Inteligentny monitoring rurociągów

Fot. Stefan Ciechan

W Laboratorium Naukowym Tomografii Procesowej im. Prof. T. Dyakowskiego w Instytucie Informatyki Stosowanej PŁ opracowano nowy system informatyczny „intelliFlowControl”, przeznaczony do diagnostyki i sterowania procesów przepływów dwufazowych, w których transportowana jest mieszanina gaz-ciecz lub gaz-ciało stałe. Powstał on w latach 2010-2014 w ramach dwóch następujących po sobie projektów finansowanych przez MNiSW oraz Narodowe Centrum Nauki.

Twórcy widzą duże możliwości zastosowania opracowanego systemu. Przede wszystkim jest on w stanie zapobiec awariom i postojom na linii produkcyjnej lub zapobiec sytuacji, gdy z przyczyn złych parametrów przepływu finalny produkt będzie wadliwy. System może być też niezastąpiony, gdy potrzebny jest ciągły, automatyczny, nieinwazyjny, a zarazem szybki monitoring trudno dostępnych fragmentów rurociągów, a środowisko pracy stwarza zagrożenie bezpieczeństwa dla zdrowia i życia pracowników.

Autorami rozwiązania są: prof. Jacek Kucharski, dr inż. Radosław Wajman, dr inż. Robert Banasiak, dr inż. Jacek Nowakowski, mgr inż. Paweł Fiderek i mgr inż. Tomasz Jaworski. Współautorem rozwiązania jest również dr inż. Henryk Fidos z Katedry Inżynierii Chemicznej na Wydziale Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska PŁ.

Głównym elementem systemu „intelliFlowControl” jest inteligentny moduł diagnostyczny oparty na systemie trójwymiarowej tomografii pojemnościowej, który w czasie rzeczywistym identyfikuje strukturę przepływu oraz wyznacza objętościowy udział każdej z faz. Dzięki temu możliwy jest nieinwazyjny trójwymiarowy monitoring przepływu w nieprzeźroczystych i trudno dostępnych fragmentach rurociągów. Moduł ten realizuje operację rozpoznawania struktur przepływów zgodnie z regułami logiki rozmytej, co umożliwia pełną automatyzację pracy realizowanej dotychczas głównie przez wykwalifikowanych pracowników technicznych – ekspertów w dziedzinie przepływów dwufazowych.

Ważnym elementem systemu jest również inteligentny regulator, który utrzymuje żądane nastawy parametrów przepływu. Aspekt inteligencji systemu oparty jest tu również na mechanizmach logiki rozmytej, odwzorowujących analizę danych dokonywaną w ludzkim umyśle. Zaletą zastosowania regulatora rozmytego jest jego przewidywalna (wyuczona) reakcja na stany występujące w instalacjach badawczych i przemysłowych, w tym również na stany zagrożenia. Pełną automatyzację procesu sterownia pracą instalacji badawczej umożliwiło zastosowanie sterownika regulatora. Pozwala to jednocześnie na optymalizację procesu, gdyż np. eliminuje czas reakcji operatora instalacji potrzebny na podjęcie decyzji i wykonania odpowiednich czynności.

Ostatnim elementem systemu jest uniwersalny dotykowy panel monitorująco-sterujący. To autorskie rozwiązanie, które może być w łatwy sposób dostosowane do różnych instalacji przemysłowych. Zawiera mechanizmy graficznego projektowania aktywnych i pasywnych komponentów modelu instalacji, dzięki czemu stanowi alternatywę dla drogich komercyjnych rozwiązań.

System i poszczególne jego moduły były nagradzane m.in. złotym medalem na Międzynarodowej Wystawie Wynalazczości w Seulu w 2014 r., złotym medalem na wystawie IWIS 2012 i srebrnym w 2014, a także nagrodą specjalną organizacji Chinese Innovation & Innovetion Society (TAIPEI) w 2011.