Задачи создания замкнутой системы управления «Природа-Техногеника» Сольницев Р.И.

По мнению федеральных экспертов нормы токсичного загрязнения возрастают до 15-16 % в год. Некоторые из них трансграничные загрязнения.
Концепция предложенная и разработанная авторами создание замкнутых систем управления «Природа-Техногеника» при применении широкого класса объектов, минимизируют техногенные загрязнения.
Особенности деталей концепции представлены тремя критериями:
Минимизация или полное уничтожение «человеческого фактора»
контроль за концентрацией загрязнений;
Сохранение существующей технологии производства.

Замкнутая система управления “Природа-Техногеника”
Устройства
визуализации
Σ

Отходы
От переработки
продукции j –го предприятия
i-е предприятие
i = 1,n
загрязнения
Природа
(земля, вода,
воздух)
j-ое -Предприятие
службы
Очистные агрегаты
Продукция
Монито-ринг
(приборы измерения и обработки)
Управление
ЗСУПТ
(приборы управления, усиления и преобразования)
Критерии,
Ограничения
Сырье
Отходы

Блок анализа
Исполнительные устройства
ОУ
Д1
Дn
КУ
Д2
УПУ
УСИ1
УВЧХ
УВПИ
УСИ2
Блок визуализации
УФ1
УУВ
УВ
ЛПР,
оператор
УФ2
УУР
УР1
УРN
Блок управления
ОУ
ЭМИУ
ПИУ
УФЗУ
УР
УИУ
ГИУ
ФХИУ
Блок регистрации
Дi , i=1,N – датчики информации по ЗВ
КУ – коммутирующие устройства
УПУ – усилительно-преобразующие устройства
УСИ – устройства сжатия информации
УВЧХ – устройства вычисления частотных характеристик
УВПИ – устройства выбора предпочтительной информации
УФ – устройства формирования
УУВ – устройства управления визуализацией
УВ– устройства визуализации
УУР – устройства управления регистраторами
УРi i=1,N – устройства регистрации
УФЗУ – устройства формирования закона управления
УР – устройства регулирования
УИУ – управление исполнительными устройствами
ЭМИУ, ПИУ, ГИУ, ФХИУ – электромеханические , пневматические, гидравлические, физико-химические исполнительные устройства
ОУ – объект управления
Измерительный блок

Математическая модель объекта управления «вход-выход»
где
(3)
(4)
(5)
(6)

Задачи построения математических моделей:
Математические модели газовоздушной смеси (аналогично по воде и почве);
Математические модели газовоздушной смеси, как объекта управления;
Математические модели многомерного объекта управления с перекрестными связями (промзона, район).

Синтез управлений ЗСУПТ

Задачи синтеза управлений:
Синтез управлений в предположении, что датчики ЗВ находятся в экстремальной точке;
Синтез управлений беспилотным летательным аппаратом при поиске экстремума.

Определение характеристик факела.
z
x
y
1/3H
1/2H
zm

z
x
y
β
Расчет угла подъема факела

z
x
y
а
Расчет координат перемещения ЗВ в факеле

Поиск максимума концентрации ЗВ в факеле
z
x
y
xm, ym, zm

Многомерная система управления
Δ1, Δ2, …, Δi,…, Δn – датчики
1, 2,…, i ,…, n – предприятия – источники загрязнения
x, y, z – опорная система координат
V – вектор скорости ветра
z
y
x
v
Δi
Δn
Δ1
Δ2

……………………………………………………………………....
……………………………………………………………………....

Задачи моделирования ЗСУПТ:
Моделирование в линейном плане;
Моделирование с учетом вероятностных характеристик;
Моделирование распределенной системы управления;
Полунатурное моделирование.

Задачи разработки САПР ЗСУПТ:
Построение моделей;
Анализ;
Моделирование;
Расчет;
Конструкторское проектирование;
Обработка результатов испытаний.

Элементы ЗСУПТ
БПЛА с датчиками ЗВ

Запуск воздушного змея
система подвеса

Элементы ЗСУПТ
Сенсоры для измерения SO2, NOx, NH4 и других низкомолекулярных загрязнений, основанные на нано-полупроводниковых компонентах:
- диапазон от 0,5 до 100 ограничение концентрации (ОК);
- чувствительность – меньше чем 0,1 ОК;
- время измерения– не более 5 с.

Поверхность толстопленочного материала, используемых в сенсорах, на основе нанотехнологий.

Элементы ЗСУПТ
Информационно измерительные системы.
Производство компании «Пантес»
Измерительное устройство с радио каналом.
Многоканальное измерительное устройство
Преобразователь
первичных сигналов

Элементы ЗСУПТ
Устройства управления.
Производство компании «Пантес»
УУ с каналом телеметрии
УУ с пневматическими устройствами

Элементы ЗСУПТ
Пылегазоуловители (ПГУ)
Реактор
Схема ПГУ для комплексной очистки от газообразных
и твёрдых выбросов ТЭС
Коммутатор ПГУ на основе ЭЛВ 4/40
Для усилителя на плазменно-пучковом
СВЧ-приборе
Воздушный саморегулируемый
ПГУ
Бункер
Крыльчатки
Вал
Корпус
Фильтрующие элементы
Подводящий коллектор
А/ Камера очищенного/
Б загрязнённого воздуха

Элементы ЗСУПТ
Агрегат компенсации диоксида серы

Сорбенты, имеющие в своей основе Fe-Mn конкреции (ЖМК).
Время жизни 2-3 года
Регенерация – 300*C
Удельная поверхность железомарганцевых
конкреций и сорбента «Аквамандикс»

Задачи ОКРа:
Разработка аппаратно-программного комплекса (АПК);
Отладка и испытания АПК;
Разработка датчиков, очистных агрегатов, контроллеров и другой аппаратуры.

Оценка экономического эффекта