Наукова діяльність кафедри автоматизації та комп'ютерно-інтегрованих технологій

На кафедрі автоматизації та комп’ютерно-інтегрованих технологій (АВКТ) працює наукова школа з автоматизації,технологічних вимірювань та обліку енергоносіїв. Заснована в середині 1970-х років, керівник завідувач кафедри, д.т.н., професор, академік Української нафтогазової академії Пістун Євген Павлович. В школі проводяться як фундаментальні дослідження, так і прикладні розробки, виконуються науково-дослідні та дослідно-конструкторські роботи. На сьогодні до роботи в школі залучені 6 доктори наук та 14 кандидатів наук, докторанти, спіранти та інженери.

Професор Пістун Є. П. є головним редактором англомовного наукового журналу «Energy Engineering and Control Systems». Журнал було створено у 2015 році на базі вісника Львівської політехніки «Теплоенергетика. Інженерія довкілля. Автоматизація». У 2016 році журнал був включений у перелік фахових наукових видань України, у 2017 — зареєстрований у міжнародній реферативній базі даних CrossRef, а у 2018 — увійшов до міжнародної наукометричної бази даних IndexCopernicusInternationalJournalsMasterList.

ОСНОВНІ НАУКОВІ НАПРЯМИ РОБОТИ КАФЕДРИ

НАУКОВІ РОЗРОБКИ В ГАЛУЗІ СТВОРЕННЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧНИХ СИСТЕМ

Волоконно-оптичні системи сучасних бортових засобів зв’язку та пристроїв спеціального призначення (авіаційних та ракетних гіроскопів, гідроакустичних антен, засобів контролю в умовах високої радіації, тощо) вимагають насамперед високих технічних показників волоконно-оптичних світловодів (ВОС), таких як відтворюваність оптичних параметрів, низького рівня заникання сигналів та стійкої поляризації сигналу для поляризованих волокон. Технічні показники ВОС в свою чергу визначаються технологічними процесами виготовлення заготовок ВОС та витягування (формування) ВОС.

Дані наукові розробки стосуються власне процесу виготовлення заготовок ВОС, оскільки на цій стадії виготовлення якраз формуються їх основні властивості та технічні характеристики.

Роботи виконувались з 1984 р. по 1991 р. Колектив виконавців: Пістун Є.П. (керівник роботи), Кріль Б.А., Онисик С.Б., Вашкурак Ю.З., Стасюк І.Д., Іватів В.А. До роботи залучались всі викладачі кафедри та студенти. Початкові замовлення (перші НДР) стосувались розробки окремих засобів вимірювання: мікровитрат чистих газів, концентрацій галогенідів в кисні та масових витрат галогенідів, а також їх метрологічного забезпечення. Наступні НДР та ДКР стосувались розробки технологічної схеми, обладнання, засобів контролю та керування процесом синтезу склоутворюючих парогазових сумішей — серцевини технології виробництва ВОС.

В процесі виконання цих НДР і ДКР розроблена нова автоматизована установка (технологічна лінія) для виготовлення заготовок ВОС спеціального призначення, в якій були реалізовані запропоновані технологічна схема та система контролю і керування процесом синтезу склоутворюючих парогазових сумішей, що поступають в процесі напилення та осадження по довжині та шарах заготовки ВОС. Розроблена конструкторська документація та налагоджено виготовлення цих установок на дослідному заводі політехніки.

Застосування в установці запропонованих засобів контролю концентрацій і масових витрат галогенідів SiCl4, GeCl4, BBr3, POCl3, дозволило підвищити рівномірність осадження відповідних склоутворюючих сумішей та оперативно керувати їх складом по шарах заготовки ВОС. Це суттєво підвищило відтворюваність параметрів як по заготовках, так і по довжині ВОС і, як наслідок, підвищило якість одержаного з цих заготовок ВОС.

Окремий результат — розроблені засоби вимірювання та метрологічне забезпечення для високоточного вимірювання та задання мікровитрат особливо чистих газів — носіїв з точністю 0,25% та концентрації компонентів — галогенідів в парогазових сумішах з випадковою складовою похибки 0,1%, що дозволило забезпечити вимірювання масової витрати галогенідів — компонентів парогазових сумішей з похибкою 0,5%.

Автоматизовані технологічні лінії для виробництва поляризованих ВОС впроваджені в 1987 — 1990 р.р. на технологічних об’єктах об’єднання «ОКЕАНПРИБОР» (Ленінград), АОКБ (Арзамас), ГОСНИИКС (Ленінград).

На цих технологічних лініях і сьогодні в Росії виготовляють одно- і багатомодові волоконні світловоди, серед яких і поляризовані волоконні світловоди спеціального призначення, зокрема для оптичних вимірювальних перетворювачів.

НАУКОВІ РОЗРОБКИ В ГАЛУЗІ ОБЛІКУ ЕНЕРГОНОСІЇВ

Перші дослідження в галузі вимірювання витрати та кількості газів і рідин на кафедрі почались на початку 60 років вже минулого століття. В різні роки свій внесок в розвиток цього напрямку внесли Сітницький Ю. І., Пістун Є. П., Кос В. М., Ковела І. М., Крук І. С., Лесовой Л. В., Онисик С. Б., Стасюк І. Д., Теплюх З. М., Матіко Ф. Д., Дубіль Р. Я., Прокопець А. Б., Химко О. М., Бродин Ю. І., Федоришин Р. М., Марковський Д. І., Близняк Л. В., Роман В. І,. Масняк О. Я., Костик І. В. 

В кінці шістдесятих років теоретично обґрунтована можливість (Пістун Є.П.) підвищення точності вимірювання витрати та кількості плинних середовищ за методом змінного перепаду тиску і, зокрема, досліджені можливості підвищення точності вимірювання витрати та кількості при застосуванні в схемі витратоміра змінного перепаду тиску обчислювальної машини: керуючої машини (на той час, для прикладу — керуючої машини УМ-1) або спеціалізованого обчислювального пристрою (сьогодні, для прикладу, це — мікропроцесорного обчислювача). Вперше були розроблені алгоритми розрахунку дійсних значень витрати та кількості вимірюваного середовища. Ці алгоритми вперше були впроваджені в автоматизованих системах управління технологічними процесами на ВО «Азот» (м. Сіверодонецьк), в відтак — на інших підприємствах України та Росії, наприклад на Куйбишевськім заводі синтетичного каучуку (м. Тольяті) (Пістун Є.П., Онисик С.Б., Крук І.С.).

В сімдесятих роках розроблена теорія проектування витратомірів змінного перепаду тиску (ВЗПТ) із умови мінімізації загальної похибки вимірювання, зокрема із застосуванням ЕОМ.

В кінці сімдесятих і на початку вісімдесятих років в Львівській політехніці (Пістун Є.П.) вперше в СРСР розроблено програмний комплекс «Витратомір-1» — система автоматизованого розрахунку та проектування ВЗПТ на ЕОМ, а з часом — її модернізований варіант «Витратомір-2М» (Пістун Є.П., Крук І.С.). Ці програмні комплекси пройшли атестацію в Держстандарті України (УкрЦСМ) і в Держстандарті Росії (ВНИИР) і широко застосовувались на всій території СРСР. Системи призначались для розрахунку та проектування витратомірів природного газу, суміші газів, рідини, перегрітої, сухої насиченої та вологої пари у відповідності до вимог «Правил РД 50-213-80». Крім загальноприйнятих варіантів розрахунку тут передбачався розрахунок оптимальних за точністю звужувальних пристроїв витратомірів (виходячи із мінімуму загальної похибки вимірювання витрати).

В вісімдесятих роках розроблені також аналітичні методи розрахунку витратомірів змінного перепаду тиску (Пістун Є.П., Крук І.С., Лесовой Л.В.). На їх базі в 1983 р. для Міністерства газової промисловості СРСР була розроблена методика розрахунку оптимальних за точністю витратомірів для природного газу, яка прийнята для офіційного застосування на всій території СРСР.

Кафедра приймала участь в розробленні нормативної бази з вимірювань витрати та кількості плинних середовищ. Тут і аналіз стандартів, для прикладу — міжнародного ISO 5167, міждержавних стандартів і безпосередня участь в розробці вітчизняних. Так, підготовлений у Львівській політехніці пакет зауважень та пропозицій (Пістун Є.П.) щодо міждержавних стандартів ГОСТ 8.563.1-97 і ГОСТ 8.563.2-97, підготовлених Росією, і виявлені в ньому неточності, надали підстави Україні не погодити ці стандарти та не ввести їх в дію. Адже поганий нормативний документ узаконює наявні в ньому неточності та похибки, а вони, в даному випадку, дуже дорого коштують (для прикладу, додатна похибка у вимірюванні витрати газу на кордоні Росія-Україна лише на 0,1% змусила б Україну робити переплати Росії на рівні 40 млн. дол. США на рік).

В 2005-2006 роках співробітники кафедри Пістун Є.П., Лесовой Л.В. і Матіко Ф.Д. разом із науковцями інших організацій як з України, так і з Росії розробили комплекс нових міждержавних стандартів ГОСТ 8.586.1,2,3,4,5-2005 (п’ять стандартів). Цей комплекс стандартів прийнятий Євразійською Радою із стандартизації, метрології та сертифікації. За його прийняття проголосували такі країни: Азербайджан, Вірменія, Білорусь, Казахстан, Киргизія, Молдова, Російська Федерація, Таджикистан, Туркменія, Узбекистан і Україна.

Міждержавні стандарти ГОСТ 8.586.1,2,3,4,5-2005 введені в дію в Росії з першого січня 2007 року в якості національних стандартів Російської Федерації. В Україні ці стандарти впроваджуються з першого січня 2008 року як ДСТУ ГОСТ 8.586.1,2,3,4,5-2007 «Метрологія. Вимірювання витрати та кількості рідини і газу із застосуванням стандартних звужувальних пристроїв» (наказ Державного комітету України з питань технічного регулювання та споживчої політики № 245 від 3.10.07).

В 2009 році скоректовано (Пістун Є.П., Лесовой Л.В., Матіко Ф.Д. і Масняк О. Я.) та перевидано Державний стандарт України ДСТУ ГОСТ 8.586.1,2,3,4,5-2009 «Метрологія. Вимірювання витрати та кількості рідини і газу із застосуванням стандартних звужувальних пристроїв», який введено в дію з 01.04.2010 року наказом Держспоживстандарту України № 486 від 30 грудня 2009р.

В 2015 році розроблено (Пістун Є.П., Лесовой Л.В. і Матіко Ф.Д.) РМУ 035-2015 «Рекомендації. Метрологія. Вимірювання витрати та кількості рідини і газу із застосуванням стандартних звужувальних пристроїв в трубопроводах великого діаметру», який введено в дію наказом ДП «Укрметртестстандарт» № 12 від 19.01.2015р. 

Для впровадження вказаних вище стандартів розроблена комп’ютерна програма — система автоматизованого розрахунку та проектування витратомірів змінного перепаду тиску «САПР «Расход-РУ» (надалі САПР) — автори Пістун Є.П., Лесовой Л.В., Марковський Д.І., Федоришин Р. М. Розроблена САПР відповідає вимогам нових стандартів ДСТУ ГОСТ 8.586.1,2,3,4,5-2009 (ГОСТ 8.586.1,2,3,4,5-2005), дозволяє автоматизувати процес розрахунку та проектування витратомірів і водночас виконати всі необхідні перевірки умов застосування та обмежень методу змінного перепаду тиску. САПР атестована Укрметртестстандартом Держспоживстандарту України та сертифікована в Російській Федерації Межрегиональным испытательным центром ФГУП ВНИИМС и испытательной лабораторией СДС ПО СИИИС «ОМЦ Газметрология». Вказана САПР реалізована в чотирьох версіях: українською, російською, казахською та англійською мовами. 

Застосування САПР спрощує запровадження нових стандартів, оскільки забезпечує можливість перевірки діючих витратомірів на відповідність вимогам цього комплексу стандартів, а також забезпечує можливість перерахунку та проектування витратомірів уже під вимоги ДСТУ ГОСТ 8.586.1,2,3,4,5-2009 (ГОСТ 8.586.1,2,3,4,5-2005).

Впровадження нових нормативних документів — комплексу стандартів ДСТУ ГОСТ 8.586.1,2,3,4,5-2009 (ГОСТ 8.586.1,2,3,4,5-2005), а також системи автоматизованого розрахунку і проектування витратомірів змінного перепаду тиску «САПР «Расход-РУ» забезпечує підвищення точності обліку енергоносіїв за методом змінного перепаду тиску. Це пов’язано передусім з тим, що завдяки новим стандартам усунено або значно зменшено низку систематичних складових похибок вимірювання витрати та кількості енергоносіїв, які мали місце в застосовуваних стандартах. Крім того, САПР дозволяє проектувати оптимальні за точністю вимірювання системи обліку енергоносіїв.

Із інших нових розробок, що впливатимуть на покращення обліку газу, варта уваги нова методика калібрування побутових лічильників газу (Пістун Є.П., Бродин Ю.І., Матіко Ф.Д.), впровадження якої забезпечить додатковий облік та врахування понад 3 % обсягу газу, який використовується в побуті, а також методика визначення кількості природного газу (його запас) в транспортному газопроводі (Пістун Є.П., Лесовой Л.В., Крук І.С., Близняк Л.В.).

Міжнародне визнання отримали також нові методики розрахунку коефіцієнта стисливості, показника адіабати та в’язкості природного газу в широкому діапазоні зміни тиску та температури газу (Пістун Є.П., Матіко Ф.Д.), зокрема: ДССДД 4-2002, ДССДД 8-2006, ДССДД 9-2006, що ввійшли в перелік документів Державної служби стандартних довідкових даних.

На кафедрі (Пістун Є.П., Дубіль Р.Я., Прокопець А.Б., Онисик С.Б.) виконувались науково-дослідні та дослідно-конструкторські роботи з розроблення та виготовлення засобів вимірювання витрати та кількості енергоносіїв, а також вимірювальних перетворювачів параметрів потоку — температури, тиску, перепаду тиску тощо. На НПВП «Техприлад» (м. Львів) налагоджено серійний випуск цієї вимірювальної та іншої техніки для задач обліку енергоносіїв, зокрема випускаються: вимірювальні перетворювачі температури, тиску і перепаду тиску як з аналоговим вихідним сигналом, так і з кодовим вихідним сигналом з Hart протоколом обміну даними (класу точності 0,1); мікропроцесорні обчислювачі для витратомірів змінного перепаду тиску та коректори для лічильників газу; бар’єри іскрозахисту для забезпечення іскробезпечного живлення вимірювальних перетворювачів, розміщених в вибухонебезпечних зонах; безвентильні блоки (маніфольди) для під’єднання вимірювальних перетворювачів перепаду тиску, які унеможливлюють спотворення результату вимірювання витрати енергоносія.
Кафедра виступила ініціатором щодо проведення в Львівській політехніці міжнародних науково-практичних конференцій «Проблеми економії енергії». Вже проведено п’ять таких конференцій.

Організовані курси підвищення кваліфікації інженерно-технічних кадрів з питань обліку енергоносіїв, зокрема з вивчення нових нормативних документів — комплексу стандартів ДСТУ ГОСТ 8.586.1,2,3,4,5-2009 (ГОСТ 8.586.1,2,3,4,5-2005), а також системи автоматизованого розрахунку і проектування витратомірів змінного перепаду тиску «САПР «Расход-РУ».

Підготовлені та видані монографії:

Пістун Є. П., П., Лесовой Л. В. Нормування витратомірів змінного перепаду тиску. — Львів: Вид-во ЗАТ «Інститут енергоаудиту та обліку енергоносіїв», 2006.- 576 с.
Пістун Є. П., Лесовой Л. В., Матіко Ф. Д., Марковський Д. І., Лесовой Р. Л. Комп’ютерна програма «САПР «Расход-РУ». Посібник користувача. — Львів: Вид-во ЗАТ «Інститут енергоаудиту та обліку енергоносіїв», 2007.- 128 с.

НАУКОВІ РОЗРОБКИ В ГАЛУЗІ ВИМІРЮВАНЬ СКЛАДУ ТА ВЛАСТИВОСТЕЙ ГАЗІВ І РІДИН

Дослідження в галузі вимірювання складу та властивостей газів і рідин на кафедрі почались на початку 60 років вже минулого століття. В різні роки свій внесок в розвиток цього напрямку внесли Фабрі Л. П., Пістун Є. П., Кос В. М., Теплюх З. М., Брилинський Р. Б., Кісіль І. С., Древецький В. В., Данельська Л. П., Кріль Б. А., Кулик М. П., Вашкурак Ю. З., Савицький В. К., Крих А. Б., Дубіль Р. Я., Ділай І. В., Матіко Г. Ф. 

Один з основних методів вимірювання складу та властивостей газів та рідин, який розроблявся на кафедрі, це газогідродинамічний дросельний метод. При цьому окремо досліджувалися гідродинамічний дросельний метод і газодинамічний дросельний метод. Останній метод доповнювався іншими методами: хімічним (Брилинський Р. Б.), тепловим (Кріль Б. А.) та акустичним (Савицький В. К.).

Перші дослідження в даному напрямку стосувались розробки газодинамічного дросельного густиноміра природного газу (Фабрі Л. П.), відтак — аналізаторів складу бінарних газових сумішей (Пістун Є. П., Теплюх З. М.), а також пристроїв для контролю сил поверхневого натягу рідин (Кісіль І. С.).

Газодинамічні аналізатори складу бінарних газових сумішей передані в НПО «Аналітприлад» (м. Київ) для впровадження. Теплові газодинамічні аналізатори складу бінарних газових сумішей ТГДА-1, ТГДА-2, ТГДА-3 (Кріль Б. А.) застосовуються для метрологічних цілей і високоточного аналізу азото-аргонової суміші в технологічному процесі наповнення ламп розжарення на ВАТ «Іскра». Аналізатор АПГС-1, розроблений на цьому ж принципі, застосовується для аналізу високоагресивних парогазових сумішей в технологіях виготовлення волоконних світловодів.
Паралельно розроблялись гідродинамічні дросельні (капілярні) вимірювачі малих витрат рідин (Кос В. М., Данельська Л. П.), динамічної в’язкості рідин (Пістун Є. П., Данельська Л. П.), кінематичної в’язкості рідин (Яцук А. П.), ступеня розпушення азбесту в водяному середовищі (Кос В. М., Древецький В. В.), фізико-механічних параметрів розчинів каучуку (Пістун Є. П., Кулик М. П.), а також реологічних характеристик неньютонівських речовин, зокрема бурових розчинів (Пістун Є. П., Крих А. Б.).

Гідродинамічні дросельні вимірювачі фізико-механічних параметрів розчинів каучуку: абсолютної динамічної в’язкості, густини, концентрації полібутадієну в його розчині та молекулярної ваги полімеризату полідівінільного синтетичного каучуку впроваджено в Воронежському філіалі ОКБА, а також на Воронежському заводі синтетичного каучуку (Росія). Гідродинамічні дросельні вимірювачі реологічних характеристик неньютонівських речовин: пластичної в’язкості та граничної напруги зсуву бурових розчинів знайшли широке впровадження на бурових установках як в Україні, так і в Росії.

Загальну ж теорію газогідроднамічного дросельного методу вимірювання та принципи побудови засобів контролю фізико-механічних параметрів речовин розроблено в восьмидесятих роках (Пістун Є. П.). Розроблено (Пістун Є.П., Матіко Г.Ф.) основи формалізації синтезу дросельних вимірювальних схем, зокрема із застосуванням для опису побудови цих схем нового математичного апарату (розширена теорія впорядкованих множин), алгоритми синтезу структур і принципи моделювання дросельних схем, що дозволило встановити залежності функціональних можливостей газогідродинамічних вимірювальних перетворювачів від структури дросельної схеми, типу та кількості застосованих в ній дроселів, режиму живлення схеми тощо.

Велика робота проведена з визначення витратних характеристик окремих дросельних елементів: експериментальні дослідження та їх математичний опис (Пістун Є. П., Теплюх З. М., Стасюк І. Д., Ділай І. В.). Розроблено та атестоване устаткування для дослідження таких характеристик.

Введено поняття рівності газодинамічних опорів дроселів на одному і різних газах та розроблені пристрої для встановлення рівності опорів дроселів на одному та різних газах (Пістун Є. П., Теплюх З. М.). З допомогою цих пристроїв здійснений підбір рівних і кратних за опором (провідністю) дроселів синтезаторів газових сумішей, що суттєво зменшило похибку задання концентрацій компонентів порівняно з відомими синтезаторами. Такий підхід уможливив нові методи побудови газодинамічних дросельних систем і, зокрема, розроблення нових методів точного синтезу багатокомпонентних газових сумішей з широким діапазоном концентрацій і нових методів атестації газоаналітичної апаратури (Теплюх З. М., Ділай І. В.).

На базі нових методів синтезу газових сумішей з використанням дроселів з рівними і кратними газодинамічними опорами (провідностями) розроблено (Теплюх З. М.) методи калібрування хроматографів і оцінювання впливу супутніх компонентів на результат вимірювання, що суттєво зменшило похибку визначення концентрації компонентів хроматографами. Розроблені синтезатори багатокомпонентних газових сумішей для калібрування хроматографів димових газів та природного газу, відносна похибка задання концентрації компонентів яких для різних діапазонів концентрацій (в межах 0,001...100 %об.) знаходиться в межах 0,05...0,5 %відн.

Синтезатори газових сумішей, в тому числі для синтезу зразкових сумішей метан-повітря з метою перевірки аналізаторів шахтної атмосфери та швидкості зміни концентрації метану в суміші (Дубіль Р.Я.) впроваджені на багатьох шахтах, зокрема Львівського вугільного басейну (м. Червоноград).

Розроблені (Кріль Б. А., Кріль О. В.) також принципи побудови синтезаторів газових сумішей з великою продуктивністю (до 28 м3/годину) для технологій виготовлення сучасних ламп розжарення. Такі синтезатори впроваджені на ВАТ «Іскра».

НАУКОВІ РОЗРОБКИ В ГАЛУЗІ ТЕПЛОФІЗИЧНИХ ВИМІРЮВАНЬ МАТЕРІАЛІВ

Даний напрям стосується розвитку теплофізичних вимірювань. Авторами (Пістун Є.П., Рогоцький Я.Т., Васильківський І.С., Юсик Я.П.) запропоновано створювати нові теплофізичні прилади на більш досконалих теплових вимірювальних схемах, в яких усувається необхідність вимірювання абсолютних значень теплових потоків і температур. На базі таких схем можна створювати прилади для вимірювання теплопровідності матеріалів в більш широкому діапазоні значень теплопровідності та з більш високою точністю. Такі прилади для вимірювання теплопровідності матеріалів, зокрема твердих матеріалів, можуть застосовуватись для сертифікації будівельних та теплоізоляційних матеріалів.

Основні розробки:

• Розроблено та виготовлено вимірювальний перетворювач теплопровідності будівельних матеріалів в діапазоні від 0,03 до 1 Вт/м×К при кімнатних температурах (280-310 К). Дозволяє використовувати досліджувані зразки поперечного розміру 250×250мм і товщиною 0...80 мм. Межа допустимої похибки розробленого вимірювального перетворювача не перевищує 6,9 %, при довірчій ймовірності 0,95. Вимірювальний перетворювач впроваджений в науково-проектному інституті будівельних матеріалів «ЛьвівбудмНДІпроект» (м.Львів) в 2000 р..
• Розроблено та виготовлено вимірювальний перетворювач теплопровідності пластин та листових матеріалів в діапазоні від 40 до 400 Вт/(м∙К) при кімнатних температурах (280-310 К). Дозволяє використовувати досліджувані зразки довжиною 80...120 мм, шириною 15...30 мм і товщиною 0...2 мм. Межа допустимої основної похибки розробленого вимірювального перетворювача теплопровідності становить 8,1 %, при довірчій ймовірності 0,95.
• Розроблено та виготовлено вимірювальний перетворювач теплопровідності твердих матеріалів в діапазоні від 0,2 до 400 Вт/(м∙К) при кімнатних температурах (280-310 К). Дозволяє використовувати досліджувані зразки циліндричної, або призматичної, форми діаметром 10...20 мм, товщиною 0...20 мм. Межа допустимої основної похибки розробленого вимірювального перетворювача теплопровідності становить 7,8 %, при довірчій ймовірності 0,95. Вимірювальний перетворювач впроваджений в Інституті проблем матеріалознавства АН України (м.Київ) в 1991 році, Інституті геології СО АН СРСР (м.Новосибірськ) та ВО «Біофізприлад» (м.Львів) у 1989 році.
• Розроблено та виготовлено вимірювальний перетворювач теплопровідності рідких та пастоподібних матеріалів в діапазоні від 0,1 до 1 Вт/(м∙К) при кімнатних температурах (280-310 К). Межа допустимої основної похибки розробленого вимірювального перетворювача теплопровідності становить 6,3 %, при довірчій ймовірності 0,95. Вимірювальний перетворювач використовувався для вимірювання теплопровідності різноманітних паст і клеїв при розробці нових матеріалів в НДІ матеріалів НВО «Карат» (м.Львів).

НАУКОВІ РОЗРОБКИ В ГАЛУЗІ АВТОМАТИЗАЦІЇ КУЛЬОВИХ БАРАБАННИХ МЛИНІВ

Кульові барабанні млини широко застосовуються для розмелювання твердих матеріалів в різних галузях промисловості, зокрема, вугілля на теплових електричних станціях, клінкеру на цементних заводах, твердих порід на гірничо-збагачувальних підприємствах тощо. Такі об’єкти відносяться до таких, що важко піддаються автоматизації.

Дослідження кульових барабанних млинів на кафедрі як об’єктів автоматизації розпочалось в 80 роках. Роботи виконувались на Бурштинській ТЕС та Придніпровській ТЕС. Виконавці: Пістун Є.П. (керівник роботи), Дружбляк О.М., Заграй В.С., Николин Г.А.
Запропонована та розроблена система автоматичного регулювання та оптимізації кульових барабанних млинів (САРіО КБМ).

Основними елементами САРіО КБМ є розроблені система вимірювання ступеня завантаження млина розмелюваним матеріалом та регулятор-оптимізатор. На сьогодні регулятор-оптимізатор — це спеціалізований мікропроцесорний пристрій з розширеними можливостями щодо розрахунку дійсних значень основних параметрів технологічного процесу розмелювання, візуалізації у зручній для оператора формі текучих значень цих параметрів, сигналізації основних відхилень технологічного процесу, попередження та недопущення замелення (аварійного перевантаження) млина розмелюваним матеріалом, підключення до систем вищого рівня. Основна функція регулятора — оптимізація процесу розмелювання, що включає безперервний пошук та стабілізацію, шляхом керування подачею розмелюваного матеріалу в млин, такого значення ступеня завантаження млина, при якому забезпечується його максимально можлива продуктивність.

САРіО КБМ пройшла відповідну сертифікацію та дозвіл на застосування на ТЕС. Такі системи впроваджені на багатьох ТЕС України та Росії. Ще в 1990 році в межах чинного контракту між Львівською політехнікою та ВарнаТЕЦ (Болгарія) 24 таких систем були поставлені та інстальовані на цій болгарській станції. Сьогодні географія впровадження додатково розширилась на Польщу. Система успішно працює на багатьох ТЕС, а також на цементних заводах.

Розроблена САРіО КБМ забезпечує:

1. Безпечну роботу млина в автоматичному режимі;
2. Збільшення продуктивності млина;
3. Збільшення терміну роботи кульового заряду млина та зменшення зношення його броньованих плит;
4. Суттєве зменшення затрат електричної енергії на розмелювання однієї тони матеріалу (від 5% до 50% в залежності від типу млина).

НАУКОВІ РОЗРОБКИ В ГАЛУЗІ АВТОМАТИЗАЦІЇ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ

• Система керування процесом екстрагування в технології виробництва розчинної кави. Автори Кріль Б.А., Кріль О.В. 

Система призначена для автоматичного набору і подачі порції кавопродуктів в вибраний оператором екстрактор, високоточного підтримання витрати потоку води, який подається в екстракційну батарею, обліку відборів екстракту, індикації та сигналізації дотримання температурних режимів процесу екстракції. Система виконана на вільнопрограмованому логічному контролері і з’єднана з системою верхнього рівня керування виробництвом, яка виведена на робоче місце технолога цеху. Три такі системи впроваджені в цеху № 2 СП «Галка».

• Система обліку та керування потоками сировини та обсмажених кавопродуктів. Автори Кріль О.В., Кріль Б.А. 

Система забезпечує неперервне зважування сировини в 20-ти тонних ємностях для зберігання, керування транспортуванням, первинним очищенням сировини та її подачею в обсмажувальні машини, посортове обсмажування та перемішування до чотирьох складників за заданою рецептурою, подачею в млин та в бункер для зберігання мелених кавопродуктів для процесу екстракції. Робота системи та всі матеріальні потоки відображаються на робочому місці технолога цеху. Система впроваджена в цеху № 2 СП «Галка».

• Система керування обсмажувальною машиною для кавопродуктів. Автори Кріль О.В., Кріль Б.А. 

Система виконана на малопотужному вільнопрограмованому контролері S7-200 виробництва фірми Siemens і забезпечує повний автоматичний режим роботи обсмажувальної машини і високоточне підтримання режимів обсмажування кавопродуктів. Система впроваджена в цеху № 2 СП «Галка».

• Система приготування багатокомпонентної суміші розчинних кавопродуктів. Автори Кріль Б.А., Кріль О.В. 

Система забезпечує приготування суміші з шести порошкоподібних продуктів для виробництва розчинних напоїв типу «Капучіно» і «Лате». Дозуючі пристрої і ваговий бункер призначені для дозування компонентів, які мають підвищену здатність до пилоутворення. Алгоритм керування реалізований на вільнопрограмованому контролері S7-200 виробництва фірми Siemens і забезпечує корекцію дозування компонентів по результатах дозування попередніх. Система впроваджена в цеху № 1 СП «Галка».

• Технологічна лінія для неперервного приготування крохмального клею для проклеювання поверхневих шарів та паперової маси в технології виробництва картону з низькоякісної сировини. Автори Кріль Б.А., Кріль О.В. 

Лінія забезпечує високоякісне приготування клею з природних і модифікованих сортів крохмалю за рахунок високоточного дотримання співвідношення матеріальних потоків сировини та температурних режимів розварювання. Дві такі лінії впроваджені на Жидачівському целюлозно-паперовому комбінаті.

• Система керування приготуванням та дозуванням розчинів для відбілювання деревинної маси. Автори Кріль О.В., Кріль Б.А. 

Система впроваджена на Жидачівському целюлозно-паперовому комбінаті.

• Система керування гідророзбивачем макулатури. Автори Кріль О.В., Кріль Б.А. 

Система впроваджена на Жидачівському целюлозно-паперовому комбінаті (м. Жидачів).

• Система керування роботами пересування ножів для поперечного розрізання гофрокартону. Автори Кріль О.В., Кріль Б.А. 

Система впроваджена на Жидачівському целюлозно-паперовому комбінаті.

• Система керування лабораторним пресом. Автор Костик І.В 

Лабораторний прес використовується для випробування міцності приклеювання шпону до МДФ та ДСП плит. Система забезпечує точне регулювання температури плити пресу, тиску пресування і витримки часу на запресовування, згідно алгоритмів випробовування. Алгоритм керування реалізований на вільнопрограмованому контролері x-logic. Система впроваджена в цеху VITS на ТОВ Свісс Кроно Україна 

• Система керування процесом транспортування, збігання, очистки та осушки зернових культур. Автор Кріль Б.А., Кріль О.В., Кріль С.О., Костик І.В., Романюк О.М., Джигирей В.О., Зарубяк В.І., Хомич С.В.

Система включає в себе повний комплекс автоматизованої системи керування технологічними процесами прийому, очистки і осушки, транспортування та зберігання зернових культур з верхнім рівнем керування (SCADA). Розроблена на технічних засобах автоматизації виробництва компанії Siemens (контролер Simatic S7-1500), Phoenix Contact (модулі вводу-виводу інформації), Schneider Electric (частотні перетворювачі серії ATV320 та ATV930), ЕТІ (пускорегулююча апаратура). Система впроваджена на ПрАТ «Красненський КХП», м. Красне.