Перекрест А. Л.

УДК 681.3:658.56
№ держреєстрації 0112U002173

НАУКОВІ ОСНОВИ ПОБУДОВИ ВІРТУАЛЬНИХ ТРЕНАЖЕРНИХ КОМПЛЕКСІВ АНАЛОГІВ ПРОМИСЛОВИХ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ СИСТЕМ ДЛЯ ЇХ ДОСЛІДЖЕННЯ, КЕРУВАННЯ, ПРОЕКТУВАННЯ, ПІДГОТОВКИ КАДРІВ 

Загірняк М. В., Чорний О. П., Родькін Д. Й., Коренькова Т. В., Перекрест А. Л., Солошич І. О., Огарь В. О., Кравець О. М., Романенко Св. С., Носач Є. В., Юдіна Г. Г., Романенко Се. С.
Звіт з НДР: 229 с., 213 рис., 45 табл., 42 джерел.
Об’єкт досліджень: процеси перетворення енергії в електромеханічних системах. Предмет дослідження: віртуальні тренажерні комплекси – аналоги промислових електромеханічних систем.
Мета дослідження: розробка науково-обґрунтованих принципів побудови віртуальних тренажерних комплексів аналогів промислових електромеханічних систем для їх дослідження, керування, проектування, а також у структурі професійної освіти для підготовки фахівців інженерних спеціальностей, виробничого персоналу при приведенні перепідготовки або підвищенні кваліфікації.
Метод дослідження – розробка теоретичних положень і аналіз процесів підготовки фахівців інженерних спеціальностей, виробничого персоналу при приведенні перепідготовки або підвищенні кваліфікації, експериментальні дослідження та моделювання на основі математичних моделей у вигляді систем диференційних рівнянь із застосуванням розроблений віртуальних комплексів в тому числі аналогів промислових електромеханічних систем.
Розвиток сучасного суспільства, його глобальна інформатизація і трансформація, впровадження сучасних інтенсивних методів виробництва потребують розробки принципово нових і адекватних часу підходів до дослідження, керування, проектування промислових електромеханічних систем (ЕМС). Для вирішення задач дослідження ЕМС розроблена технологія створення віртуальних лабораторних комплексів та віртуальних тренажерних комплексів – аналогів промислових об’єктів. Об’єкти віртуального тренажерного комплексу поводяться аналогічно фізичним об’єктам в штатних та аварійних режимах роботи. Такий підхід дозволяє також змінити якість і організацію навчального процесу, суттєво підвищить якість професійної підготовки не тільки студентів, а й виробничого персоналу при приведенні перепідготовки або підвищенні кваліфікації, забезпечить легкий перехід на нові форми сучасного обладнання, досконалого володіння ним.

Основні наукові та практичні результати, їх значення. Економічна ефективність полягає в тому, що застосування комплексів на об’єктах промисловості і комунального господарства забезпечить ефективне керування процесами перетворення енергії, вирішення задач енерго- та ресурсозбереження із значним економічним ефектом; основними споживачами отриманих практичних та теоретичних результатів є підприємства гірничодобувної, металургійної промисловості, транспорту та інші з насиченим парком складних технічних об’єктів (сто), вищі навчальні заклади та організації, що проводять підготовку та перепідготовку фахівців з технічних спеціальностей, науково-дослідні лабораторії.
Ключові слова: ВІРТУАЛЬНІ КОМПЛЕКСИ, ІДЕНТИФІКАЦІЯ, ДІАГНОСТИКА, ПЕРЕТВОРЮВАЧІ ЕНЕРГІЇ, СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОПРИВОДУ.
Умови одержання звіту: за договором. 39600, м. Кременчук, вул. Першотравнева, 20, КрНУ, тел.: (03566) 31147.

УДК 681.51/54:004.451.642
№ держреєстрації 0114U005104

АНАЛІЗ ОБ’ЄКТІВ З ВІДДАЛЕНИМ КЕРУВАННЯМ ЇХ РЕЖИМАМИ РОБОТИ ТА МОНІТОРИНГОМ ПАРАМЕТРІВ

Чорний О. П., Перекрест А. Л., Журавель Т. В., Романенко Се. С., Молодика І. С.
Звіт з НДР: 46 с., 46 рис., 1 табл., 19 джерел.
Мета дослідження: аналіз принципів побудови та режимів роботи електромеханічних об’єктів з віддаленим контролем та керуванням їх роботою.
Об’єкт досліджень: Процеси в електромеханічних системах з віддаленим керуванням їх режимами роботи.
Предмет дослідження. Структура, апаратне та програмне забезпечення комп’ютерних систем для віддаленого контролю режимів та керування електромеханічним обладнанням.
Методи дослідження – розробка теоретичних положень і аналіз режимів роботи електромеханічних систем з електроприводом шляхом віддаленого керування їх режимами роботи. Для розробки комп’ютерних систем віддаленого керування електромеханічним обладнанням використовувався ієрархічний підхід.
Основні наукові та практичні результати, їх значення. Проаналізовано проблему забезпечення та контролю необхідного мікроклімату для навчальних аудиторій. Розглянуто питання комплексної автоматизації та диспетчеризації будівель. Розроблено комп’ютеризовану систему для віддаленого контролю та управління режимами роботи вентиляційного обладнання аудиторії 2105 кафедри «Системи автоматичного управління та електропривод» Кременчуцького національного університету імені Михайла Остроградського. Створено алгоритм створення програми диспетчерського управління, інтерфейс користувача в Labview.
Результати роботи можуть бути використані в навчальному процесі при проведенні лабораторних, практичних занять і самостійній роботі, в науково-дослідних лабораторіях, на промислових підприємствах.
Ефективність полягає у зниженні затрат на створення дослідницьких навчальних стендів за рахунок використання одиничних варіантів обладнання з віддаленим керуванням їх режимами через мережу Internet, які забезпечують виконання основних завдань дослідження режимів роботи електромеханічних систем. Соціальний ефект полягає у підвищенні якості отриманих знань і підготовки фахівців.
Ключові слова: ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНА СИСТЕМА, ЕЛЕКТРОПРИВОД, ВІРТУАЛЬНИЙ ЛАБОРАТОРНИЙ КОМПЛЕКС, ВІДДАЛЕНЕ КЕРУВАННЯ, ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ
Умови одержання звіту: за договором. 39600, м. Кременчук, вул. Першотравнева, 20, КрНУ, тел.: (03566) 31147.

УДК 697.34:519.87; 697.34.001.3
№ держреєстрації 0114U005108

ІДЕНТИФІКАЦІЯ СИСТЕМ ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ ЦИВІЛЬНИХ БУДІВЕЛЬ

Перекрест А. Л., Журавель Т. В., Романенко Се. С., Найда В. В.
Звіт з НДР: 40 с., 19 рис., 5 табл., 17 джерел.
Мета дослідження: визначення найбільш точної за певними критеріями структури параметричної моделі системи опалення, встановлення загальних (системних) принципів систем опалення будівель з різними схемами теплових пунктів.
Об’єкт досліджень: Процеси в системах опалення корпусів навчального закладу.
Предмет дослідження. Математичне забезпечення комп’ютерних систем для керування опаленням цивільних будівель.
Методи дослідження – розробка теоретичних положень і аналіз режимів роботи систем опалення будівель при регулюванні їх технологічних параметрів. Прогнозування характеристик систем опалення з використанням розробленої математичної моделі.
Розглянуто особливості функціонування систем опалення цивільних будівель, проведено аналіз схем теплових пунктів досліджуваних будівель та принципів їх роботи. Розглянуто методи отримання математичного опису систем опалення, принципи обробки експериментальних даних, проведено аналіз існуючих підходів і засобів ідентифікації систем опалення будівель. Здійснено параметричну ідентифікацію систем опалення корпусів навчального закладу, проведено порівняльний аналіз результатів та встановлено загальні принципи систем опалення будівель з різними схемами теплових пунктів.
Результати роботи можуть бути використані в навчальному процесі при проведенні лабораторних, практичних занять і самостійній роботі, в науково-дослідних лабораторіях, на промислових підприємствах.
Очікуваний науковий результат та його значущість: розроблено математичну модель систем теплопостачання з різними схемами теплових пунктів. Підвищено інформативність ідентифікації систем опалення за рахунок порівняльного аналізу різних структур їх моделей.
Ефективність полягає у визначенні реальних динамічних властивостей систем теплопостачання цивільних будівель за рахунок порівняльної параметричної ідентифікації з використанням критеріїв оптимізації, що дозволяє встановлювати початкові дані для подальшого настроювання регуляторів у контурах регулювання температур теплоносія системи опалення цивільної будівлі.
Ключові слова: СИСТЕМА ОПАЛЕННЯ, ІНДИВІДУАЛЬНИЙ ТЕПЛОВИЙ ПУНКТ, ПАРАМЕТРИЧНА ІДЕНТИФІКАЦІЯ, МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ
Умови одержання звіту: за договором. 39600, м. Кременчук, вул. Першотравнева, 20, КрНУ, тел.: (03566) 31147.

УДК 628.81:371.62
№ держреєстрації 0114U005109

СИСТЕМА РЕЖИМНОГО РЕГУЛЮВАННЯ ПАРАМЕТРІВ МІКРОКЛІМАТУ НАВЧАЛЬНИХ БУДІВЕЛЬ

Перекрест А. Л., Журавель Т. В.
Звіт з НДР: 33с., 18 рис., 6 табл., 11 джерел.
Мета дослідження: розробка принципу режимного регулювання параметрів мікроклімату навчальних будівель.
Об’єкт досліджень: системи опалення корпусів навчального закладу.
Предмет дослідження. Технічна реалізація системи керування опаленням будівель.
Методи дослідження – розробка теоретичних положень і аналіз режимів роботи систем опалення будівель при регулюванні їх технологічних параметрів.
Будівлі навчальних закладів характеризуються періодичним використанням. Для зменшення теплоспоживання таких будівель доцільно використовувати переривчасте опалення зі зниженням температури внутрішнього повітря в неробочий період часу, вночі, у вихідні та святкові дні.
У роботі запропонована структура та технічна реалізація системи режимного регулювання параметрів мікроклімату навчальних будівель, яка враховує дані про теплові параметри системи опалення, режим роботи будівлі, температурний графік опалення та формує керуючі впливи на виконавчі механізми теплового пункту відповідно до визначених інерційних показників будівлі.
Очікуваний науковий результат та його значущість: розроблено принцип режимного регулювання параметрів мікроклімату навчальних будівель. Підвищено енергетичну ефективність систем теплопостачання шляхом зменшення теплоспоживання за рахунок врахування графіку теплопостачання та реальних характеристик об’єкту керування при дотриманні нормативних параметрів мікроклімату.
Ефективність полягає у зменшенні теплоспоживання навчальними спорудами при відпрацюванні типових режимів роботи будівель за рахунок автоматичного формування керуючих впливі на виконавчі механізми теплового пункту відповідно до уточнених температурних графіків і динамічних характеристик будівлі.
Ключові слова: СИСТЕМА ОПАЛЕННЯ, ІНДИВІДУАЛЬНИЙ ТЕПЛОВИЙ ПУНКТ, ТЕМПЕРАТУРНИЙ ГРАФІК ОПАЛЕННЯ, РЕЖИМ РОБОТИ БУДІВЛІ, РЕЖИМНЕ РЕГУЛЮВАННЯ
Умови одержання звіту: за договором. 39600, м. Кременчук, вул. Першотравнева, 20, КрНУ, тел.: (03566) 31147.

УДК 621.675.052.003.13
№ держреєстрації 0114U005110

СИСТЕМА ТУРБІННОГО РЕГУЛЮВАННЯ ПАРАМЕТРІВ НАСОСНИХ СТАНЦІЙ

Перекрест А. Л., Карпенко О. О., Щербина О. В.
Звіт з НДР: 38 с., 21 рис., 3 табл., 11 джерел.
Об’єкт досліджень: характеристики насосної станції при її роботі в насосному і турбінному режимах.
Мета дослідження: підвищення ефективності функціонування насосної станції за рахунок турбінного регулювання її параметрів шляхом при роботі одного з насосів в турбінному режимі.
Метод дослідження – розробка теоретичних положень і аналіз режимів роботи насосних станцій при турбінному регулюванні їх технологічних параметрів шляхом роботи одного з паралельно включених насосних агрегатів в різних режимах при зміні витрати у споживача.
Для підвищення ефективності роботи насосних станцій необхідно обґрунтування нових методів і засобів регулювання їх технологічних параметрів. Перспективним способом регулювання параметрів насосних станцій є використання турбінного режиму одного з паралельно працюючих насосів станції, який дозволяє змінювати продуктивність у необхідних межах з одночасною рекуперацією електроенергії. Розглянуто роботу насосної станції міського водопостачання при відпрацюванні типового графіка водопостачання шляхом використання турбінного режиму одного з паралельно працюючих насосів. Для здійснення турбінного регулювання продуктивності розроблено алгоритми розрахунку режимів і роботи насосної станції, які враховують умови переходу регульованого насосу з режиму в режим і особливості паралельної роботи агрегатів. Отримані розрахункові дані показують, що при турбінному регулюванні продуктивності можна домогтися зниження споживаної електроенергії на 19 % на добу порівняно з частотним.
Очікуваний науковий результат та його значущість: розроблено принцип турбінного регулювання витрат насосних станцій. Підвищено енергетичну ефективність роботи насосних станцій за рахунок рекуперації електроенергії при відпрацюванні графіка водоспоживання.
Результати роботи можуть бути використані в навчальному процесі при проведенні лабораторних, практичних занять і самостійній роботі, в науково-дослідних лабораторіях, на промислових підприємствах.
Ключові слова: НАСОСНА СТАНЦІЯ, ТУРБІННИЙ РЕЖИМ, ТУРБІННЕ РЕГУЛЮВАННЯ, ЕНЕРГОЕФЕКТИВНІСТЬ.
Умови одержання звіту: за договором. 39600, м. Кременчук, вул. Першотравнева, 20, КрНУ, тел.: (03566) 31147.

УДК 697.12/13.004.18; 681.5:551.515:628.85
№ держреєстрації 0114U005111

ДОСЛІДЖЕННЯ СИСТЕМИ ПОГОДНОГО РЕГУЛЮВАННЯ ТЕМПЕРАТУРИ ТЕПЛОНОСІЯ ЦИВІЛЬНОЇ БУДІВЛІ

Перекрест А. Л., Журавель Т. В., Романенко Се. С., Найда В. В.

Звіт з НДР: 43 с., 32 рис., 3 табл., 18 джерел.
Мета дослідження: аналіз роботи систем опалення будівель навчального закладу.
Об’єкт досліджень: Процеси в системах опалення корпусів навчального закладу.
Предмет дослідження. Показники енергетичної ефективності роботи систем опалення.
Методи дослідження – розробка теоретичних положень і аналіз режимів роботи систем опалення будівель при регулюванні їх технологічних параметрів.
Використання сучасних засобів автоматизації дозволяє забезпечити необхідну теплову потужність системи опалення та її зміну залежно від погоди. Аналіз нормативних документів дозволив виділити три групи вимог, яким повинна задовольняти будь-яка будівля із системою опалення. Для оцінки ефективності заходів щодо регулювання потужності систем опалення у якості основного показника використана питома добова витрата теплової енергії на обігрів різних будинків, що приведений до дійсних температур внутрішнього й зовнішнього повітря, а також тривалості опалювального періоду. У результаті аналізу визначено показники роботи систем опалення трьох навчальних корпусів університету й зроблено висновок про класи їх енергоефективності. Також встановлено, що при відпрацьовуванні знижених температурних графіків шляхом дистанційного керування тепловими пунктами окремих будинків забезпечуються необхідні значення їх теплових потужностей й, відповідно, необхідний рівень теплового комфорту в приміщеннях у робочий час.
Очікуваний науковий результат та його значущість: розроблено підхід до оцінки ефективності функціонування систем опалення, який враховує питому добову витрату теплової енергії на обігрів різних будинків, що приведений до дійсних температур внутрішнього й зовнішнього повітря, а також тривалості опалювального періоду.
Результати роботи можуть бути використані в навчальному процесі при проведенні занять і самостійній роботі, в лабораторіях, на промислових підприємствах.
Ефективність полягає у визначенні енергетичних показників роботи систем опалення різних будинків, які враховують дійсні значення параметрів теплоспоживання, що, у свою чергу, дозволяє формувати більш точно енергетичний паспорт будівлі.
Ключові слова: СИСТЕМА ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ, ІНДИВІДУАЛЬНИЙ ТЕПЛОВИЙ ПУНКТ, АВТОМАТИЗОВАНЕ РЕГУЛЮВАННЯ ТЕМПЕРАТУРИ, ДИСПЕТЧЕРИЗАЦІЯ, ПОКАЗНИКИ ЕФЕКТИВНОСТІ, ПИТОМЕ ТЕПЛОСПОЖИВАННЯ
Умови одержання звіту: за договором. 39600, м. Кременчук, вул. Першотравнева, 20, КрНУ, тел.: (03566) 31147.

УДК 004.89.001.53:62-83-52; 628.8.001.5:725
№ держреєстрації 0114U005112

СИСТЕМА РОЗПОДІЛЕНОГО МОНІТОРИНГУ ПАРАМЕТРІВ МІКРОКЛІМАТУ ЦИВІЛЬНОЇ БУДІВЛІ

Перекрест А. Л., Романенко Се. С., Абдрахманов В. Х., Журавель Т. В.
Звіт з НДР: 52 с., 25 рис., 8 табл., 11 джерел.
Мета дослідження: створення web-моніторингу параметрів мікроклімату окремих приміщень будівлі з використанням сенсорів 1-Ware та різних локальних перетворювачів інтерфейсів: USB-1Wire та 1Ware-Ethernet.
Об’єкт досліджень: Мікроклімат в приміщеннях корпусів навчального закладу.
Предмет дослідження. Апаратне забезпечення комп’ютерних систем для моніторингу параметрів мікроклімату цивільних будівель.
Методи дослідження – розробка алгоритмічного та програмного забезпечення для комп’ютеризованої системи розгалудженого моніторингу параметрів мікроклімату приміщень адміністративної будівлі з функцією web-доступу.
Розглянуто питання які стосуються аналізу вимог до температури в приміщеннях, проведено огляд існуючих систем моніторингу температури та виявлено їхні недоліки, обґрунтовано доцільність використання складових системи моніторингу та запропоновано структуру системи. Виконано розробку алгоритмічного та програмного забезпечення високого та низького рівня з використанням сучасних мов програмування.
Результати роботи можуть бути використані як в промисловості так і в народному господарстві. Розроблена система дозволяє вимірювати параметри мікроклімату розгалужених приміщень з високою точністю.
Очікуваний науковий результат та його значущість: розроблено систему автоматизованого моніторингу температурного стану окремих приміщень. Підвищено інформативність та якість діагностування роботи систем теплопостачання за рахунок обліку температур теплоносія в окремих стояках та повітря в окремих приміщеннях.
Ефективність полягає у визначенні реальних динамічних показників мікроклімату цивільних будівель в декількох точках одночасно.
Ключові слова: ТЕХНОЛОІЯ 1-WARE, СЕНСОР ТЕМПЕРАТУРИ DS18B20, МІКРОКОНТРОЛЕРНА СИСТЕМА, ІНТЕРФЕЙС КОРИСТУВАЧА.
Умови одержання звіту: за договором. 39600, м. Кременчук, вул. Першотравнева, 20, КрНУ, тел.: (03566) 31147.

Інженерні та освітні технології

УДК 004.383.3
С. 8-19
Мова Укр.
Бібл. 9 назв.

РЕАЛІЗАЦІЯ ЗАВДАНЬ ЦИФРОВОЇ ОБРОБКИ СИГНАЛІВ З ВИКОРИСТАННЯМ ВІРТУАЛЬНИХ ТА ФІЗИЧНИХ ЛАБОРАТОРНИХ СТЕНДІВ

Перекрест А. Л., Гаврилець Г. О., Снігур В. В.
Для підвищення ефективності вивчення складних питань з цифрової обробки сигналів у системах керування технічними об’єктами можливе використання віртуальних та фізичних стендів. У роботі розглянуто завдання вивчення особливостей реалізації процедур цифрової обробки сигналів з використанням комп’ютеризованого стенду на базі цифрового сигнального процесу та спеціалізованого програмного забезпечення. У якості базових елементів використано демонстраційну плату з процесором TMS320C6713, цифрові генератор сигналів і осцилограф та програмне забезпечення Matlab, Labview. Приведено етапи використання стенду для вивчення методів цифрової обробки, фільтрації та спектрального аналізу сигналів. Розроблено пакет лабораторних робіт для практичної підготовки студентів із напряму «Системна інженерія». Приведене технічне, інформаційне та методичне забезпечення дозволяє вивчати прикладні завдання цифрової обробки сигналів у сучасних програмних пакетах з використанням сучасного мікропроцесорного обладнання.
Ключові слова: цифрова обробка сигналів, цифровий сигнальний процесор, системна інженерія, Matlab, Labview.

Електромеханічні і енергозберігаючі системи

УДК 6971:6288.8.003.13
С. 48-55
Мова Рос.
Бібл. 10 назв.

ОЦІНКА ЕФЕКТИВНОСТІ ФУНКЦІОНУВАННЯ СИСТЕМ ОПАЛЕННЯ НАВЧАЛЬНИХ БУДІВЕЛЬ

Перекрест А. Л.
Використання сучасних засобів автоматизації дозволяє забезпечити необхідну теплову потужність системи опалення та її зміну залежно від погоди. Аналіз нормативних документів дозволив виділити три групи вимог, яким має задовольняти будь-яка будівля з системою опалення. Для оцінки ефективності заходів щодо регулювання потужності систем опалення як основний показник використана питома добова витрата теплової енергії на обігрів різних будинків, що приведений до дійсних температур внутрішнього й зовнішнього повітря, а також тривалості опалювального періоду. У результаті аналізу визначено показники роботи систем опалення трьох навчальних корпусів університету й зроблено висновок про класи їх енергоефективності. Також встановлено, що при відпрацьовуванні знижених температурних графіків шляхом дистанційного керування тепловими пунктами окремих будинків забезпечуються необхідні значення їх теплових потужностей й, відповідно, необхідний рівень теплового комфорту в приміщеннях у робочий час.
Ключові слова: системи опалення, показники ефективності, питоме теплоспоживання.

Електромеханічні і енергозберігаючі системи

УДК 697.11/.13:699.86
С. 99-108
Мова Укр.
Бібл. 12 назв.

ОЦІНКА ТЕПЛОВИХ ХАРАКТЕРИСТИК БУДІВЕЛЬ

Романенко Се. С., Перекрест А. Л., Волжан М. Н.
Виконано аналіз факторів, що впливають на теплові втрати цивільних будівель. Отримано структуру тепловтрат через огороджувальні конструкції окремих навчальних корпусів. Проведено розрахунок приведеного опору теплопередачі огороджувальних конструкцій, віконних блоків із дерева та полівінілхлориду на прикладі навчальних корпусів Кременчуцького національного університету імені Михайла Остроградського. Проведене тепловізійне обстеження показало, що за рахунок утеплення відкосів по периметру вікна можна досягнути збільшення загального опору при теплопередачі. Аналіз результатів проведеного тепловізійного обстеження навчальних корпусів дозволив визначити їх поточні теплові характеристики. Виконано порівняльний аналіз заходів із теплореновації будівель. Встановлено діапазон зменшення теплових втрат будівель університету за рахунок заміни віконних конструкцій. Запропоновано заходи щодо зменшення затрат енергії з мінімальними капіталовкладеннями. Результати отриманих досліджень можуть бути використані при розробці та вдосконаленні енергетичних паспортів будівель за новими нормами.
Ключові слова: теплові втрати, опір теплопередачі, коефіцієнт теплосприйняття, коефіцієнт теплопровідності, енергоаудит, конвекція.