№83-18
Автоматизована система дослідження безперервних технологічних об’єктів для навчального процесу
О.О. Бойко1, https://orcid.org/0000-0002-9714-2843
В.В. Ткачов1, https://orcid.org/0000-0002-2079-4923
Д.В. Славінський1 https://orcid.org/0000-0002-7540-2077
1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2025, 83:201–208
Full text (PDF)
https://doi.org/10.33271/crpnmu/83.201
АНОТАЦІЯ
Мета. Розробка та впровадження автоматизованої системи дослідження безперервних технологічних об’єктів для навчального процесу, яка забезпечує моделювання аперіодичних ланок першого, другого та третього порядку з та без запізнення, а також створює умови для практичного вивчення динаміки технологічних процесів.
Методика дослідження. Для досягнення поставленої мети було застосовано комплекс методів дослідження, серед яких: структурний аналіз та синтез, математичне моделювання, алгоритмічні методи розрахунку параметрів, програмна реалізація аперіодичних ланок, імітаційне моделювання у середовищі SCADA, експериментальні дослідження реакцій технологічних об’єктів на різні типи тестових впливів.
Результати дослідження. Реалізовано програмне забезпечення, що дозволяє обирати один із 30 варіантів об’єктів керування та досліджувати їхню реакцію на різні типи впливів. Забезпечено можливість налаштування дійсного значення та керуючого впливу. Передбачено функцію збереження результатів досліджень у форматі CSV, що спрощує подальший аналіз. Система підтвердила здатність моделювати аперіодичні ланки першого, другого та третього порядку, що відповідає навчальним завданням.
Наукова новизна. Встановлені залежності між параметрами безперервних технологічних об’єктів та їх автоматизованим моделюванням, що дозволило запропонувати структуру системи дослідження, орієнтованої на навчальний процес. Подальшого розвитку набули методи автоматичного визначення коефіцієнта посилення об’єкта керування. Створений програмний код для реалізації аперіодичних ланок різних порядків із моделюванням запізнення розширює можливості дослідження та підвищує точність відтворення динаміки технологічних процесів.Запропоновані підходи формують основу для удосконалення навчальних та дослідницьких систем, спрямованих на підготовку фахівців у галузі автоматизації та керування.
Практичне значення. Система може бути використана у навчальних закладах для підготовки фахівців з автоматизації та керування технологічними процесами. Забезпечує інтерактивне дослідження та аналіз реакцій технологічних об’єктів, що підвищує якість навчання. Можливість збереження результатів у форматі CSV дозволяє інтегрувати їх у подальші дослідження та лабораторні роботи. Подальший розвиток системи передбачає підтримку дослідження несиметричних технологічних об’єктів.
Ключові слова: автоматизована система, безперервні технологічні об’єкти, аперіодичні ланки, SCADA zenon, навчальний процес, моделювання, коефіцієнт посилення, CSV.
Перелік посилань
1. Шарова, Т., & Шаров, С. (2024). Дистанційне навчання в Україні: ризики та шляхи їх вирішення. Молодь і ринок, 4(224). https://doi.org/10.24919/2308-4634.2024.299893.
2. Козар, Ю. Ю. (2024). Дистанційне навчання у вищих навчальних закладах України: виклики та можливості в часи кризи. Полтавський державний медичний університет. https://repository.pdmu.edu.ua/items/8c3b28ea-94ff-4710-8c81-424f37563c7c.
3. Vilches, M., Vargas, H., de la Torre, L., & Heradio, R. (2025). Scalable hybrid laboratories: Application in industrial automation. Results in Engineering, 26, 105342. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2025.105342.
4. Kovalenko, M. (2019). Industrial practice in engineering education: Problems and solutions. Journal of Technical Education, 12(3), 45–52.
5. International Electrotechnical Commission. (2013). IEC 61131-3: Programmable controllers – Part 3: Programming languages. Geneva: IEC.
6. IEC 61131-3 and zenon Logic. (2025). COPA-DATA. https://www.copadata.com/en/zenon-capabilities/data-management/iec-61131-3
7. Pereira, A., Lima, C., & Martins, J. F. (2012). The use of IEC 61131-3 to enhance PLC control and Matlab/Simulink process simulations. Proceedings of CTS/UNINOVA, Lisbon. https://www.researchgate.net/publication/241188530
8. Smith, J., & Brown, L. (2021). Digital twins in engineering education: A pathway to interactive learning. International Journal of Engineering Pedagogy, 11(2), 33–47.
9. Zhang, Y., & Chen, H. (2022). Virtual laboratories for process control education: Design and implementation. Computers & Education, 180, 104–118.
дата першого надходження статті до видання – 10.10.2025
дата прийняття до друку статті після рецензування – 12.11.2025
дата публікації (оприлюднення) – 29.12.2025