Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Разработка информационной системы для дизельных электростанций с возможностями прогноза их технического состояния

Диссертация: Разработка информационной системы для дизельных электростанций с возможностями прогноза их технического состояния
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Для решения поставленных задач проведен анализ современных контроллеров ДЭСисследована предметная область и построена информационная модель ДЭСразработаны основные прогнозирующие алгоритмысоздано программное обеспечение, реализующее информационную модель ДЭС с возможностью прогнозирования технического состояния. Эксплуатационная надежность работы дизельных электростанций обеспечивается с помощью… Читать ещё >

Разработка информационной системы для дизельных электростанций с возможностями прогноза их технического состояния (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ДИЗЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ (ДЭС).б
    • 1. 1. Основные тенденции производства ДЭС разных фирм
    • 1. 2. Особенности производства ДЭС в России
    • 1. 3. Анализ контроллеров систем управления ДЭС
    • 1. 4. Современная оценка технического состояния дизельных электростанций
    • 1. 5. Постановка научной задачи и частные задачи исследования
    • 1. 6. Выводы
  • ГЛАВА 2. ИНФОРМАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ДИЗЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
    • 2. 1. Выбор методики описания предметной области дизельных электростанций
    • 2. 2. Описание предметной области дизельных электростанций, как информационной модели
    • 2. 3. Анализ информационной модели предметной области дизельных электростанций
    • 2. 4. Формирование и анализ графов информационных структур модели системы мониторинга и прогнозирования параметров ДЭС
    • 2. 5. Преобразование канонической структуры БД системы мониторинга и прогнозирования параметров ДЭС к реляционной модели
    • 2. 6. Выводы
  • ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ПРОГНОЗИРУЮЩИХ АЛГОРИТМОВ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ ДИЗЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
    • 3. 1. Методические основы прогнозирования параметров ДЭС
    • 3. 2. Разработка алгоритма сбора данных системы мониторинга и прогнозирования параметров ДЭС
    • 3. 3. Разработка алгоритмов прогнозирования
    • 3. 4. Расчет точности прогноза и исследование случайной составляющей модели
    • 3. 5. Разработка алгоритма определения параметра с наименьшим значением прогнозного времени
    • 3. 6. Выводы
  • ГЛАВА 4. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДИЗЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ (ИСМПТСДЭС)
    • 4. 1. Структура программного обеспечения ИСМПТСДЭС
    • 4. 2. Пользовательский интерфейс ИСМПТСДЭС
      • 4. 2. 1. Назначение основных интерфейсных элементов
      • 4. 2. 2. Настройка параметров прогнозирования
    • 4. 3. Оценка экономического эффекта ПО ИСМПТСДЭС
  • Выводы

В настоящее время важным структурным элементом систем резервного и гарантированного электроснабжения является дизельная электростанция (ДЭС).

Для гибкого и эффективного управления режимами работы ДЭС, целесообразно использовать контроллерную систему управления их технологическими процессами. Контроллеры ДЭС оснащены широким арсеналом коммуникационных расширений, позволяющих собирать данные датчиков ДЭС, частично обрабатывать результаты измерений, выдавать диагностические сообщения и передавать информацию через порты.

Эксплуатационная надежность работы дизельных электростанций обеспечивается с помощью проведения планового технического обслуживания. Однако, такое обслуживание в конечном итоге — затратное. Поэтому, чтобы уменьшить затраты, можно проводить техническое обслуживание ДЭС по их фактическому техническому состоянию.

Чтобы провести обслуживание или ремонт ДЭС по фактическому техническому состоянию, необходимо прогнозировать техническое состояние электростанции. В связи с этим, разработка информационной системы, которая обеспечит данное прогнозирование, является актуальной задачей.

Целью диссертационной работы является разработка информационной системы для дизельных электростанций с возможностями прогноза их технического состояния.

Поставленная научная задача предполагает решение частных научных задач исследования: задача разработки информационной модели предметной области дизельной электростанциизадача разработки структуры базы данных на основе информационной модели предметной области ДЭСзадача разработки прогнозирующих алгоритмов оценки параметров дизельных электростанцийзадача разработки автоматизированной системы мониторинга и прогнозирования технического состояния дизельной электростанции (ИСМПТСДЭС).

Для решения поставленных задач исследования, были использованы методы системного анализа, математической статистики, регрессионного анализа и прогнозирования, информационная теория, теории реляционных баз данных, графов, объектно-ориентированного проектирования и программирования.

Научная новизна диссертации заключается в предложении подхода для формализации постановки задачи прогнозирования системы по нескольким параметрам. Задача оценки технического состояния ДЭС решается групповым прогнозированием по нескольким параметрам, с определением параметра с наименьшим значением прогнозного времени, при котором произойдет выход за допустимые пределы.

Для решения поставленных задач проведен анализ современных контроллеров ДЭСисследована предметная область и построена информационная модель ДЭСразработаны основные прогнозирующие алгоритмысоздано программное обеспечение, реализующее информационную модель ДЭС с возможностью прогнозирования технического состояния.

Практическая значимость работы состоит в том, что применение разработанной системы прогнозирования позволит предупредить отказ оборудования и уменьшить затраты, связанные выполнением операций технического обслуживания оборудования ДЭС.

Выводы.

1. В настоящее время при использовании в ДЭС систем управления на основе панельных компьютеров, существует возможность создавать для них прикладное программное обеспечение (в том числе ПО, реализующее современные технологии математических вычислений и технологии обработки данных).

2. В задачи ИСМПТСДЭС входит: сбор данных по параметрам ДЭС, хранение данных в файле БД, построение функциональных зависимостей параметров во времени, построение прогноза технического состояния ДЭС.

3. Графический интерфейс ПО ИСМПТСДЭС разработан с применением современных средств создания приложений.

4. Структура базы данных ПО ИСМПТСДЭС основана на информационной модели дизельных электростанций, описанной в главе 2.

5. Функции прогнозирования ПО ИСМПТСДЭС реализованы на основе алгоритмов оценки параметров ДЭС, разработка которых описана в главе 3.

6. В ПО ИСМПТСДЭС реализовано два вида прогнозирования: индивидуальное прогнозирование по отдельному параметру ДЭС и прогнозирование по нескольким параметрам (прогнозирование по выделенным параметрам с определением параметра с наименьшим значением прогнозного времени, при котором произойдет выход за допустимые пределы).

7. Показано, что положительный экономический эффект от применения разработанного ПО для дизель-генераторов средней и большой мощности, находится в пределах 30−70% стоимости их технического обслуживания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В диссертации разработана информационная модель дизельной электростанции, являющаяся основой для построения соответствующей реляционной базы данныхпрогнозирующие алгоритмы оценки параметров ДЭСуспешно апробированы и внедрены математическое и программное обеспечение системы прогнозирования технического состояния. Получены следующие основные научные и практические результаты.

1. Определена методика исследования и описания предметной области базы данных ДЭС.

2. Предложена информационная модель ДЭС с учетом трех объектной системы, автоматизируемых функций сбора информации и временных задач их обработки с учетом эксплуатации и прогноза её работы.

3. Разработана аналитическая, теоретико-графовая модель предметной области БД системы мониторинга и прогнозирования параметров ДЭС. Выявлены основные этапы создания указанной модели, включая выделение структурных элементов и взаимосвязей между нимидоказана каноническая структуры БД системы мониторинга и прогнозирования параметров ДЭС.

4. Разработаны алгоритм сбора данных, позволяющий формировать одномоментные временные ряды значений параметров ДЭС в виде одномерных числовых массивов, алгоритм прогнозирования значений контролируемого параметра, а также алгоритм прогнозирования технического состояния ДЭС, определяющий параметр с наименьшим значением времени выхода за допустимые пределы.

5. На основе информационной модели и прогнозирующих алгоритмов было создано ПО ИСМПТСДЭС.

6. Показано, что положительный экономический эффект от применения разработанного ПО для дизель-генераторов средней и большой мощности, находится в пределах 30−70% стоимости их технического обслуживания.

Показать весь текст

Список литературы

  1. В.П. Базы данных. М.: Мир, 2002 -376 с
  2. Анализ существующих микроконтроллерных систем управления технологическими процессами ДЭС. Отчёт о научно-исследовательской работе. Краснодар.: КубГТУ, 2006. Атрощенко В. А., Суртаев H.A., Клишин В. Н., Грабский С. С., Махаммад М.Д.
  3. B.C., Емельянов A.A., Кукушкин A.A., Системный анализ в управлении. М.: Финансы и статистика, 2003 -368с.
  4. В.А., Лысенко М. П., Воеводин Е. М. Обзорная информация о контроллерах систем управления дизель-генераторами, М.:" Промышленная энергетика". 2005. № 1. — С.19−22.
  5. В.А., Лысенко М. П., Орлов A.B., Петрушкин В. Ф. Резервное и гарантированное электроснабжение (Проблемы, методы и технические средства). Краснодар: Изд-во КубГТУ, 1998.
  6. В.А., Махаммад М. Д. К вопросу проектирования баз данных технических систем. Научно-технические ведомости СПбГПУ № 4(62) / 2008. СПб.: Изд-во Политех, ун-та, 2008 С. 60−65.
  7. В.А., Махаммад М. Д. Применение ПЛК для систем автоматического управления электрогенераторных установок. Труды междунар. конф. «Современные направления теоретических и прикладных исследований», УКРНИИМФ, Одесса, 2006.-С.4−8.
  8. В.А., Махаммад М. Д., Цыгикало Д. В. — К вопросу построения информационной системы управления дизельной электростанции. Труды междунар. конф. Телекоммуникационные и информационные системы. СПб.: Изд-во Политех, ун-та, 2007 С. 359−364.
  9. Ю.Афанасьев В. Н., Юзбашев М. М. Анализ временных рядов и прогнозирование: Учебник. — М.: Финансы и статистика, 2001. — 228 е.: ил.
  10. П.Бабенко Г. В. Теория систем и системный анализ: Учебное пособие / Кубан. гос. технол. ун-т. Краснодар: Изд. ГОУВПО «КубГТУ», 2004.-197 с.
  11. Е.М. Разработка методического аппарата построения системы мониторинга резервных и автономных ДЭС. Дис. канд. техн. наук.-Краснодар.: КубГТУ, 2006.-169с.
  12. К., Сарсонт Т. Структурный системный анализ: средства и методы. В 2-х частях.ч. / Пер. с англ.- под ред. А. В. Козлинского.-М.: Эйтекс, 1993.-188 с.
  13. М.М. Множественная модель данных в информационных системах. -М.: Наука, 1992, 360 с.
  14. В.В. Прогнозирования. 4-е изд. — М.: Вузовская книга, 2005. -2005. — 208 с.
  15. ГОСТ 14 228–80 Дизели и газовые двигатели автоматизированные. Классификация по объему автоматизации
  16. ГОСТ 20 439–87 Электроагрегаты и передвижные электростанции с двигателями внутреннего сгорания. Требования к надежности и методы контроля.
  17. ГОСТ 23 377–84. Электроагрегаты и электрические станции с двигателями внутреннего сгорания.
  18. ГОСТ 28 195–89 Оценка качества программных средств. Общие положения.
  19. ГОСТ 34.201−89. Виды, комплектность и обозначение документов при создании автоматизированных систем.
  20. ГОСТ Р 50 783−95 Электроагрегаты и передвижные электростанции с двигателями внутреннего сгорания. Общие технические требования.
  21. ГОСТ Р ИСО/МЭК 9126−93 Информационная технология. Оценка программной продукции. Характеристика качества и руководства по их применению.
  22. Ю.Ю., Земской H.A., Лагутин A.B., Иванова О. Г., Тютюнник В. М. Системный анализ в информационных технологиях: Учеб. пособие. Тамбов: Изд-во Тамб. гос.техн. ун-та, 2004. 176 с.
  23. A.A., Колесниов Д. Н. Теория больших систем управления: Учеб. Пособие для вузов.-Л.: Энергоиздать, Леннигр. Отд-ние, 1982.-288 е., ил.
  24. Т.А. Статистические методы прогнозирования в экономике. /М. Московский международный институт эконометрики, информатики, финансов и права, 2003. — 50 с.
  25. Т.А. Статистические методы прогнозирования: Учеб. пособие для вузов. М.: ЮНИТА, 2003. — 206 с.
  26. Дьякопов В.П. MATLAB 6.5 SPI/7 + Simulink 5/6 в математике и моделировании. Серия «Библиотека профессионала». М.: СОЛОН-Пресс, 2005, — 576 с.
  27. Р. А. Разработка методического аппарата для создания баз данных автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии Дис. канд. техн. наук.- Краснодар.: КубГТУ, 2004.-141 с.
  28. P.A., Безнос О. С., Махаммад М. Д. К вопросу построения прогнозирующих алгоритмов оценки параметров дизельных электростанций. Научно-технические ведомости СПбГПУ № 2(76) / 2009. СПб.: Изд-во Политех, ун-та, 2009 С. 183−186.
  29. P.A., Махаммад М. Д. К вопросу оценки надежности систем управления базами данных. Вестник Иркутского государственного технического университета.
  30. P.A., Махаммад М. Д. О структурном подходе к разработке автоматизированной системы сбора и мониторинга данных дизельной электростанции. Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов № 10 / 2008.Курск. С. 223−225.
  31. P.A., Махаммад М. Д. Принятие решений при выборе инструментальных средств разработки автоматизированных систем. Научно-технические ведомости СПбГПУ № 1(72) / 2009. СПб.: Изд-во Политех, ун-та, 2009 С. 106−110.
  32. ЗЗ.Зенкин А. И. О математических методах прогнозирования М: 1987.90 с.
  33. Калянов Г. Н. CASE. Структурный системный анализ (автоматизация и применение). -М.: Лори, 1996, 318 с.
  34. Е. Е. Вайсберг A.B. Водянников Д. В. Программное и алгоритмическое обеспечение моделирования. М.: 2000.
  35. .А. Инвестиции. Учебник. СПб.: Изд-во Михайлова В. А. 2003. — 848 с.
  36. Т. Базы данных. Проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика М.: Вильяме, 2000.
  37. В.В. Информационное прогнозирование и обеспечение. К: 1978. 198 с.
  38. Г. Ф., Чекменев Е. Е. Автоматизированные дизельные электроагрегаты. М: Машиностроение, 1964.
  39. В.В., Ковалевский С. С., Косяченко С. А., Сиротю В. О. Теоретические основы проектирования оптимальных структур распределенных баз данных : СИНТЕГ Москва, 1999.-660с
  40. Г., Мезенцев Б., Окунев А. Системы автоматического управления дизель-электрическими агрегатами. «Новости Электротехники» № 4(4) 2000, СПб.: Информационно-справочное издание.
  41. Г., Степанов А. Специализированный контроллер для автоматического управления дизель-электрическими агрегатами. Новости Электротехники" № 6(6) 2000, СПб: Информационно-справочное издание.
  42. М. П. Базы данных. СПб: Питер, 2004.
  43. Г. В., Системы автоматического управления дизель электрическими агрегатами. «АЭРОПОРТЫ. ПРОГРЕССИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ» № 4, 2000 г-С 9−11
  44. М.Д. Формирование информационной структуры базы данных контроллера дизельной электростанции. Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов № 10 / 2008.Курск. С. 226−227.
  45. Р.Г., Харченко А. Ф. Основные процедуры системных исследований: Учеб. Пособие / СПбГУАП. СПб., 2000. 180 е.: ил.
  46. Норман Дрейпер, Гарри Смит Прикладной регрессионный анализ. Множественная регрессия = Applied Regression Analysis. — 3-е изд. — М.: «Диалектика», 2007. — С. 912.
  47. Оптимизация структур данных в АСУ.// Под. ред. В. В. Воронова. М.: Наука, 1988.49.0птимизация структур распределенных баз данных в АСУ. // Под. ред. А. Г. Мамиконов М.: Наука, 1990.
  48. Оценка стоимость предприятия, под издательством Абдуллаева H.A., Колайко H.A. Москва 2000 г.
  49. В.Н. Информационные системы. СПб.: Питер, 2002.
  50. Повышение эффективности работы энергосистем. // Под ред. Шуина В. А., Мисриханова М. Ш. Иваново: 2001.
  51. K.B. Информационное обеспечение АСУ. //Учеб.для сред.спец.учеб.заведений. 2-е изд., перераб. и доп.-М.: Высш.шк., 1991.
  52. Программное обеспечение Demand Planning на сайте http://www.logiHty.com
  53. Программное обеспечение Forecast PRO-Basic на сайте http://forecastpro.ru
  54. Программное обеспечение Прогноз-машина на сайтеhttp://www.ceoconsulting.ru
  55. Р. Основы реляционных баз данных.- М.: Рус. Редакция, 2001.
  56. С., Гарсия В., Панельные персональные компьютеры фирмы Advantech на сайте http://www.cta.ru
  57. В.Н. Основы системного анализа. СПб.: Бизнес-пресса, 2000.
  58. Станислав Павлов, Статья «Обзор Windows ХР Embedded» на сайте http://www.osp.ru.
  59. Статистическое моделирование и прогнозирование: Учеб. пособие / Под ред. А. Г. Гранберга. М.: Финансы и статистика, 1990. — 383 с.
  60. Технические данные дизель-генераторов Российского производства на сайте http://www.dizelprom.ru
  61. Технические данные дизель-генераторов AKSA на сайте www.aksa.com.tr
  62. Технические данные дизель-генераторов CATERPILLAR на сайте http://www.caterpillar.ru6 5. Технические данные дизель-генераторов Cummins на сайте http://www.cumminspower.com6 6. Технические данные дизель-генераторов DEUITZ на сайте http://www.deutz.com
  63. Технические данные дизель-генераторов FG WILSON на сайте http://www.fgwilson.com
  64. Технические данные дизель-генераторов GE Jenbacher на сайте http://www.gepower.com
  65. Технические данные систем управления «Basler Electric» на сайте http://www.basler.com
  66. Технические данные систем управления GAC, ComAp, Bernini на сайте http://www.huegli-tech.com
  67. Ю.Н., Макаров А. А. Анализ данных на компьютере/Под ред. В. Э. Фигурнова. 3-е изд., перераб. и доб. — М.: ИНФРА-М, 2003. — 544 е., ил.
  68. Г. Базы данных, разработка и управление. М.: Бином, 1999
  69. Э., Кумамото X. Надежность технических систем и оценка риска: Пер. с англ. B.C. Сыромятникова, Г. С. Деминой. -М.: Машиностроение, 1984. -528с.
  70. А.Д., Цыганков В. М., Мальцев М. Г. Базы данных СПб, КОРОНА принт, 2000.
  71. С.Д. Дискретная математика. Курс лекций и практических занятий.: БХВ- Петербург, 2006.-400с
  72. Д.Е. Научное прогнозирование средствами информации С.-Пт.:1990. 123 с.
  73. James R. Iverson, Digital Control Technology Enhances Power System Reliability and Performance, Cummins Power Generation.
  74. Peter W. Glynn, Linear Regression with Matlab, Introduction to Stochastic Modeling, January 28, 2007.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!