Основной задачей при разработке и интеграции цифровых средств автоматизации является повышение эффективности функционирования предприятия. Одной из наиболее актуальных сфер интеграции таких решений является портовая деятельность. Целью данной статьи является анализ аспектов повышения эффективности портовой деятельности на основе интеллектуальных средств автоматизации. Авторами подробно рассматривается решение обозначенной задачи на основе внедрения средств нейронной видео-аналитики. В работе применяются теоретические методы исследования, а также используются результаты зарубежных и отечественных научных исследований. Научная значимость заключается в предпринимаемой попытке систематизации знаний о методах повышения эффективности портовой деятельности на основе интеллектуальных средств автоматизации.

Ключевые слова: портовая деятельность, автоматизация, нейронная видео-аналитика, предприятие, искусственный интеллект

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье представлено исследование аварийных ситуаций на дорогах с участием детей и лиц, не достигших возраста совершеннолетия. Был произведен анализ правовых норм по защите прав ребенка на проезжей части. Кроме того, выявлено дополнительное средство снижения аварийных происшествий на дорогах, а также его расположение относительно пешехода.

Ключевые слова: авария, ДТП, ребенок, дети, происшествие, дорожный, участок, пешеход

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.3.4 - Управление в организационных системах

В статье поднимается вопрос сохранения устойчивости энергосистемы, в том числе сохранение баланса электрической мощности. Возникновение небаланса мощности можно определить, по такому критерию, как частота. Авторами предложен способ поддержания частоты, в том числе сохранение баланса мощности в энергосистеме, посредством изменения напряжения на потребителях электрической энергии, поставлена гипотеза и проведено соответствующее лабораторное исследование, в результате которого получены зависимости изменения частоты от напряжения некоторых приемников электрической мощности. Разработано и описано устройство автоматического разгрузочного регулирования напряжения, что позволит дополнить существующие средства противоаварийной автоматики.

Ключевые слова: поддержание частоты, небаланс мощности, регулирование напряжения, отключение потребителей электроэнергии, противоаварийная автоматика, надежность электроснабжения, надежность электроэнергетических систем, режимные параметры

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.4.1 - Теоретическая и прикладная электротехника

Данная работа посвящена исследованию и разработке автоматизированной системы управления технологическим процессом освинцования длинномерных рукавов. Модернизация технологического процесса производства рукавов является одной из приоритетных задач промышленной отрасли. Рукава - важная составляющая части производства многих предприятий и востребованы на рынке. В статье представлен анализ достоинств и недостатков способов производства рукавов. Анализ достоинств и недостатков способов позволяет сделать вывод, что производство рукавов на гибких дорнах является наиболее перспективным. Поэтому стоит рассматривать его при проектировании и модернизации автоматизированных систем управления технологическим процессом. Приведены результаты математического моделирования автоматизированной системы. Моделирование произведено с помощью программного средства ViSim. Объектом управления является плавильная ванна свинца. В качестве регулируемого технологического параметра принята температура свинца. Для построения автоматизированной системы управления применен метод пассивного эксперимента. Получены основные параметры объекта управления и пропорционально-интегрально-дифференциального регулятора.

Ключевые слова: автоматизированная система управления, технологический процесс, длинномерный рукав, свинец, температура, математическое моделирование, объект управления, передаточная функция, параметры управления

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье представлены результаты проведенного расчета и анализа распределения напряженности полей в области измерительного кольца емкостного преобразователя при различных геометрических размерах электродов. Также определено целесообразное расстояние между электродами и их размер в системе первичного преобразователя для оценки качества смешивания натуральных и химических волокон на выходе ленточного оборудования.

Ключевые слова: качество смешивания волокон, электромагнитное поле, емкостной метод оценки, конформные преобразования

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье описана разработка виртуального эмулятора процесса осушки поливинилхлорида в среде Omegaland. Приведена характеристика и функциональная структура процесса осушки поливинилхлорида в сушилке с кипящим слоем. Рассмотрены математические модели элементов моделируемой системы, охарактеризован алгоритм их работы. Описаны этапы разработки виртуального симулятора осушки поливинилхлорида. Технологическая схема собрана в среде моделирования OmegaLand Visual Modeler. Разработка модуля сушилки с кипящим слоем выполнена в интегрированной среде разработки Microsoft Visual Studio на языке программирования C++ с последующе интеграцией в библиотеку Omegaland. Разработанная модель сушилки протестирована в режиме эмуляции технологического процесса осушки поливинилхлорида.

Ключевые слова: математическая модель, осушка, поливинилхлорид, Omegaland, эмулятор, виртуальный тренажёр, сушилка с кипящим слоем

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

Приводятся результаты разработки программного комплекса, позволяющего обучать персонал работе в системе централизованного теплоснабжения, для обеспечения надежного процесса транспортировки энергии в тепловых сетях. Обоснован выбор программных средств; описываемый в статье программный комплекс был реализован средствами Ecostruxure Geo Scada Expert для создания Scada-системы и при помощи Termis – многофункциональной платформы моделирования сетей теплоснабжения, которая позволяет оптимизировать их проектирование и эксплуатацию. Описан алгоритм разработки мнемосхем внутриквартальных и магистральных тепловых сетей с использованием платформы Termis. Программный тренажер позволяет сократить количество аварийных ситуаций в системе централизованного теплоснабжения благодаря имитации процесса транспортировки тепловой энергии. Во время имитационной работы тренажера, осуществляемой с использованием существующих параметров функционирования тепловой сети, сотрудник может выявить аварийную ситуацию ранее, чем она произойдет на реальном оборудовании.

Ключевые слова: обучающий тренажер, программное обеспечение, централизованное теплоснабжение, тепловые сети, SCADA-система, платформа Termis, модель, температура, авария

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

В статье рассматривается один из подходов к управлению контуром измельчения руды, в частности процесс загрузки мельницы рудой. Для обеспечения максимальной производительности мельница должна загружаться до уровня 47–50%. Для измерения уровня загрузки мельницы существует несколько способов. В статье исследуется перспектива применения экстремального регулятора совместно с наблюдателем состояний в реализации контуров управления загрузкой мельницы. Полученная система управления производит управление загрузкой опираясь на текущую мощность привода мельницы. Особенность данной системы управления в том, что она способна не только управлять мельницей, но и распознавать перегрузку, а также принимать меры для ее дальнейшего предотвращения. При этом нет необходимости в дополнительных подсистемах и алгоритмах. Помимо этого, были разработаны две модели систем управления и проведено сравнение их эффективности. Обозначены преимущества разработанной системы управления с использованием наблюдателя состояний относительно классического экстремального регулятора.

Ключевые слова: шаровая мельница, атоматизация, математическая модель, контур управления, наблюдатель состояния, экстремальный регулятор

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В настоящее время в России осуществляются попытки проектирования и производства лесозаготовительных машин востребованных классов. В работе проведена оценка эффективности лесозаготовительных машин в идентичных условиях эксплуатации. Анализ показал возможность применения на лесозаготовках в качестве альтернативы зарубежных лесозаготовительных машин харвестеров и форвардеров совместного белорусского и отечественного производства. Оценка предложений выявила существование перспективных российских и китайских моделей лесных машин. Установлено, что в нашей стране существуют предпосылки к развитию лесного машиностроения, при этом основной проблемой является отсутствие производственных технологий по изготовлению современного технологического оборудования и комплектующих. В этих условиях эволюция производства на национальной территории лесных машин и технологического оборудования без привлечения отечественного или иностранного капитала и инновационных технологий, является трудновыполнимой задачей.

Ключевые слова: отечественное лесное машиностроение, перспективы развития, лесозаготовительные машины, производство

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 4.3.4 - Технологии, машины и оборудование для лесного хозяйства и переработки древесины

В статье представлена зависимость изменения интенсивности излучения при прохождении инфракрасного потока через двухкомпонентный материал, что позволяет провести долевую оценку смеси из натуральных и химических волокон. На основе полученной зависимости, по экспериментальным данным построена математическая модель, позволяющая дать количественную оценку распределения разнородных волокон в смеси. Результаты моделирования показали, что после второго перехода на ленточной машине наблюдается так называемый дефект «ручьистости», характеризующийся неравномерным распределением волокон в сечении продукта.

Ключевые слова: интенсивность излучения, инфракрасный метод оценки, смешивание разнородных волокон, долевой состав, измерительное устройство

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье изложены особенности разработанного алгоритма управления автономными объектами промышленного лесопользования в реальных условиях эксплуатации под пологом леса. Существенно сложной задачей, стоящей перед разработчиками в представленном алгоритме, являлось практическое отсутствие глобальной навигации в местах использования потенциальных автономных объектов промышленного лесопользования. Таким образом единственной альтернативой являлись алгоритмы локального позиционирования, которые из существующих также были неработоспособными в реальных условиях эксплуатации под пологом леса. Проблема усугублялась высокими требованиями к точности определения местоположения не столько для автономных объектов, как к точности позиционирования относительно предмета труда контактных элементов технологического оборудования, непосредственно реализующего операции процесса промышленной заготовки древесины. Разработанная концепция локального позиционирования не имеет аналогов в мире, относится к алгоритмам последнего поколения, созданных авторами на основе математического моделирования операций процесса промышленного лесопользования и реализованного в зарегистрированные программные комплексы для управления информационными потоками, обеспечивающими устойчивое функционирование автономных объектов промышленного лесопользования в реальных условиях эксплуатации.

Ключевые слова: алгоритм, метод, синтез, технология позиционирования, способ управления, цифровая модель, автоматизация, цифровизация, моделирование

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 4.3.4 - Технологии, машины и оборудование для лесного хозяйства и переработки древесины

В данной статье предлагается точный и динамический метод диагностики болезней сельскохозяйственных культур. Предлагаемый метод использует байесовские сети для представления взаимосвязей между симптомами и болезнями сельскохозяйственных культур. Этот метод имеет одно главное отличие от существующих методов диагностики: он не использует все симптомы для постановки диагноза, а целенаправленно выбирает подмножество симптомов, которые наиболее важны для диагностики; выбор активного симптома основан на концепции марковского одеяла в байесовской сети. Теоретический анализ показывает, что предлагаемый метод позволяет значительно повысить эффективность диагностики болезней сельскохозяйственных культур.

Ключевые слова: распознавание болезней растений, математическая модель, байесовская сеть, машинное обучение, марковское одеяло

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

В статье исследуется вопрос возможности обработки поверхностным пластическим деформированием (ППД) серого чугуна и исследование его глубины упрочнения с целью управления напряженно - деформированным состоянием (НДС) поверхностей деталей. Проведено моделирование, расчеты приближены к реальной ситуации, используется трехмерная конечно - элементная модель. Полученные данные проанализированы методом наименьших квадратов (МНК), построены графики. Также, на основании полученных данных было выявлено, что зависимость между степенью пластического деформирования, диаметром индентора и глубиной наклепа представляет собой уравнение, описывающее поверхность. Проведенные исследования и полученная зависимость позволяет повысить точность прогнозирования результатов обработки ППД чугуна.

Ключевые слова: серый чугун, поверхностное пластическое деформирование, билинейная диаграмма деформирования, глубина вдавливания, сферический индентор

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

Электроника - наиболее емкая и бурно развивающаяся отрасль в нашей стране. Современные способы проектирования электронных устройств немыслимы без применения компьютерных технологий, в частности, специализированных программ компьютерного анализа и моделирования принципиальных электрических схем разрабатываемых устройств. Ключевым звеном электроники на нынешнем этапе ее развития является интеллект. Это связано с появлением и широким внедрением таких микросхем, как микроконтроллеры. Этот аспект дает принципиально новые возможности решения самых разнообразных задач, в том числе, задач стратегической направленности, требующих оперативного решения. Все это стало возможным в первую очередь потому, что устройства, в основе которых лежит микроконтроллер, требуют алгоритмического и дальнейшего программного обеспечения, что дает возможность создания интеллектуальных систем и устройств. Об одном таком устройстве и пойдет речь в данной статье. Разработанное устройство является системой, состоящей непосредственно из системы управления, исполнительного устройства, которое является устройством принятия решений, силовой части и периферийных устройств. В статье поясняется идея, принцип работы разработанного устройства, структурная и принципиальные схемы разработанных основных блоков устройства, а также их алгоритмическое обеспечение, в основе которого лежит принцип интеллектуального управления. Разработанное устройство предназначено для автоматического поддержания на заданном оператором уровне освещенности в помещениях промышленных предприятий.

Ключевые слова: интеллектуальное управление, блок датчиков, бинарный код, схема синхронизации, транзисторный ключ, шинный формирователь, оптосимистор, система управления, исполнительное устройство, силовая часть

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

Статья посвящена исследованию и разработке автоматизированной системы управления технологическим процессом получения кишечной палочки. Кишечная палочка относится к грамотрицательным палочковидным бактериям семейства энтеробактерии факультативных анаэробов. Она является наиболее известным микробом в мире и имеет различные виды штаммов. Комменсальные E.coli безвредны и часто встречаются в природе. В настоящее время огромное внимание уделяется использованию модифицированной E.coli для получения рекомбинантных белков, аминокислот. Приведены результаты математического моделирования автоматизированной системы. Моделирование произведено с помощью программных средств SimInTech и MathCAD. Объектом управления является емкость культивирования. В качестве регулируемого технологического параметра принята температура кишечной палочки, управление которой осуществляется за счет изменения степени открытия клапана. Для построения автоматизированной системы управления применен метод пассивного эксперимента. Получены основные параметры объекта управления.

Ключевые слова: автоматизированная система управления, технологический процесс, кишечная палочка, математическое моделирование, объект управления, передаточная функция, параметры управления

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Технологии трёхмерной интеграции на основе высокоинтегрированных подложек и бескорпусных микросхем позволяют решить задачу миниатюризации сложно-функциональных устройств. Однако, увеличение сложности и уменьшение массогабаритных параметров изделий приводит к проблемам эффективного распределения и отвода тепла от бескорпусных микросхем. В статье рассмотрены особенности и проблемы теплового анализа 3D вычислительной микросистемы на основе нескольких модулей с бескорпусными микросхемами, а также показана важность моделирования реального тепловыделения программируемых логических интегральных схем.

Ключевые слова: микросборка, микросистема, бескорпусная микросхема, программируемая логическая интегральная схема, тепловой анализ, система автоматизированного проектирования, метод конечных элементов, моделирование теплообмена, печатная плата, трёхмерная интеграция

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

На сегодняшний день актуализируется вопрос индустриального освоения Северных территорий России. Основной задачей является производство бетон-ных работ, требующих применение специальных методов. Цель текущей статьи стоит в обосновании необходимости разработки программного решения, позволяющего автоматизировать расчет параметров греющего провода при зимнем бетонировании. Автором поднимается вопрос актуальности исполь-зования метода зимнего бетонирования на примере греющих проводов. В работе анализируются аспекты проектирования указанной программы. Научная значимость статьи заключается в возможности использования представлен-ных материалов в качестве базы для создания реального программного решения. Преимущественная часть статьи посвящена именно вопросам создания решения по автоматизации расчета параметров греющего провода при зимнем бетонировании.

Ключевые слова: строительство, программа, автоматизация, греющий провод, зимнее бетонирование, Крайний Север

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В данной статье рассматриваются перспективы и проблемы развития цифровых технологий в строительной отрасли Российской Федерации. В рамках работы представлены основные законодательные акты и федеральные проекты направленные на цифровизацию строительства в стране, особенности внедрения цифровых технологий на всех этапах жизненного цикла объектов капитального строительства среди которых: информационное моделирование зданий (BIM), их цифровые двойники (Digital Twin), интернет вещей (IoT), с помощью которых создается единое информационное пространство, позволяющее собирать, систематизировать все полученные данные, на основании которых осуществляется управление на различных этапах жизненного цикла.

Ключевые слова: цифровая трансформация, строительство, жизненный цикл здания, BIM-технологии, Digital Twin

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

В статье описывается разработка системы мониторинга параметров микроклимата помещений. Разработанная система включает аппаратную часть, реализованную на базе платформы Arduino UNO, и программную часть, при разработке которой использовались языки высокого уровня PHP и Python, а также система управления базами данных MySQL. Разработанная система мониторинга была протестирована. Было установлено, что точность показаний и задержки при работе системы лежат в допустимых для рассматриваемой задачи пределах.

Ключевые слова: микроклимат, температура, влажность, Arduino, Ethernet, Python, PHP, QT, Apache, MySQL, база данных

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Имитационная модель цифровой системы автоматического регулирования (САР) давления в компенсаторе давления, применяемого для поддержания давления в первом контуре АЭС, представлена в данной статье. В результате моделирования получены графики переходных процессов и проведена оценка качества работы цифровой САР. Представленная имитационная модель реализована классическим способом, но с практической стороны классические регуляторы не всегда обеспечивают желаемый результат. В связи с чем, для улучшения качественных характеристик процесса регулирования предложена модель адаптивной САР с нейрорегулятором.

Ключевые слова: атомная станция, реактор, компенсатор, давление, температура, возмущение, регулятор, клапан, задвижка, турбина, модель, схема, нейронная сеть, оптимизация

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.4.9 - Ядерные энергетические установки, топливный цикл, радиационная безопасность

В статье рассмотрены аспекты промышленного лесопользования на базе автоматизации управления средствами локального позиционирования, инженерных и информационных технологий беспилотной индустрии. Созданы и апробированы оригинальные алгоритмы автоматического управления беспилотными техническими системами и контактными элементами технологического оборудования под пологом леса, непосредственно реализующие операции технологического процесса. Разработаны и зарегистрированы программные комплексы для сбора данных и управления информационными потоками, обеспечивающие устойчивое функционирование средств локального позиционирования последнего поколения. Предложены конструкции, способы и архитектура беспилотных систем наземного, подвесного и воздушного типа для задач промышленного лесопользования, ухода за лесами, расположенными на особо охраняемых природных территориях и производств, косвенно связанных с лесом или лесными землями.

Ключевые слова: автоматизация, цифровизация, метод, алгоритм, синтез, технология, позиционирование, способ управления, цифровая модель, моделирование

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 4.3.4 - Технологии, машины и оборудование для лесного хозяйства и переработки древесины

Гарантия обеспечения безопасности людей и материальных ценностей при возникновении пожара, требует тщательного подхода к проектированию и монтажу противодымной вентиляции. С целью своевременной эвакуации людей из зоны задымления, устанавливаются технические устройства с нормируемым пределом стойкости к огню – противодымные клапаны. Для определения распределения давления воздушного потока в противодымном клапане по площади его сечения, применяют метод математического моделирования. С помощью математической модели, осуществляется визуальное моделирование распределения потока газовоздушной смеси, проводится детальный анализ опасных факторов, оценка возможной температуры и времени распространения пламени, определение вероятной степени задымления внутреннего пространства и путей перемещения дыма.

Ключевые слова: задымление, пожар, вентиляционная система, противодымная защита, противодымный клапан, математическая модель

2.1.10 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В статье представлены результаты оценки фотобиологической эффективности технологического светодиодного освещения при выращивании растений огурца сорта Святогор F1 в условиях светокультуры. В эксперименте использовались фитооблучатели (ФО) с натриевыми лампами высокого давления типа ДНаТ (контрольный вариант), а также светодиодные ФО комбинированного спектра. На основе проведенных фотобиологических исследований установлено, что вариант спектра излучения ФО2 (где излучения с l= 730 нм было в 3,1 раза больше, а излучения с l = 660 нм в 1,23 раза меньше, чем в спектре излучения ФО3) оказался более эффективным, обеспечивая не только лучшее качество рассады растений огурца, но и более высокую продуктивность. Показана практическая значимость полученных результатов.

Ключевые слова: фитооблучатель, светодиодный источник света, светокультура, фотобиологические исследования, спектр излучения, фотосинтетически активная радиация, фотосинтетическая фотонная облученность, растение огурца

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.4.11 - Светотехника

Рассмотрена задача управления шаговыми двигателями дорожного принтера с использованием метода нейро-нечеткого управления. Описан алгоритм разработки интеллектуальной системы управления шаговыми двигателями. Получена обучающая выборка по данным переменных, определенных в результате моделирования системы автоматического управления с непрерывным пропорционально-интегрально-дифференцирующим (ПИД) регулятором. Обучение адаптивной нейро-нечеткой системы вывода гибридным методом выполнено с использованием программы MATLAB. Построены переходные характеристики системы управления с непрерывным и нейро-нечетким ПИД-регуляторами. Определены прямые показатели качества рассмотренных систем управления шаговыми двигателями, а также выполнен анализ этих результатов. Использование нейро-нечеткого-ПИД управления шаговыми двигателями позволило получить качественный переходный процесс, подтвержденный в результате вычислительного эксперимента.

Ключевые слова: дорожный принтер, шаговый двигатель, дорожный принтер, шаговый двигатель, передаточная функция, адаптивная нейро-нечеткая система вывода

2.1.5 - Строительные материалы и изделия , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Рассмотрены особенности математического, алгоритмического и программного обеспечения разрабатываемой тренажерно-обучающей системы (ТОС) для контроля навыков визуального моделирования при подготовке студентов направлений в области автоматизации, информатизации, роботизации. Применение ТОС позволяет автоматически генерировать индивидуальные варианты практических заданий по разработке и анализу визуальных моделей, автоматически оценить правильность выполнения заданий студентами, формировать для студента советующие воздействия (замечания и рекомендации для лучшего понимания изучаемой темы). Применение ТОС в процессе контроля начальных навыков визуального моделирования у студентов позволит: уменьшить необходимость ручного составления большого числа вариантов заданий преподавателем и последующей проверки результатов их выполнения; повысить качество обучения с учетом специфики рассматриваемых направлений подготовки студентов.

Ключевые слова: информационные системы в образовании, тренажерно-обучающая система, автоматизированный контроль знаний и навыков, визуальное моделирование, унифицированный язык моделирования (UML)

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.3.4 - Управление в организационных системах