Контроль достоверности исходной информации.docx

Контроль достоверности исходной информации

Назначение алгоритмов контроля достоверности исходной информации – повысить точность и надежность работы АСУТП. Точность работы отдельных датчиков может быть несколько улучшена при одновременном контроле ряда параметров технологического процесса за счет рационального использования информации, поступающей от других датчиков объекта, либо за счет информации, хранимой в памяти ЦВМ. При этом рациональное корректирование работы отдельных датчиков позволяет значительно повысить достоверность информации, выдаваемой ЦВМ операторам.

Рассмотрим некоторые методы решения такой задачи.

Возможность повышения точности определения измеряемой величины появляется при ее одновременном замере несколькими датчиками, либо замере и одновременно возможности ее вычисления (на основе математической модели) по исходным

данным, получаемым от других датчиков. Распространенными примерами таких ситуаций являются замеры расходов материальных потоков или энергетических потоков в начале и конце трубопровода; замер расхода вещества датчиком и одновременное вычисление его из уравнения баланса для узла, потребляющего или выделяющего данное вещество; непосредственное измерение искомой величины рядом датчиков, резервирующих друг друга и т.д.

Использование математической модели позволяет либо обнаружить и скорректировать источник недостоверной информации (неисправный датчик), либо установить нарушение математической модели, что может служить сигналом об аварийной ситуации, например, разрушение трубопровода.

Пусть x { x1 , x2, ......xn } – вектор расхода n потоков на производстве, которые связаны m(m<n) уравнениями материального баланса:

å aij xi = 0

i=1

при j = 1,….,m                                       (9.5.43)

где

aij

-  параметры уравнений

Частично или полностью эти потоки измеряются соответствующими расходомерами, которые выдают значения расходов с погрешностями

{ x1 ,...., xn-1 },  где   n1   £ n .  При  этом  каждый  датчик  имеет свою

известную      среднюю      квадратичную      погрешность      оценки

o x {s x1,.. ,s xm

}. Естественно, за счет этих погрешностей на практике

уравнения баланса удовлетворяются неточно. Это позволяет поставить задачу повышения достоверности работы датчиков расхода за счет использования дополнительной информации, содержайщеся в уравнениях баланса.

Корректировка величин потоков заключается в определении такого вектора x , который удовлетворял бы уравнению материального баланса и минимизировал бы квадратичную ошибку отклонения от измеренного значения:

å(

i=1

xi - x ) 2

o xi

® min

(9.5.44)

Поставленная задача является задачей математического программирования и может быть решена методом неопределенных множителей Лагранжа.

Еще одним случаем появления избыточной информации является наличие в технологических процессах нескольких конструктивно идентичных параллельных технологических ниток, оснащенных одинаковыми измерительными приборами и

работающих в одинаковом режиме. Параметры состояния ниток, замеренные в их конструктивно идентичных точках, близки по значению.

Здесь, как и в приведенных выше двух других случаях (дублирование замеров особо важных технологических параметров и проверка показаний датчиков методом косвенного измерения, с использованием математических моделей отдельных технологических узлов), имеется избыточная информация. Ее требуется использовать для оценки надежности источника контролируемой величины и выбора наиболее достоверного значения или для присвоения контролируемой переменной заданного заменяющего значения, если все три анализируемых значения будут признаны недостоверными.

Эта задача обычно решается с помощью следующего алгоритма контроля достоверности информации:

-      по кворумной схеме два из трех, позволяющего выбрать наиболее достоверное значение из трех значений одной и той же величины, полученных из разных источников;

-    из трех близких по технологическому смыслу и численному значению величин;

-          для присвоения контролируемой величине заданного заменяющего значения, если все три анализируемые величины будут признаны недостоверными. Суть алгоритма заключается в следующем.

Проверяется выполнение неравенств:

[x1 - x2 ] £ a1 [x1 - x3 ] £ a2 [ x2 - x3 ] £ a3

(9.5.45)

(9.5.46)

(9.5.47)

где

x1 - исходное значение контролируемой величины,

величины,

x2 , x3 -

избыточное      значение       контролируемой

a1 , a2 , a3 - константы.

Выходной величине присваивается значение в соответствии с табл. 8.1.

В случае 5 и 6 дополнительно выдается сообщение о ненадежности источника значения x₁.

В случаях 7 и 8 дополнительно выдается сообщение о ненадежности источников значений x₂ и x₃ соответственно. В качестве заменяющего значения z используется константа или любая другая переменная, например, одна из величин x₁ x_2, x_3.

Константы

a1 , a2 , a3

выбираются исходя из условий конкретного

случая использвания алгоритма с учетом:

·       проектной      точности      источников      контролируемых     и избыточных значений;

·       вероятности ложного обнаружения недостоверности;

·       вероятности нефиксации недостоверности;

·       смешение влияния погрешности контролируемого значения на точность последующих расчетов;

·       затрат, необходимых для поддержания точности контролируемого значения в пределах, определяемых выбранными значениями констант a1 , a2 , a3 .

При завышенных значениях констант увеличивается допустимая погрешность контролируемой величины, что отрицательно сказывается на последующих их расчетах. При заниженных значениях констант возрастает число замен, поэтому необходима уверенность в том, что заменяющие значения достаточно доброкачественны. Блок - схема алгоритма приведена на рис. 9.2