Развитие научно-технических основ совершенствования автоматизированных систем оперативного контроля и управления процессами теплоснабжения

A M Petrov; A N Popov

doi:10.22213/2410-9304-2023-4-117-124

Authors

A. M. Petrov Fedorovsky Polar State University
A. N. Popov University of Tyumen; Agrarian University of Northern Trans-Urals

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2023-4-117-124

Keywords:

knowledge base, engineering ontologies, protégé, formalization of design processes, Simulation mathematical models, automation system, heat supply system, Norilsk industrial district

Abstract

The scientific research is dedicated to the heat supply of the Norilsk industrial district and, primarily, takes into account the structural, technological, and other peculiarities of these systems' operations in the Arctic conditions. The distinctive features of the industrial district include the low temperature regime, with average annual temperatures below -15°C. These characteristics require the development of theoretical foundations for automated control of heat and power plants, optimizing the operational control of heat capacity and related technical systems, while considering the criteria of "resilience" and "reliability". The scientific article considers the modeling and formalization of the design, development, and implementation processes of an automated system for operational control and management of heat capacity to manage heat supply processes in the Norilsk industrial district. The article examines the peculiarities of the district, including scattered settlements that together represent a single municipal entity, resulting in a complex technical infrastructure that is challenging both in terms of management and maintenance. The prerequisites for the emergence of such a unified system, related to the climatic characteristics of the district, are identified. The possibility of applying theoretical foundations for automated control of heat and power plants, taking into account recursive and continuous refined analysis of the functions of simulation models of heat supply system and heat and power plants, optimizing the operational control of heat capacity and related technical systems, while considering the criteria of "resilience" and "reliability", is considered. It is noted that the implementation of the proposed system will lead to the automation of operational control and management of heat capacity at the application level, as well as to the increased efficiency of the operation of heat and power plants and heat supply systems at a theoretical level, through diagnostic assessment of the state of objects and related technical systems.

Author Biographies

A. M. Petrov, Fedorovsky Polar State University

PhD in Engineering, Associate Professor

A. N. Popov, University of Tyumen; Agrarian University of Northern Trans-Urals

Senior Lecturer

References

Sansyzbay L. Zh., Orazbayev B. B. The development of the model of the intelligent system on the basis of fuzzy sets for microclimate control of building // Bulletin of the Karaganda University. Mathematics Series. 2019. No. 4 (96). P. 109-117. DOI 10.31489/2019M4/109-117.

Катасёва Д. В. Нейронечеткая модель и программный комплекс формирования баз знаний для оценки состояния объектов // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. 2022. № 1 (57). С. 65-76.

Bernardo R., Sousa J., Gonçalves P. A novel framework to improve motion planning of robotic systems through semantic knowledge-based reasoning.Computers& IndustrialEngineering, 2023, Vol. 182. DOIdoi.org/10.1016/j.cie.2023.109345.

Макаренко С. И. Интеллектуальные информационные системы: учеб. пособие. Ставрополь: СФ МГГУ, 2009. 206 с.

Громов Ю. Ю., Иванова О. Г., Алексеев В. В. Интеллектуальные информационные системы и технологии: учеб. пособие. Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2013. 244 с.

Луценко Е. В. Интеллектуальные информационные системы: учеб. пособие для студентов специальности 230400 "Информационные системы и технологии". Краснодар: КубГАУ, 2013. - 645 с.

Chen X., Ren L., Zheng Q., Yang G., Akkurt N., Liu L., Liu Z., Qiang Y., Yang H., Xu Q., Ding Y. Heat loss optimization and economic evaluation of a new fourth generation district heating triple pipe system. Applied Thermal Engineering, 2023, Vol. 233. DOI 10.1016/j.applthermaleng.2023.121160.

Jakubek D., Ocłoń P., Nowak-Ocłoń M., Sułowicz M., Varbanov P., Klemeš J. Mathematical modelling and model validation of the heat losses in district heating networks. Energy, 2023, Vol. 267. DOI 10.1016/j.energy.2022.126460.

Халкечев Р. К. Теоретические основы мультифрактального моделирования функциональных задач автоматизированной системы научных исследований физических процессов горного производства // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2015. № 8. С. 136-142.

Халкечев Р. К. Разработка каркасной мультифрактально-модельной методологии построения АСНИ и АСУ ТП в горной промышленности: специальность 05.13.06 - "Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами: дис. … д-ра технических наук / Халкечев Руслан Кемалович. М., 2020. 495 с.

Вишняков С. В., Геворкян В. М., Зейн А. Н. Разработка интеллектуальной системы обработки данных результатов экспериментальных и численных исследований физических процессов, протекающих в элементах энергетического оборудования // Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики: материалы 93-го заседания семинара. В 2 кн. Волжский, 13-17 сентября 2021 года / отв. редактор Н. И. Воропай. Вып. 72. Кн. 2. Иркутск: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт систем энергетики им. Л. А. Мелентьева Сибирского отделения Российской академии наук, 2021. С. 191-199.

Бисерова К. А. Анализ основных проблем современных сетей централизованного теплоснабжения // Современные технологии в строительстве. Теория и практика. 2021. Т. 1. С. 294-296.

Цуверкалова О. Ф. Отбор участков тепловых сетей для капитального ремонта при реализации схем теплоснабжения территорий // Наука Красноярья. 2020. Т. 9, № 3-4. С. 173-182. DOI 10.12731/2070-7568-2020-3-4-173-182.

Муравьева Ю. А. Концептуальная модель Норильского промышленного кластера // Дискуссия. 2016. № 6 (69).

Petrov A., Popov A., Molotok A. Development of a laboratory installation of a digital measuring system for visualization of internal pipeline processes // Journal of Physics: Conference Series, Voronezh, 10-13 декабря 2019 года. Voronezh, 2020. P. 012036. DOI 10.1088/1742-6596/1614/1/012036.

Петров А. М., Попов А. Н., Кузяков О. Н. Совершенствование архитектуры интеллектуальных систем управления // Автоматизация и информатизация ТЭК. 2023. № 4 (597). С. 15-22. DOI 10.33285/2782-604X-2023-4(597)-15-22.