CC BY
37Journal of Advances in , AUTOMATION & CONTROL OF
Engineering Technology Vol.4(8) 2022 ^ TECHNOLOGICAL PROCESSES
© Abduraxmonov O.R., Sadullayev A.N.
NEFTNI ISITISH JARAYONINI MATEMATIK MODELLASHTIRISH
Abduraxmonov Olim Rustamovich - BuxMTI professori, t.f.d., Sadullayev Azizbek Nasillo o'g'li - BuxMTI 2-kurs magistr
Annotatsiya. Mazkur maqolada neftni isitish jarayonini noaqniq mantiqqa asoslanib matematik modeli tuzilgan. Olingan natijalar tahlil qilingan.
Kalit so'zlar: Noaniq mantiq, neft, neftning yengil fraksiyalari, fazzifikatsiya, defazzifikatsiya, issiqlik almashinish qurilmasi, MatLab amaliy dasturi.
Аннотация. В данной статье создана математическая модель процесса нагрева нефти на основе нечеткой логики. Полученные результаты были
проанализированы.
Ключевые слова: неопределенная логика, нефть, легкие фракции нефти, фаззификация, дефаззификация, теплообменник, прикладное программное обеспечение MATLAB.
Abstract. In this article, a mathematical model of oil heating process based on fuzzy logic is created. The obtained results were analyzed.
Keywords: indefinite logic, oil, light fractions of oil, fuzzification, defuzzification, heat exchanger, MATLAB application software.
Kirish. Neft-gaz sanoati mamlakatimiz iqtisodiyotida muhim o'rin egallashi, hamda soha nafaqat energiya manbai, balki ko'plab tarmoqlar uchun zarur bo'lgan polimerlar, organik kimyoviy moddalar ishlab chiqarishda asosiy xomashyo bazasi hisoblanadi. Keyingi ikki yilda sohada amalga oshirilgan ishlar natijasida neftni qayta ishlash zavodlari qo'shimcha 204 ming tonna neft mahsulotlari ishlab chiqarib, ichki bozorda benzin, dizel yoqilg'isiga bo'lgan talab qondirib kelinmoqda. Quyidagi fikrlarni hisobga olganda, neftni qayta ishlashning zamonaviy usullarini yaratish ustuvor vazifa bo'lib qoladi. Ushbu vazifani amalga oshirish neftni qayta ishlash tizimidagi neftni isitish jarayonini matematik modellashtirish orqali erishish mumkin. Matematik modellashtirish bir qancha qiymatlar va ko'rsatgichlarni hisoblashni taqazo etadi [1].
Nazariy qism.Issiqlik bilan ishlov berish neftni qayta ishlashni asosi bo'lib hisoblanadi. Shu orqali neftni turli fraksiyalarga ajratish mumkin bo'ladi. Neftni 180-200 0C gacha qizdirilganda uglevodorodning benzinli fraksiyasi, 200-250 oc; da ligroinli fraksiyasi, 250-315 oc da kerosin-gazolinli fraksiyasi, 315-550 oc da yog'li fraksiyasi qaynaydi. Qoldiq asosan gudrondan iborat. Mana shu isitish jarayonini matematik modellashtirish yordamida murakkab masalalarni yechishga erishiladi. Ushbu texnologik tizimni taklif qilinayotgan boshqarish struktura sxemasi quyidagicha bo'ladi.
© Journal of Advances in Engineering Technology Vol.4(8), October - December, 2022
DOI 10.24412/2181 -1431 -2022-4-5-7
1-rasm. Noaniq mantiq asosidagi intelektual boshqarish tizimining funksional sxemasi.
Yuqoridagi funksional sxemaga ko'ra boshqarish ob'yekti neftni qayta ishlash texnologik tizimidagi issiqlik almshinish qurilmasi bo'lib, rektifikatsion kolonnaning yuqori qismida hosil bo'lgan benzin bug'lari issiqlik almashinish qurilmasiga isituvchi agent sifatida qo'llaniladi [2].Ushbu benzin bug'lari aralash isituvchi agent bo'lib, u kondensatsiyalanish paytida katta miqdorda issiqlik chiqaradi. Benzin bug'larining qurilmada sovishi jarayoni murakkab qonuniyatlar asosida kechadi. Yuqori temperatuli benzin bug'lari issiqlik almashgichga beriladi. Natijada neft xom-ashyosi isishni boshlaydi. Ushbu jarayon yuqoridagi chizmada keltirilgan.
Sä Ts
Ss Тг
2-rasm. Neftni qayta ishlash tenologik tizimi sxemasi.
Neft turli uglevodorodlarning murakkab aralashmasidan iborat bo'lgan suyuqlik 10 0C temperaturada issiqlik almashinish qurilmasiga uzatiladi. Xom-shyo issiqlik almashinish qurilmasiga kiritiladi isituvchi sirt orqali issiqlik uzatadi [3].
Journal of Advances in Engineering Technology Vol.3(7) 2022
AUTOMATION & CONTROL OF TECHNOLOGICAL PROCESSES
3-rasm. "Qobiq trubali" issiqlik almashinish qurilmasi ko'rinishi.
Texnologik tizimning matematik modellashtirish murakkabligini hisobga olgan holda isituvchi agentning qurilmaga kirishdagi T2 temperaturasini o'zgarmas deb shart kiritamiz. T2=const bo'lgan holat uchun noaniq mantiqqa asoslanib neftni isitish jarayoni uchun matematik model yaratiladi. Energiyaning saqlanish qonuniga ko'ra, qurilmaga kiruvchi issiqlik energiyasining miqdori qurilmada sarf bo'ladigan va chiqib ketadigan issiqlik energiya miqdoriga (tashqi muhitga ajralib chiqadigan issiqlik energiya miqdorini hisobga olmaganda) teng[6].
Q — Qkir — Qchiq
(1)
vo
bu yerda: Qkir va Qchíqlar mos ravishda qurilmaga kiruvchi va qurilamadan chiquvchi moddalarning issiqlik energiya miqdorlari.
Q — G-c-T (2)
Qkir — Q1 + Q2 va QChiq — Q3 + Q4 (3) G1-c1- Ti+G2 - c2 - T2=G3 - c3 - T3+G4 -c4-T4 (4) G1,G3- neft xomashyosining qurilmaga kirish va chiqishdagi sarfi, kg/s;
G2,G4- benzin bug'larining qurilmaga kirish va chiqishdagi sarfi, kg/s;
T1 va T3 - neft xomashyosining qurilmaga kirish va chiqishdagi temperaturasi, 0C;
T2 va T4 - benzin bug'larining qurilmaga kirish va chiqishdagi temperaturasi, oc;
Ci, C3 va C2, C4 lar mos ravishda xom-ashyo va isituvchi agentning qurilmaga kirish, chiqishdagi issiqlik sig'imlari, ;
Qurilmaga kirayotgan va chiqayotgan moddalarning issiqlik sig'imlari c o'zgarmaydi. Tenglama quyidagi ko'rinishni oladi:
Gi - Ti+ G2 - T2= G3 - T3+G4 - T4 (5)
Matematik modellashtirish davomida neft xomashyosining sarfi (G1) va temperaturasi (71) qiymati texnologik sxemada o'rnatilagan ijrochi mexanizm
holatiga qarab o'zgaradi. Ijrochi mexanizm isituvchi agentni qurilmaga kirish joyida o'natiladi va uning sarfini o'zgartiradi. Modellashtirish uchun kirish parametrlari sifatida temperaturasi (71), shuningdek, qurilmaga kiruvchi mahsulot sarfi (G1) bo'ladi. Chiqish o'zgaruvchisi esa isituvchi agent sarfi (G2) bo'ladi [5].
Temperatura qiymatlari (71) quyidagi lingvistik atamalar bilan belgilanadi:
TP-past, TO-o'rtacha, TY-yuqori. Mahsulot sarfi (G-1) quyidagi lingvistik atamalar orqali ifodalanadi:
GK-kam, GO-o'rtacha, GP-ko'p. Algoritmning chiqish o'zgaruvchisi isituvchi agent sarfini (G2) o'zgartirish orqali mahsulotning qurilmadan chiqishdagi haroratining (T3) belgilangan qiymatini ta'minlash uchun isituvchi agent sarfini (G2) rostlash amalga oshiriladi va quyidagi lingvistik atamalarga mos keladi[8]:
IJK-juda kam, IK-kam, IO-o'rtacha, IP-ko'p, IJP-juda ko'p.
Noaniq mantiqqa asoslanib qaror qabul qilishning lingvistik atamalariga tayanib quyidagi jadval tuzildi (lingvistik atamalar yuqorida keltirilgan).
Ti ^^ TP TO TY
GK IP IO IJK
GO IP IO IK
GP IJP IK IJK
1-jadval. Lingvistik qoidalar jadvali. Sarf (G-1) va temperatura (71) qiymatlarining isituvchi agent sarfiga (G2) bog'liqlik qoidalari (1-jadval asosida) quyidagicha shakllantirildi: agar G1=GK va Tr=TP bo'lsa, C2=IKP; agar G1=GO va T^=TP bo'lsa, C2=IKP ; agar G1=GP va T^=TP bo'lsa, C2=IJP; agar G1=GK va Tr=TO bo'lsa, C2=IO; agar G1=GO va Tr=TO bo'lsa, C2=IO; agar G1=GP va Tr=TO bo'lsa, C2=IK; agar G1=GK va 71==TY bo'lsa, C2=IJK; agar G1=GO va 71=TY bo'lsa, C2=IK; agar G1=GP va T^=TY bo'lsa, C2=IJK ; Noaniq mantiq nazariyasidan foydalangan holda tizimlarni matematik modellashtirish masalalarini hal qilishda lingvistik o'zgaruvchilar ustida katta hajmdagi operatsiyalarni bajarish kerak, bu ketma-ketlik tushunarli bo'lishi uchun noaniq mantiq operatsiyalarni bajarishda standart uchburchak va trapetsiya funksiyalaridan foydalaniladi[9].. Ushbu uchburchak funksiyasi markazga tomon tortiladi ya'ni, izlanayotgan yechim uchburchakning markazidan olinadi. Chunki uchburchak ichida juda ko'plab yechimlar mavjud, shuni inobatga olib optimal yechim sifatida uchburchakning o'rtasidagi nuqta dastur tomonidan tanlab olinadi. Yakunda uchburchak funksiyasi isituvchi agent sarfi (C2) qiymati aniqlaydi. Boshqarishning o'ziga xosligi shundaki, oldiniga so'zlar lingvistik atamalarga fazzifikatsiya qilinib olindi. Natija olingach bu jarayon defazzifikatsiya protsedurasi bilan aniqlanadi [3,4,5].
©Journal of Advances in Engineering Technology Vol.4(8), October - December, 2022
DOI 10.24412/2181 -1431 -2022-4-5-7
Journal of Advances in ^ AUTOMATION & CONTROL OF
Engineering Technology Vol.3(7) 2022 TECHNOLOGICAL PROCESSES
Natija. Algoritm matlab amaliy dasturining Fuzzy Logic Toolbox paketi yordamida modellashtirilgan. Lingvistik o'zgaruvchilar bo'yicha operatsiyalarning ko'pligi, hisob-kitoblarda foydalanish qulayligi tufayli o'zgaruvchilar uchun uchburchak va trapetsiya funksiyalaridan foydalanilgan[7]. Kirish qiymati bo'lgan temperaturasi 71 = 10 0C dan 30 0C gacha bo'lgan oraliqda yotadi, chunki ushbu interval ichida harorat va yana kirish qiymati bo'lgan sarf Gx=1.5 dan 2.1 kg/s oraliqda optimal qiymati joylashgan. Kirish sarfi Gx=1.71 kg/s va harorati T1=20 oc bo'lgan kiritganimizda dastur G2=36.7 kg/s qiymatini ko'rsatdi. bo'lgan Yaratilgan modelda haroratni va sarfni chegarasidagi istalgan qiymatni kiritib ko'rishimiz mumkin [10].
a)
b)
4a,b-rasm. Matlab amaliy dasturida natija ko'rinishi.
Xulosa. Noaniq mantiq boshqaruvga ega tizimlarni modellashtirish yo'nalishi bo'yicha istiqbolli soha bo'lib, turli xil shovqinlarni, turli xil buzilishlarni aniqlash va tizimning barqarorligini o'rganish, shuningdek vektorli boshqaruv harakati bilan tizimlarni o'rganishdan foydalangan holda model eksperimentini o'tkazish juda qulaydir. Bu esa ananaviy modellashtirishdan biroz zamonaviy usulidan foydalanib optimalroq modelni taklif etadi va murakkab texnologik jarayonlarning matematik modelini tuzishda, o'rganishda va tahlil qilishda bir qancha qiyinchiliklarni bartaraf etadi.
Foydalanilgan adabiyotlar:
[1]. Abduraxmonov O.R, Sadullayev A.N "Mathematical modeling of the process of heat exchange in the technological system of oil refining" "Science and education" ilmiy jurnal, 2022 y.
[2]. Abdurakhmonov O.R. Sadullayev A.N "Mathematical modeling of oil heating process" arcticle, 2022-y.
[3]. Гатина Асаль Равшановна "Проeктированиe оптимального
[4]. управления системой автоматизации синтеза аммиак" Диссертация 2015 г
[5]. Проектирование систем автоматизации технологических процессов:
[6]. Справ. пособие / А.С. Клюев, Б.В. Глазов, А.Х. Дубровский; под ред. А.С.
[7]. Клюева. М.: Энергия 2009 г.
[8]. Прикладные нечеткие системы /Под ред. Тэтано Т., Асаи К., Сугэно М: Мир, 1993 г.
[9]. A.B. Леоненков Нечеткое моделирование в среде MATLAB, СПб, 2005 г.
[10]. Dr. Issam Dagher and Kifah Daher University Balmand faculty of Engineering "Fuzzy logic control and tuning of fuzzy PID controllers" 2012 y.
VJ
©Journal of Advances in Engineering Technology Vol.4(8), October - December, 2022
DOI 10.244122181-1431-2022-4-5-7
