Технічні науки / 12. Автоматизовані системи управління на виробництві

Д. т. н., проф. Пількевич І. А., к. т. н. Молодецька К. В., студент Лютко В. В.

Житомирський військовий інститут ім. С. П. Корольова
Державного університету телекомунікацій, Україна

МОДЕЛЬ АВТОМАТИЗОВАНОЇ СИСТЕМИ МОНІТОРИНГУ ПАРАМЕТРІВ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА ПРОМИСЛОВОГО ПІДПРИЄМСТВА

Постановка проблеми. Розвиток промислового виробництва і розширення масштабів його діяльності завдає суттєвого негативного впливу на стан навколишнього середовища. З метою реалізації задач оцінки стану навколишнього природного середовища проводять екологічний моніторинг [1]. Розробка автоматизованих інформаційно-аналітичних технологій екологічного моніторингу природних і техногенних об’єктів різного масштабу є актуальним напрямом сучасних екологічних досліджень і практичної діяльності з питань охорони навколишнього природного середовища [2-5]. Одним із головних показників ефективності управління станом навколишнього середовища є своєчасна та адекватна реакція суб’єкта управління на його зміни. Досягнути цього можливо лише за наявності системи оперативного спостереження й отримання необхідної первинної інформації для прийняття рішень [2-5].

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Питання захисту довкілля і здійснення моніторингової діяльності зосереджені у роботах В. Мокіна, І. Александрова, В. Дьомкіна, А. Запольського, М. Клименко, Л. Мельника та ін. Внаслідок проведеного аналізу зрозуміло, що побудова та ефективна реалізація сучасних систем екологічного моніторингу неможлива без застосування інформаційних технологій та впровадження засобів автоматизації [4-5]. Для вирішення сформульованих проблем на сучасному етапі розвитку техніки доцільно використовувати автоматизовані системи, які використовують мобільні роботи, здатні пересуватись у навколишньому середовищі відповідно до керуючої програми [1, 2].

Метою проведених досліджень є розробка моделі автоматизованої системи екологічного моніторингу для автоматизації дослідження параметрів навколишнього середовища промислових підприємств, підвищення достовірності даних та своєчасного попередження надзвичайних ситуацій.

Завданнями даної роботи є аналіз процесів і сучасних методів та технологій моніторингу навколишнього природного середовища; розробка структурної схеми автоматизованої системи; моделювання засобами середовища Proteus. Об’єктом дослідження є процес екологічного моніторингу навколишнього середовища засобами автоматизованої системи. Предметом дослідження даної роботи є можливості застосування методів, засобів та технологій автоматизації для забезпечення потреб складної автоматизованої системи екологічного моніторингу навколишнього середовища. В процесі роботи було використано методи системного аналізу і моделювання, графічні методи, методи об’єктно-орієнтованого проектування та програмування.

Результати досліджень. В результаті аналізу предметної області було запропоновано структурну схему автоматизованої системи екологічного моніторингу навколишнього середовища (рис. 1). До основних елементів системи належать: блок управління системою – це мікропроцесорний обчислювальний пристрій який виконуватиме обробку даних з датчиків, обробку команд та перетворення їх в необхідну дію завдяки іншим блокам.

Мікропроцесорний пристрій, отримуючи команду з бездротового радіомодуля відпрацьовує відповідний цій команді процес керування двигунами постійного струму через пристрій управління. Пристрій управління двигунами постійного струму задає необхідний напрямок руху двигунів і швидкість засобами широтно-імпульсної модуляції (ШІМ) та повертає величини швидкостей та напрямку до мікропроцесорного пристрою управління. Таким чином, контур управління замикається. Дані з датчиків обробляються мікропроцесорним пристроєм та передаються через радіоканал до пристрою управління автоматизованою системою. В разі перевищення допустимих значень з датчиків, можлива примусова зупинка руху системи і подача відповідного світлового сигналу.

Рис. 1. Структурна схема системи моніторингу

Для дослідження розробленої моделі автоматизованої системи моніторингу було виконано моделювання у інтегрованому середовищі Proteus 8. Модель автоматизованої системи моніторингу навколишнього середовища наведена на рис. 2.

Рис. 2. Модель автоматизованої системи в Proteus 8

Створена модель дозволила перевірити функцію управління двигунами та дослідити відпрацювання команд з послідовного порту. При введенні відповідної команди до вікна віртуального терміналу виконується її відпрацювання.

На основі створеної моделі буде реалізовано систему моніторингу навколишнього середовища промислових підприємств. Подальші дослідження будуть спрямовані на розробку моделі аналізу параметрів середовища з метою автоматизації прийняття управлінських рішень.

Література:

1. Богомолов Ю. С. Нові підходи до автоматизованого створення геоінформаційної бази екологічної інформації / Ю. С. Богомолов, В. Б. Мокін // Інформаційні технології та комп’ютерна інженерія, № 3. – Вінниця : ВНТУ, 2012. – С. 34-37.

2. Іванчишин Д. О. Розробка статичної моделі системи керування мобільним роботом на базі методу Comet / Д. О. Іванчишин, Д. М. Медзатий // Вісник Хмельницького національного університету, № 1. – Хмельницьк : ХНУ, 2013. – С. 108-113.

3. Patrick Lin. Autonomous Military Robotics: Risk, Ethics and Design / Patrick Lin, George Bekey, Keith Abney. – US Department of Navy. – 2008. – 108 p.

4. Робототехника. Терминология / под редакцией Е. П. Попова : Российская академия наук. Комитет научной терминологии в области фундаментальных наук. – М. : Изд. Рос. академии наук, 2000. – 47 с.

5. Кулешов В. С. Дистанционно управляемые роботы и манипуляторы / В. С. Кулешов, Н. А. Лакота, В. В. Андрюнин и др.; под общ. ред. Е. П. Попова. – М. : Машиностроение, 1986. – 328 с.