В настоящее время резервуарный реактор непрерывного действия широко используется в различных отраслях промышленности, и существует множество методов управления данным реактором. В статье представлен метод проектирования модельного прогнозирующего контроллера (Model predictive control - MPC) на основе нечеткой модели. Объект управления моделируется с помощью нечеткой модели Такаги-Сугено, задача оптимизации решается с помощью генетического алгоритма. Использование нечетких моделей и генетических алгоритмов для реализации контроллера MPC позволило добиться лучшего качества, чем в традиционных контроллерах MPC.

Ключевые слова: метод проектирования модельного прогнозирующего контроллера, нечеткая модель, Такаги Сугено, генетические алгоритмы, множественные входы-множественные выходы

2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Разработана лабораторная схема установки с теплообменником-нагнетателем в контуре горячей воды котла. Проведенные исследования показали, что температура горячей воды на выходе изменяется в зависимости от частоты колебаний электромагнитного клапана при заданном расходе, а наибольшая эффективность нагрева воды наблюдается при частоте 1.75 Гц. Расчет коэффициента теплопередачи показал, что при стационарном режиме течения коэффициент теплопередачи теплообменника-нагнетателя равен 180 Вт/(м^2∙°С). Затем с ростом частоты коэффициент теплопередачи плавно уменьшается и достигает минимума 173 Вт/(м^2∙°С) при 1.0 Гц. При дальнейшем увеличении частоты коэффициент теплопередачи начинает увеличиваться и достигает максимума 188 Вт/(м^2∙°С) при 1.75 Гц. В результате эксперимента также установлено, что с ростом частоты расход в контуре горячей воды возрастает и достигает максимума на частоте 1.75 Гц Q=0.6 л/сек. Т.е. при такой частоте теплообменник-нагнетатель за счет колебаний потока жидкости в первом контуре (контуре холодной воды) наиболее эффективно передает колебания потока во второй контур (контур горячей воды), что можно использовать для уменьшения мощности насоса в контуре горячей воды на данной частоте.

Ключевые слова: теплообменник-нагнетатель, коэффициент теплопередачи, электромагнитный клапан, гидроудар

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.4.6 - Теоретическая и прикладная теплотехника

Рассматривается задача определения области дефектов поверхностного слоя деталей подшипников по данным вихретокового неразрушающего контроля. Приводятся методы обработки данных вихретокового контроля. Обосновывается возможность применения робастного метода медианной полировки для повышения информативности вихретоковых данных. В качестве инструментов локализации паттернов дефектов в вихретоковом образе объекта контроля предлагается использовать скользящее окно, расчет среднеквадратичного отклонения, а также продукционное правило, сформированное по критерию информационной энтропии Шеннона. Приводятся результаты применения разработанного алгоритма локализации на данных вихретокового контроля деталей подшипников, полученных в условиях реального производства.

Ключевые слова: вихретоковый контроль, локализация, дефект, анализ данных, распознавание, поверхностный слой, интеллектуальные технологии, энтропия Шеннона, медианная полировка, задача классификации

2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье представлен анализ протокола Modbus, включая его архитектуру, типы сообщений, особенности реализации и собственный язык программирования. Рассмотрена система управления производственным процессом на основе Modbus.

Ключевые слова: Modbus, программируемый логический контроллер, протокол обмена данными, программирование, промышленная автоматизация, управление процессами, мониторинг, регистры, интеграция систем

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Рассмотрен метод параметрической идентификации модели установившихся режимов технологического процесса, использующий искусственные нейронные сети, на вход каждой из которых подаются измеренные значения входных и выходных технологических переменных процесса, а с одного выхода поступает значение соответствующего параметра модели технологического процесса. Оценена эффективность метода путем проведения вычислительных экспериментов на регрессионных моделях с двумя факторами и моделях установившихся режимов технологических процессов действующих производств. Среднее значение относительной ошибки моделей не превышает 0,43 %. Метод параметрической идентификации применим в адаптивном управлении установившимися режимами технологического процесса. Одно из достоинств метода заключается в том, что при заданной форме математического описания для обучения нейронной сети не требуется статистических экспериментальных значений переменных технологического процесса.

Ключевые слова: метод параметрической идентификации, искусственная нейронная сеть, модель установившихся режимов технологического процесса, адаптивное управление

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Поиск путей повышения эффективности производственного процесса на предприятиях по производству железобетонных изделий является актуальным направлением при управлении производством. При этом необходимо учитывать специфику всего процесса производства. Выявление возможностей для улучшения системы управления производственными процессами имеет решающее значение для любой организации, стремящейся повысить эффективность, сократить расходы и улучшить общую производительность. Управление производственным процессом предполагает учёт множества переменных, таких как рабочая сила, оборудование, сырьё, рабочий процесс и многое другое. Управление производством направлено на оптимизацию производства и поиск баланса между качеством и производительностью выпускаемых товаров, а также временем и ресурсами, затрачиваемыми на их производство. Изучая способы улучшения производственного процесса, менеджеры сосредотачиваются на двух важнейших параметрах: производительности и себестоимости продукции. Ставя задачи по снижению затрат и повышению производительности, менеджеры должны учитывать эти тесно взаимосвязанные элементы. Но, не смотря на очевидную связь между производительностью и себестоимостью, попытки улучшить эти параметры часто предпринимаются по отдельности. Цель статьи – определить подходы к оптимизации системы управления производственным процессом на предприятии. Исследование является практически значимым в связи с тем, что разработка подходов к оптимизации системы управления производственным процессом на предприятии поможет использовать данные подходы в системе управления производственным процессом.

Ключевые слова: предприятие, производственный процесс, система управления, подходы, оптимизация

2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье рассматриваются различные решения проблемы нехватки входов и выходов программируемых логических контроллеров при построении автоматизированных систем управления. Отмечается, что управляющие сигналы, которыми оперирует контроллер, могут быть разделены на две категории: первая отвечает за непосредственное управление оборудованием системы, а вторая организует человеко-машинный интерфейс. Описанные в статье методы позволяют существенно сократить нагрузку человеко-машинного интерфейса на контроллер или же полностью делегировать её сенсорной панели оператора. Приводится пример работы контроллера с панелью оператора по протоколу MODBUS. Перечисляются плюсы и минусы описанных методов, а также условия, при которых они являются предпочтительными.

Ключевые слова: программируемый логический контроллер, программируемое реле, сенсорная панель оператора, человеко-машинный интерфейс, управляющий сигнал

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В ходе выпуска деликатесных рыбных консервов система управления должна обеспечивать щадящий режим термообработки со снижением степени температурного воздействия на продукт. Изменение режимов требует перенастройки вида и параметров регуляторов температуры в автоклаве, осуществляемой на основе результатов моделирования обработки. Программный комплекс для моделирования объекта и системы управления при пастеризации предусматривает расчет степени стерилизующего эффекта. Комплекс содержит системное и прикладное программное обеспечения. Прикладные модули реализуют функции графического интерфейса, виртуального регулятора, численного моделирования изменения температуры продукта и передачи данных. Виртуальный контроллер позволяет выбирать регуляторы: позиционный, пропорционально-интегрально-дифференциальный, состояния. Новизна модели заключается в отображении и возможности изменения как параметров регулятора, так и коэффициентов желаемого полинома с учетом знака производной температуры при нагреве и охлаждении. Практической ценностью работы является сокращение времени на перенастройку системы управления автоклавом, обеспечение снижения степени температурного воздействия при достижении заданного стерилизующего эффекта за счет подбора вида и параметров законов регулирования температуры.

Ключевые слова: программный комплекс, моделирование, система управления, пастеризация, рыбные консервы, регулятор, температура

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье представлен анализ современных методов и перспектив применения автоматизированных технологий и лазерной триангуляции для визуального контроля качества сварного шва на производстве прямошовных сварных труб большого диаметра. Обзор научных и патентных публикаций за последние 5 лет был проведен с использованием таких баз данных, как Google Scholar, Scopus, Web of Science, eLibrary и Google Patents. Были рассмотрены такие ключевые аспекты, как использование лазерных триангуляционных датчиков (далее ЛТД) для оценки геометрических параметров сварного шва и интеграция методов машинного обучения для повышения точности контроля и автоматизации. Исследование показывает, что применение ЛТД в сочетании с методами машинного обучения обеспечивает высокую точность оценки качества сварных швов, что имеет решающее значение для обеспечения надежности трубопроводов в различных отраслях промышленности. На основе проведенного анализа определены рекомендации по разработке автоматизированной системы визуального контроля сварных швов на производственных линиях.

Ключевые слова: лазерная триангуляция, визуальный контроль, сварные швы, автоматизированные технологии, машинное обучение, контроль качества, сварные трубы большого диаметра

2.2.8 - Методы и приборы контроля и диагностики материалов, изделий, веществ и природной среды , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Статья посвящена разработке оригинальной математической модели процесса передачи информационных пакетов и подтверждений в системе промышленного Интернета вещей, применение которой позволяет оценить вероятность дублирования сообщений, отправляемых в центр управления производственным процессом. Результаты вычислительных экспериментов показали, что использование разработанной модели дает возможность обосновать выбор максимального числа повторных передач, при котором вероятность дублирования сообщений не превышает заданные допустимые значения при текущем уровне битовых ошибок.

Ключевые слова: промышленный Интернет вещей, телеметрические данные, управление производственным процессом, дублирование сообщений, повторные передачи, интенсивность битовых ошибок, сенсорные устройства, сервер, вероятностный граф

2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В данной научной статье рассматривается проблема повышения надежности телекоммуникационных систем в Туркменистане. Описываются основные методы и подходы к обеспечению стабильной работы сетей связи в данной стране. Анализируются существующие технологии и предлагаются рекомендации по оптимизации процессов обслуживания и поддержки телекоммуникационной инфраструктуры. Телекоммуникационные системы играют важную роль в современном мире, обеспечивая связь между людьми, компаниями и государствами. В Туркменистане развитие телекоммуникационной отрасли является одним из приоритетов государственной политики. Однако, для обеспечения эффективной работы сетей связи необходимо постоянное внимание к вопросам надежности и безопасности.

Ключевые слова: инфраструктура связи, тенденции, перспективы, надежность систем, мобильная связь, эволюция, 2G, 3G, 4G, надежность сетей

2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Создание систем оперативного мониторинга параметров работы технического оборудования является важной в научно-практическом смысле задачей, требующей постоянного совершенствования технических и машинных алгоритмов, поддерживающих постоянную многопараметрическую самодиагностику объекта связи цифрового телерадиовещания и определение его интегрального состояния для принятия объективных управленческих решений, направленных на поддержание работоспособности всей сети. В статье рассматриваются вопросы, связанные с разработкой программного комплекса системы интеллектуального управления состоянием объекта цифрового вещания.

Ключевые слова: дистанционное управление, импортозамещение, интеллектуальный мониторинг, информационная инфраструктура, программное обеспечение, цифровое телевидение, цифровые технологии

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье рассматривается возможность измерения температуры кабельных линий электропередачи с помощью специально изготовленного суженного кварцевого оптического волокна. Описана технология изготовления суженного оптоволокна на специально созданном устройстве. Рассмотрено устройство лабораторной установки для выявления расширения оптического оптоволокна под воздействием температуры. Проведено исследование влияния температуры на отклонение лазерного луча в созданном кварцевом одномодовом волокне.

Ключевые слова: оптическое волокно, волоконно-оптический датчик, измерение температуры, кабельные линии электропередач

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Рассматривается вопрос разработки и практического применения разработанного методического обеспечения для управления шлифованием на основе автоматизированной оценки динамического качества станка по интегральным оценкам автокорреляционной функции колебаний и ее связи с качеством обработки дорожек качения колец подшипников.

Ключевые слова: управление шлифованием, виброакустические колебания, автоматизированные измерения, стохастические характеристики, динамическое качество станка, кольца подшипников, качество обработки

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В данной статье представлено исследование о подходе к разработке системы поддержки принятия врачебных решений для выбора формул при расчете оптической силы интраокулярных линз (ИОЛ), применяемых в хирургическом лечении катаракты. Система основана на методах построения рекомендательных систем, что позволяет автоматизировать процесс выбора ИОЛ и минимизировать риск человеческой ошибки. От внедрения системы в практику медицинских организаций ожидается высокая точность и эффективность, значительное сокращение времени, отпущенного на принятие решений, а также улучшение результатов хирургических вмешательств.

Ключевые слова: интраокулярная линза, офтальмология, формулы расчета оптической силы, веб-приложение, машинное обучение, параметры глаза, прогностическая модель, рекомендательная система, точность прогнозирования, врачебное решение

2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье рассмотрены возможности отечественной программной среды разработки CoDeSys на примере программы управления регулировки автомобильного трафика предприятия внутри собственной территории.

Ключевые слова: программа, контроллер, переменная, код, функциональный блок, автоматизированные системы

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье исследуется проблема энергоснабжения маломощных устройств, удаленных от стационарных источников питания. Рассматриваются структурные решения автономных систем электропитания повышенной и малой мощности, в которых используется энергия возобновляемых источников. Показано, что в автономных системах электропитания микро и малой мощности контроллеры MPPT-типа не даёт технических и экономических преимуществ по сравнению контроллерами, в которых за счёт простых структурных и схемотехнических решений реализуется необходимый, но достаточный минимум функций по заряду и разряду накопителя энергии системы электропитания. Приведены модели схемотехнических решений узлов контроллера, реализующие необходимый минимум функций по заряду и разряду накопителя энергии и результаты экспериментальных исследований, показывающие работоспособность предложенных схемотехнических решений.

Ключевые слова: система электропитания, контроллер, источник возобновляемой энергии, импульсный преобразователь напряжения, аккумуляторная батарея, ограничитель напряжения

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.4.2 - Электротехнические комплексы и системы

Эта статья представляет собой исследование применения программной среды Matlab Simulink в качестве инструмента разработки для микроконтроллеров семейства STM32. В работе рассматриваются возможности Simulink для моделирования и тестирования алгоритмов управления, а также для генерации кода, который может быть напрямую интегрирован с микроконтроллерами. Статья предназначена для инженеров и разработчиков, работающих в области электроники и автоматизации, и может служить полезным ресурсом для тех, кто стремится оптимизировать свои процессы разработки микроконтроллерных систем.

Ключевые слова: модельно-ориентированное программирование, MatLab, Simulink, STM32, микроконтроллер, генерация кода, система автоматического управления, двигатель постоянного тока

2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье рассматривается автоматизация управления экологически чистого печного реактора вертикального типа для производства различных марок техуглерода. Сложность автоматизации вызвана разновидностью печных реакторов и разбросом параметров технологических процессов в зависимости от выпускаемой продукции. Рассмотрены химические уравнения процессов и особенности управления во всех зонах реактора. Предложенная система автоматического управления реактора выполнена с применением нечеткой логики.

Ключевые слова: печной реактор, техуглерод, зона горения, зона смешения, зона пиролиза, зона закалки, гранулирование, химические уравнения, аммиак

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Автоматизация производства бутадиен-нитрильных каучуков – одно из важнейших направлений в химической промышленности. В данной статье представлен систематический обзор существующих отечественных и зарубежных решений, а также описаны методы интегрированных систем управления для автоматизации производства бутадиен-нитрильных каучуков. Рассматриваются современные технологии, применяемые на производственных предприятиях, в том числе автоматизированные системы контроля, управления и мониторинга процессов: начиная от роботизированных манипуляторов до цифровизации производственных процессов. Оцениваются достоинства и недостатки подходов к автоматизации, освещаются тенденции в развитии данной области. Статья предназначена для специалистов в области химической промышленности, инженеров-технологов, а также всех, кто интересуется современными технологиями автоматизации производства в химической отрасли. Будут проанализированы предыдущие исследования, приведены примеры успешного внедрения автоматизации.

Ключевые слова: распределённые системы управления, автоматизация, интеграция, передача данных, архитектура уровней автоматизации, АСУ

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье рассмотрены современные подходы к технологиям литья и прокатки алюминиевых сплавов, характеризующихся уникальными физико-механическими свойствами, которые определяют их ключевое значение в развитии промышленного производства. Проведен анализ традиционных методов литья, таких как кокильное, центробежное и литье под давлением, а также процессов горячей, холодной и высокоточной прокатки. Особое внимание уделено перспективам цифровизации указанных технологических процессов, включая применение цифровых двойников, методов машинного обучения и анализа больших данных, что позволяет оптимизировать производственные операции, улучшать качество продукции и снижать затраты.

Ключевые слова: алюминиевые сплавы, цифровые двойники, оптимизация производственных процессов, металлургическая промышленность, литье, прокатка

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.6.3 - Литейное производство

На АО «ЕВРАЗ ЗСМК» с 2017г. разрабатывается и эксплуатируется математическая модель, охватывающая все переделы от добычи руды до конечной продукции – СММ «Прогноз». Модель применятся для расчетов технических кейсов, планов, паритетных цен по ЖРС и углю, и ее использование принесло только за 2020 год более 200 млн. руб. экономического эффекта. Использование универсальной математической модели позволило в 2023 году начать разработку модуля посуточной оптимизации агломерационной фабрики и доменного производства. В статье рассматривается опыт АО «ЕВРАЗ ЗСМК» по разработке и внедрению системы посуточного планирования на базе модели помесячного планирования СММ «Прогноз», а также методы достижения приемлемой скорости многопериодной оптимизации. Система СММ «Прогноз» изначально была предназначена для сквозного, сценарного расчета основных сырьевых переделов от руды и углей до готовой продукции в объемном месячном планировании. Система использует оптимизационные алгоритмы поиска глобальной целевой функции по максимизации маржинального дохода при заданных ограничениях. В математической модели переделов используются нормы и технологии, заданные на предприятии нормативными документами. При этом модель является универсальной и перевод алгоритмов с помесячного на посуточный режим был осуществлен с минимальными доработками. В статье также рассмотрены возникшие трудности и различные методы решения этих проблем. Первой проблемой, с которой столкнулись разработчики, была низкая скорость оптимизации модели в посуточной динамике из-за сильного усложнения оптимизационной нагрузки. Время расчета существенно возросло, и для решения этой проблемы потребовалось внедрение ряда оптимизационных циклов, направленных на снижение скорости решения уравнений, внедрение границ переменных, определение стартовых точек. В результате чего время расчета для одного месяца составило порядка 40 минут. Вторая проблема заключалась в необходимости разработки сложного алгоритма управления поставок и оптимизации штабелирования на аглофабрике. В результате решения этой проблемы был разработан рабочий инструмент, приносящий дополнительный доход для предприятия.

Ключевые слова: металлургия, моделирование, планирование, посуточное планирование, аглофабрика, доменный цех, штабелирование

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В работе представлена математическая модель, алгоритм и результаты моделирования процесса управления давлением пара в паровой завесе трубчатой печи технологической установки гидроочистки дизельного топлива на основе ПИД-регулятора с фильтрацией текущей ошибки регулирования двойной скользящей средней.

Ключевые слова: автоматизация, подсистема, контроль, управление, паровая завеса трубчатой печи, давление пара, скользящее среднее

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Предложен способ для бесконтактной индикации наличия рабочего напряжения в отключенных секциях контактной сети переменного тока, основанный на свойствах жидких кристаллов и эффекте электрических влияний. Приведен порядок для выбора параметров индикатора напряжения при использовании на однопутных участках тяговой сети. Показана возможность использования знаково-синтезирующих жидкокристаллических индикаторов для создания бесконтактных индикаторов без внутреннего источника питания для индикации наличия рабочего напряжения на участках контактной сети.

Ключевые слова: контактная сеть переменного тока, однопутный участок, отключенная секция, рабочее напряжение, бесконтактная индикация, жидкокристаллический индикатор, свойства, схема замещения, выбор параметров

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.9.2 - Железнодорожный путь, изыскание и проектирование железных дорог (технические науки)

Настоящее исследование посвящено разработке методов автоматической оценки гранулометрического состава руды после взрывных работ на основе данных, полученных с беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Определение размеров фрагментов руды является важным этапом, так как от его точности зависит эффективность последующих процессов дробления. В традиционных методах анализа используется ручная работа, что требует значительных трудозатрат и подвержено субъективным факторам. В исследовании рассматриваются современные методы машинного обучения и архитектуры нейронных сетей, такие как Feature Pyramid Network (FPN), EfficientNet и SE ResNet, которые могут автоматически и точно сегментировать изображения. В результате экспериментов было установлено, что наибольшую точность IoU среди моделей показала FPN-сеть с предобученным основанием EfficientNet B2.

Ключевые слова: гранулометрический состав, FPN, EfficientNet, SEResNet

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами