Статья опубликована в рамках: I Международной научно-практической конференции «Естественные и математические науки в современном мире» (Россия, г. Новосибирск, 24 декабря 2012 г.)
Наука: Информационные технологии
Секция: Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции
- Условия публикаций
- Все статьи конференции
дипломов
ТРЕХУРОВНЕВАЯ АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫМИ СРЕДСТВАМИ МНОГОПЛАНОВОЙ ЗАЩИТЫ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Кряжич Ольга Александровна
аспирант, мл. науч. сотр., ИПММС НАНУ,
г. Киев
Е-mail:
Актуальность данной темы состоит в том, что во время экономического кризиса проблема функционирования потенциально опасных и опасных предприятий, в частности, предприятий химической промышленности, в странах постсоветского пространства усложняются в части обеспечения техногенной безопасности. Объясняется это рядом причин, в том числе — несвоевременным проведением плановых ремонтов, отсутствием модернизации, старением основных производственных фондов.
Целью данной работы является обоснование использования трехуровневой автоматизированной системы управления импульсными средствами многоплановой защиты на предприятиях химической промышленности, как потенциально опасных объектах для человека и окружающей среды.
Для обеспечения надежной противопожарной защиты рядом исследователей [1—5, 7] было предложено использование импульсных средств одновременно с традиционными или самостоятельно. В данной работе под импульсной универсальной (многоплановой) защитой подразумевается тушение пожара, локализация и ликвидация воздействия взрыва с выбросом опасного вещества, пара, пылевого облака, в т. ч. радиоактивного, путем тонкодисперсного распыления воды или другого огнетушащего состава на активный очаг с помощью импульса, возникающего в результате использования специального заряда. Эффективность импульсных средств для многоплановой защиты доказана в работе [2, с. 8].
Новые современные системы импульсной универсальной защиты — тушения пожаров, предотвращения взрывов, локализации токсичных розливов, — позволяют ликвидировать аварийную ситуацию на потенциально опасном предприятии химической промышленности в десятки раз быстрее и эффективнее, чем традиционные водные, пенные и порошковые противопожарные средства [3, с. 11]. Кроме того, импульсные средства позволяют осуществлять многоплановую защиту [4, с. 58], т. е., одновременно локализовать и ликвидировать, например, пожар в производственном помещении, сопровождающийся розливом опасного вещества.
Однако применение импульсного оборудования требует построения моделей, методик, алгоритмов с целью создания новых информационных технологий обеспечения управления и реагирования на чрезвычайную ситуацию [4, с. 61].
В настоящее время на предприятиях противопожарные системы функционируют на двух уровнях: автоматическом и автоматизированном. В случае, если эти два уровня не смогли полностью локализовать и ликвидировать аварийную ситуацию, задействуются все имеющиеся в распоряжении силы и средства противопожарной защиты. В работе [6, с. 13] доказано, что в условиях чрезвычайных ситуаций целесообразно и эффективно использование третьего — ситуационного — уровня в организации системы противопожарной защиты предприятия с целью обеспечения эффективной локализации и ликвидации аварийной ситуации, недопущения выхода аварии за пределы рабочей зоны предприятия химической промышленности.
Автоматический, автоматизированный и ситуационный уровни такой системы позволят не только быстро локализовать и ликвидировать загорание или выброс химического вещества, но и выиграть время для принятия квалифицированного решения относительно действий по предупреждению аварии, путем превентивных действий. Предлагаемую трехуровневую систему можно представить как диаграмму состояний UML для реализации информационной технологии (ИТ) управления импульсными средствами многоплановой защиты (ИСМЗ) предприятия (рис. 1).
Рисунок 1. Диаграмма состояний UML для ИТ управления импульсной многоплановой защитой
Автоматическая импульсная подсистема многоплановой защиты является первым уровнем предлагаемой системы реализуется в подразделениях предприятия химической промышленности. Главной целью автоматической подсистемы является недопущение выхода события за границы критической.
Автоматическая подсистема базируется на основе соединения нескольких импульсных исполнительных устройств и установок, которые обеспечивают многоплановую комбинированную защиту от пожаров и взрывов по гибко регулированному алгоритму, который включает серию высокоточных выбросов с заданными параметрами влияния: масштаб, интенсивность, скорость, мощность, продолжительность, равномерность, вид, а также интервалами между последовательными влияниями.
Автоматизированная подсистема включается в тот момент, когда автоматические средства приостановили процесс развития аварии. Главной целью автоматизированной подсистемы является недопущение перехода аварийной ситуации в полномасштабную аварию. Это уровень действий, как отдельного производственного подразделения, так и предприятия химической промышленности в целом.
Система работает в реальном масштабе времени, ограниченном спецификой управляемого объекта и соответствующем переходу возникшего пожара в аномальное горение. Автоматически получаемые данные-параметры от системы датчиков — температуры (теплового поля), излучения-пламени, давления (ударной волны), состава газов в воздушной среде суммируются с помощью комплекса управляющих программ, анализируются и на основе анализа вырабатываются команды управления работой исполнительных подсистем. Необходимое быстродействие системы определяется реальной скоростью распространения пламени или развития других последствий аварии, определяемых по анализу показаний датчиков в совокупности с реальными, текущими данными из системы управления объектом.
На третьем, ситуационном, уровне импульсной защиты предприятия химической промышленности, который должен начать свою работу еще при получении сигналов о выходе технологического процесса за границы допустимого уровня, происходит передача управления ситуацией на объекте к ведению макросистемы [6, c. 17], с задействованием всех имеющихся средств импульсной многоплановой защиты. Это позволит получать актуальную информацию с места события и в полной мере использовать все технологические преимущества импульсных средств многоплановой защиты, отмеченные в работе [2, c. 37].
Цель ситуационной подсистемы импульсной многоплановой защиты предприятия химической промышленности — недопущение перехода аварии в катастрофу, выхода аварии за границы рабочей площадки, локализация и ликвидация аварии исходя из ситуации на предприятии с привлечением лиц, принимающих решения, со стороны предприятия, но под руководством лиц, принимающих решения, на уровне макросистемы.
Ситуационная подсистема требует определенных средств системы поддержки принятия решений для получения, обработки и прогнозирования возможных вариантов развития аварийной ситуации, определение границ катастрофического влияния, моделирование необходимых действий и контроля за выполнением принятых решений.
Выводы
В целом можно отметить, что новая система позволит объективно оценить по показаниям датчиков масштаб возгорания, а по информации от автоматической системы управления технологическим процессом, реальное текущее значение степени пожароопасности на участке, где произошло возгорание или потенциальную возможность развития других последствий аварии и, соответственно, ввести в действие оптимальное в данном конкретном случае количество исполнительных, импульсных устройств, распыливающих залпом только на требуемую площадь огнетушащие или защитные составы.
Представленная диаграмма состояний UML показывает определенный цикл, согласно которому можно выбрать решение в сложившейся на предприятии ситуации. Цикл проходит не только процедуры анализа, внесения изменений и адаптации объекта, но и обязательно предусматривает обратную связь, которая позволяет получить информацию о состоянии системы после внесения изменений. Обратная связь является одним из основных требований при использовании технологии ситуационного управления, поскольку является контрольной процедурой проверки качества принятых решений.
Предложенное построение трехуровневой системы импульсной противопожарной защиты предприятия химической промышленности может быть положено в основу разработки информационной технологии поддержки принятия решений по обеспечению управления безопасностью любого потенциально опасного объекта.
Список литературы:
1.Ахметов Д.Г. Вихревые кольца / Отв. Ред. Пухначев В.В. — Новосибирск: Академическое издательство «Гео», 2007 — 152 с.
2.Захматов В.Д. Техника многоплановой защиты / Захматов В.Д. — М.: ИПМ АН СССР, 1991. — 124 с.
3.Захматов В.Д. Личное оружие пожарного для тушения пожаров в лесу, небоскребах и зонах катастроф / В.Д. Захматов, Н.В. Щербак // Пожарная безопасность в строительстве. — 2011 — № 3. — С. 58—65.
4.Захматов В.Д. Теоретические основы разработки импульсной техники пожаротушения и многоплановой защиты / Захматов В.Д. — К.: Институт проблем материаловедения им. И.Н. Францевича, АН Украины, 1994. — 72 с.
5.Мешман, Л.М., Цариченко, С.Г., Былинкин, В.А., Алешин, В.В., Копылов Н.П. Оросители водяных и пенных автоматических установок пожаротушения: учеб.-метод. пособие / под общ. ред. Н.П. Копылова. — М.: ВНИИПО МЧС России, 2002, — 224 с.
6.Морозов А.А. Системы принятия решений: проблемы и перспективы // Управляющие системы и машины. — 2005. — № 7. — С. 13—21.
7.Организация, тактика и техника тушения пожаров на объектах народного хозяйства. Сборник научных трудов / Абдурагимов И.М., Башкирцев М.П., Брушлинский Н.Н. и др. — М.: Изд-во ВИПТШ МВД СССР, 1988. — 187 с.
дипломов
Оставить комментарий