Реализация данного научного проекта — еще один шаг на пути к Индустрии 4.0. Проблема ресурсо- и энергосбережения — одна из наиболее острых в инжиниринге. Интеллектуальная система управления электроприводом, разработанная в Южно-Уральском государственном университете, обладает повышенной помехоустойчивостью, свойством самодиагностирования и саморезервирования.
Где применяют систему управления электроприводами?
Проект «Высоконадежная энергоэффективная система управления группой параллельно работающих электроприводов на базе многозонных интегрирующих регуляторов» выиграл грант конкурса «Начало большой науки», который проводится в ЮУрГУ в рамках Проекта 5-100. О перспективности многозонных интегрирующих регуляторов рассказала автор разработки, кандидат технических наук, доцент кафедры «Автоматизированный электропривод» Политехнического института Олеся Брылина.
«К таким системам относятся: электропривод водяных насосов на городских насосных станциях и жилых комплексах, электропривод систем воздухообмена, дымоудаления, пожаротушения и ряд других промышленных систем с наличием основных и резервных каналов регулирования. На самом деле, не принципиально, какая это будет система. Там, где есть несколько параллельно работающих электроприводов, также может быть резервный канал. Все эти системы, как правило, достаточно сложные с точки зрения структуры и управления ими, а наша цель — их упростить и повысить надежность работы. Например, система водоснабжения жилого дома, состоит из нескольких насосов: это как минимум один основной и один резервный. В часы максимального водоразбора давление значительно снижается, и возникают проблемы с напором воды. Мы предлагаем регулировать подачу воды одним насосом и при необходимости автоматически подключать дополнительный. Кроме того, часто подключение резервных агрегатов осуществляется вручную. В нашей системе это будет выполняться также автоматически, что позволит уменьшить влияние человеческого фактора».
Преимущества — интеллектуальность и помехоустойчивость
Еще одно преимущество разработанной системы управления электроприводами — в ее способности себя резервировать и диагностировать. При выходе из строя одного канала его функции берет на себя другой канал, в то время как диспетчеру приходит оповещение о поломке. Другое достоинство — помехоустойчивость системы, что позволяет ей адаптироваться и оставаться работоспособной при высоких нагрузках в энергопитании.
«В основе исследования также попытка реализации систем на базе нейронных. Способность к самодиагностике и адаптации к новым условиям — это не что иное, как нейронные сети, которые обучаются и выдают какое-либо решение в зависимости от внешней ситуации. Таким образом, система управления электроприводами является интеллектуальной», — отмечает Олеся Геннадьевна.
.jpg)
Фото: Блок многозонного интегрирующего регулятора с датчиками уровня системы управления асинхронными электроприводами гран-бассейна шлакоплавильного цеха ОАО «Челябинский трубопрокатный завод»
Внедрение на предприятиях: система обеспечит непрерывное производство
В настоящий момент по теме проекта опубликовано 14 научных статей в научных журналах, индексируемых в базах данных Scopus и Web of Science, выполнена теоретическая часть исследования. На базе виртуальных моделей осуществляется первоначальное исследование систем: выявляется их структура, характеристики и особенности функционирования. Это позволяет подобрать оптимальные параметры системы с учетом технологического процесса, проанализировать аварийные режимы, что на производстве или каких-либо лабораторных установках требует больших финансовых затрат и может быть небезопасно.
Разработки были внедрены на Челябинском трубопрокатном заводе. Для любого предприятия очень важно обеспечить непрерывный технологический процесс, чтобы исключить значительные убытки, связанные с расходами на ремонт и обслуживание механизмов, а также с простоем электрооборудования даже в течение минуты. Внедрение новой системы управления электроприводами на предприятиях способствует не только более эффективному ресурсо- и энергосбережению, но и позволит избежать значительных финансовых потерь.