Кафедра автоматизации химических производств

К. т. н., доц. Ярощук Л. Д., Кулинич Н.С.

Национальний техническний университет Украины «КПИ», Украина

Информационная система для изучения и моделирования систем управления процессом экструзии

Наиболее распространенным в производстве изделий из полимеров является процесс экструзии. Учитывая его сложность и длительность использования в промышленности разных стран, понятно разнообразие систем контроля и управления червячными экструдерами [1].

В наше время поиск информации и доступ к ней превращается в отдельную проблему. Существенную помощь в получении и обработке информации предоставляют автоматизированные информационные системы (АИС). Основной задачей исследования является сокращения времени поиска информации о существующих автоматических и автоматизированных системах контроля и управления в области переработки пластмасс в червячных экструдерах путем создания и использования базы данных.

Многообразие систем управления процессом экструзии, как простых, так и сложных по своим структурам и функциям [2], делает выбор конкретной системы управления непростой задачей. Авторы предложили определенную классификацию систем контроля и управления и создали такую АИС, которая позволяет ознакомиться со структурами и описанием этих систем, а также с их структурными моделями для реализации в системе MatLab.

Авторы разработали информационную систему “СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭКСТРУЗИИ”, которая построена на основе реляционной базы данных. Она содержит два объектных отношения: “АСУТП” и “МОДЕЛЬ”. Отношение “АСУТП” имеет следующую схему: (Управляемая переменная, Схема системы управления, Описание системы, Модель, Источник информации), для отношения “МОДЕЛЬ” схема такая (Тип системы, Имитационная модель) [3].

Отношение АСУТП включает в себя атрибут Модель, в котором указаны типы системы, входящие в общую схему управления, например, одноконтурная, каскадная и т. д.

Отношение “АСУТП” дает возможность получить информацию об имеющихся системах и использовать ее для выбора аналогов при создании нового способа или устройства управления, подготовки аналитических обзоров в учебных, проектных и научных работах.

Введение в базу данных отношения “МОДЕЛЬ” позволяет представить структурные (имитационные) модели одноконтурной, двухконтурной и каскадной систем в MatLab + Simulink. Пользователь может собрать из них модель выбранной системы управления в целом или какого-либо фрагмента для выбора оптимальных параметров и сравнения с другими системами.

На (рис.1) приведена форма БД “СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭКСТРУЗИИ” в программе Microsoft Access, из которой можно перейти к одному из отношений при нажатии соответственной кнопки, а рисунок в форме взят из сети Интернет [4].

При нажатии на кнопку АСУТП происходит переход к форме, представленной на рис. 2, а при нажатии кнопки Модель - к форме, представленной на рис.3. Предлагаемая АИС отличается от тех, которые предоставляют специализированные организации тем, что при ее наполнении выполняется поиск информации из разнообразных источников информации и наличием имитационных моделей. Она позволяет сократить время ознакомления пользователей с существующими решениями в области автоматизации червячных экструдеров, повышая эффективность научно-технического творчества студентов и работы специалистов.

Рис. 1. Форма отношения
”СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭКСТРУЗИИ“

Рис. 2 Документ Microsoft Access для формы отношения ”АСУТП“

Рис.3 Документ Microsoft Access с фрагментом формы (а) и таблицы (б) отношения ”МОДЕЛЬ“

По примеру описанной можно разрабатывать базы данных для систем управления другими технологическими процессами.

Литература:

1. Малафеев С. И. Автоматизированная система управления экструзией полимерных материалов [Текст] / С. И. Малафеев, С. Н. Сагиров // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. – 2010. – № 2. – С. 10–12.– ISSN 2073-0004.

2. Пат. 2294833 Российская Федерация, МПК B29C47/92. Способ автоматического управления экструдером [Текст] / Остриков А. Н. ; заявитель и патентообладатель Воронеж. науч.-ислед. ин-т связи. – №2005137161/12; заявл. 30.11.2005; опубл 10.03.2007, Бюл. № 23. – 3 с. : ил.

3. Кулинич Н. С. Формування бази даних систем керування процесом екструзії [Текст] / Н. С. Кулинич, Л. Д. Ярощук // Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології: Тези доповідей Сьомої науково-практичної конференції студентів; Київ, НТУУ «КПІ», 4-5 грудня 2013 р. – К.: НТУУ «КПІ», 2013.– 70 с. : іл. – Бібліогр.: в кінці тез. – 70 пр.

4. Экструзия пластических масс. Основные понятия [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.gpntb.ru/win/search/help/el-cat.html.