Якупов Д. Т.
Сабиров И. С., кандидат технических наук, доцент
(Набережночелнинский институт (филиал) Казанского (Приволжского) федерального университета)
АРХИТЕКТУРА ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ ПРОГРАММНО-АППАРАТНОГО КОМПЛЕКСА ДИАГНОСТИЧЕСКИХ И ПУСКО-НАЛАДОЧНЫХ ИСПЫТАНИЙ АСУТП
Приведена схема экспертной системы программно-аппаратного комплекса диагностических и пуско-наладочных испытаний АСУТП. Описаны функции, выполняемые отдельными узлами интеллектуальной надстройки комплекса.
Ключевые слова: система автоматизированного управления, диагностика, пуско-наладка, испытательные мероприятия, функциональная схема, экспертная система.
EXPERT SYSTEM ARCHITECTURE OF HARDWARE-SOFTWARE COMPLEX FOR PCS DIAGNOSTIC AND COMISSIONING TESTING
A diagram of expert system software and hardware complex for diagnostic and commissioning testing of process control systems. Described the functions performed by the individual nodes of the intellectual superstructure of the complex.
Keywords: automatic control system, diagnostics, commissioning, testing activities, functional diagrams, expert system.
Пусконаладочные мероприятия автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) непосредственно на объекте сопряжены с рисками выхода из строя дорогостоящего оборудования вследствие критичных переходных процессов, нарушения производственных процессов ввиду необходимости незапланированных остановов оборудования, возможны ситуации повышенной опасности для персонала и окружающей среды. Согласно [1], избежать негативных последствий процесса пуско-наладки можно путем моделирования производственных процессов на этапе разработки АСУТП. При этом работы ведутся не на самом технологическом объекте (ТО), а на виртуальном, созданном инструментами математического и компьютерного моделирования, с использованием программно-аппаратного испытательного комплекса.
Мероприятия по испытанию АСУТП преследуют следующие цели: выявление неисправностей аппаратной части системы управления, обнаружение несоответствий алгоритма управления технологическим объектом требуемым параметрам, имитация рабочих и аварийных условий функционирования ТО.
Интеллектуальная надстройка предназначена для нахождения причин той или иной аномалии и выдачи рекомендаций по устранению факторов неприемлемой работы технологического объекта. Аномалией здесь называется совокупность параметров испытания, несоответствующих заданным ограничениям.
На рисунке 1 представлена архитектура разрабатываемой экспертной системы (ЭС) диагностических и пуско-наладочных испытаний АСУТП. В основу данной архитектуры взяты материалы [2] и [3].
Пользовательский интерфейс
Рис. 1. Архитектура ЭС
Математический аппарат программно-аппаратного комплекса производит анализ функционирования АСУТП на предмет наличия аномалий. Выявленные аномалии помещаются в базу данных (БД). База знаний (БЗ) представлена рабочей памятью (используется для хранения промежуточных данных) и базой правил (содержит данные, на основе которых машина логического вывода (МЛВ) формирует заключения). Машина логического вывода является одним из основных компонентов ЭС. Информация о текущей аномалии загружается в рабочую память. На основе данных из рабочей памяти происходит поиск решения в базе правил. МЛВ выполняет разрешение конфликтных ситуаций в случаях, когда имеется несколько путей решения. При необходимости получения дополнительных сведений, не содержащихся в рабочей памяти, необходимо сформировать запрос пользователю. Полученный от пользователя ответ используется при поиске решений. МЛВ производит формирование полученного решения, обоснования заключения, а также формирует объяснение причин возникновения текущей аномалии.
Оценка корректности и эффективности рекомендаций производится пользователем либо экспертом. Также в функции эксперта входит формирование БЗ. При неудовлетворительном решении расчет логического вывода производится повторно. Если решение ЭС признается удовлетворительным, принимается решение о внесении корректировок в испытываемую АСУТП. Механизм пополнения БЗ может быть реализован либо в виде диалога ЭС с человеком-экспертом, либо непосредственным вводом информации. В зависимости от оценки пользователя полученного решения происходит корректировка коэффициентов значимости при-
меняемых правил. Чем большее количество раз правило приводит к неверному решению, тем меньший коэффициент значимости данное правило будет иметь. При положительной оценке решения данный коэффициент индексируется, приоритет правила повышается.
Применение интеллектуального программно-аппаратного комплекса диагностических и пуско-наладочных испытаний позволит достичь уменьшения количества ошибок при разработке системы управления; сократить время на выявление и устранение причин, вызывающих неправильное функционирование данной системы; снизить вероятность выхода из строя дорогостоящего оборудования.
ЛИТЕРАТУРА
1. Li Yang, Lixue Chen, Xinyu Gen. Application of factor neural network in multi-expert system for oil-gas reservoir protection // Journal of Theoretical and Applied Information Technology. 2012. Vol. 46 No. 1
2. Тарасов В.Б., СвяткинаМ.Н. Интеллектуальные SCADA-системы: истоки и перспективы // Наука и образование. 2011. №10.
3. Джарратано, Джозеф, Райли, Гари. Экспертные системы: принципы разработки и программирование, 4-е издание.: Пер. с англ. - М.: ООО «И. Д. Вильямс», 2007. - 1152 с. : ил. - Парал. Тит. Англ. ISBN 978-5-8459-1156-8.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.