Автоматизація металургійного виробництва. Автоматизована система оперативного контролю технічного стану цифрового вимірювального датчика (ЦВД) та інкрементного енкодера у складі систем автоматичного контролю і управління
| dc.contributor.author | Потапов С.В. | |
| dc.date.accessioned | 2026-09-24T12:39:36Z | |
| dc.date.available | 2026-09-24T12:39:36Z | |
| dc.date.issued | 2026 | |
| dc.description.abstract | В аналітичній частині встановлено, що в прецизійних промислових системах домінують оптичні енкодери з роздільною здатністю до 50 000 PPR та MTBF 100 000...500 000 год. Висока роздільна здатність визначила вибір апаратного таймера з тактовою частотою ≥ 50 МГц – це головний аргумент на користь STM32F407 із таймерами 168 МГц. Розроблено методику визначення «вікна допуску» параметрів сигналу, що враховує нормальний джиттер датчика σ_norm та коефіцієнт безпеки k_safety = 3 (довірчий інтервал 99,7%). Для стандартних промислових датчиків класу B: δ_max = 10...20%. Введено операційні визначення 10 кодів несправностей (0x01...0xFF) у термінах, придатних для однозначної реалізації в коді мікроконтролера. Розроблено структурну схему з 7 функціональних блоків та обґрунтовано вибір STM32F407 на основі порівняння з Arduino Uno і Raspberry Pi 4 за критеріями апаратного декодера, роздільної здатності і детермінізму РМЧ. Обґрунтовано вибір Modbus RTU: час передачі 15 мс прийнятний для діагностики, оскільки аварійна реакція забезпечується апаратним реле. Вирішено проблему f_set: уставка частоти отримується з Modbus-регістра 40006-07 від системи ЧПК у реальному часі; T_nom перераховується динамічно на кожному циклі. При втраті зв'язку – перехід у безпечний режим SAFE_STOP. Виправлено розбіжність між теоретичним (84 МГц) та практичним (333...500 кГц) обмеженням максимальної частоти: 84 МГц – теорема Найквіста для таймера 168 МГц; 333 кГц – обмеження часом ISR ≈ 1,5 мкс; 500 кГц – досягається при DMA-буферизації. Розроблено чотирирівневу структуру ПЗ (RTOS FreeRTOS) та карту Modbus RTU-регістрів (40001...40022, табл. 2.4). Алгоритм виявлення збоїв одночасно аналізує T_H, φ та σ – три незалежних параметри (наукова новизна). Розроблено детальну методику верифікації для 8 класів несправностей. Теоретично розраховані очікувані показники системи: час виявлення відмови ≤ 0,40 мс (при f = 5 кГц); час виявлення збою ≤ 10 мс; хибних спрацювань за 60 хв – не очікується. Прогнозована похибка між теорією і реальними вимірюваннями – менше 5%. | |
| dc.identifier.citation | Потапов С.В. Автоматизація металургійного виробництва. Автоматизована система оперативного контролю технічного стану цифрового вимірювального датчика (ЦВД) та інкрементного енкодера у складі систем автоматичного контролю і управління: робота на здобуття кваліфікаційного ступеня бакалавра: спец. 174 – Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології / наук. кер. М.С. Жуков. Кривий Ріг: Державний університет економіки і технологій, 2026. 50с. | |
| dc.identifier.uri | https://dspace.duet.edu.ua/handle/123456789/1736 | |
| dc.language.iso | uk | |
| dc.publisher | Державний університет економіки і технологій | |
| dc.subject | алгоритм контролю | |
| dc.subject | відмова | |
| dc.subject | енкодер | |
| dc.subject | збій | |
| dc.subject | інтерфейс | |
| dc.subject | мікроконтролер | |
| dc.subject | оперативний контроль | |
| dc.subject | реальний масштаб часу | |
| dc.title | Автоматизація металургійного виробництва. Автоматизована система оперативного контролю технічного стану цифрового вимірювального датчика (ЦВД) та інкрементного енкодера у складі систем автоматичного контролю і управління | |
| dc.type | Other |