ISSN: 1819-3293; 2415-3915

DOI: 10.31653/1819-3293-2018-1-24-03-18

27.09.2018

Метод побудови комп’ютерної системи визначення реологічних характеристик технічних рідин

Анотація

Method for constructing a computer system for determining the rheological characteristics of technical fluids

У результаті проведених систематизованих досліджень, розроблено структуру інформаційної моделі системи визначення реологічних характеристик суднових технічних рідин. Виконані дослідження показали можливість побудови комп'ютерних систем визначення характеристик суднових технічних рідин та їх оперативного контролю. Модель може бути використана для подальшої побудови на її базі автоматизованих систем дослідження суднових технічних рідин, а також контролю їх підготовки перед подачею в паливну апаратуру.
Проведена інтеграція розробленої моделі в загальну структуру функціонування судна, на основі чого розроблено розгорнуту інформаційну модель системи визначення та контролю реологічних характеристик суднових технічних рідин. Розроблена система дозволяє в автоматичному режимі здійснювати вимірювання реологічних характеристик та передавати до інтелектуального модуля збору даних та керування для подальшого автоматизованого прийняття рішення на основі наявних технічних даних щодо режимів роботи паливної апаратури та відповідності характеристик суднових технічних рідин для корекції параметрів роботи системи їх підготовки.
Запропоновано метод автоматичного визначення та регулювання реологічних характеристик суднових технічних рідин, що дозволяє використовувати його в комп'ютерних системах з можливістю зміни параметрів роботи системи в режимах реального часу та Онлайн. Даний метод дозволяє підвищити ефективність підготовки палива та зменшити кількість шкідливих викидів в довкілля. Відпадає необхідність залучення суднового механіка до контролю параметрів на всіх етапах експлуатації паливної апаратури.
На базі створеної розгорнутої інформаційної моделі системи визначення та контролю реологічних характеристик суднових технічних рідин розроблено інформаційну модель лабораторної дослідної системи визначення реологічних характеристик суднових технічних рідин, що дозволяє без запуску двигуна внутрішнього згорання здійснити симуляцію його роботи та провести вимірювання характеристик пального відповідно до прогнозованого частотно-температурного режиму роботи двигуна. Отримані дані дозволять в подальшому здійснювати ефективне керування якістю підготовки палива перед подачею до форсунок двигуна внутрішнього згорання. Розроблено блок-схеми алгоритмів визначення та регулювання реологічних параметрів суднових технічних рідин, що базуються на запропонованому методі автоматичного визначення та регулювання.

В результате проведенных систематизированных исследований, разработана структура информационной модели системы определения реологических характеристик судовых технических жидкостей. Выполненные исследования показали возможность построения компьютерных систем определения характеристик судовых технических жидкостей и их оперативного контроля. Модель может быть использована для дальнейшего построения на её базе автоматизированных систем исследования судовых технических жидкостей, а также контроля их подготовки перед подачей в топливную аппаратуру.
Проведена интеграция разработанной модели в общую структуру функционирования судна, на основе чего разработана развернутая информационная модель системы определения и контроля реологических характеристик судовых технических жидкостей. Разработанная система позволяет в автоматическом режиме осуществлять измерения реологических характеристик и передавать их в интеллектуальный модуль сбора данных и управления для дальнейшего автоматизированного принятия решения на основе имеющихся технических данных по режимам работы топливной аппаратуры и соответствия характеристик судовых технических жидкостей для коррекции параметров работы системы их подготовки.
Предложен метод автоматического определения и регулирования реологических характеристик судовых технических жидкостей, что позволяет использовать его в компьютерных системах с возможностью изменения параметров работы системы в режимах реального времени и онлайн. Данный метод предполагает повышение эффективности подготовки топлива и уменьшения количества вредных выбросов в окружающую среду. Отпала необходимость привлечения судового механика к контролю параметров на всех этапах эксплуатации топливной аппаратуры.
На базе созданной развернутой информационной модели системы определения и контроля реологических характеристик судовых технических жидкостей разработана информационная модель лабораторной исследовательской системы определения реологических характеристик судовых технических жидкостей, которая позволяет без запуска двигателя внутреннего сгорания осуществить симуляцию его работы и провести измерения характеристик топлива в соответствии с прогнозируемым частотно-температурным режимом работы двигателя. Полученные данные позволят в дальнейшем осуществлять эффективное управление качеством подготовки топлива перед подачей к форсункам двигателя внутреннего сгорания.
Разработаны блок-схемы алгоритмов определения и регулирования реологических параметров судовых технических жидкостей, основанных на предложенном методе автоматического определения и регулирования реологических характеристик судовых технических жидкостей, и обеспечивают выполнение всех предпосылок к аппаратно-программной реализации компьютерной системы определения и регулирования реологических параметров судовых технических жидкостей.

As a result of the systematic studies carried out, the structure of the information model of a system for determining the rheological characteristics of ship’s technical liquids has been developed. The performed research has shown the possibility of building computer systems for determining the characteristics of ship's technical fluids and their operational control. The model can be used for the further construction on its basis of automated systems for the study of ship's technical fluids, as well as control of their preparation before being supplied to the fuel equipment.
Integration of the developed model into the overall structure of the vessel's functioning was carried out, on the basis of which an expanded information model of the system for determining and controlling the rheological characteristics of ship's technical liquids was developed. The developed system allows automatic measurements of rheological characteristics and transfer them to an intelligent data collection and control module for further automated decision making on the basis of available technical data on operating modes of fuel equipment and compliance with the characteristics of ship's technical fluids for correcting the parameters of the system of their preparation.
A method for automatic determination and regulation of the rheological characteristics of ship technical fluids is proposed, which allows using it in computer systems with the possibility of changing the parameters of the system operation in real time and online modes. This method involves improving the efficiency of fuel preparation and reducing the amount of harmful emissions to the environment. There is no need to involve the ship mechanic in controlling the parameters at all stages of the operation of fuel equipment.
On the basis of the developed detailed information model of the system for determining and controlling the rheological characteristics of ship’s technical liquids, an information model of a laboratory research system for determining the rheological characteristics of ship’s technical liquids has been developed. It allows the simulation of its operation and the fuel characteristics in accordance with the predicted frequency- temperature mode of the engine. The data obtained will allow further effective control of the quality of fuel preparation before being fed to the internal combustion engine nozzles.
The block diagrams of algorithms for determining and regulating the rheological parameters of ship technical fluids based on the proposed method for automatic determination and regulation of the rheological characteristics of ship technical liquids are developed and ensure that all prerequisites are fulfilled for the hardware and software implementation of the computer system for determining and regulating the rheological parameters of vessel technical liquids.

Список літератури

  1. ViscoSense 2 Viscosity Measurement & Control Systems [Электронный ресурс]. – Режим доступу: https://www.mackaycomm.com/wp-content/uploads/2016/12/VAF_Instru_Viscosense2_Prod_Brochure_PB753 _0214_Mackay.pdf (дата звернення: 24.06.2018).
  2. Nikolskyi V. A system for determining the rheological characteristics of marine technical liquids / Vitalii Nikolskyi, Kyrilo Berezhnyi, Mark Nikolskyi, Oleg Bloshenko // Інформаційні технології та компютерне моделювання: матеріали статей Міжнародної науково-практичної конференції, м. Івано-Франківськ, 14-18 травня 2018 року. – Івано-Франківськ: 2018. – С. 18 – 23.
  3. Нікольський, В. В. Комп'ютерна система визначення реологічних характеристик суднових технічних рідин / В. В. Нікольський, К.Ю. Бережний, М.В. Нікольський // Інформаційні технології та ком-пютерне моделювання: матеріали статей Міжнародної науково-практичної конференції, м. Івано-Франківськ, 15-20 травня 2017 року. – Івано-Франківськ: 2017. – С. 261 – 264.
  4. Арлоу Д. UML 2 и Унифицированный процесс. Практический объектно-ориентированный анализ и проектирование. 2-ое издание [Текст] / Джим Арлоу, Айла Нейштадт, – Санкт-Петербург: Символ-Плюс, 2007. – 624 с.
  5. Айзерман М.А. Выбор вариантов: основы теории [Текст] / М.А. Айзерман, Ф.Т. Алексеев, – М.: Наука, 1990. – 240 с.
  6. Амелина М.А. Конспект лекций по курсу Компьютерный анализ и синтез электронных устройств [Текст] / М.А. Амелина, часть 1. – Смоленск, 2005. – 120 с.
  7. Волкова В.Н. Основы теории систем и системного анализа [Текст]: учебник / В.Н. Волкова, А.А. Денисов, изд. 2. – Спб.: Изд-во СПбГТУ, 1997. – 510 с.
  8. Згуровський М. З. Основи системного аналізу [Текст] / М. З. Згуровський, Н. Д. Панкратова, – К.: Видавнича група BHV, 2007. – 544 с.
  9. Ладанюк А. П. Основи системного аналізу: навчальний посібник [Текст] / А. П. Ладанюк. – Вінниця: Нова книга, 2004. – 176 с.
  10. Левитин А. В. Алгоритмы: введение в разработку и анализ / пер. с англ. под ред. И. В. Красикова. – М.: Издательский дом «Вильяме», 2006. – 576 с.
  11. Миротин Л.Б. Системный анализ в логистике [Текст]: учебник / Л.Б. Миротин, Ы.Э. Тышбаев. – М.: Экзамен, 2002. – 480 с.
  12. Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа [Текст]. – М.: Наука, 1981. – 488 с.
  13. Перегудов Ф.И. Введение в системный анализ [Текст] / Ф.И. Перегудов, Ф.П. Тарасенко. – М.:ВШ, 1989. – 363 с.
  14. Романов В.Н. Системный анализ для инженеров [Текст]. – изд. 2-е, дополненное. – СПб: СЗГЗТУ. – 2006. – 186 с.
  15. Сурмин Ю.П. Теория систем и системный анализ [Текст]: учебное пособие. – К.: МАУП, 2003. – 368 с.
  16. Спицнадель В.Н. Основы системного анализа [Текст] / В.Н. Спицнадель. – М.: СПб.: Изд. дом «Бизнесс-пресса», 2000. – 326 с.
  17. Тимченко А.А. Основи системного проектування та системного аналізу складних об’єктів [Текст]: навчальне видання, книга 1 / А.А. Тимченко. – К. Либідь, 2000. – 270 с.
  18. Хорошевский В. Г. Инженерный анализ функционирования вычислительных машин и систем. – М.: Радио и связь, 1987. – 256 с.
  19. Шарапов О.Л. Системний аналіз [Текст] / О.Л. Шарапов, Л.Л. Терехов, С.П.Сіднєв, – К.: Вища школа, 1993. – 303 с.
  20. Дидук В. А. Модели, методы и средства разработки архитектур реконфигурируемых гетерогенных компьютерных систем: дис. канд. техн. наук: 05.13.05. – Черкассы: ЧНТУ, 2011. – 269 с.
  21. Дидук В. А. Концептуальная модель машиностроительного комплекса с единой технологической и по-жарно-охранной сетью сбора данных / В. А. Дидук, М. П. Мусиенко // Системні технології. Регіональний міжвузівський зб. наук. праць. – Дніпропетровськ, 2011. – С. 67 – 76.
  22. Никольский М. В. Пьезоэлектрический вискозиметр / М.В. Никольский, К.Ю. Бережной // Наукові праці ЧДУ ім. Петра Могили. – Серія: “Комп’ютерні технології”. – Вип. 275. – Т. 287. – Миколаїв, 2016. – С. 60 – 63.
  23. Нікольський М.В., Бережний К.Ю. Програмне забезпечення для визначення реологічних характеристик суднових технічних рідин // Автоматизация судових технических средств: науч. -техн. сб. – 2017. – Вып. 23. - Одесса: НУ "ОМА". – С. 70 – 76.
  24. Карл И. Вигерс. Разработка требований к программному обеспечению. – Рус. ред., 2004. – 576 с.
  25. Мацяшек Л.А. Анализ и проектирование информационных систем с помощью UML 2.0, 3-е изд.: Пер. с англ. – М. : ООО «И.Д. Вильямс», 2008. – 816 с.
  26. Вил ван дер Аалст, Кейс ван Хей. Управление потоками работ: модели, методы и системы / Пер. с англ. В.А. Башкин, И.А. Ломазова. – М.: Физматлит, 2007. – 316 с.
  27. Регулирование дизелей при работе на тяжелых сортах топлива [Електронний ресурс] // Энциклопедия промышленности. – 2017. – Режим доступу до ресурсу: http://www.krona-sm.com/oborudovanie/nasosy/regulirovanie-dizelej-pri-rabote-na-tyazhelyx.html.
  28. Подготовка топлива в судовых условиях [Електронний ресурс] // Морское агентство Транс-Сервис. – 2016. – Режим доступу до ресурсу: https://www.trans-service.org/ru.php?section=info&page=s_s_u &subpage=sud_vspom_meh_01-01.
  29. . Митягин В. Г. Проблемы эксплуатации судовых дизелей на различных видах топлива / В. Г. Митягин, В. Н. Окунев, В. В. Мартьянов. // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова. – 2011. – №3. – С. 49 – 53.
  30. Бережний К.Ю., Нікольський В.В. Інформаційна модель системи визначення реологічних характеристик суднових технічних рідин // Матеріали наук.-техн. конф. «Річковий та морський флот: експлуатація і ремонт», 22.03.2018, 23.03.2018. – Одеса: НУ «ОМА», 2018. – С. 246 – 248.

Ключові слова

Завантаження: 0

Перегляди: 610

Читати статтю Завантажити PDF