Розділ 2. Теоретичні основи інформаційного забезпечення технологічних процесів в енергетиці
2.1. Методи опису окремих компонент інформаційних засобів
(ІВС, АСУ-ТП, ІС)
В рамках досліджень складних, багатопараметричних технологічних процесів, як правило, неможливо побудувати аналітичні моделі не тільки технологічного процесу в цілому, а й окремих фрагментів технологічного процесу. Однак, такі технологічні процеси існують, на них проводяться експериментальні дослідження, кожне з яких, орієнтоване на вирішення окремої задачі, що існує в рамках даного процесу. Це породжує великі об'єми інформації, які потребують, при кожному звертанні до них, детального аналізу та трудомісткого їх вивчення. Така ситуація не сприяє створенню єдиної картини про процес з усіма залежностями між великою кількістю факторів та параметрів, що на нього впливають і визначають його характер. Для багатопараметричних складних технологічних процесів існує цілий ряд оптимізаційних задач, які потребують свого розв'язання не тільки з точки зору параметрів, що безпосередньо відносяться до конкретної задачі, а й з точки зору інших параметрів, що тим чи іншим чином можуть стосуватися задачі оптимізації [3, 5-10]. Перш за все, необхідно створити систему інформаційних засобів. Головною метою цієї системи буде вирішення проблеми створення загального опису всього технологічного процесу, автоматизації процесів аналізу результатів досліджень окремих вузлів обладнання й окремих фрагментів технологічного процесу. Така система необхідна, щоб підтримувати процеси аналізу інформаційних моделей і фрагментів таких моделей, та розробляти методи побудови таких моделей. Інформаційні моделі складних технологічних процесів дозволять на потрібному рівні описати технологічний процес у цілому (рис.2.1). Це дасть змогу розв'язати задачі, що пов'язані з модернізацією такого процесу з урахуванням усіх параметрів та факторів, які можуть впливати на результат розв'язку відповідної задачі [10, 12, 13, 16, 24, 26, 31, 37].
Рис.2.1. Модель дослідження експериментального технологічного процесу
Розглянемо методи опису окремих інформаційних компонент середовища, що складають предмет інформаційного опису. У відповідності з даними експериментальних досліджень складних та багатопараметричних об'єктів, інформаційне середовище, що представлене результатами відповідних досліджень, представляє собою досить велику кількість графічних залежностей, табличних даних, що встановлюють відповідності між значеннями окремих параметрів або цілого ряду параметрів [69-72]. Останні визначають ті чи інші умови проведення окремих експериментів та велику кількість даних, що доповнюють уявлення про досліджуваний процес. Кожне з таких досліджень має певну мету, яка визначається кількістю параметрів, що досліджуються, та параметрами режимного характеру, які пов'язують конкретне дослідження з технологічним процесом енергетичного об'єкта в цілому. Інформаційне середовище, як зазначалось вище, формується на підставі експериментальних досліджень, на підставі результатів, отриманих у процесі дослідної та промислової експлуатації, а також даних, отриманих іншими шляхами [134]. Крім графічних залежностей, таблиць і окремих даних, інформаційне середовище складає велика кількість якісних та евристичних співвідношень, які характеризують вплив тих чи інших факторів на показники роботи об'єкта. Такі компоненти представляють собою інформацію, рівень представлення якої відповідає максимальній мірі деталізації. Розглянемо наступне визначення
[39, 41, 102, 116, 117].
Визначення 2.1. Мірою деталізації інформаційної компоненти будемо називати співвідношення між діапазоном визначеності окремих елементів цієї компоненти di і максимальним діапазоном значень компоненти Di , в якому вона визначається, і позначимо її символом ?(yi), а відповідне співвідношення запишеться у вигляді [75, 76]:
?(yi) = (1 - di / Di ). (2.1)
Якісну суть цього поняття продемонструємо на наступному прикладі. Нехай в інформаційному середовищі І існує залежність , де ? задана у вигляді графіка . Нехай, для вирішення деякої задачі, нас не цікавлять точні цифри, отримані в результаті експерименту, а достатньо тільки значень, що наближено оцінюють величину параметра. Тоді ми вибираємо потрібну міру деталізації. Аналогом міри деталізації може служити міра точності відтворення інформації, що використовується для аналізу. У даному контексті, міра деталізації інформаційної компоненти інтерпретується як уявлення про те значення параметра, з яким він використовується для побудови інформаційної моделі [71, 75, 102, 103, 116, 122-128, 133].
Розглянемо спосіб опису компоненти, яка представляє собою графічну або табличну залежність між параметрами. З точки зору інформаційної компоненти таблична чи графічна залежності між собою еквівалентні. Графічна залежність представляє собою лише візуальну інтерпретацію табличних даних, оскільки, графіки найчастіше будуються на підставі дискретних даних, що представляються таблицями, для випадку, коли графіки отримані автоматичними пристроями, вони інтерпретуються множиною дискретних величин, при їх практичному використанні [134, 135]. Тому будемо розглядати в якості одного з елементів інформаційного середовища деяку функцію: . Особливістю цієї компоненти є те, що носить чисто технічний характер і розділяє параметри на параметр-функцію , і параметр-аргумент . Цей елемент, у даному контексті, представляє собою співвідношення між множиною значень і множинами значень . Такі залежності можуть бути пов'язані наступним чином:
[][][] (2.2)
Приведене співвідношення по відношенню до множини значень параметрів є циклічним. Сам параметр будемо описувати у вигляді:
де ? дискретні значення параметра .
Функціональні взаємозв'язки, що задані у вигляді аналітичних виразів, у даному випадку, нас не цікавлять через те, що їх в аналітичній формі для даного випадку може не бути між відповідними параметрами. Крім того, аналітичні функціональні зв'язки представляють собою окрему
- Київ+380960830922