CC BY
21
42-21-2-85 на оборудовании старого образца. Т.е. химические индикаторы плавления (химические тесты) при совместном оперативном контроле условий стерилизации могут выступать в качестве средств, отсекающих во времени стерилизационной выдержки недопустимо низкие температуры срабатывания химических термовременных индикаторов 4 класса, и в этом отношении — в качестве средств, равнозначных максимальному термометру.
Библиографический список
1. С.М. Савенко, Н.С. Васильев, О.Д. Лямкина. Большие паровые стерилизаторы для стерилизации изделий медицинского назначения. — Дезинфекционное дело, 2005. - № 2. - С. 33.
2. ГОСТ 19569-89. Стерилизаторы паровые медицинские. Общие технические условия и методы испытаний.
3. ГОСТ Р ИСО 13683-2000. Стерилизация медицинской продукции. Требования к валидации текущему контролю. Стерилизация влажным теплом в медицинских учреждениях.
4. ГОСТ Р 51935-2002. Стерилизаторы паровые большие. Общие технические требования и методы испытаний.
5. Мунблит В.Я., Тальрозе В.Л., Трофимов В.И. Термоинактивация микроорганизмов. - М.: Наука, 1985. - 248 с.
6. ОСТ 42-21-2-85. Стерилизация и дезинфекция изделий медицинского назначения. Методы, средства и режимы.
7. ГОСТ Р ИСО 11140-1-2000. Стерилизация медицинской продукции. Химические индикаторы. Часть 1. Общие требования.
8. С.М. Иванов, В С. Андреев, И М. Абрамова, В.В. Дьяков. Выбор химических индикаторов для контроля условий стери-
лизации внутри и снаружи стерилизуемых изделий,— Дезинфекционное дело, 2004. — № 3. — С. 70.
9. Вашков В.И. Средства и методы стерилизации, применяемые в медицине. - М.: Медицина, 1973. - 368 с.
10. Абрамович Б.Г., Картавцев В.Ф. Цветовые индикаторы температуры. М.: Энергия, 1978. - 216 е., ил.
11. Патент РФ № 2143671, опубл. 27.12.99, бюл. № 36.
12. Методические указания по контролю работы паровых и воздушных стерилизаторов, № 15/5, утв 28.02.91 г.
13. Методические указания по дезинфекции, предстери-лизационной очистке и стерилизации изделий медицинского назначения, № МУ-287-113 от 30.12,1998 г.
14. Н.С. Васильев, B.C. Андреев, О.Д. Лямкина, С.М. Савенко, П.А, Демидов. Экспресс-контроль соблюдения условий стерилизации внутри упаковок изделий медицинского назначения с помощью химических индикаторов в паровых стерилизаторах с гравитационным методом удаления воздуха. — Дезинфекционное дело, 2004. - № 2. - С. 59.
МОЗГОВОЙ Иван Васильевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой химической технологии органических веществ. ПОНОМАРЕВ Анатолий Григорьевич, научный сотрудник кафедры химической технологии органических веществ.
МАЛЬЦЕВ Сергей Георгиевич, научный сотрудник кафедры химической технологии органических веществ. .
Статья поступила в редакцию 22.11.06 г. © Мозговой И. В., Пономарев А. Г., Мальцев С. Г.
удк 6815 А. В. КОБЫЛКИН
Омский государственный технический университет
УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ НЕФТИ ПРИ ПОДГОТОВКЕ К ТРАНСПОРТИРОВАНИЮ
Рассматривается вопрос алгоритмизации процесса управления блоком реагентного хозяйства цеха подготовки нефти перед её транспортированием потребителям. Задача решается с использованием математического аппарата нечеткой логики и методов фази-управления. На основе изучения опыта технологов предложены лингвистические переменные для описания параметров процесса и управления, а также разработана математическая модель фази-регулятора.
В настоящее время нефть, добываемая из скважин, нуждается в обезвоживании перед её транспортированием к потребителям. Содержание воды в нефти, поступающей из скважин, может превышать 5%. В то же время поставляемый к потребителю продукт не должен содержать более 1% воды, при снижении этого содержания цена нефти повышается, что выгодно производителю.
Процесс обезвоживания нефти сводится к отстаиванию нефти с одновременной подачей реагента
Сондем 4401 в нефтяную эмульсию. Введение реагента способствует лучшему отделению воды от нефти. Блок реагентного хозяйства цеха подготовки нефти предназначен для дозированной подачи реагента,
Задача управления реагентным блоком сводится к управлению подачей реагента с дозированием подаваемой массы для обеспечения требуемого содержания воды в нефти на выходе при ограниченном времени отстаивания.
В общем случае содержание воды в нефти на выходе процесса подготовки зависит от многих факторов, основными из которых являются:
Wout = f(Win, Qp, Т, t),
где Wout — влагосодержание (%) нефти на выходе процесса обезвоживания,
Win — влагосодержание (%) нефти, поступающей с месторождения;
Ор — количество вводимого реагента; Т — температура процесса, I — время процесса обезвоживания.
В настоящее время отсутствуют достаточно обоснованные зависимости, описывающие связь между перечисленными параметрами. Это обстоятельство приводит к необходимости ручного управления процессом обезвоживания и препятствует полной автоматизации технологического процесса обезвоживания. Задача управления состоит в обеспечении Wout = 0,5...0,6%.
В настоящее время технолог на основании собственного опыта определяет количество вводимого реагента Ор по результатам измерения величин Win и Wout. Рассмотрим возможность автоматической реализации алгоритма действий технолога, обобщающего его профессиональный опыт. Формализованное описание такого алгоритма возможно с использованием методов нечеткой логики и фази-уПрав-ления.
Для алгоритмизации процесса управления сформируем лингвистические переменные (на основе обобщения опыта технолога):
— Win (очень хорошая, хорошая, плохая, очень плохая);
— Wout (хорошая, плохая);
— Qp (мало, средне, много).
Припишем каждому терму лингвистических переменных функцию принадлежности, выбирая ддя простоты трапециевидные и треугольные функции принадлежности, как показано на рис.1.
Аналитическое описание функций принадлежности в соответствии с рис. 1 примет следующий вид:
Лингвистическая переменная Win
«очень хорошая»
Wtyul
И(х) =
«хорошая»
ц(х) =
«плохая»
ц(х) =
1,если х < 1,5
2,5-х,если 1,5 <х<2,5
0, если х> 2,5
х-1,5,если 1,5йх<2,5 6-2х,если 2,5 <хй3 0, в других случаях
2х-5,если 2,5 йх<, 3 4-х,если 3<х< 4 0, в других случаях
(1)
(2)
(3)
«очень плохая»
ц(х) =
х-3,если 3<х<4
1 ,если х>4
0, в других случаях
4
mat* жорвит хорсиая птхш
AAf С ¿y+ОД FM
тамь плохая
5 %атессс&рканш
(4)
%егввссодерю*я
эрам/ пома
Лингвистическая переменная Wout «хорошая»
ц(х) =
«плохая»
ц(х) =
1,если х<0,45
2,8- 4х,если 0,45 <х<0,7
0, в других случаях
4х-1,8, если 0,45 <х <0,7
1 ,если х>0,7
0, в других случаях
(5>
(6)
Лингвистическая переменная Qp «мало»
ц(х) =
«средне»
ц(х) =
«много»
ц(х) =
1,если 17ZXÍ18 19-х,если ifl < х < 19 0, в других случаях
х-18, если 18<х<, 19 20-х, если 19<х< 20 0, в других случаях
х-19, если 19<х< 20 1,если 20<х<21 0, в других случаях
(7)
(8)
(9)
Для решения задачи фазификации переменной X, в качестве которой может выступать как % влаго-содержания поступающей нефти Win, так и % влаго-содержания выходящей нефти Wout, используем формулы (1-6) с целью определения функции истинности:
^Wout(x) = f2(x),
(10) (11)
Рис. 2
где/^xj - функции принадлежности (1) - (4), f2(xj -функции принадлежности (5) — (6), х — измеряемая величина (% влагосодержания).
Для определения взаимосвязи контролируемых величин и управления сформулируем базу правил управления, которые обобщают накопленный технологами опыт:
1. если Win очень хорошая — то Qp мало;
2. если Win хорошая и Wout хорошая - то Qp мало;
3. если Win хорошая и Wout плохая — то Qp средне;
4. если Win плохая и Wout хорошая - то Qp средне;
5. если Win плохая и Wout плохая — то Qp много;
6. если Win очень плохая — то Qp много.
Для формулирования алгоритма нечеткого вывода определим множество Р посылок (условий «если») в соответствии с базой правил, для которого функция истинности будет определяться операцией «И» над нечеткими множествами Win и Wout.
|ip(Win,WoUt) = Hwin-woul = m'n(^Win i^Wout) ■ (12)
При этом правила 1 и 6 используют частный вид выражения , в котором nWoul отсутствует.
Общий алгоритм определения функции истинности для управляющего воздействия U (количество вводимого реагента) определяется основным правилом логического вывода:
H0|)(U) = max{min[n|V^H(Win,Wout,U)]},UeQ, ЦЗ)
HR(Win,Wout,U) = min{n (Win, Wout),ц0 (U)} где Рх°1'
= цр( Win, Wout)-ц0|, (U),
или (Win, Wout, U) =
[ 1, если np(Win, Wout) <n0p(U) = [ц01,(U),если цр( Win, Wout)> ц0р(U),
где PxQp — декартово произведение посылок P и заключений Qp.
Для того чтобы по полученной таким образом результирующей функции принадлежности найти конкретное значение управляющего воздействия U, применяем процедуру дефазификации. Значение
управляющего воздействия находим как абсциссу «центра тяжести» функции принадлежности управляющего воздействия:
max mäx
U= jUn(U)dU/ fn(U)dU. (14)
min min
Рассмотрим пример для оппеделения управляющего воздействия с использованием описанной модели. Пусть входные переменные имеют конкретные значения: Win = 2,2%, Wout = 0,5%. Решение задачи фазификации в этом случае дает следующий результат:
1. М-"очень_хорошая "(^¡п) — 0,3,
2. ^'хорошая "(Win) = 0,7;
3. ^xopouiM-(Wout) = °.8;
4- Mw«"(Woul) = 0,2;
Далее найдем для каждого правила соответствующие значения фази-пересечений:
1- М-р(правило1) = М-а = (0,3) ¡(Т.е. для Qp «мало» ц(х) = = 0,3);
2. Ир(правило2| = ЦА-В = тт(цА,цв) = (0,7;0,8) = 0,7; (т. е. дляОр «мало» |i(x) =0,7);
3. Нр(правилоЗ) = MAB = тт(цА,цв) = (0,7;0,2) = 0,2: (т. е. для Qp «средне» ц(х) =0,2);
4. ^р(правило4) = ^А-в = тт(|Лд,цв) = (0;0,8) = 0; (т.е. для Qp «средне» |i(x) =0);
5. Ир(правило5) = Пав = пнп(цл,цв) = (0;0,8) = 0; (т. е. для Qp «много» |jl(x) = 0);
6. Цр(правилоб) = ЙА =(0); (т. е. для Qp «много» ц(х) = = 0);
Используя формулу для n0|.(uK находим функцию принадлежности управляющего воздействия (рис.2).
n0p(U) = шах(^Сп11ацилп1, М-с„рй,1Илп2,... ^с111>П11„л„ь) = шах(0,3;0,7;0,2;0;0;0);
Управляющее воздействие (У определится как координата центра тяжести полученной фигуры, которая на рис.2 заштрихована. Эта величина равна 18 граммам реагента на тонну нефти.
Применив данную модель управления дозировкой реагента, можно добиться стабильности влагосодержания нефти, а также значительно сократить затраты на подготовку товарной нефти, так как реагент Сондем является достаточно дорогостоящим компонентов.
Библиографический список
1. ЛеоненковА. Нечеткое моделирование в среде MATLAB и fuzzy TECH. СПб.: БХВ - Петербург, 2005. - 736 с.
2. Лукас В.А. Основы фази-управления: Учебное пособие. -Екатеринбург: Изд-во УХТА, 2000. - 62 с.
КОБЫЛКИН Андрей Васильевич, аспирант кафедры APT, научный руководитель Хомченко Василий Герасимович, д.т.н., профессор.
Статья поступила в редакцию 06.11.06 г. © Кобылкин А. В.
