О г л а в л е н и е введение. Технологический часть

О Г Л А В Л Е Н И Е
ВВЕДЕНИЕ.

1. 
   ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ЧАСТЬ…………………………………..
   
   1. 
      Скважинные системы подземного выщелачивания урана из руд с естественной проницаемостью………………………………………
      
   2. 
      Технологические характеристики и состояние скважинных насосов………………………………………………………………...
      
   3. 
      Обзор работ в области повышения эффективности режимов работы скважинных насосов…………………………………………
      
   4. 
      Описание принципиально-электрической схемы автоматизации ...
      
   5. 
      Спецификация на приборы автоматического контроля и регулирования………………………………………………………
      
2. 
   РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ……………………………………………….
   
   1. 
      Математическое описание расчёт основных параметров………….
      
   2. 
      Выбор передаточной функции объекта……………………………..
      
   3. 
      Расчет параметров настройки регулятора и переходных процессов……………………………………………………………...
      
   4. 
      Моделирование системы настройки регулятора в среде MATLAB.
      
3. 
   ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ……………………………………...
   
4. 
   БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ……………….....
   

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………..............
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ЛИТЕРАТУР…………………..................

ВВЕДЕНИЕ.

В настоящее время методы управления производственными процессами, основанные на интерактивных имитационных моделях, приобретают все большее распространение при организации работы предприятий. Все это требует необходимости внедрения новых информационных технологий в сферу управления их деятельностью, разработки и использования автоматизированных систем управления различного класса и назначения.
Потребности исследования сложных систем и разработки методов их моделирования приводят к рассмотрению в рамках единого процесса моделирования следующих этапов: построение модели, организация имитационного эксперимента, формирование процедур принятия решений. За последнее время разработано достаточно много систем имитационного моделирования, которые за счет своей проблемной ориентации предоставляют пользователю набор удобных средств, что упрощает процесс построения моделей. Среди них можно выделить GPSS, SIMULA, SIMULINK, НЕДИС, СЛЭНГ и другие. Однако следует отметить, что недостаточное внимание уделено разработке диалоговых средств взаимодействия с моделями в рамках системы моделирования, учитывающих специфику проведения имитационного эксперимента.
Предметом исследования являются методы и модели АСУП и АСУ ТП, а также компоненты математического, лингвистического и программного обеспечения систем поддержки принятия решений по организации эффективной работы предприятий.
Целью работы является повышение эффективности и качества управления предприятиями за счет создания методики комплексного анализа и моделирования процессов автоматизации и управления в условиях стохастической неопределенности.
Для достижения данной цели в работе решаются следующие задачи:
• системный анализ методов и моделей управления предприятиями в условиях стохастической неопределенности;
• формирование системы описаний вложенных имитационных моделей;
• построение дискретной модели управляемого процесса;
• анализ стационарных характеристик управляемого регенерирующего процесса;
• анализ сходимости дискретной модели управляемого процесса и оценка его эффективности;
• разработка подсистемы диалогового взаимодействия с управляемыми имитационными моделями и языка директив пользователя;
• программная реализация подсистемы диалогового взаимодействия.
Научную новизну работы составляют методы и средства формирования интерактивных управляемых имитационных моделей.
На защиту выносятся следующие основные научные результаты:
•формализованное представление управляемой имитационной модели на основе методики вложенных процессов;
•дискретная модель управляемого регенерирующего процесса;
•аналитические выражения стационарных вероятностей характеристик управляемого регенерирующего процесса;
•метод и алгоритм решения задачи оптимального распределения циклов регенерации при общем ограничении на время моделирования.
Диссертация состоит из четырех глав, в которых приводится решение поставленных задач»
В первой главе проведен анализ методов и моделей оценки эффективности функционирования предприятий. Рассмотрена структура управления промышленными предприятиями, которые состоят из многочисленных взаимосвязанных производственных участков, имеют распределенную структуру и выполняют ряд функций по регулированию материальных потоков, а также накапливанию и распределению сырья, материалов и ресурсов непосредственно на производственных участках.
На этапе проектирования АСУП основное значение приобретает выбор оптимального состава и рациональной организации связей между ее компонентами. Существующие методы исследования распадаются на две большие группы - аналитические и имитационные. Методы аналитического исследования сводятся к получению достаточно компактных аналитических выражений, с помощью которых можно изучать поведение всей системы или некоторых узлов в виде некоторых функционалов. Существенным недостатком этих методов является то, что они применяется только для относительно простых структур. Наиболее точные результаты позволяет получить метод, основанный на физическом моделировании процессов. Недостатком этого метода, не позволяющим найти широкое применение, является высокая стоимость макета системы. Метод имитационного моделирования в значительной степени устраняет эти недостатки.
Во второй главе проведено исследование декомпозиционного метода вложенных процессов с целью определения влияния отдельных типов моделей и их параметров на выходные характеристики метода в целом. Указывается также на связь концепции метода с теоретическими основами описания технологических процессов. В рамках общей схемы применения метода определены основные источники погрешности, включающие ошибки.
Рассмотрена схема декомпозиции, при которой нижний уровень представлен разомкнутыми моделями. В этом случае общая погрешность времен пребывания в системе определяется погрешностями коррелированности потоков, времен пребывания в нижнем контуре и погрешностью отсутствия блокировки в нижнем уровне.
Рассмотрена схема декомпозиции, при которой нижний уровень описан замкнутыми моделями. В этом случае общая погрешность времени пребывания в системе определяется лишь погрешностями корреляций. Показано, что погрешность не превышает 15% и не зависит от коэффициента загрузки. Таким образом, схема с замкнутыми моделями нижнего уровня предпочтительна при всех значениях загрузки приборов.
В главе выполнен также анализ влияния аппроксимации функций распределения вероятности для различных характеристик метода и разработаны рекомендации по их применению.
В третьей главе, проведен анализ управляемых регенерирующих процессов. Разработан алгоритм управления имитационной моделью в предположениях: изменения управляемых параметров осуществляются в моменты регенерации; оценки небольшого числа циклов регенерации, что приводит к погрешности выбора направления поиска. Оценка оптимального значения управляемого параметра определяется на основании анализа всего управляемого процесса и зависит от точности оценок целевой функции на всей исследуемой области управляемых параметров.
В связи с этим решается задача определения стационарных характеристик управляемого регенерирующего процесса. Достроена марковская цепь, описывающая поведение модели в. пространстве управляемых параметров. Используя предложенное и исследованное в работе приближение нормального закона распределения, найдены аналитические выражения для стационарных вероятностей марковской цепи. Исследована зависимость характеристик управляемой модели от значений целевой функции.
В четвертой главе показана целесообразность разработки средств диалогового взаимодействия с программными имитационными моделями, использования сочетания разнообразных поисковых методов, а также непосредственного участия проектировщика на этапе параметрического синтеза. В процессе моделирования он получает сведения о текущих результатах, на основании чего может менять параметры модели и осуществлять целенаправленный выбор характеристик используемого метода. Такой подход позволяет с большей эффективностью решать поставленные задачи.
С учетом требований, предъявляемых к диалоговым системам разработана структура диалоговой подсистемы для системы моделирования
СОТА, учитывающая особенности взаимодействия с имитационными моделями. Язык взаимодействия расширен за счет введения операторов диалогового взаимодействия, позволяющих синхронизировать работу моделирующего алгоритма и действий проектировщика. Разработан язык директив пользователя, синтаксические конструкции которого близки к операторам системы моделирования и позволяют эффективно управлять процессом моделирования. В соответствии со структурой системы разработан комплекс компилирующих и интерпретирующих программ, позволяющих управлять процессом с экрана дисплея.
Обоснованность научных положений, рекомендаций и выводов определяется корректным использованием современных математических методов и моделей, согласованностью результатов аналитических и имитационных моделей. Достоверность положений и выводов диссертации подтверждена положительными результатами внедрения результатов работы в ряде промышленных предприятий.
Научные результаты, полученные в диссертации, доведены до практического использования. Они представляют непосредственный интерес в области моделирования технологических процессов, связанных с организацией производства на предприятиях промышленности и транспортного комплекса.

1.1 Скважинные системы подземного выщелачивания урана из руд с естественной проницаемостью.

Технологические скважины, предназначенные для подачи в недра рабочих растворов – закачные (нагнетательные) и для подъема технологических растворов на поверхность – откачные (разгрузочные), обеспечивают выполнение ещё одной важнейшей функции – через них осуществляется регулирование гидродинамического режима в продуктивном пласте, определяющего пути и скорости фильтрации рабочих растворов.

Барражные скважины предназначаются для создания вертикальных и горизонтальных противофильтрационных завес, ограничивающих вытекание выщелачивающих растворов за пределы эксплуатационного блока, а также для уменьшения охвата этими растворами пород, вмещающих рудную залежь. Наблюдательные скважины предназначаются для наблюдения и контроля за условиями формирования растворов в пределах эксплуатационных блоков, гидродинамическим состоянием продуктивного водоносного горизонта, растеканием технологических растворов за пределы эксплуатационных участков и их возможным протеканием в надрудный и подрудный водоносные горизонты.
Контрольные скважины бурятся на отработанных участках для контроля полноты извлечения полезного компонента из недр, исследования техногенных изменений рудовмещающих пород, контроля возможного загрязнения окружающей среды. Разведочные скважины бурятся на всех стадиях геологоразведочных работ – от поисковых до эксплуатационно-разведочных. Наибольшее распространение у нас и за рубежом получили системы ПСВ через скважины с поверхности направленным фильтрационным потоком растворов реагента. При этом в зависимости от геологических условий и фильтрационных свойств рудного массива возможны системы ПСВ с ячеистым и линейным расположением скважин. Площадные или ячеистые системы расположения скважин обычно применяются для разработки залежей, приуроченных к осадочным слоистым неоднородным рудам и породам горизонтального или слабо наклонного залегания, в условиях относительно низкой водопроницаемости руд К_ф = 0,1-1,0 м/сутки. Эти системы представляют собой равномерное чередование на площади залежи откачных и закачных скважин, образующих между собой ячейки (треугольные, квадратные, гексагональные) с небольшими межскважинными расстояниями (8-20 м) (рис. 1).