- і ПІД-регуляторів.Розроблено і лінеаризовано математичну модель процесу двоступеневої сепарації натфи установкою «НСП-Микуличин» та ідентифікованоїїпараметри. На основіматематичноїмоделі та ідентифікованихпараметрів в умовах«НСП-Микуличин», проведено імітаційне моделювання двоступеневого процесу сепарації. Синтезовано комбіновану систему автоматичного керування процесом двоступеневої сепарації установкою «НСП-Микуличин». Ідентифіковано та обчислено параметри лінеаризованих математичних моделей. Обчислено параметри налаштування регуляторів двоступеневої сепараційної системи в умовах «НСП-Микуличин».Проведено імітаційне моделювання системи автоматичного керування процесом двоступеневої сепарації в умовах «НСП-Микуличин». Розроблено алгоритмічну структуру автоматичної системи керування процесом сепарації нафти на основі якої розроблено структурну схему автоматичної системи керуванняв умовах «НСП-Микуличин».

Диссертация посвящена вопросу автоматического управления процессом двухступенчатой сепарации. Проведен комплексный анализ и обобщение существующих методов и средств современного состояния первичной подготовки нефти, предназначенных для автоматического управления процессом сепарации, определены основные направления их развития и совершенствования. Разработаны математическая модель двухступенчатой сепарации нефти. Согласно математической модели разработана структурная схема процесса управления двухступенчатой сепарацией нефти. Осуществлен линеаризацию математической модели и исследованы ее свойства. На основе структурной схемы процесса двухступенчатой сепарации, синтезированные автономные и комбинированные системы управления первой и второй ступенями сепарации нефти. Согласно определенной структуры автоматической системы управления процессом двухступенчатой сепарации, осуществлен выбор параметров настройки ПИ- и ПИД-регуляторов. Разработаны и линеаризованной математической модели процесса двухступенчатой сепарации натфы установкой «НСП-Микуличин» и идентифицирована параметры. На основе математической модели и идентифицированных параметров в условиях «НСП-Микуличин», проведено имитационное моделирование двухступенчатого процесса сепарации. Синтезирован комбинированную систему автоматического управления процессом двухступенчатой сепарации установкой «НСП-Микуличин». Идентифицировано и рассчитаны параметры линеаризованных математических моделей. Вычислено параметры настройки регуляторов двухступенчатой сепарационной системы в условиях «НСП-Микуличин». Проведено имитационное моделирование системы автоматического управления процессом двухступенчатой сепарации в условиях «НСП-Микуличин». Разработан алгоритмическую структуру автоматической системы управления процессом сепарации нефти на основе которой разработана структурная схема автоматической системы управления в условиях «НСП-Микуличин».

The thesis is devoted to the issue of automatic control of the process of two-stage separation. The complex analysis and generalization of existing methods and means of the current state of primary oil preparation, intended for automatic control of the separation process, was carried out, the main directions of their development and improvement were determined. The generalized mathematical model of two-stage oil separation was developed. According to the mathematical model a structural scheme of the process of control of two-stage oil separation was developed. The linearization of the mathematical model and its properties were investigated. On the basis of the structural scheme of the process of two-stage separation, the autonomous and combined control systems of the first and second stages of oil separation were synthesized. In accordance with the defined structure of the automatic control system of the process for two-stage separation, the choice of parameters of adjustment of PI- and PID-regulators has been made. The mathematical model of the two-stage separation of the NTF with the installation "NSP-Mykulychyn" was developed and linearized, and its parameters were identified. On the basis of the mathematical model and the identified parameters in the conditions of "NSP-Mykulychyn", an imitation modeling of the two-stage separation process was carried out. The combined system of automatic control of the two-stage separation process with the installation "NSP-Mykulychyn" was synthesized. The parameters of linearized mathematical models have been identified and calculated. The parameters of adjustment of regulators of a two-stage separation system in the conditions of "NSP-Mykulychyn" are calculated. The simulation modeling of the automatic control system of the two-stage separation process under the conditions of "NSP-Mykulychyn" is carried out. The algorithmic structure of the automatic control system forthe oil separation process has been developed, on the basis of which the structural scheme of the automatic control system under the conditions of "NSP-Mykulychyn" is developed.