Халықаралық ғылыми-тәжірибелік конференциясының ЕҢбектері

112
 
 
тәрбие  жүйесіне  бағытталған  дайындық  қажет.  Заманауи  білім беру жүйесі кең ауқымды проблеманы- 
миллиондаған адамдарды ақпарат әлемінің жаңа өміріне және шарттарына дайындау проблемасын шешуі 
тиіс.  
Қазіргі  кезде  білім  беру  мекемелерінде  ақпараттық-коммуника-циялық  технологияларға  көп 
көңіл бөлінуде.  
Білім  беру  жүйесін ақпараттандыру  дегеніміз  –  берілетін  білім  сапасын  көтеруді  жүзеге  асыруға   
бағытталған  процесс,  яғни  еліміздің  ұлттық  білім       жүйесінің     барлық   түрлерінде  кәдімгі 
технологияларды  тиімді  жаңа   комплекстік    ақпараттандыру    технологияларына      алмастыру,    оларды 
сүйемелдеу және дамыту болып табылады. 
Ақпараттық  коммуникациялық  технология  электрондық  есептеуіш  технологиясымен  жұмыс 
істеуге,  оқу барысында компьютерді пайдалануға, модельдеуге, электрондық оқулықтарды, интерактивті 
құралдарды  қолдануға,  интернетте  жұмыс  істеуге,  компьютерлік  оқыту  бағдарламасына  негізделеді. 
Ақпараттық  әдістемелік  материалдар  коммуникациялық  байланыс  құралдарын  пайдалану  арқылы  білім 
беруді жетілдіруді көздейді.   
Заманауи  және  перспективті  ақпараттық  жүйелер  мен  технологияларды  құруды,  қолдануды  және 
жобалауды келесі бағыттар арқылы жүзеге асыруға болады: 
-  берілген мәліметтерді және білімдерді басқару; 
-  желілер мен телекоммуникациялар; 
-  ашық ақпараттық-аналитикалық порталдар; 
-  график және дизайн, көпөлшемді кеңістіктер; 
-  корпоративті ақпараттық жүйелерді жобалау; 
-  объектілі-бағытталған моделдеу және программалау. 
Компьютерлік  моделдеу  кезінде  объектілі-бағытталған  тілдер  қолданылады.  Сондай  тілдердің 
бірі – Unity Pro L тілі.  
Қолданушы интерфейсі бернеше үйлестірмелі терезелер мен саймандар панельдерінен тұрады. 
 
 
1-сурет. Unity Pro қолданушысының интерфейсі 
 
1-кесте  
Unity Pro қолданушысының интерфейсі 
 
№ 
Сипаттамасы 
1 
Жоба браузері 
2 
Меню жолы 
3 
Саймандар панелі 
4 
Мәліметтер редакторының терезесі (анимациялық кесте) 
5 
Оператор экранының редакторының терезесі (нақты уақыт экраны) 
6 
Бағдарламалау тілдерінің редакторының терезесі 
7 
Ақпараттық  терезе  (жіберілген  қателер,  сигналды  бақылау,  импорт  функциялары  және  т.б. 
туралы ақпарат береді) 
8 
Күй жолы 
 
1.  Жоба  браузері.  Жоба  бойынша  каталогтар  дарағының  құрылымдық  немесе  функционалдық  түрі 
бойынша жылжуға мүмкіндік береді.   
 

113 
 
 
2-сурет. Жоба браузері 
 
2-кесте    
Жоба браузері 
 
№  Сипаттамасы  
1 
Configuration – Конфигурация  
2 
Variables&FB instances - айнымалылар (EDT, DDT, DFB және EFB экземплярлары) 
3 
Communication - коммуникациондық функциялар 
4 
Program - бағдарлама 
5 
Animation tables – анимациондық кесте 
6 
Operator Screens – операторлық экрандар (нақты уақыт экрандары) 
7 
Documentation – жобаның құжаттамасы (титул парағы, жалпы ақпарат). 
 
2.  Меню  жолы.  Менюдің  үш  типі  бар:  негізгі  немесе  құламалы,  ішкі  меню,  контекстілі  немесе 
шықпалы.  
 
 
3-кесте  
Мәзір қатары 
 
№ 
Аталуы 
Құрылымы 
1 
2 
3 
1 
Негізгі немесе құламалы 
 
 
2 
Ішкі меню 
 
3 
Контекстілі немесе шықпалы 
 
 
4. 
Саймандар тақтасы. Стандартты түрдегі негізгі меню тақтасы жиі қолданылатын функцияларды 
лезде тауып, орындауға мүмкіндік береді. 
 
 
3-сурет.  Саймандар тақтасы 

114
 
 
4-кесте   
Негізгі мәзір тақтасы 
 
№ 
Аталуы 
Функциялары 
1 
File 
New project, Open, Save, Print 
2 
Edit 
Copy, Delete, Paste, Undo, Redo, Validate, Minimize, Maximize, Full screen, Go to 
3 
Services 
Analyse  project,  Generate  project,  Re  generate  entire  project,  Project  browser,  Start 
search, Type library manager 
4 
PLC 
Transfer Project to PLC, Transfer Project from PLC, Connect, Disconnect, Start, Stop, 
Start/Stop Animation, Standard mode, Simulation mode 
5 
Window 
Cascade, Tile Horizontally, Tile Vertically 
6 
Help 
Help, What's This 
7 
Debug 
Set Breakpoint, Clear Breakpoint, Start, Step Over, Step Into, Step Out, Show Current 
Step, Display call stack 
8 
Watchpoint 
Set Watchpoint, Clear Watchpoint, Show Watchpoint, Synchronize Animation Table, 
Refresh counter 
Примечание:  Эта  панель  отображается  только,  когда  активен  редактор  языка 
программирования. 
9 
Project Browser 
Structural view, Functional view, Vertical views, Horizontal views, Zoom Out 
 
5. 
Ақпараттық  терезе.  Шығыс  терезе  әртүрлі  парақтардан  тұрады.  Әр  парақ  қосымша  бетке 
сәйкес келеді. 
 
 
4-сурет. Ақпараттық терезе 
 
Шығыс  парақтар  орындалған  әрекеттердің  нәтижелерін  немесе  қателер  туралы  мәлімдемелерді 
көрсетеді.  Мәлімдемеге  басылған  қос  шертпе  сәйкесінше  редакторды  ашып,  «қатені»  белгілейді. 
Жаңа қателер қызылмен, ал белгіленген қателер көк түспен көрсетіледі. 
 
5-кесте 
Ашық шығыс парақтар 
 
№ 
Шығу парағы 
Функциясы 
1 
Build (жобаны құру) 
Сараптау мен генерирлеудің қателіктерін көрсетеді. 
Қателікке  басылған  қос  шертпе  бағдарламалау  тілінің  қате  секциясын,  қате 
конфигурацияны немесе қате мәліметтерді көруге мүмкіндік береді. 
2 
Import/Export 
(Импорт/Экспорт) 
Импорт пен экспорт қателіктерін көрсетеді. 
Қателікке басылған қос шертпе негізгі файлдағы қатені тікелей көрсетеді. 
3 
User error (қолдану-
шының қателігі) 
Қолданушының қатесін көрсетеді. 
4 
Search/Replace 
(Іздеу/Ауыстыру) 
Іздеу және/немесе ауыстыру операциясының нәтижесін көрсетеді. 
Элементке  басылған  қос  шертпе  бағдарламалау  тілінің  секциясында, 
конфигурацияда немесе мәліметтердегі іздеулер нәтижелерін көрсетеді. 
 
Қ.И.  Сәтпаев  атындағы  Қазақ  ұлттық  техникалық  университетінде  2011  жылдан  бері  қазақ-француз 
орталығы жұмыс істейді. Сол орталықта Schneider Electric компаниясының контроллерлері, т.б. құралдары 
орналасқан. Конторллерлер Unity Pro тілінде конфигурацияланады.  
 
 
 

115 
 
Әдебиет 
 
1. Мұхамбетжанова С.Т. Ақпараттық технология және қашықтықтан оқыту, ББЖКБАРИ  
2.  Морева  Н.А.  Педагогика  среднего  профессионального  образования:  Учеб.  пособие  для 
студентов высш. пед. учеб, заведений. М.: Академия, 2001  
3.  Самигулина  З.И.  Объектно-ориентированное  программиро-вание.  Методическое  указание  к 
лабораторным работам. А.: КазНТУ, 2012 
 
ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ОБЛАСТИ ДОБЫЧИ НЕФТИ И ГАЗА 
Лукманова Ж.С., Искакова А.М 
КазНТУ  имени К.И. Сатпаева г. Алматы., Республика Казахстан 
 
На  многих  современных  производствах  условия  управления  технологическими  процессами  требуют 
применения современный информационных систем управления для решения различных прикладных задач.. 
На предприятии формулируются следующие требования к системе:  
 
Оптимизировать  производительность  оборудования  и  продук-тивность  скважин  за  счет 
анализа дебитов, отсечек, давлений, температур и других данных. 
 
Предсказывать на основе прошлых данных сроки исчерпания скважин. Одновременно данные 
старых  скважин  с  богатой  историей  добычи  можно  использовать  для  прогнозирования  поведения 
новых скважин. 
 
Централизованно 
управлять 
большим 
количеством 
скважин 
с 
помощью 
систем 
дистанционного мониторинга. 
Платформа  UniSim.  Это  базовый  механизм,  обеспечивающий  управление  и  синхронизацию  различных 
задач  и  прикладных  приложений  для  проведения  высокоточного  имитационного  моделирования 
крупно-масштабных  процессов  в  режиме  реального  времени.  Задачи  и  приложения  обычно 
распределяются по нескольким ПК.  
В  данной  работе  рассмотрена  оптимизационная  задача  управления  режимом  компрессорного  цеха 
газоперекачивающих  агрегатов.  С  использованием  компьютерного  комплекса  UniSim  для 
моделирования  режимов  управления  подачей  топлива  в  ГПА,  где  основные  элементы 
газотранспортной системы уровня компрессорного цеха представлены на рисунке 1.  
 
 
Рисунок. 1. Основное оборудование газокомпрессорного цеха 
 
Основная  задача  цехового  регулятора  состоит  в  стабилизации  заданного  значения 
производительности  или  давления  на  выходе  цеха.  Это  задача  достигается  за  счет  изменения 

116
 
 
оборотов  нагнетателей  загруженных  в  трассу  газоперекачивающих  агрегатов  в  ответ  на  внешние 
возмущения – изменение подачи газа на входе или отбор газа на выходе цеха, при изменении уставки 
по режиму цеха. Существуют многочисленные комбинации режимов работы агрегатов, при которых 
цеховой  параметр  будет  равен  заданному  значению,  но  агрегаты  будут  загружены  по-разному  и 
следовательно  суммарные  затраты  энергии  на  транспортировку  того  же  количества  газа  будут 
разными. 
При  этом  до  решения  задачи  оптимизации  в  регуляторе  режима  необходимо учесть ряд условий 
включения 
в 
работу, 
характеризующих 
готовность 
к 
автоматическому 
управлению 
газоперекачивающих агрегатов (ГПА), схему работы ГПА (последовательная, параллельная),  близость  к 
ограничителям  параметров  в  САУ  ГПА.  Для  расчета  оптимизационной  задачи  распределения 
нагрузки  учитываются  входные  данные  алгоритма  расчета  допустимой  зоны  работы  ГПА, 
дискретные параметры работы САУ ГПА:  
мин
ТНД
ТНД
Т
ТВД
ТНД
Т
ТВД
ТВД
ТВД
ТНД
ТНД
ТНД
ТВД
ТНД
nТВД
ТНД
Q1
ТВД
ТВД
ТВД
Q
Q
Q
n
k
Т
n
k
n
n
n
Т
Т
Т
n
n
k
Q
n
k
Т
Т
Т
ТВД
ТВД
тельное
предупреди
тельное
предупреди
тельное
предупреди












1
1
1
1
1
1
1
1
1













 
Аналоговые  параметры  работы  нагнетателя,  где 
Q   производительность  турбины  низкого 
давления, и параметры работы привода где Т продукты сгорания перед ТВД и за ТНД: 
ТBД
n
ТHД
Q
ТHД
_
.
ТНДниз
ТHД
T
ТHД
ТВД
T
ТHД
ТВД
n
ТHД
_
.
выс
ТНД
n
K
n
n
Q
K
n
n
T
K
n
n
T
K
n
n
n
K
n
n
ТBД
_
.
ТНДниз
ТHД
_
.
выс
ТНД
ТBД
_
.
выс
ТНД
ТBД

























1
1
1
1
1
1
1
1
 
Зона допустимых оборотов турбины низкого давления 
)
n
(
MAX
n
)
n
(
MIN
n
_
.
ТНДниз
_
.
ТНДниз
_
ТHД
_
.
выс
ТНД
.
выс






 
Критерий оптимальности распределения нагрузки определяется с решением целевой функции: 
Q
i
.
СОСТ
.
ТЕХ
,
i
.
ТОПЛ
m
i
i
.
ТОПЛл
min
)
K
Q
(
N
)
Q
(
N



1
                                         (1) 
с ограничением для каждого ГПА: 
max
ТНД
ТНД
min
ТНД
n
n
n


 
где: 
Q
ТОПЛ
i
– расход топливного газа 
i
-го ГПА м
3
/мин; 
K
ТЕХ.СОСТ
i
 - коэффициент технического состояния i-го ГПА ; 
N
i
– мощность нагнетателя 
i
-го ГПА; 
n
ТНД
– обороты турбины низкого давления (ТНД) об/мин. 
Когда один из агрегатов работает на пределе своих возможностей,  у других агрегатов  еще  есть 
резерв  по  мощности.  Что  бы  использовать  этот  резерв,  распределение  нагрузки  между  агрегатами 
выполняется  в  соответствие  с  их  коэффициентами  технического  состояния.  Управляющие 
воздействия  пропорциональны  коэффициентам  технического  состояния,  означает  что  агрегаты 
находящиеся  в  худшем  техническом  состоянии,  получают  меньшие  управляющие  воздействия.  В 
программной  среде  UniSim  реализованные  принципы  работы  регулятора,  построена  совместная 
модель  регулятора  режима  и  математическая  модель  компрессорного  цеха  с  двумя  параллельно 
работающими  ГПА.  Регулятор  режима  состоит  из  общего  блока,  обеспечивающего  распределение 
нагрузки  между  агрегатами,  и  собственно  агрегатных  регуляторов.  Агрегатные  регуляторы 

117 
 
расположены  в  системах  управления  агрегатной  автоматики  и  могут  рассматриваться  на  уровне 
общецеховой  модели  как  инерционные  звенья,  вход  которых  –  уставка  по  оборотам  нагнетателя,  а 
выход – обороты нагнетателя. Расчет производительности нагнетателя находится по формуле: 
e
k
k
P
.
A
Q


735
6
13




 
где 
А
к - 
коэффициент конфузора нагнетателя; 
e

- плотность на входе в нагнетатель кг/м
3
; 
∆
P
k
 – перепад на конфузоре нагнетателя кГс/см
2
. 
Потребление  топливного  газа  пропорционально  мощности  нагрузки  нагнетателя  и 
коэффициенту  технического  состояния  привода  турбины  высокого  давления.  Мощность  турбины 
вычисляется в модели по: 
)
T
P
P
T
(
G
Z
R
k
k
a
)
T
T
(
G
Z
R
k
k
a
N
вх
k
k
вх
вых
вх
cp
вх
вых
cp























1
1
1
 
где  
a- поправочный коэффициент  
1

k
k
 – показатель изоэнтропы; 
к – показатель адиабаты; 
R  – газовая постоянная;
К
*
кг
м
*
кг

 
Zср  – коэффициент сжимаемости газа по средним параметрам процесса сжатия 
2
см
кгс
 
Т
вых
 – температура газа на выходе из нагнетателя
о
K
; 
Т
вх
 – температура газа на входе в нагнетатель
о
K
; 
G – расход газа через нагнетатель кг/с; 
Мощность  цеха  изменяется  воздействием  на  регуляторы  топлива  САУ  ГПА  в  сторону 
увеличения  или  уменьшения  частоты  вращения  ТНД  в  зависимости  от  характера  внешнего 
возмущения. 
Значения  температуры  и  давления  на  выходе  нагнетателя  моделируются  согласно  уравнениям 
газовой динамики: 






вход
вход
вход
Т
ZRT
ZRT
п
п
Т



















1
1
0
0
2
0

 






вход
вход
вход
Р
ZRT
ZRT
п
п
Р


1
0
0
2
0
1
1



















 
где: 
n
 – частота вращения нагнетателя ГПА, 
об
/
мин
; 
n
0
 – номинальная частота вращения нагнетателя ГПА, 
об
/
мин
; 
0

– приведенная степень сжатия; 

– показатель политропы. 
Нагнетатель ГПА после окончания пуска работает в диапазоне  оборотов 3300-5600 об/мин, при 
достижении  которого  включается  регулятор-ограничитель  в  САУ  ГПА.  В  модели  производится 
расчет  и  выдача  сигналов  характеризующих  приближение  оборотов  к  ограничителям.  Данные 
сигналы участвуют в формировании функции цены при подборе параметров системы в итерационном 
процессе  повторных  симуляций.  Параметр  оптимизации  –  суммарные  затраты  топливного  газа. 

118
 
 
Таким  образом  задается  условия  нахождения  оптимального  соотношения  коэффициентов 
распределения нагрузки Z. 
Оптимизационный  алгоритм  изменяет  значения  коэффициентов  Z
i
  каждого  ГПА  тем  самым, 
перераспределяя  производительность  между  агрегатами.  Коэффициент  технического  состояния, 
находим по формуле: 
)
пас
(
пол
пол
)
пас
(
пол
Н
.
СОСОТ
.
ТЕХ
К





 1
 
где: η
пол(пас)
 – паспортный политропический КПД нагнетателя; 
η
 пол
 – политропический КПД нагнетателя. 
Таким  образом,  регулятор  режима  функционирует  в  автоматическом  режиме  и  обладает 
избыточной информацией для самонастройки. 
 
С  помощью  программного  обеспечения  UniSim  совместно  реализован  расчет  параметров 
нагнетателей  ГПА  и  оптимизационный  алгоритм  поиска  оптимального  соотношения  распределения 
нагрузки.  Практическим  применением  данного  алгоритма  является  использование  его  при  отладке 
режима регулятора в системе управления компрессорным цехом в автоматическом режиме или в качестве 
поддержки  принятия  решений  оператора.  Кроме  того,  гибкость  и  многозадачность  платформы  UniSim 
позволяет  распределить  динамические  имитационные  модели  в  многопроцессорной  вычислительной 
сети, так что размер и сложность моделей не ограничена. 
В  настоящее  время  все  крупнейшие  частные  мировые  нефтяные  компании  имеют 
подразделения, 
занимающиеся 
разработкой 
и 
внедрением 
концепции 
интеллектуального 
месторождения:  «Умные  месторождения»  (”Smart  Fields”)  компании  Shell,  «Месторождение 
будущего» (“Field of the Future”) компании BP и “iFields” компании Chevron и др 
 
 
Литература 
 
1.  Шемин  Ф.Г.  и  др.  Компьютерный  тренинг:  Опыт  подготовки  операторов  технологических 
процессов нефтепереработки // Социальное партнерство, 2002 
2.  Гершберг  А.Ф.  и  др.  Компьютерный  тренажер  для  обучения  операторов  установки 
каталитического  риформинга  в  ООО  «ПО  «Киришинефтеоргсинтез»  //  Автоматизация  в 
промышленности. 2003. 
3.  Дозорцев  В.М., Кнеллер  Д.В.  Технологические  компьютерные  тренажеры:  все  что  вы  всегда 
хотели знать.. // Промышленные АСУ и контроллеры. 2004.  
4.  Назин  В.А.  Автоматизированные  системы  обучения  персонала  технологических  установок  // 
Автоматизация в промышленности. 2006. 
5. Соркин Л.Р. Имитационное моделирование для обучения операторов и оптимизации производства 
// Промышленные АСУ и контроллеры. 2008. 
6. Дозорцев В.М. Компьютерные тренажеры для обучения операторов технологических процессов. – 
М., Синтег, 2009. 
 
 

жүктеу/скачать 17,17 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: