CC BY
25
Жежера Н.И.1, Ильин О.Н.2, Сукнин В.А.3 ©
Профессор, доктор технических наук, 2,3магистрант, Оренбургский государственный университет
«МЕТОДОЛОГИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ И СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ» -УЧЕБНАЯ ДИСЦИПЛИНА ДЛЯ МАГИСТРОВ ПО НАПРАВЛЕНИЮ «АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
И ПРОИЗВОДСТВ»
Аннотация
В статье рассматриваются научные основы учебной дисциплины «Методология и исследование элементов и систем автоматизации технологических процессов» для магистров по направлению «Автоматизация технологических процессов и производств».
Ключевые слова: научные основы, учебная дисциплина, магистр, методология и
исследование, элементы и системы автоматизации.
Keywords: scientific foundations, academic discipline, master, methodology and research,
components and systems automation.
В рабочем учебном плане магистров по направлению «Автоматизация технологических процессов и производств» на кафедре систем автоматизации производства Оренбургского государственного университета предусмотрена дисциплина «Методология и исследования элементов и систем автоматизации технологических процессов» [1]. В этой дисциплине рассматриваются две основные части:
- исследование элементов и систем автоматизации технологических процессов и производств и
- методология элементов и систем автоматизации технологических процессов и производств.
Научные основы исследования элементов и систем автоматизации технологических процессов и производств - это система научных знаний, которая составляет теоретическую базу практики проектирования, изготовления и эксплуатации аппаратных и программных средств и систем автоматизации для современных технологических процессов и производств.
Научные основы методологии элементов и систем автоматизации технологических процессов и производств - это система научных знаний и методов, которая составляет методологическую базу познания процессов проектирования, изготовления и эксплуатации аппаратных и программных средств и систем автоматизации для современных технологических процессов и производств.
В основе автоматизации технологических процессов и производств находится современная теория автоматического управления, в которую входят теория оптимального автоматического управления, методы идентификации и оценивания состояния процессов, методы построения адаптивных систем, теория дискретных и дискретно-непрерывных систем с цифровыми ЭВМ в контурах измерения, оптимизации и координации управления. Среди систем автоматизации технологических процессов и производств с цифровыми ЭВМ выделяются цифровые системы автоматического управления.
Основным элементом любой цифровой системы автоматического управления является объект управления. Для анализа и синтеза цифровой системы автоматического управления необходимо иметь математическое описание объекта управления. В учебной дисциплине «Методология и исследования элементов и систем автоматизации технологических процессов» по разделу математическое описание и исследование объектов управления используется
© Жежера Н.И., Ильин О.Н., Сукнин В.А., 2014 г.
монография «Математическое описание устройств и процессов как объектов систем автоматического управления» [2].
В монографии на основе анализа реально действующих на промышленных предприятиях систем автоматизации технологических процессов выделены десять основных типов устройств и технологических процессов как объектов автоматического управления. Многие объекты автоматического управления работают на газожидкостной смеси,
поступающей в объект, например, смесь углеводородных газов и нефти.
Для выделенных типовых устройств и технологических процессов установлены дифференциальные уравнения и выражения для определения коэффициентов уравнений; составлены структурные схемы, используя динамические звенья теории автоматического управления. Структурные схема позволяют по каждому управляемому параметру определять передаточную функцию и оценивать влияние зависимых параметров на
динамические характеристики работы конкретной промышленной установки. В монографии приводятся также результаты исследований по полученным математическим моделям устройств и процессов характеристик объектов автоматического управления.
Монография Жежеры Н. И. «Математическое описание устройств и процессов как объектов систем автоматического управления» была представлена на XIV Всероссийскую выставку - презентацию учебно-методических изданий из серии золотой фонд отечественной науки, которая проводилась Российской Академией Естествознания 27 сентября -1 октября 2012 г. в городе Сочи. По результатам этой выставки - презентации Жежера Н.И. получил сертификат участника Всероссийской выставки и награжден «Дипломом лауреата Всероссийской выставки» «как лучшее учебно-методическое издание в отрасли».
Кроме этого монография Жежеры Н. И. «Математическое описание устройств и процессов как объектов систем автоматического управления» удостоена «Национального сертификата качества» в номинации «Лучший информационный проект» № 01188 (27.09. 2012).
В учебном процессе по дисциплине «Методология и исследования элементов и систем автоматизации технологических процессов» используются 16 учебных пособий (Жежера Н. И. или в соавторстве), 10 монографий (Жежера Н. И.), диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук (Жежера Н. И.) на тему: «Развитие теории и совершенствование автоматизированных систем испытаний изделий на герметичность» (2004 г.), 4 диссертации на соискание кандидата технических наук под научным руководством Жежеры Н. И. на темы: «Разработка математического обеспечения систем оптимального проектирования и автоматического управления технологическими процессами дегазации нефти» (Тугов В. В., 2002 г.), «Автоматизация контроля герметичности изделий при периодических возмущениях давления пробной среды» (Куленко Е. С., 2005 г.), «Автоматизация контроля герметичности изделий с использованием вибрации (Абубакиров Д. Р., 2008 г.), «Автоматизация пиролиза изношенных шин при переменном давлении рециркулируемых газов» (Тямкин С. А., 2011 г.), 25 авторских свидетельств и патентов на изобретения ( Жежера Н. И. и в соавторстве с аспирантами и студентами) и 18 актов внедрения результатов научно-исследовательских работ в промышленное производство.
К патентам относятся, например. Патент № 2206879 РФ. Способ испытания изделий на герметичность (Жежера Н. И., Сердюк А. И., Куленко Е. С., 2003). Патент № 2297609 РФ. Способ испытания изделий на герметичность (Жежера Н. И., Абубакиров Д. Р., 2007). Патент № 2362089 РФ. Факельная система (Жежера Н.И., Сайденова Г. А., 2009). Патент № 2383102 РФ. Устройство телеуправления - телесигнализации (Жежера Н.И., Семенов Д. М., 2010). Патент № 2391205 РФ. Способ термической переработки изношенных шин и резинотехнических изделий (Жежера Н. И., Тямкин С. А., 2010). Патент № 2396208 РФ. Способ получения сорбента органических соединений (Жежера Н. И., Тямкин С. А., Перепеляков Д. А., 2010). Патент № 2455231 РФ. Способ получения сорбента органических соединений (Жежера Н. И., Самойлов Н. Г., 2012).
Разработки, предлагаемые в патентах, и результаты научно-исследовательских работ, проведенные по этим патентам, внедрены на 18 промышленных предприятиях, например:
Авиационном производственном объединении КумАПО (г. Кумертау, Башкортостан), Газоперерабатывающем заводе ООО «Оренбурггазпром», «Нефтемаслозаводе (г. Оренбург), ОАО «Российские железные дороги», ООО «Научно-производственное предприятие»-«ТАН», ООО «ИСТОК Электро-КИП», ДООО «ОРЕНБУРГБУРГАЗ» АО «ГАЗПРОМ», ЗАО
«ДРУЗА», ООО Нефтехимическая компания «Экодиметил», ООО «Живой исток»,
«Оренбургмежрайгаз» и других.
В дисциплине «Методология и исследования элементов и систем автоматизации технологических процессов» подробно рассматриваются, например:
- проектирование цифровой системы автоматического управления (САУ) амплитудой периодических возмущений давления пробной среды при контроле герметичности изделий с использованием горизонтальной трубки,
- проектирование цифровой САУ амплитудой вибрации горизонтальной трубки устройств контроля герметичности изделий,
- проектирование цифровой САУ компенсацией утечек газа из изделия при контроле герметичности,
- проектирование цифровой САУ частотой вибрации изделия, контролируемого на герметичность,
- проектирование цифровых систем автоматического управления пиролизом изношенных шин применительно к предложенному способу интенсификации пиролиза переменным давлением рециркулируемых газов, подаваемых в нижнюю часть реактора.
По каждой проектируемой цифровой САУ определяются:
- дифференциальные уравнения и передаточные функции элементов САУ,
- функциональная и структурная схемы САУ,
- передаточная функция управляемого процесса САУ,
- частотные характеристики управляемого процесса и выбор передаточной функции цифрового регулятора САУ,
- частотные характеристики управляемого процесса с выбранным цифровым регулятором САУ,
- переходные характеристики САУ с выбранным цифровым регулятором,
- реализация выбранного цифрового регулятора для САУ в виде импульсного RC -фильтра.
Литература
1. Жежера Н. И. Рабочая программа по дисциплине «Методология и исследования элементов и систем
автоматизации технологических процессов» / Оренбург. гос. ун-т. Рабочая программа
«Методология и исследования элементов и систем автоматизации технологических процессов» зарегистрирована в УСИТО под учетным номером 13200 (ФГОС) на правах учебнометодического электронного издания. - Оренбург : ОГУ, 2011. - 48 с.
2. Жежера Н. И. Математическое описание устройств и процессов как объектов систем автоматического управления: монография. - М.: Креативная экономика, 2012. - 200 с. - ISBN 9785-91292-082-0.
3. Жежера Н. И. Проектирование цифровых систем контроля и управления герметичности изделий : учебное пособие. - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2009. - 438 с. - ISBN 978-5-7410-0858-4.
4. Жежера Н. И. Проектирование цифровых систем автоматического управления пиролизом изношенных шин: монография. - Оренбург: ООО ИПК «Университет», 2013. - 205 с. - ISBN 978-54417-0230-0.
