В статье рассмотрено одно из направлений повышения надежности горнопроходческого оборудования, за счет устранения внезапных отказов и уменьшения тяжести их последствий, на основе применение цифровых технологий и систем автоматизированного контроля его технического состояния и проведения оперативной онлайн диагностики. Предложено использовать методы диагностики и автоматизированного контроля технического состояния силовых электрических машин, заключающиеся в мониторинге тока с последующим спектральным анализом зафиксированного сигнала. Метод позволяет с достаточной точностью определять текущее техническое состояние элементов двигателя. В качестве составляющих элементов диагностического комплекса принят высокопроизводительный RISC микроконтроллер семейства AVR ATmega16, который содержит в своем составе быстрый Гарвардский процессор, память программ, память данных, порты ввода/вывода и различные интерфейсные схемы.

Ключевые слова: надежность горнопроходческого оборудования, диагностика, автоматизированный контроль, мониторинг тока, спектральный анализ

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

В статье приведены результаты проверки адекватности предложенной ранее авторами методики онлайн диагностики и автоматизированного контроля технического состояния электромеханического привода горнопроходческого комбайна КП21 с асинхронным короткозамкнутым двигателем. Методикой экспериментальных производственных исследований предусмотрено подключение измерительного комплекса к статорной обмотке одной из фаз электродвигателя. Замеры выполнялись в различных условиях эксплуатации комбайна, соответствующих различным техническим состояниям объекта. Сравнительный анализ технического состояния диагностируемых узлов и значений нормированных амплитуд соответствующих частот позволил сделать вывод: дефект необходимо фиксировать, если амплитуда сигнала превышает значение в 10% от максимума, а дефект является значимым и требует устранения, если значение амплитуды превышает 30 %. Для использования полученных результатов исследований на практике, предложена интегральная номограмма соответствия наработки комбайна амлитудо - частотной характеристике статорного тока приводного двигателя режущего органа. Полученные результаты взяты за основу при корректировке графика ППР и ТО режущего органа горнопроходческих комбайнов КП21 при эксплуатации в соответствующих горно-геологических условиях.

Ключевые слова: надежность горнопроходческого оборудования, онлайн диагностика, автоматизированный контроль, мониторинг тока, техническое обслуживание и ремонт

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

В статье рассматриваются возможности ГИС-технологий для оценки пространственно-временного распределения лесных пожаров на территории Европейской части России. Выполнен анализ изменчивости данных как о лесных пожарах, так и климатических данных за тот же многолетний период и на том же региональном масштабе. Выявлены общие тенденции и главные пожароопасные факторы, которые помогут в дальнейшем, при наличии надежных климатических сценариев, принимать решения по стратегиям предупреждения и более эффективного управления пожарами.

Ключевые слова: лесные пожары, геоинформационные системы, анализ, климат, пространственное распределение, эффективное управление

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В данной статье выполнен обзор работы осушительных установок, расположенных на закрытых ледовых аренах. Так как на данный момент работа таких установок не включает в себя контроль над такими параметрами, как содержание СО2, статья рассматривает возможность реализации данной задачи с использованием имеющегося оборудования. Приводится методика настройки автоматики поддержания уровня СО2 в заданных параметрах. Рассматривается принцип работы осушителя и проблемы регулирования уровня СО2. Также приводится описание метода настройки контуров регулирования. Использование оборудования осушителя с контролем СО2 создаст комфортные условия для занимающихся на ледовой арене, что в свою очередь приведет к сокращению энерго и теплопотребления.

Ключевые слова: система автоматического регулирования, контур регулирования, объект регулирования, стабилизация технологического процесса, осушение воздуха, воздухосушительная установка

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

Статья посвящена развитию моделей и алгоритмов расчета управляющих (советующих) воздействий при обучении операторов технологических процессов (на примере перегрузочных процессов и, в частности, портальных кранов) на компьютерных тренажерных комплексах (КТК). Предложен комплекс моделей и алгоритмов, на основе которых производится расчет управляющих воздействий относительно дискретных элементов управления крана и обеспечивается возможность перемещения груза в заданную позицию с минимизацией колебаний в конечной точке. Данные модели и алгоритмы используют изменяемые параметры технологического процесса, описываемые лингвистическими переменными, и настраиваемые характеристики моделей крана и двигателей, что позволяет производить расчет управляющих воздействий в зависимости от вида крана, специфики технологического процесса, используемой методики обучения операторов и других значимых факторов. Применение советующей системы на основе разработанных моделей и алгоритмов способствует улучшению процесса обучения операторов перегрузочных кранов на КТК и, как следствие, снижению вероятности возникновения аварийных ситуаций, уменьшению временных затрат и энергозатрат.

Ключевые слова: компьютерный тренажер, перегрузочные процессы, портальный кран, советующая система, управляющие воздействия, математическое моделирование, регулятор нечеткой логики

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.10 - Управление в социальных и экономических системах

В этой статье были изучены эффекты штамповки и точечной сварки при различных напряжениях разряда и проведено сравнение сварочных эффектов точечной сварки с катушками разной ширины.

Ключевые слова: точечная сварка электромагнитным импульсом, формирование электромагнитным импульсом, сплав Cu/Al

05.02.10 - Сварка, родственные процессы и технологии , 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

В данной работе описан процесс инвентаризации оборудования в типовом отделе информационных технологий. Предложен новый подход к инвентаризации, который позволит избавить от «двойной работы» и решить ряд характерных проблем. Описана взаимосвязь с уже разработанным продуктом по мониторингу сетевой инфраструктуры.

Ключевые слова: мониторинг, сетевая инфраструктура, инвентаризация, QR-код, Telegram, информационные технологии, отдел информационных технологий

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.15 - Вычислительные машины, комплексы и компьютерные сети

В данной работе проводится анализ состояния уровня автоматизации энергетических объектов. Приводится наиболее рациональный метод оценки уровня автоматизации: рассмотрение каждого объекта энергетики (генерирующие предприятия, транспортные компании, потребители) в отдельности для наиболее эффективной оценки. Приводится анализ уровня автоматизации генерирующих компаний на примере теплоэлектростанций. Предлагается решение, направленное на повышение уровня автоматизации. Также приводится анализ уровня автоматизации транспортных компаний и потребителей на примере тепловой энергии. Предлагаются пути повышения уровня их автоматизации, направленные на повышение эффективности передачи и использования энергии. В статье приводится ряд преимуществ внедрения автоматизированных систем на объектах энергетики на примере автоматизированной системы диспетчерского управления на электростанциях и подстанциях. Также представлен ряд наиболее перспективных решений для повышения уровня автоматизации энергетических объектов.

Ключевые слова: автоматизация, энергетические объекты, автоматизированное диспетчерское управление, энергетический комплекс

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

Требовалось разработать вариант построения фильтра для реализации его на ПЛИС в условиях ограничений ресурсов ПЛИС и времени на обработку. Были рассмотрены варианты построения фильтров и последовательная оптимизация структуры для реализации на ПЛИС. Были построены две модели с среде Matlab, где проводилось сравнение результатов обработки сигнала фильтрами при одинаковых параметрах. Моделирования показало, что фильтры идентичные.

Ключевые слова: ЦОС, КИХ-фильтр, конвейер, ПЛИС

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

В этом исследовании изготовлен и запрограммирован датчик для измерения давления между ортезом и стопой в трех областях, а также приведено сравнение его с датчиком F-Socket. Экспериментальный тест был проведен на пациенте, который страдал нестабильностью правой ноги в голеностопном суставе. В задней, боковой и медиальной областях интервенционное давление между голенью и ортезом рассчитывалось двумя способами. В 1-м методе используется изготовленный в этом исследовании датчик (CЧР), в то время как во 2-м методе используется датчик F-Socket. Результаты испытаний показали, что показания давления, полученные от изготовленного устройства, близки к результатам, полученным при использовании устройства F-Socket.

Ключевые слова: ортез, ардуино, сило чувствительный резистор, интервенционное давление

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 14.01.15 - Травматология и ортопедия

Контроль ткани в технологической цепочке определяет структуру этой самой цепочки. В статье с помощью вероятностной модели проводится оценка целесообразности повторной обработки ткани в отделочном производстве.

Ключевые слова: ткань, брак, качество, партия, изделие, технологический дефект, повторная обработка, прибыль, потери

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

В последнее время основными принципами в области управления твердыми коммунальными отходами являются рециркуляция и повторное использование вторичных ресурсов. В современных технологиях обращения с отходами широко используются информационные технологии. Проблемным является вопрос распознания объекта сортировки на конвейере с отходами. Существуют различные роботизированные системы автоматизированного разделения объектов сортировки. В статье приведено описание системы в процессе «распознание - захват -перемещение» объекта сортировки на общем конвейере. Используется группы датчиков для идентификации объектов на конвейере, с одновременной фиксацией координат каждого идентифицированного объекта на поверхности конвейерной ленты. Информация о координатах и свойствах каждого идентифицированного объекта передаётся по линии связи на пульт управления манипуляторами, которые захватывают отдельные идентифицированные объекты и перемешают их в специальные контейнеры.

Ключевые слова: cортировка, отходы, средства автоматизации, системы распознавания, датчики, манипуляторы

05.02.13 - Машины и агрегаты (по отраслям) , 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

В статье рассматривается важность использования моделирования для анализа технологических эксплуатационных характеристик изделий, выявления вероятных дефектов. В работе представлены результаты исследования конструкции концевого запорного устройства, сформулированы выводы об эффективности использования программного обеспечения ANSYS при проектировании изделий машиностроения.

Ключевые слова: моделирование, запорное устройство, инновационные технологии, надёжность, качество материала, эксплуатационные характеристики, рабочая среда, машиностроение

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

В статье представлен вариант аналитической зависимости фактора вырабатываемости от времени выполнения конкретной операции работника подразделения транспортной безопасности, осуществляющего функцию по досмотру пассажиров и багажа, пересекающих границы зоны транспортной безопасности с использованием технических средств обеспечения транспортной безопасности. Построена математическая модель влияния человеческого фактора на снижение количества проведения технологических операций, а также качества проведения досмотровых мероприятий при длительном выполнений монотонных и однородных операций. Представлена программная реализация анкетирования пассажиров через систему Blockchain для оптимизации работы работников из состава подразделений транспортной безопасности, выполняющих функции по проведению досмотра пассажиров и багажа в целях повышения состояния защищенности объектов транспортной инфраструктуры (ОТИ) и транспортных средств (ТС) от актов незаконного вмешательства.

Ключевые слова: блокчейн, транспортная безопасность, досмотр, анализ данных, обработка данных, математическая модель, вырабатываемость, оптимизация, железнодорожный транспорт, подразделения транспортной безопасности

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

Представлена интегрированная информационно – измерительная система, включающая в себя: персональный компьютер, специальное программное обеспечение, набор датчиков, аналого-цифровой и цифро-аналоговый преобразователь, позволяющая исследовать коррозионные процессы. Показаны некоторые возможности применения современных информационные технологии в практикуме по физике и электрохимии. Проведен эксперимент по исследованию коррозии металла и её подавлению с помощью традиционной установки и модифицированной, с использованием современных информационных технологий.

Ключевые слова: программный комплекс, коррозия металла, натурный эксперимент, интегрированная система, информационные технологии

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Анализируется опыт создания и апробации программы повышения квалификации в области производства изделий из микро- и нанопорошков, направленной на решение обострившейся в последние годы проблемы квалификационного дефицита, испытываемого предприятиями порошковой металлургии. Образовательная программа разработана Поволжским государственным технологическим университетом при поддержке Фонда инфраструктурных и образовательных программ РОСНАНО и предназначена для обучения инженерного состава трех направлений: инженеров-технологов, разрабатывающих технологические процессы производства порошковых изделий, инженеров-конструкторов – разработчиков технологической оснастки и производственного персонала, организующего и контролирующего производство изделий из металлических порошков. Особенностью программы является модульная структура, позволяющая обучающимся выбирать индивидуальную траекторию обучения. Программа включает общепрофессиональный цикл и три профессиональных модуля, освоение которых позволяет сформировать требуемые специалистам профессиональные компетенции. Один из модулей реализуется в дистанционном режиме с использованием технологии электронного обучения. Преимуществом программы является также ориентированность на практику: она предусматривает большой объем лабораторных и практических занятий, а также практику на профильных предприятиях. Для оценки работоспособности программы повышения квалификации и, в случае необходимости, ее корректировки была проведена апробация программы на пилотной группе слушателей. Апробация программы подтвердила ее эффективность и возможность успешного использования для повышения квалификации специалистов, занимающихся разработкой и реализацией процессов получения изделий из металлических порошков.

Ключевые слова: образовательная программа повышения квалификации, производство изделий порошковой металлургии из микро- и нанопорошков, модульная структура, дистанционное обучение, электронный учебный курс, практикоориентированность, квалификационные дефициты

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

Работа посвящена исследованию возможностей обеспечения безусловного достижения целей промышленных предприятий при сочетании модального управления и линейного регулирования с оптимизацией затрат при оперативном и тактическом управлении системами менеджмента качества. Показана общность зависимостей при модальном управлении и линейном регулировании. Предложен подход к сочетанию модального управления и линейного регулирования, включающий определение возможностей по изменению элементов системной матрицы, а также поиск оптимальных или выбор рациональных решений на основе учета затрат. Применение этого подхода рассмотрено на примере деятельности промышленного предприятия. Установлено, что модальное управление не имеет преимуществ по сравнению с линейным регулированием, поскольку используется для повышения устойчивости систем. Быстродействие систем менеджмента качества можно обеспечить при переводе ее в неустойчивый режим работе, однако использование этого режима не может превышать двух-трех лет.

Ключевые слова: система менеджмента качества, модальное управление, линейное регулирование, оптимизация, потенциал предприятия, сопротивление персонала

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье представлены вопросы внедрения в энергосистему России активных энергетических комплексов (АЭК), как элемента распределенной генерации для коммерческих и промышленных потребителей. Обозначены требования к АЭК, функционирующим в составе Единой Энергосистемы России. Предложен вариант АЭК для агропромышленного предприятия «Агрокомплекс «Волжский»». Оценены результаты от внедрения АЭК на предприятии.

Ключевые слова: цифровая трансформация электроэнергетики, активные энергетические комплексы, малая генерация, микроэнергосистема, газопоршневая электростанция

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.14.01 - Энергетические системы и комплексы

В данной работе представлена разработанная авторами информационная модель реляционной базы данных, предназначенной для учета нагрузки преподавателей образовательной организации. Проведены выявление сущностей предметной области, их декомпозиция и выявление связей между ними. Построенная модель базы данных была приведена к нормальной форме Бойса – Кодда. На основе спроектированной схемы базы данных была осуществлена ее физическая реализация и проведено наполнение тестовыми данными. Результаты тестовых запросов показали адекватность разработанной модели и возможность ее практического применения. В настоящее время она находится в стадии опытной эксплуатации на кафедре информационных систем и компьютерного моделирования Волгоградского государственного университета. С минимальными изменениями разработанная схема базы данных может быть применена для учета нагрузки преподавателей в различных образовательных организациях.

Ключевые слова: база данных, информационное моделирование, диаграмма «сущность – связь», декомпозиция, информационная система, образовательная организация

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

В данном исследовании представлены две различные конструкции ортеза голеностопного сустава (ankle-foot orthosis - AFO): регулируемая шарнирная и модифицированная статическая, модели из полипропилена и стали. Тест ортеза голеностопного сустава проводится у пациента с переломом голеностопного сустава в результате спортивной травмы. Продемонстрирован анализ моделей AFO для расчета напряжения по фон Мизесу и запаса прочности по усталости. Измерение интерференции, силы и давления между зоной контакта AFO и стопой для всех испытуемых проводилось с помощью датчика F-Socket, который использовался для измерения силы, приложенной к голеностопному суставу, для численного анализа с помощью ANSYS V.R15. Где видно, что наибольшая концентрация нагрузки приходится на голеностопный сустав. Напряжения и запас прочности в регулируемом шарнире AFO 418,9 Мпа и 2,4 соответственно. В то время как в модифицированном статическом AFO напряжение и запас прочности достигли 192,8 Мпа и 0,447 соответственно.

Ключевые слова: усилие, давление, голеностопный сустав, подвижный сустав, модифицированная статика, ankle-foot orthosis

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 14.01.15 - Травматология и ортопедия

Наличие вибрационных нагрузок в любом узле или агрегате практически всегда ведет к негативным последствиям в той или иной мере. Вибрации воздействуют как на биологические объекты, так и на материалы. Высокий уровень вибраций, при определенных условиях способен привести даже к разрушению поверхностей деталей и узла в целом. Целью данных исследований являлось изучение виброгасящей способности цинкового гальванопокрытия, применяемого для восстановления посадочных отверстий корпусных деталей машин. Основная задача – определить наличие и уровень виброгасящей способности цинка по отношению к серому чугуну СЧ18. Исследования проводились на лабораторном прототипе коробки передач (зубчатого редуктора) с применением вибродатчиков и осциллографа. В результате доказана виброгасящая способность гальванического цинка и определен сравнительный уровень гашения вибраций по сравнению с чугуном СЧ 18.

Ключевые слова: нагрузка, вибрация, виброгасящая способность, гальванопокрытие, подложка, виброскорость, виброускорение, осциллограммы, сернокислый электролит, цинковое покрытие, серый чугун

01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика , 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

Представлены результаты экспериментального исследования процесса укладки асфальтобетонной смеси с компонентами автоматизации технологии неразрушающего непрерывного контроля уплотнения в полевых условиях дорожного строительства. Исследование проводилось с целью получения данных реального процесса для задачи создания системы контроля качества уплотнения дорожных материалов в режиме реального времени. Во время исследования измерялись режимные параметры укладчика (скорость движения, частота ударов трамбующего бруса, частота вибрации плиты), температура уплотненной асфальтобетонной смеси, толщина слоя дорожного покрытия, вертикальное ускорение вибрационной плиты. В исследовании использовалась асфальтобетонная смесь типа А марки I по ГОСТ 9128-2013. Варьировались режимные параметры: частота ударов трамбующего бруса, частота вибрации плиты. Ускорение вибрационной плиты определялось с использованием цифрового акселерометра с беспроводной передачей сигнала через Bluetooth на смартфон с операционной системой Android. В работе получены значения безразмерных комплексов, показатель уплотнения асфальтобетонной смеси – пик-фактора, характеризующие изменение качества уплотнения асфальтобетонной смеси.

Ключевые слова: асфальтобетонная смесь, неразрушающие технологии, непрерывный контроль уплотнения, показатель уплотнения, ускорение вибрационной плиты

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.23.08 - Технология и организация строительства

В статье рассматривается вопрос создания автоматизированной системы обнаружения дефектов на ткани, основанной на применении компьютерного зрения. Полученная система позволяет контролировать, регистрировать и рассчитывать дефекты текстильных материалов без участия человека в технологическом процессе, что повышает качество анализа, устраняет количество ошибок при разбраковке ткани и сокращает стоимость технологической операции.

Ключевые слова: автоматизированная система, обнаружение дефектов, текстильный материал, компьютерное зрение, микрокомпьютер, библиотека обработки изображений

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

В производстве нефтепродуктов для анализа свойств смеси чаще всего используется исследование спектров поглощения ИК-излучения. Приоритет этого метода обусловлен тем, что характеристики ИК-спектра напрямую связаны с природой (структурой и химическим составом) поглощающего вещества, а также зависят от агрегатного состояния вещества, температуры, давления и др. Однозначность связи между молекулярным строением вещества и его ИК-спектром позволяет определить состав смеси. Для чего должны быть построены калибровочные модели связывающие ИК-спектр со значением показателей качества нефтепродуктов. В работе рассмотрены методы создания калибровочных моделей предложенными различными авторами, представленными в известных литературных источниках. Для создания калибровочных моделей в данной работе предлагается использовать метод главных компонент (МГК) и нейросетевого моделирования (NET). А также с целью повышения надежности системы автоматизированного управления процессами компаундирования моторных топлив предлагается использовать виртуальные анализаторы (ВА) показателей качества моделей связи показатель качества рассчитанных по калибровочным моделям поточного анализатора с соответствующими технологическими переменными процесса компаундирования. Выход калибровочных моделей используется при этом и для подстройки ВА.

Ключевые слова: нефтепереработка, ИК-спектрометр, показатели качества нефтепродуктов, поточный ИК-анализатор качества, калибровочные модели анализатора, виртуальный анализатор качества

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

Статья посвящена конструкции и специфике работы светодиодной установки переменного облучения для выращивания растений. Особенность работы предлагаемой установки заключается в периодически изменяющейся интенсивности облучения, достигаемой за счет попеременного включения и отключения светодиодных источников излучения. Такой подход позволяет снизить мощность источника питания, что приводит к сокращению расходов на конструкцию установки, повысить качество получаемой продукции, благодаря равномерному облучению растений и уменьшить энергоемкость процесса выращивания.

Ключевые слова: светодиодная установка, облучательная установка, энергосбережение, переменное облучение, блок управления, микроконтроллер

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)