Автоматизация геодезического мониторинга оборудования компрессорных станций

Рассмотрены проблемы автоматизации геодезического мониторинга компрессорных станций газотранспортной системы Украины. Проанализированы особенности распределения температуры на территории газокомпрессорной станции. Рассмотрены процессы рефракции и методика вычисления поправок, а также схемы уменьшени...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2018
Автори:	Криворучко, В.Т., Навальнев, Н.И.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2018
Назва видання:	Техническая диагностика и неразрушающий контроль
Теми:	Производственный раздел
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/167586
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Автоматизация геодезического мониторинга оборудования компрессорных станций / В.Т. Криворучко, Н.И. Навальнев // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2018. — № 3. — С. 35-42. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-167586
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1675862020-04-01T01:26:04Z Автоматизация геодезического мониторинга оборудования компрессорных станций Криворучко, В.Т. Навальнев, Н.И. Производственный раздел Рассмотрены проблемы автоматизации геодезического мониторинга компрессорных станций газотранспортной системы Украины. Проанализированы особенности распределения температуры на территории газокомпрессорной станции. Рассмотрены процессы рефракции и методика вычисления поправок, а также схемы уменьшения влияния рефракционных погрешностей на результаты измерений. Показано, как при минимальных материальных затратах можно решать проблемы геодезического мониторинга оборудования компрессорных станций. Розглянуто проблеми автоматизації геодезичного моніторингу компресорних станцій газотранспортної системи України. Проаналізовано особливості розподілу температури на території газокомпресорної станції. Розглянуто процеси рефракції й методика обчислення поправок, а також схеми зменшення впливу рефракційних похибок на результати вимірів. Показано, як при мінімальних матеріальних витратах можна вирішувати проблеми геодезичного моніторингу устаткування компресорних станцій. Some problems of automation of geodesic monitoring of compressor stations of gas transportation system of Ukraine are considered. Features of temperature distribution in the territory of a gas compressor station are analyzed. Considered are the processes of refraction and method of correction calculation, as well as the schemes of decreasing the influence of refraction errors on measurement results. The possibility of solving the problems of geodesic monitoring of compressor station equipment at minimum material costs is shown 2018 Article Автоматизация геодезического мониторинга оборудования компрессорных станций / В.Т. Криворучко, Н.И. Навальнев // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2018. — № 3. — С. 35-42. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0235-3474 DOI: http://dx.doi.org/10.15407/tdnk2018.03.04 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/167586 528-024 ru Техническая диагностика и неразрушающий контроль Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Производственный раздел Производственный раздел
spellingShingle	Производственный раздел Производственный раздел Криворучко, В.Т. Навальнев, Н.И. Автоматизация геодезического мониторинга оборудования компрессорных станций Техническая диагностика и неразрушающий контроль
description	Рассмотрены проблемы автоматизации геодезического мониторинга компрессорных станций газотранспортной системы Украины. Проанализированы особенности распределения температуры на территории газокомпрессорной станции. Рассмотрены процессы рефракции и методика вычисления поправок, а также схемы уменьшения влияния рефракционных погрешностей на результаты измерений. Показано, как при минимальных материальных затратах можно решать проблемы геодезического мониторинга оборудования компрессорных станций.
format	Article
author	Криворучко, В.Т. Навальнев, Н.И.
author_facet	Криворучко, В.Т. Навальнев, Н.И.
author_sort	Криворучко, В.Т.
title	Автоматизация геодезического мониторинга оборудования компрессорных станций
title_short	Автоматизация геодезического мониторинга оборудования компрессорных станций
title_full	Автоматизация геодезического мониторинга оборудования компрессорных станций
title_fullStr	Автоматизация геодезического мониторинга оборудования компрессорных станций
title_full_unstemmed	Автоматизация геодезического мониторинга оборудования компрессорных станций
title_sort	автоматизация геодезического мониторинга оборудования компрессорных станций
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
publishDate	2018
topic_facet	Производственный раздел
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/167586
citation_txt	Автоматизация геодезического мониторинга оборудования компрессорных станций / В.Т. Криворучко, Н.И. Навальнев // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2018. — № 3. — С. 35-42. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.
series	Техническая диагностика и неразрушающий контроль
work_keys_str_mv	AT krivoručkovt avtomatizaciâgeodezičeskogomonitoringaoborudovaniâkompressornyhstancij AT navalʹnevni avtomatizaciâgeodezičeskogomonitoringaoborudovaniâkompressornyhstancij
first_indexed	2025-07-15T00:54:15Z
last_indexed	2025-07-15T00:54:15Z
_version_	1837672295349354496
fulltext	35ISS 023 -3 ехн диа ностика и нера ру контрол , 2018, №3 А УДК 528-024 DOI: http://dx.doi.org/10.15407/tdnk2018.03.04 автоматИзаЦИя ГеоДезИчесКоГо монИторИнГа оБорУДованИя КомпрессорныХ станЦИй в. Т. крИворУЧко1, Н. И. НАвАЛЬНев2 1Харьков. нац. ун-т строительства и архитектуры. 61002, г. Харьков, ул. сумская, 40. E-mail: limbik@narod.ru 2Харьков. территориальный центр филиала нпЦ «теХДИаГаз». 61002, г. Харьков, ул. маршала Конева, 16. E-mail: shkorina-enbung@i.ua рассмотрены проблемы автоматизации геодезического мониторинга компрессорных станций газотранспортной системы Украины. проанализированы особенности распределения температуры на территории газокомпрессорной станции. рассмотрены процессы рефракции и методика вычисления поправок, а также схемы уменьшения влияния рефракци- онных погрешностей на результаты измерений. показано, как при минимальных материальных затратах можно решать проблемы геодезического мониторинга оборудования компрессорных станций. Библиогр. 4, табл. 3, рис. 17. К л ю ч е в ы е с л о в а : автоматизация, геодезический мониторинг оборудования, газотранспортная система Укра- ины, гидростатическая система, рефракция, опорные сети Цели и задачи исследований. в работе [1] опу- бликована наша первая статья, посвященная гео- дезическому мониторингу компрессорных стан- ций газотранспортной системы (Гтс) Украины. в данной статье рассмотрены основные пробле- мы геодезического мониторинга оборудования станций. в основном рассмотрены традиционные способы измерений, основанные на определении координат и отметок контрольных марок, выпол- няемых не в автоматическом режиме. в составе Гтс имеется значительное коли- чество компрессорных станций. на выполнение одного цикла измерений на одном объекте тре- буется один-два бригадодня. за один год одна бригада сможет выполнить только один цикл измерений, и то не на всех объектах системы. такая частота наблюдений для объектов, отно- сящихся к объектам наивысшей степени ответ- ственности, совершенно не допустима. един- ственным способом решения этой проблемы является полная автоматизация геодезических работ на основе автоматизированных систем ге- одезического мониторинга, которые обеспечат непрерывный контроль состояния объектов и передачу информации в единый центр. все контролируемые объекты на газоком- прессорной станции с точки зрения точности и степени ответственности можно разделить на две группы. К первой группе отнесем газотур- бинный привод и центробежный нагнетатель (Гпа), а все остальные объекты отнесем ко вто- рой группе [2]. наиболее надежным способом автоматизации измерений оборудования, относящегося к первой группе объектов, является применение специаль- ных автоматических систем, например, автомати- ческой пространственной системы гидростатиче- ского нивелирования [3]. эти системы позволяют автоматически выполнять измерения с точностью от 0,01 мм. автоматизировать измерения второй группы объектов сложно, так как к ней относятся: тех- нологическое оборудование, здания, трубопрово- ды и пр. Количество контрольных точек в данной группе может достигать нескольких сотен. Для автоматизации измерений данной группы объек- тов предлагается использовать роботизированные тахеометры. эта идея не нова. Данный способ применял- ся при строительстве лондонского метро, в си- стемах мониторинга строительных конструкций зао «совасатом-м», в разработках швейцарской фирмы «Leica Geosystems» и на многих других объектах. Целью настоящей работы является научно-тех- ническое обоснования автоматизированного гео- дезического мониторинга оборудования компрес- сорных станций. основные проблемы автоматической систе- мы геодезического мониторинга. Как отмеча- лось выше, для объектов первой группы лучшими средствами автоматизации являются простран- ственные автоматические системы нивелирова- ния. наиболее распространенными из этих систем являются гидростатические системы. Данная си- стема полностью удовлетворяет требуемой точно- сти измерений. Критерием точности определения параметров положения фундаментов Гпа является предель- но допустимая величина вертикальных смещений фундаментов в пределах их допустимых дефор- маций. предельная точность определения вели- чин деформаций фундаментов при применении © в. т. Криворучко, н. И. навальнев, 2108 36 ISS 023 -3 ехн диа ностика и нера ру контрол , 2018, №3 А классических геодезических способов составля- ет 0,5 мм. если требуется более высокая точность, существуют специальные средства измерений, обеспечивающие точность в пределах 0.001 мм. наилучший результат получается при совокуп- ном применении геодезических и геотехнических средств контроля. К последним относятся: струн- ные датчики напряжения арматуры, давления, температуры, щелемеры, инклинометры и пр. возможная схема пространственной системы контроля положения фундаментов турбоагрегатов приведена на рис. 1. Для получения абсолютных значений систе- ма опирается на глубинные струнные реперы. в системе могут применяться гидростатические датчики или инклинометры. однако системы ги- дростатического нивелирования подвержены вли- янию вибрации, возникающей при работе агре- гатов. Уменьшить влияние вибрации в таких системах можно путем мгновенного измерения уровня жидкости в датчиках, используя фотоциф- ровые преобразователи. перспективным направлением уменьшения влияния вибрации является применение систем, построенных на угловых датчиках и лазерных лу- чах. системы такой конструкции полностью не инерционны, а, следовательно, не зависят от ви- брации контролируемого объекта. нами разрабо- тана подобная система, материалы которой нахо- дятся в стадии подготовки заявки на изобретение. точность определения величин смещений объ- ектов второй группы (трубопроводов, установок по очистке и охлаждению газа, технологических зданий и пр.) принимается равной порядка 10 мм (имеется в виду предельная средняя квадратиче- ская погрешность). решение вопросов автоматизации измерений, относящихся ко второй группе объектов, слож- ная проблема. эти сложности заключаются в следующем: – выбор единого метода измерений для всех объектов; – точность измерений, удовлетворяющая всем контролируемым объектам; – полная автоматизация измерений и обработ- ки их результатов; – опорная сеть; – способность системы контролировать боль- шое (более 10) количество контрольных точек; – измерительная система должна обеспечивать получение контролируемых абсолютных значений (относительно опорной сети) плановых и высот- ных параметров; – оперативный и непрерывный контроль со- стояния сооружений с фиксацией критических параметров и передачей в реальном формате вре- мени результатов измерений соответствующим службам. наиболее универсальной системой, обеспечи- вающей контроль положения различных объектов, является система, основанная на роботизирован- ных тахеометрах. особенностью таких тахеоме- тров является полная автоматизация измерений, включая автоматическое наведение, передачу и обработку информации. тахеометр стационарно установлен на опор- ном пункте (рис. 2). в процессе измерений он автоматически наво- дится на смежный опорный пункт и контрольные марки; завершаются измерения (замыкается гори- зонт) начальным опорным пунктом. производится измерение горизонтальных направлений, верти- кальных углов и расстояний. по этим данным вы- числяются координаты контролируемых объектов. рефракция. при решении вопроса примене- ния роботизированных тахеометров на газоком- прессорных станциях неожиданно возникла одна проблема, которая может оказать существенное Рис. 1. схема автоматической пространственной системы на- блюдений за вертикальными деформациями турбоагрегатов: 1 – якорь; 2 – обсадная труба глубинного репера; 3 – инвар- ная струна (стрежень); 4 – опорный датчик первого горизон- та; 5 – контрольные датчики первого горизонта; 6 – опорный датчик второго горизонта; 7 – здание; 8 – контрольные дат- чики второго горизонта; 9 – трубопроводы (штанги) перво- го горизонта; 10 – трубопроводы (штанги) второго горизонта; 11 – турбоагрегат Рис. 2. определение координат тахеометром 37ISS 023 -3 ехн диа ностика и нера ру контрол , 2018, №3 А влияние на точность измерений. оборудование га- зокомпрессорных станций выбрасывает в атмос- феру большое количества тепла, которое оказыва- ет влияние на точность измерений. это связано с боковой рефракцией. рефракция – изменение направления визирно- го луча вследствие изменения плотности воздуха. различают боковую и вертикальную рефракции. вертикальная рефракция оказывает влияние на точность определения высотных параметров, бо- ковая рефракция приводит к погрешностям опре- деления плановых координат объекта. особенностью газокомпрессорных станций яв- ляется наличие на их территории объектов с раз- личным уровнем нагрева, вызванного теплом, вы- деляемым при работе газовых турбин и другого оборудования. на рис. 3 показано ориентировоч- ное распределение температуры атмосферы на участке газокомпрессорной станции. Как видно из приведенного рисунка, диапазон изменений тем- пературы составляет 20…60 ос. Известно, что на границе двух сред, имеющих разную плотность, луч света преломляется, то есть изменяет свое направление. Имеем единичное пространство (рис. 4), состо- ящее из двух составных частей Ω и Ψ, каждая из которых имеет свой показатель преломления η1 и η2. показатель преломления η есть функция от температуры, давления, длины визирного луча и пр.: 0 ( , , , , ) , S F P T K S dt dSη = ∫ (1) где Р – атмосферное давление; Т – абсолютная температура; К – коэффициент рефракции; S – длина визирного луча; dt – градиент температуры; dS – шаг интегрирования. зная показатели преломления сред согласно закону снеллиуса [4], имеется возможность вы- числить угол преломления исходя из следующей формулы: η1sin ϕ1 = η2sin ϕ2 , (2) где η1, η2 – показатели преломления двух сред; ϕ1, ϕ2 – угол между падающим на поверхность лучем и нормалью к этой поверхности (угол падения луча). согласно работе [5] для однородной среды угловая поправка в угловые направления вычис- ляется по следующим эмпирическим формулам: 2 10,6 (273 ) ñð Íàïð ñð ñð P S dt t δ = + , (3) для неравномерного поля это выражение имеет вид: 2 0 10,6 , (273 ) ñð Íàïð ñð ñð S P S dt dS t    δ =  +  ∫ (4) где Рср – среднее атмосферное давление; S – длина визирного луча; tср – средняя температура; dtср – температурный градиент; dS – шаг интегрирова- ния. поправка за боковую рефракцию может вы- числяться программно. Для этой цели на объекте в контрольных точках и в точках установки тахе- ометров устанавливаются термодатчики. по тем- пературным измерениям строится температурное поле (рис. 3), по которому вычисляются темпера- турные градиенты и поправки в направления. аналогично выполняется учет вертикальной рефракции. Для учета вертикальной рефракции совместно с поправкой за кривизну земли мож- но также воспользоваться традиционной фор- мулой, применяемой при тригонометрическом нивелировании R DKf 2 2 = , (5) где К – коэффициент рефракции; D – дальность; R – средний радиус земли (6370 км). Рис. 3. распределение температуры на территории газоком- прессорной станции Рис. 4. схема влияния боковой рефракции на угловые измерения 38 ISS 023 -3 ехн диа ностика и нера ру контрол , 2018, №3 А Коэффициент вертикальной рефракции опре- деляется путем измерения превышения на смеж- ный опорный пункт с известной отметкой 2 2( ( ) ) RK Stg i V h D = ν + − − , (6) где S – расстояние; ν – угол наклона;i – высота инструмента; V – высота наведения; R – средний радиус земли (6370 км); D – дальность. при S = 304,1509 м; ν = 4о 16′ 35″; i = 1,5 м; V = 3,0 м; R = 6370000 м; D = 305 м, получим К = 0,45. рассмотрим еще один способ значительного уменьшения влияния погрешностей определения координат за счет рефракции. Координаты контрольных точек могут быть определены с одной опорной точки (рис. 5), с двух и более опорных точек (рис. 6). в первом случае (рис. 5) погрешности за счет рефракции полностью войдут в результат измерений. во втором и третьем случаях (рис. 6), визир- ные лучи будут проходить в разных условиях, следовательно, произойдет частичная компенса- ция рефракционных погрешностей. если опорные точки равномерно расположены вокруг определя- емых точек, то компенсация рефракционных по- грешностей будет наиболее максимальной за сет равномерного распределения визирных лучей по всей площадке. окончательный результат будет весовым сред- ним из всех результатов измерений: 1 1 2 2 3 3 ... i i i P P P P P Θ +Θ +Θ + +Θ Θ = ∑ , (7) где Θ – окончательный параметр (X, Y, H); Θi – из- меренный параметр с одного направления; Pi – вес измерений (P = с/D); С – произвольное целое число. схемы измерений. Как видно из рис. 5 и 6, возможны два варианта схемы измерений. в пер- вом случае (рис. 5) измерения выполняются с од- ной станции, в других случаях (рис. 6) – с двух – четырех станций. если измерения выполняются с оной станции, то контрольная марка-отражатель на контролируемом объекте устанавливается со стороны тахеометра (рис. 7). в других случаях визировать на одну кон- трольную марку невозможно (рис. 8). в этих случаях вычисляются координаты эквивалент- ных точек, образованных пересечением линий визирования. Координаты этих точек вычисляются по рас- стояниям от визирных точек до центра объекта и направлениям линий визирования (рис. 9). опорные сети. возможны три варианта опор- ных сетей. первый вариант – опорная сеть на ос- нове систем спутникового определения координат. второй вариант – опорная сеть на основе группы обратных отвесов. третий вариант – комбинация первого и второго варианта. общая схема опорной сети на основе спутни- ковых систем определения местоположения при- ведена на рис. 10. Данная схема опорной базисной сети обеспе- чит максимальную точность определения коор- динат. это достигается следующим. на некотором расстоянии от объекта закладываются три опорных пункта поБс1, поБс2, поБс3 (рис. 10). эти пун- кты закладываются с учетом их взаимной видимо- сти. схема такого пункта приведена на рис. 11. определяются спутниковые координаты (X1 SP, Y1 SP, Z1 SP, X2 SP, Y2 SP, Z2 SP, X3 SP, Y3 SP, Z3 SP). тахеометром Рис. 5. схема уменьшения влияния рефракционных погрешностей Рис. 6. схема уменьшения влияния рефракционных погрешностей Рис. 7. схема измерений с одной станции Рис. 8. схема измерений с нескольких станций Рис. 9. расчет координат эквивалентных точек 39ISS 023 -3 ехн диа ностика и нера ру контрол , 2018, №3 А измеряются расстояния (S1-2, S2-3, S3-1) и углы (β1, β2, β3). по измеренным углам, расстояниям и спут- никовым координатам выполняется уравнивание. полученные после уравнивания координаты X1 OPS, Y1 OPS, Z1 OPS, X2 OPS, Y2 OPS, Z2 OPS X3 OPS, Y3 OPS, Z3 OPS при- нимаются за исходные. на основе этих коорди- нат вычисляются дифференциальные поправки и уточняются координаты всех измеряемых точек. вопрос точности спутниковых определений координат не однозначен. многие авторы утвер- ждают, что точность таких определений до- статочна для наблюдений за горизонтальными смещениями сооружений. однако получить мил- лиметровую точность, когда измерения выпол- няются относительно одной базисной станции, практически невозможно. в этом случае компен- сация погрешностей осуществляется только в сек- торе, охватывающем базовую станцию и опреде- ляемую точку (рис. 12). если измерения выполняются относительно трех базовых станций, образующих опорную ба- зисную сеть (рис. 10), получаем навигационное поле, полностью перекрывающее всю площадку измерений (рис. 13). что дает такая система измерений? 1. максимальная компенсация погрешностей измерений, связанных с распространением сигна- лов, погрешностей аппаратуры спутников и при- емников, погрешностей, связанных с определени- ем положения спутников. 2. метрологическая корректность, когда спут- никовые определения жестко связаны с наземны- ми измерениями внутри опорной базисной сети. по мнению авторов, только такая схема изме- рений может дать надежный и достаточно точный результат измерений (объем настоящей статьи не позволяет полностью раскрыть результаты иссле- дований по данному вопросу). теперь рассмотрим второй вариант измери- тельной системы. вариант, при котором в каче- стве опорной сети применяются обратные отвесы. один из вариантов конструкции обратного отвеса приведен на рис. 5 работы [1]. обратный отвес закладывается под мачтой, на которой установлен тахеометр (рис. 14). в процессе измерений тахеометр отцентриро- ван относительно якоря обратного отвеса, зало- женного в стабильных слоях грунта. таким обра- зом, сохраняется постоянное положение прибора. существует проблема высотной привязки тахео- метра. она может быть осуществлена путем из- Рис. 10. схема опорной сети на основе спутниковой системы определения местоположения: поБс1 – пункт опорной ба- зисной сети; оп1 – опорный пункт; м5 – контрольная марка Рис. 11. пункт опорной базисной сети: 1 – аппаратура базо- вой станции; 2 – тахеометр; 3 – антенна; 4 – компьютер; 5 – обратный отвес с центрирующим устройством; 6 – окно Рис. 12. определение координат относительно одной базовой стации Рис. 13. определение координат относительно опорной ба- зисной сети 40 ISS 023 -3 ехн диа ностика и нера ру контрол , 2018, №3 А мерения расстояния от горизонтальной оси вра- щения трубы тахеометра до отсчетного индекса обратного отвеса или путем тригонометриче- ской привязки тахеометра к внешним опорным реперам. Геодезическую привязку тахеометров можно выполнить по обратным отвесам, заложенным по периметру площадки (рис. 15). в этом случае система упрощается (не надо устанавливать обсадную трубу внутри мачты) и облегчается высотная привязка тахеометров, об- ратные отвесы используются как пункты высот- ной сети. Анализ точности измерений. подходим к одной из важнейших проблем исследований – это анализ точности измерений. прежде всего определимся с необходимой и достаточной точностью проектиру- емых работ. точность относительных вертикальных смещений элементов конструкций турбоагрегатов, исходя из оценки допустимых деформаций фун- даментов, может оцениваться величиной порядка 0,1 мм. Для получения такой точности необходимо специальное прецизионное оборудование. на прак- тике на подобных объектах (энергетические объек- ты) эта проблема решается путем совместных гео- дезических измерений и измерений напряженного состояния бетона при помощи струнных датчиков, которыми должны быть оснащены объекты наивыс- шего класса ответственности, к которым относится газотранспортные объекты. точность определения абсолютных величин го- ризонтальных и вертикальных смещений второй группы объектов принимается равной 2 мм. эта величина является предельной погрешностью. средняя квадратическая погрешность в этом слу- чае состаставит σ = δ/t, (8) где σ – предельная погрешность; t – степень дове- рия (для высокоточных измерений t = 3). следовательно, при δ = 2 мм, σ = 0,6 мм. полученная точность достаточно высокая, тре- бующая применения специальных высокоточных методик измерений, если учесть что размеры пло- щадок компрессорных станций могут достигать размеров 0,5×0,5км. расчет выполнялся методом моделирования погрешностей. результат измерений x можно опи- сать следующим выражением: x = x0 ± tσ, (9) где x0 – вероятнейшее значение измеряемой ве- личины; t – степень доверия; σ – средняя квадра- тическая погрешность результатов измерений. на основе выражения (9) выполняется мо- делирование расчетных величин результатов измерений Xi = X0 + Kδ, (10) где X0 – измеряемый параметр, полученный из проекта сети; K – случайное число в диапазоне –1 ÷ +1; δ – нормативная точность измерений. смоделированные результаты измерений вы- числяются по формуле (10). сеть уравнивается обычными способами. по результатам уравнива- ния вычисляются искомые величины ℜi. разность параметра ℜ i, полученного по- сле уравнивания, и параметра ℜ0, полученно- го из проекта сети, даст точность ∆ℜi искомого параметра ∆ℜI = ℜi - ℜ0, (11) где ℜi – результаты уравнивания по расчетным по- грешностям; ℜ0 – искомый параметр, полученный из проекта. на основе приведенной методики были про- ведены расчеты точности проектируемых сетей. расчет точности выполнен исходя из следующих исходных данных: – точность угловых измерений δβ = 2 мм; – точность линейных измерений δS = 2 мм; – точность определения отметок контрольных точек δH = 2 мм; – схемы сети; Рис. 14. Установка тахеометра над обратным отвесом Рис. 15. Установка обратных отвесов вне опорных точек: оп1 – опорные точки (тахеометрические станции); м1 – кон- трольные точки; от1 – обратные отвесы 41ISS 023 -3 ехн диа ностика и нера ру контрол , 2018, №3 А – проектные координаты исходных пунктов; – проектные координаты определяемых пунктов; – смоделированные результаты измерений. общая схема сети приведена на рис. 16. расчет точности выполнен по двум схемам измерений (рис. 17). схема, приведенная на рис. 17, а обеспечивает максимальную компен- сацию рефракционных погрешностей. схема на рис. 17, б дает максимальную точность измерений за счет использования минимальных расстояний. результаты расчета точности приведены в табл. 1–3. Как видно из результатов расчетов, максималь- ная точность контролируемых параметров дости- гается в системах с двумя тахеометрами, она не превысила инструментальную точность приборов. высотные параметры получены с точностью ме- нее 1 мм. при этом следует учесть, что при рас- четах не учитывались погрешности опорной сети и внешних условий. Для второй группы объектов это приемлемая точность измерений. Заключение в настоящее время разработано и применяет- ся разнообразное оборудование для инженерно- го мониторинга положения конструкций сложных и ответственных объектов. особенностью такого оборудования является, то, что оно базируется на новейших достижениях электроники. однако все подобные системы, как правило, измеряют отно- сительные параметры, исключение составляют системы спутниковых определений координат. рассматриваемая система создана геодезистами с учетом получения абсолютных значений кон- тролируемых параметров. это очень важно с уче- том того, что многие объекты находятся в зонах, подверженных оползневым явлениям. опыт проведения геодезического мониторинга гидротехнических сооружений показал, что наилуч- ший результат дает совокупность геодезических и геотехнических методов измерений. Инклинометры, угловые датчики, акселерометры, струнные датчики давления, напряжения арматуры и бетона, темпера- туры, щелемеры в совокупности с обратными и пря- мыми отвесами с цифровыми датчиками положения струн, роботизированные тахеометры, лазерные тре- керы и сканеры позволяют создать надежную пол- ностью автоматизированную систему инженерного Рис. 16. схема измерительной сети: оп1 – опорные пункты; М2 – контрольные марки на турбоагрегатах; М1 – контроль- ные марки на наземных объектах (трубопроводы); М3 – кон- трольные марки на сооружениях башенного типа; М4 – кон- трольные марки на технологических зданиях Рис. 17. расчетные схемы измерений Т а б л и ц а 1 . результаты расчета точности по первой схеме измерений согласно рис. 17, а номер точек расчетная сКп определения координат контрольных марок по осям, мм суммарная сКп определения координат контрольных марок, мм X Y М1 1,4 1,1 1,8 М2 1,5 1 1,8 М3 0,1 1,6 1,6 М4 1,1 1,5 1,9 М5 1,4 1,3 1,9 М6 1,5 1,2 1,9 Т а б л и ц а 2 . результаты расчета точности по второй схеме измерений согласно рис. 17, б номер точек расчетная сКп определения координат контрольных марок по осям, мм суммарная сКп определения координат контрольных марок, мм X Y М1 1,8 1,5 2,3 М2 2,0 1,3 2,4 М3 1,0 2,2 2,4 М4 1,2 2,1 2,4 М5 2,0 1,7 2,6 М6 1,9 1,1 2,2 Т а б л и ц а 3 . результаты расчета точности высотных определений номер п/п номер точек сКп определения отметок, мм номер п/п номер точек сКп определения отметок, мм 1 м1 0,54 4 м4 0,56 2 м2 0,57 5 м5 0,60 3 м3 0,51 6 м6 0,57 42 ISS 023 -3 ехн диа ностика и нера ру контрол , 2018, №3 А Новая книга ISBN 978- 17-7015-74-0 и ические роцесс ри сварке и обработке атериалов еорети- ческое исследование, ате атическое оделирование, в числител - н й кс ери ент: с . статей и докладов од ред. акад. НАН Украин .В. Крив уна. Киев: Ме дународная Ассо иа ия «сварка», 2018. 42 с. с орник включает 8 статей и докладов сотрудников отдела изики азово о разряда и техники лазм института лектросварки им. Е. О. Патона НАН Украин , о у ликованн х за ериод 1978 2018 . В нем о о ен сорокалетний о т науч- но-исследовательской деятельности отдела в о ласти теоретическо о исследования и ком ьютерно о моделирования изических явлений, ротекаю их ри ду ов х, лазменн х, лазерн х и и ридн х ро ессах сварки, на лавки и на ления окр тий. Мо ет ть интересен и олезен учен м, ин енерам и техноло ам, занимаю имся ро лемами ду овой, лаз- менной, лазерной и и ридной сварки и о ра отки материалов, а так е ас ирантам и студентам, изучаю им теоретические основ сварочн х и родственн х ро ессов. мониторинга ответственных объектов. затраты на их разработку и эксплуатацию окупятся временем на получение достоверных результатов по геодези- ческому контролю и, как следствие, надежной и без- аварийной эксплуатацией газотранспортной систе- мы в целом. список литературы 1. Криворучко в. т., навальнєв м. І. (2016) Інженерний ге- одезичний моніторинг фундаментів обладнання компре- сорних станцій. Техническая диагностика и неразрушаю- щий контроль, 4, 40–46. 2. Кудря в. Д., навальнев н. И. (2017) Комплексная диагно- стика энергомеханического оборудования и ее информа- ционно-контрольное обеспечение. Идея и механизм реа- лизации. Харьков, Факт. 3. Криворучко в. т. (1983) Разработка пространствен- ной автоматизированной системы гидростатического нивелирования. Дис. на соискание ученой степени канд. тех. наук: 61 85-5/3989: 05.24.01. Киев. 4. загребин Д. в. (1966) Введение в астрометрию. москва– ленинград. 5. Клюшин е. Б., Киселев м. И., михелев Д. ш., Фельдман в. Д. (2004) Инженерная геодезия: Учебник для вузов. михе- лев Д. ш. (ред.). москва, Издательский центр «академия». References 1. Krivoruchko, V.T., Navalnjev, M.I. (2016) Engineering geodes- ic monitoring of compressor station equipment foundations. Tekh. Diagnost. i Nerazrush. Kontrol, 4, 40-45 [in Russian]. 2. Kudrya, V.D., Navalnev, N.I. (2017) Complex diagnostics of power mechanical equipment and its information-control support. Idea and mechanism of realization. Kharkov, Fakt [in Russian]. 3. Krivoruchko, V.T. (1983) Development of 3D automated system of hydrostatic leveling. In: Syn. of Thesis for Cand. of Techn. Sci. Degree. Kiev [in Russian]. 4. Zagrebin, D.V. (1966) Introduction to astrometry. Mos- cow-Leningrad [in Russian]. 5. Klyushin, E.B., Kiselev, M.I., Mikhelev, D.Sh., Feldman, V.D. (2004) Engineering geodesics. In: Manual for higher education institutes. Ed. by D. Sh.Mikhelev. Moscow, Izd. Tsentr Akademiya [in Russian]. автоматИзаЦІя ГеоДезИчноГо монІторИнГУ УстатКУвання КомпресорнИХ станЦІй в. т. КрИворУчКо1, м. І. навальнєв2 1Харків. нац. ун-т будівництва та архітектури. 61002, м. Харків, вул. сумська, 40. E-mail: limbik@narod.ru 2Харків. територіальний центр філії нвЦ «теХДІаГаз». 61002, м. Харків, вул. маршала Конєва, 16. E-mail: shkorina- enbung@i.ua розглянуто проблеми автоматизації геодезичного моніторин- гу компресорних станцій газотранспортної системи України. проаналізовано особливості розподілу температури на тери- торії газокомпресорної станції. розглянуто процеси рефракції й методика обчислення поправок, а також схеми зменшення впливу рефракційних похибок на результати вимірів. пока- зано, як при мінімальних матеріальних витратах можна вирі- шувати проблеми геодезичного моніторингу устаткування компресорних станцій. Библіогр. 4, табл. 3, рис. 17. Ключові слова: автоматизація, геодезичний моніторинг устатку- вання, газотранспортна система України, гідростатична система, рефракція, опорні мережі AUTOMATION OF GEODESIC MONITORING OF COMPRESSOR STATION EQUIPMENT V.T. KRIVORUCHKO1, N.I. NAVALNEV2 1Kharkiv National University of Construction and Architecture, 40 Sumskaya str., 61002, Kharkiv, Ukraine. E-mail: limbik@narod.ru 2Kharkiv Territorial Center of the Branch of SPC «TEKHDIAGAS», 16 Marshal Konev str., 61002, Kharkiv. E-mail: shkorina-enbung@i.ua Some problems of automation of geodesic monitoring of compressor stations of gas transportation system of Ukraine are considered. Features of temperature distribution in the territory of a gas compressor station are analyzed. Considered are the processes of refraction and method of correction calculation, as well as the schemes of decreasing the influence of refraction errors on measurement results. The possibility of solving the problems of geodesic monitoring of compressor station equipment at minimum material costs is shown. 4 Ref., 3 Tables, 17 Fig. Keywords: automation, geodesic monitoring of equipment, gas transportation system of Ukraine, hydrostatic system, refraction, core networks Поступила в редакцию 13.09.2018

Автоматизация геодезического мониторинга оборудования компрессорных станций

Репозитарії

Схожі ресурси