Intelligent system for the two-phase flows diagnosis and control on the basis of raw 3D ECT data

In this paper the new intelligent system for two-phase flows diagnosis and control is presented. The authors developed a fuzzy inference system for two phase flows recognition based on the raw 3D ECT data statistical analysis and fuzzy classification which identify the flow structure in real-time mode. The non-invasive three-dimensional monitoring is possible to conduct even in non-transparent and non-accessible parts of the pipeline. Presented system is also equipped with the two phase gas-liquid flows installation control module based on fuzzy inference which includes the feedback information from the recognition module. The intelligent control module working in a feed-back loop keep the sets of required flow regime. Presented in this paper fuzzy algorithms allow to recognize the two phase processes similar to the human expert and to control the process in the same, very intuitively way. Using of the artificial intelligence in the industrial applications allows to avoid any random errors as well as breakdowns and human mistakes suffer from lack of objectivity. An additional feature of the system is a universal multi-touched monitoring-control panel which is an alternative for commercial solution and gives the opportunity to build user own virtual model of the flow rig to efficiently monitor and control the process.

W artykule zaprezentowany został inteligentny system diagnostyki i sterowania przepływami dwufazowymi gaz-ciecz. Autorzy opracowali rozmyty system wnioskowania oparty o statystyczną analizę i klasyfikację rozmytą surowych danych pomiarowych 3D ECT realizujący w czasie rzeczywistym identyfikację struktury przepływu oraz wyznaczanie objętościowego udziału faz. Nieinwazyjny trójwymiarowy monitoring przepływu możliwy jest w nieprzezroczystych i trudno dostępnych fragmentach rurociągów w czasie rzeczywistym. Prezentowany system wyposażony jest również w moduł sterowania instalacją w oparciu o wnioskowanie rozmyte, któremu na wejście podawane są informacje zwrotne od modułu rozpoznawania. Inteligentny regulator rozmyty pracujący w pętli sprzężenia zwrotnego utrzymuje żądane nastawy parametrów przepływu w oparciu o zadany reżim przepływu. Przedstawione w niniejszym opracowaniu algorytmy rozmyte umożliwiają identyfikację procesów dwu-fazowych w sposób analogiczny do tego, jak to robią specjaliści oraz jednocześnie pozwalają kontrolować proces w ten sam bardzo intuicyjny sposób. Zastosowanie sztucznej inteligencji w aplikacjach przemysłowych pozwala uniknąć przypadkowych ludzkich błędów podatnych na brak obiektywizmu, a także zapobiegać awarii. Cechą dodatkową systemu jest uniwersalny dotykowy panel monitorująco-sterujący stanowiący alternatywę dla drogich komercyjnych rozwiązań umożliwiający budowanie wirtualnego modelu instalacji, aby w szybki i skuteczny sposób móc ją monitorować i nią sterować.