Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка адаптивных технологий для автоматизации трудоемких задач

Сведения об участнике
ФИО
Зуев Олег Юрьевич
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н.Туполева-КАИ»
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Агро-, био- и производственные технологии
Раздел области наук
Зоотехния
Тема
Разработка адаптивных технологий для автоматизации трудоемких задач
Резюме
В данной работе рассмотрена блок-схема и алгоритм работы программно-аппаратной части модернизированного СВЧ микроволнового лабораторного комплекса. Разработаны принципы разработки адаптивных технологий для автоматизации трудоемких задач.
Ключевые слова
Микроволновые технологии, алгоритм, адаптивные технологии, обратная связь.
Цели и задачи
Разработка адаптивных технологий для автоматизации трудоемких задач. Освобождение инженеров, ученых, и обычных граждан от однообразной рутинной работы, убедиться что это способствует развитию деятельности творческого начала.
Введение

В настоящее время внедрение адаптивных технологий в нашей стране является важной и неотъемлемой частью. Функционал, состав и основные результаты в переработке жидких материалов с применением СВЧ комплекса рассмотрены в материалах [1-3].Существующие на данный момент в лаборатории МВИТ НИИ ПРЭФЖС программное обеспечение не отвечает желаемым требованиям: нет возможности создания циклов переработки, каждый этап рассчитан на определенное время, а переход к следующему этапу и задания новых условий, возможно только после завершения первого. 

Методы и материалы

На рисунке 1 изображена блок-схема системы управления. Предлагается использовать порядка четырех камер, которые получают информацию с лабораторного микроволнового комплекса, с резонаторной камеры поступает информация о состоянии рабочей среде. Диаметрально расположенная камера служит для отображения общего вида лабораторного комплекса. Компьютер обрабатывает полученную информацию с камер и управляет включениями и выключением, переключением между ними, так же на компьютер выводится рабочее окно – интерфейс рабочей среды. Управление схемным решением способствует управлению интерфейса, который в свою очередь является средством ввода и вывода информации на компьютер. Обратная связь, датчики служат для определения таких параметров рабочей среды как температура давление и датчик дыма.

В рабочую камеру помещается перерабатываемое вещество для воздействия СВЧ нагревом. Мощность СВЧ энергии составляет 700 Вт, частота 2450 ± 50 МГц. Работа магнетрона является периодической. Период включения и выключения составляет 30 секунд.

Датчики температуры могут быть использованы при фиксировании заданной температуры без обратной связи и с обратной связью это адаптивный процесс. Простой нагрев смотрите рисунок 2, происходит с изменением скважности работы магнетрона в определенные моменты времени, датчики температуры лишь фиксируют значение температуры. Эти значения отображаются на мониторе компьютера, с построением графика зависимости времени от температуры.

 

Описание и обсуждение результатов

Экспериментальный нагрев состоит из 7 циклов, каждый цикл имеет свое время работы которое составляет 15 минут, скважность работы магнетрона и значение температуры. Для данного эксперимента необходимо было чтобы температура поднималась не прямо пропорционально, а экспоненциальному закону. Для получения разных фракций нефти использовалось поддержание температуры на соответствующим уровне с редкими колебаниями температур. Как видно из рисунка 2, с течением времени частота колебаний температуры увеличилась вследствие необходимости более точного контроле процесса каталитического крекинга.

Рис. 2. Экспериментальный нагрев

Программно-аппаратный комплекс для управления оконечными устройствами и нагрузками представляет собой дружественную систему с открытым протоколом между центральным блоком управления, и исполнительно-контрольными блоками, которые могут быть снабжены шлюзовыми блоками, обеспечивающие возможность взаимодействия с внешними системами управления.

На рисунке 3 изображен алгоритм работы генераторного оборудования. Алгоритм подразделяется на три основных режима:

  1. простой нагрев;
  2. нагрев до определенной температуры;
  3. нагрев с поддержанием температуры.

Как было описано выше, простой нагрев имеет интервал времени в котором датчики работают как указатели, в том числе для построения графиков. Поэтому в этом режиме алгоритм наиболее прост: определяется температура генератора, для того чтобы обеспечить его безопасную работу, далее идет задание первого, второго, третьего цикла зависимости времени от скважности. Количество циклов может быть сколь угодно большим и зависит от поставленных задач, а для контроля критических температур (Ткр) установлен предел температуры равный 225 °C, смотрите рисунок 3. В режиме нагрев до заданной температуры, датчик температуры определяет обратную связь для контроля технологического процесса. Нагрев с поддержанием температуры сочетает в себе все два режима, при этом в качестве безопасности системы служит проверка начальной температуры для всех трех режимов работы.

Рис. 3. Алгоритм работы генераторного оборудования

Разработка комплекса программно-аппаратных средств, для конкретных задач, способствует снижению выполнения рутинных работ для инженера, повышению точности и качества выходных продуктов. В настоящей работе была показана структурная блок – схема для решения систем управления.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках проектной части Государственного Задания З.1962.2014/К.

Используемые источники
1. Vedenkin, D.A. Laboratory complex for processing of oily waste using microwave energy / D.A. Vedenkin, R.E. Samoshin, O.Y. Zuev // В сборнике 2015 International Conference on Antenna Theory and Techniques: Dedicated to 95 Year Jubilee of Prof. Yakov S. Shifrin, ICATT-2015 – Proceedings 10. -2015. - p. 396 -398.
2. Vedenkin, D.A. Processing of oil sludge using microwave energy / D.A. Vedenkin, R.E. Samoshin, O.Y. Zuev // В сборнике 2015 International Conference on Antenna Theory and Techniques: Dedicated to 95 Year Jubilee of Prof. Yakov S. Shifrin, ICATT-2015 – Proceedings 10. -2015. -p. 399 – 401.
3. Веденькин, Д.А. Лабораторный комплекс по переработке нефтесодержащих отходов с применением СВЧ технологий / Д.А. Веденькин, Г.А. Морозов, О.Г. Морозов, А.Р. Насыбуллин, Р.Р. Самигуллин, Р.Э. Самошин // Вопросы электротехнологии. – 2014. № 3(4). – C. 5-13.
Information about the project
Surname Name
Zuev Yu. O.
Project title
Разработка адаптивных технологий для автоматизации трудоемких задач
Summary of the project
In this paper, the block diagram and algorithm of operation of the hardware of the upgraded microwave microwave laboratory complex. Developed the principles of developing adaptive technology to automate time-consuming tasks.
Keywords
Microwave technology, algorithm, adaptive technology, and feedback.