Материал: Модели управления функционированием систем подачи и распределения воды. Панов М.Я., Петров Ю.Ф

Как отмечалось ранее, согласно схеме сетевой системы ВПС (рис.6.6), математическая модель управления функционированием включает 30 уравнений, из них нормальных - 15 и уравнений, формирующих модель возмущенного состояния с граничными условиями второго рода -15 (5 цепных и 10 узловых балансовых). То есть модель управления по ошибке с функциональными ограничениями в форме балансов расходов воды через узлы по порядку матричных структур в 2 раза превышает модель возмущенного состояния и почти на 60 % -модель управления по ошибке с функциональными

236

ограничениями в форме баланса расходов через систему в целом. Однако при этом модель управления с узловыми балансовыми ограничениями обеспечивает тотальный контроль и управляемость расходами воды от всех без исключения скважин, оснащенных соответствующим количеством погружных насосов. Таким образом, полный охват процессом управления всех элементов ВПС достигается довольно резким увеличением размерности систем уравнений в составе соответствующей модели управления функционированием по ошибке. То есть область рациональной реализации той или иной версии модели управления по ошибке определяется масштабом и степенью разветвленности сетевой системы ВПС: а) для ВПС, сформированных большим множеством структурообразующих элементов (погружных насосов, резервуаров чистой воды, скважин и т.д.) целесообразно применять модель управления с функциональными ограничениями в форме баланса расходов через систему в целом, поскольку при сравнительно небольшом порядке матричных структур влияние на точность исполнения заданного прогноза подачи воды в РЧВ от одного неуправляемого участка на линии погружного насоса исчезающее мало; б) во втором случае при небольших ВПС целесообразно применять модель с функциональными ограничениями в форме балансов расходов через отдельные узлы системы с тотальным охватом всех элементов управления и регулирования, когда размерность системной задачи не является доминирующей, а неучёт прогноза водоподачи на одном (неуправляемом) участке погружного насоса может оказаться существенным для всей системы ВПС.

Отметим ряд алгоритмических аспектов в качестве дополнения к аналогичным разделам.

Термин «пользователь» необязательно несет в себе смысловую нагрузку в форме доминирующего «человеческого фактора». Это скорее соответствующая компьютерная программа человеко-машинных процедур (разработка которой выходит за рамки данной монографии), отражающих возможности прогнозирования водоподачи в сеть СПРВ и водопотребления от этой сети отдельными(крупными) потребителями и (или) группами однородных(мелких) потребителей. Во всяком случае очевидно, что исходной предпосылкой разработки программы «Пользователь» является условие баланса расходов водоподачи в сеть СПРВ от системы ВПС и водопотребления всеми потребителями плюс утечки воды из сети. Такой баланс правомерен для условий квазиустойчивости гидравлических процессов, несжимаемости среды, изотермичности течений водопотоков и т.п.

237

Другим не менее важным алгоритмическим аспектом является «привязка» режима водоподачи в сеть ко времени функционирования системы. Время в системе ВПС также выступает как параметр, а временной мониторинг предполагает разбивку параметра-времени на пикеты. Интервал времени между соседними пикетами отводится для подготовки управляющего сигнала на перенастройку УД в системе ВПС, включающего многократное решиние систем линейных (алгебраических в простейшем случае) уравнений больших размерностей. Так, при К = и временном интервале между соседними пикетами = 60 с линейная система уравнений в течение суток должна решаться 15· раз, что занимает значительную долю времени, отводимого для подготовки плюс передачи, плюс исполнение сигнала на перестройку УД. При этом исходные параметры соответствующей 0-й итерации вырабатываются на пикете, предшествующем интересующему нас моменту времени. Пикетирование времени является неизбежным атрибутом алгоритмического метода конечных разностей.

Сетевая система ВПС в силу своего предназначения и условий эксплуатации менее подвержена влиянию структурных возмущений. Это позволяет надеяться на возможность использования дроссельных характеристик в системе ВПС для оперативности выработки управляющего сигнала на перестройку УД.

238

ТОЛКОВЫЙ РУССКО-АНГЛИЙСКИЙ СЛОВАРЬ НЕКОТОРЫХ ТЕРМИНОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЙ

A

Абонент м – consumer, user - физическое или юридическое лицо, заключившее договор с оператором на оказание коммунальных услуг (холодного и горячего водоснабжения, водоотведения).

Аварийность ж - accident rate, breakdown rate - показатель количества аварий

(отказов) на водопроводных и канализационных сетях и сооружениях.

Аварийный запас воды в резервуаре – emergency accumulation (storage) reservoir – запас воды в резервуаре, предусматриваемый при подаче по одному водоводу на время ликвидации на нем аварии.

Автоматизированная система управления водоохранным комплексом - automated system of waterprotective complex control - aвтоматизированная система управления, предназначенная для выработки и реализации управляющих воздействий на водоохранный комплекс в соответствии с принятым критерием управления.

Агрегат насосный - pumping unit (set)– сокупность устройств, состоящая обычно из насоса, двигателя и передачи.

Алгоритм м - algorithm – точное описание способа решения задачи, устанавливающее, какие операции и в какой последовательности выполнять,чтобы получить результат, однозначно определяемый исходными данными.

Анализ м - analysis, determination - 1. Метод научного исследования, состоящий в расчленении целого на составные элементы. 2. Определение состава и свойств какого-либо вещества, исследование их.

Аналогия ж – analogy - сходство в каком-либо отношении между предметами или явлениями;

◦аналогия гидродинамическая - fluid-flow analogy, hydrodynamical analogy –

метод исследования течений идеальной жидкости путём исследования течения электрического тока в проводнике.

Аппаратура ж - equipment - совокупность аппаратов, приспособлений для выполнения какой-либо работы.

◦аппаратура исследовательская - research equipment–комплекс лабораторного оборудования, приборов и установок для проведения научноисследовательских работ.

◦аппаратура контрольная - supervisory equipment - оборудование,

применяемое для оперативного контроля различных технологических процессов и обеспечивающая их безопасность.

239

Аппроксимация ж – approximation - приближенное выражение одних величин через другие, более простые. Например, аппроксимация прямых линий ломанными, произвольных непрерывных функций многочленами, системы дифференциальных уравнений, описывающих поведение исследуемой нелинейной системы, – системой линейных уравнений и т.п.

Арматура ж – armature, carcase, fittings, fixtures, mountings, reinforcement -

вспомогательные, обычно стандартные устройства и детали для выключения, регулирования, обслуживания и ремонта трубопроводной сети.

◦арматура водопроводная - plumbing fixtures - арматура, устанавливаемая для управления потоком жидкости. По способу присоединения к трубопроводам арматура разделяется на муфтовую, цапковую и фланцевую. По назначению арматура делится на запорную (вентили, пробковые краны, задвижки), регулирующую и предохранительную (предохранительные, обратные и редукционные клапаны, вантузы, выпуски).

◦арматура измерительная - measuring fittings - предназначена для отслеживания и поддержания заданных рабочих параметров систем отопления и водоснабжения. В данную группу входит стандартное измерительное оборудование, такое как манометры, термометры, расходомеры, вакууммеры, термоманометры, а также различные реле и датчики, осуществляющие включение различных компонентов системы в зависимости от изменения температуры, давления или потока.

◦арматура распределительная - dispersed concrete/spaced/distribution reinforcement; distribution rods/steel - трубопроводная аматура, предназначенная для распределения потока рабочей среды по определенным направлениям.

◦арматура трубопроводная - pipeline (plumbing) fittings - устройство,

устанавливаемое на трубопроводнах, предназначенное для управления (отключения, распределения, сброса, смешивания, фазоразделения) потоками рабочих сред (жидкой, газообразной, гозожидкостной, порошкообразной, суспензии и т.п.) путем изменения площади проходного сечения. Трубопроводная арматура характеризуется двумя главными параметрами: условным проходом (номинальным размером) и условным (номинальным) давлением.

◦арматура трубопроводная запорная - stop valves for transmission pipelines -

трубопроводная арматура, обеспечивающая прекращение поступления транспортируемых продуктов в отдельные участки трубопроводной сети.

◦арматура трубопроводная регулирующая - regulating [control] valves -

трубопроводная арматура, предназначенная для регулирования расхода транспортируемых продуктов и поддержания заданного давления в трубопроводной сети.

Б

Байпас м – bypass – 1. Ниппельная или клапанная система, позволяющая воде проходить по водопроводной магистрали минуя систему очистки воды в

240