ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Захожай Олег Ігорович

УДК 621.791.357:658.512.011.56

МЕТОДИ, МОДЕЛІ І АЛГОРИТМИ

ІНФОРМАЦІЙНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПРОЦЕСУ

ПАЙКИ П‘ЄЗОКЕРАМІКИ З МЕТАЛОМ

Спеціальність 05.13.06 – Автоматизовані системи управління

та прогресивні інформаційні технології

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Одеса – 2004

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі „Електронні системи” Донбаського гірничо-металургійного інституту, Міністерства освіти та науки України.

Науковий керівник | кандидат технічних наук, доцент

Паеранд Юрій Едуардович

Донбаський гірничо-металургійний інститут, завідувач кафедри „Електронні системи”

Офіційні опоненти | доктор технічних наук, професор

Нікульшин Володимир Русланович

Одеський національний політехнічний університет, завідувач кафедри теоретичної, загальної і нетрадиційної енергетики

кандидат технічних наук, доцент

Багрій Віктор Васильович

Дніпродзержинський державний технічний університет, доцент кафедри електроніки і автоматики

Провідна установа | Національний технічний університет „Харківський політехнічний інститут”

Міністерства освіти і науки України

м. Харків

Захист відбудеться 30.09.2004 р. о 13 год. 30 хв. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д41.052.01 в Одеському національному політехнічному університеті за адресою 65044, м. Одеса, пр. Шевченка, 1, ауд. 400-А

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Одеського національного політехнічного університету за адресою м. Одеса, пр. Шевченка, 1.

Автореферат розісланий 30.08.2004 року.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради |

Ямпольський Ю.С.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Сучасний етап розвитку промислового виробництва характеризується переходом до використання передових інформаційних технологій, прагненням підвищити експлуатаційні характеристики як діючого обладнання, так і того, що проектується, необхідністю звести до мінімуму будь-які виробничі втрати. Все це можливо тільки за умови істотного підвищення якості управління промисловими об'єктами, у тому числі шляхом широкого застосування автоматизованих систем управління та прогресивних інформаційних технологій.

Необхідність вдосконалення інформаційного забезпечення процесу пайки п‘єзокераміки з металом пов’язана з тим, що п’єзокераміка має істотний розкид параметрів при відносно високій стабільності підтримання параметрів, а також з необхідністю динамічної зміни параметрів впливу в процесі пайки.

Використання централізованої структури автоматизованої системи управління процесом пайки, а також апаратно-програмного комплексу і сучасних інформаційних технологій, дозволить спростити адаптацію процесу пайки під окремі умови виробництва і зменшити кількість обслуговуючого персоналу, при одночасному покращенні характеристик об’єктів, що виготовляються.

Виходячи з усього вищезгаданого, удосконалення методів, моделей і алгоритмів інформаційного забезпечення процесу пайки п‘єзокераміки з металом є актуальним.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження по темі дисертаційної роботи проводилися в рамках комплексного міжвузівського проекту Міністерства освіти і науки України „Створення і забезпечення постійної експлуатації мережі лазерно-локаційних станцій спостережень штучних супутників Землі на території України для вирішення завдань з екології, ресурсозбереження, геодезії, картографії, навігації та метеорології, затвердженого МінВУЗом України 22.04.92. Проект виконувався відповідно до державної програми „Створення та розвиток державної служби еталонних частот”, затвердженого постановою Кабінету Міністрів України від 16.04.95. Результати роботи використані при виконанні госпдоговірної роботи “Розробка пристрою розподілу сигналів синхронізації та зрівняння частот” (Договір №596/2002-22 замовник Державна первинна мережа ВАТ Укртелеком).

Мета і задачі дослідження. Підвищення ефективності управління процесом пайки п‘єзокераміки з металом шляхом розробки і впровадження нових прогресивних інформаційних технологій. Для досягнення мети дисертаційної роботи поставлені наступні задачі:–

розробка ефективного методу інформаційного забезпечення процесу пайки п‘єзокераміки з металом;–

розробка інформаційної моделі автоматизованої системи управління процесом пайки п‘єзокераміки з металом;–

розробка ефективних алгоритмів збору, обробки інформації і управління процесом пайки п‘єзокераміки з металом;–

розробка експертної системи для підтримки прийняття рішень стосовно пошуку раціональних значень параметрів пайки п‘єзокераміки з металом.

Об'єктом дослідження є інформаційний процес в автоматизованій системі пайки п‘єзокераміки з металом.

Предметом дослідження є інформаційне забезпечення процесу пайки п‘єзокераміки з металом.

Методи досліджень. В роботі використано методи математичного планування експерименту щодо пошуку оптимального рівня технологічних параметрів, методи теорії ймовірності, аналізу та обробки експериментальних даних.

Наукова новизна отриманих результатів складається в наступному:–

запропонований метод інформаційного забезпечення процесу пайки п‘єзокераміки з металом, який полягає в організації інформаційного каналу контролю стану об‘єктів, що паяються, і дозволяє підвищити ефективність управління;–

розроблена інформаційна модель автоматизованої системи управління процесом пайки п‘єзокераміки з металом, яка дозволяє оптимізувати інформаційні потоки в системі та централізувати управління з використанням одного оператора;–

розроблені алгоритми збору, обробки інформації і управління, сутність яких полягає у введенні декількох циклів опитування і подальшої інтерполяції значень, що дозволяє у будь-який проміжок часу сформувати ефективну стратегію управління з метою підвищення ефективності процесу пайки п‘єзокераміки з металом;–

запропонована експертна система, яка на основі поточної інформації про стан процесу, а також бази знань, сформованої за емпіричними дослідженнями, проведеними автором, генерує логічний висновок для підтримки прийняття рішень, стосовно пошуку раціональних значень параметрів пайки п‘єзокераміки з металом.

Практичне значення отриманих результатів. Результати досліджень, отримані в дисертаційній роботі, знайшли практичне застосування при виробництві складених п‘єзокерамічних перетворювачів для електромеханічних фільтрів. В результаті вдалося підвищити рівень пєзоактивності складених п‘єзокерамічних перетворювачів на 6% при зниженні дисперсії цього значення на 12%.

Особистий внесок здобувача полягає в розробці методу інформаційного забезпечення процесу пайки п‘єзокераміки з металом, інформаційної моделі автоматизованої системи управління процесом пайки п‘єзокераміки з металом, алгоритмів збору, обробки інформації і управління пайкою п‘єзокераміки з металом, експертної системи пошуку раціональних значень параметрів пайки п‘єзокераміки з металом.

У опублікованих роботах із співавторами здобувачем виконано: у роботі [4] і [6] запропонований метод інформаційного забезпечення процесу пайки п‘єзокераміки з металом; [5] розроблено спосіб з‘єднання п‘єзокераміки з металом; у [7] розроблений спосіб управління процесом пайки п‘єзокераміки з металом, через використання інформаційного каналу контролю поточного стану п‘єзокерамічної структури; у [8] – проведено аналіз доцільності використання автоматизованої системи управління щодо пайки п‘єзокераміки з металом, а також підходів до організації її інформаційного забезпечення; у [9] – зроблено аналіз ефективності використання запропонованих засобів інформаційного забезпечення процесу пайки п‘єзокераміки з металом; у [10] – запропоновані заходи щодо використання комп’ютерних систем і сучасних інформаційних технологій до пайки п‘єзокераміки з металом.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати дисертаційної роботи доповідалися на 5 наукових конференціях: „Автоматика – 2002” м. Донецьк, „Інформаційна техніка і електромеханіка – 2003”м. Луганськ, Мікропроцесорні пристрої та системи в автоматизації виробничих процесів – 2003 м. Хмельницький, „Сучасні інформаційні та електронні технології – 2003” м. Одеса, „Автоматика - 2003” м. Севастополь.

Публікації. Основні результати роботи викладені в 11 публікаціях, з яких чотири статті – у фахових виданнях, отримано 3 державних патенти України.

Структура дисертації. Дисертація складається з вступу, чотирьох розділів. Загальний обсяг дисертації – 100 стор., 25 рисунків, 2 таблиці, 2 додатки і список використаних джерел із 63 найменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

У вступі обґрунтована актуальність теми, сформульована мета і задачі досліджень. Викладені основні наукові і практичні положення, що виносяться до захисту.

У першому розділі розглянуті питання стосовно актуальності вдосконалення процесу пайки п‘єзокерамцки з металом шляхом використання автоматизованої системи управління і прогресивних інформаційних технологій, досліджено фактори, які впливають на якість розглянутого процесу, а також існуючі шляхи організації його інформаційного забезпечення. Показано, що необхідність вдосконалення інформаційного забезпечення процесу пайки п‘єзокераміки з металом пов’язана з тим, що п’єзокераміка має великий розкид параметрів при відносно високій стабільності підтримання технологічних параметрів, а також з необхідністю проведення великої кількості технологічних операцій в ідентичних умовах. Евристичний підхід до прийняття рішень, властивий людині, дозволить оператору системи визначити оптимальні умови проведення процесу пайки.

Реалізація автоматизованої системи управління на базі апаратно-програмного комплексу і сучасних інформаційних технологій дозволить підвищити гнучкість адаптації системи під окремі умови виробництва, здійснювати контроль параметрів в реальному масштабі часу, реалізувати алгоритми самодіагностики і інтерактивний інтерфейс з оператором.

У другому розділі розроблений метод інформаційного забезпечення процесу пайки п‘єзокераміки з металом, проведена ідентифікація процесу пайки, запропоновані алгоритми збору і обробки інформації та інформаційна модель автоматизованої системи управління процесом пайки п‘єзокераміки з металом.

В основі запропонованого методу інформаційного забезпечення процесу пайки п‘єзокераміки з металом лежить управління параметрами в залежності від поточної інформації про струм витоки п’єзокерамічної структури. Управління параметрами здійснюється при часовому суміщенні процесів пайки і поляризації. Поляризація здійснюється на етапі охолодження п’єзокермічної структури імпульсами напруги, амплітудою Uполмакс, за релейним законом. В момент досягнення струмом витоки передпробивного значення Івитмакс, напруга поляризації знижується до тестового рівня Uполтест, і навпаки, при досягненні струмом витоки значення Iвитмін напруга поляризації знов набуває рівня Uполмакс.

Таким чином, інформаційне забезпечення процесу пайки п‘єзокераміки з металом повинно бути націлене на організацію контролю стану п‘єзокерамічної структури у реальному масштабі часу, з можливістю у будь-який момент визначати найбільш ефективну стратегію управління параметрами пайки з метою підвищення якісних показників виробів, що виготовляються.

Як приклад, в дисертаційній роботі розглядається процес пайки складених п‘єзокерамічних перетворювачів (СПП) для електромеханічних фільтрів, що являють собою паяне з‘єднання п‘єзокерамічного елемента і металевого резонатора. Оцінка якості виготовлення п‘єзоперетворювачів проводилася по значенню відносного резонансного проміжку, який є мірою п‘єзоактивності.

Ідентифікація процесу пайки через проведення активного експерименту дозволило отримати математичну модель залежності відносного резонансного проміжку складених п‘єзокерамічних перетворювачів, який є мірою п’єзоактивності, від амплітудного значення імпульсів напруги поляризації Uполмакс і максимального рівня струму витоки Івитмакс. Для СПП смугових електромеханічних фільтрів на частоту 128 кГц була отримана залежність виду

(1)

де x1, x2 – значення факторів впливу Івитмакс і Uполмакс;

а0, а1, а2 – коефіцієнти регресії.

З метою підвищення надійності вводу даних про поточне значення струму витоки, був запропонований алгоритм збору і обробки інформації, який проілюстрований на рисунку 1. В кожному циклі (такті квантування) окремі об’єкти опитуються декілька разів через проміжок часу ?t. Результати m опитувань усереднюються і середні значення запам’ятовуються. Після цього, через проміжок часу, рівний періоду квантування Т0, увесь процес повторюється. Для забезпечення точності вводу інформації потрібне щоб

(2)

при k=0, 1, 2, 3… при обмеженні

m·?t = T0. (3)

Рис. 1. Алгоритм збору і обробки інформації

Для отримання необхідної інформації про поведінку об’єкта або процесу між дискретними точками, а також обробки отриманої інформації для зручного відображення оператору, в алгоритмі реалізується стохастична інтерполяція даних. В цьому випадку, побудова апроксимуючої функції ?(t) здійснюється у формі багаточлена, коефіцієнти якого є функціями характеристик випадкового процесу:

, (4)

де – коефіцієнти багаточлена, які знаходяться з умов мінімізації середньоквадратичної похибки інтерполяції за величинами P(t-ti);

M[X] – математичне очікування Х(t);

n – кількість точок, за якими виробляється інтерполяція;

X(ti) – реалізація випадкового процесу в точці ti.

Розробка методу інформаційного забезпечення процесу пайки п‘єзокераміки з металом дозволило запропонувати інформаційну модель, яка наведена на рисунку 2.

Рис. 2. Інформаційна модель автоматизованої системи управління

процесом пайки п‘єзокераміки з металом

Така модель заснована на комплексному підході до збору, обробки інформації і управління і розрахована на використання одного операторського місця для координації роботи системи. Основними джерелами інформації в системі є система вимірювання (при допомозі якої здійснюється визначення параметрів СПП, що виготовляються), система підготовки інформації, система контролю за технологічними факторами і станом технологічного процесу, а також оператор.

У третьому розділі розглядаються питання організації автоматизованої системи управління процесом пайки п‘єзокераміки з металом, структури програмного забезпечення, розроблені алгоритми управління параметрами пайки, а також запропоновані заходи щодо організації автоматизованої системи управління та інформаційного забезпечення в умовах промислового виробництва.

Для забезпечення якісного проведення процесу пайки у відповідності до запропонованої інформаційної моделі, побудова автоматизованої системи управління повинна здійснюватися за наступними принципами:–

автоматизована система управління процесом пайки повинна здійснювати контроль стану п‘єзокерамічної структури через контроль струму витоки в реальному масштабі часу;–

для підвищення пєзоактивності СПП, автоматизована система повинна здійснювати контроль і управління процесами пайки та поляризації при їх часовому суміщенні;–

для підвищення рівня п’єзоактивності, у будь-який момент часу, автоматизована система управління процесом пайки СПП повинна забезпечувати максимально припустимий рівень напруги поляризації, у відповідності до запропонованого способу управління параметрами пайки;–

для підвищення точності контролю параметрів пайки, в автоматизованій системі управління необхідно реалізувати збір і обробку інформації у відповідності до запропонованого алгоритму, який наведений на рисунку 1;–

враховуючи стохастичну поведінку об’єкту автоматизованого управління необхідно реалізувати обробку і представлення інформації у відповідності до запропонованої інформаційної моделі;–

оператор автоматизованої системи управління повинен мати можливість приймати участь у всіх стадіях управління процесом пайки, особливо при визначенні раціональних значень параметрів пайки, і коректуванні управляючих впливів, так як людині властиве проведення евристичного аналізу при прийнятті рішення.

На рисунку 3 наведена структура запропонованої автоматизованої системи управління процесом пайки п‘єзокераміки з металом. В структурі прийняті наступні позначення:

Оператор – інженер-технолог, який бере на себе функції управління процесом пайки і координує роботу автоматизованої системи управління;

МПСУ – мікропроцесорна система управління, яка представляє собою сукупність апаратно-програмних засобів і інтелектуальних алгоритмів здійснення функцій збору, обробки інформації і управління, а також реалізацію інтерфейсу з оператором;

СВ – система вимірювання, як сукупність вимірювальних приладів, для визначення необхідної інформації про характеристики СПП і їх елементів;

СПІ – система підготовки інформації, яка формує необхідний набір технічної, технологічної інформації для оператора, а також систематизує статистичні данні про характеристики СПП і їх елементів, які надходять з системи вимірювання;

СУРП – система управління режимами пайки. Згідно з принципом розподілу процесу пайки на два етапи, запропонованим у розділі 2, визначає етап нагріву і етап охолодження, тим самим здійснює відповідну зміну алгоритмів функціонування джерела нагріву і джерела напруги поляризації;

СКСВ – система контролю струму витоки пєзокерамічної структури;

Рис. 3. Структура автоматизованої системи управління

процесом пайки п‘єзокераміки з металом

СКСТУ – система контролю стану технологічної установки, яка проводить збір інформації про поточний стан джерела нагріву і джерела напруги поляризації;

ДН – джерело нагріву, яке здійснює нагрів СПП у процесі пайки;

ДНП – джерело напруги поляризації, здійснює додання напруги поляризації в процесі пайки СПП;

ОУ – об’єкт управління, яким є процес пайки п‘єзокераміки з металом.

Автоматизована система управління працює таким чином. Після проведення емпіричного дослідження характеристик партії п’єзокерамічних елементів при допомозі системи вимірювання, ця інформація надходить до системи підготовки інформації, яка виконує задачі, пов’язані з формуванням технічної і технологічної документації, а також систематизацією статистичних даних з системи вимірювання. Надалі, ця інформація надходить до оператора, а також мікропроцесорної системи управління. На основі отриманої інформації, оператор здійснює настройку технологічної установки для виготовлення визначеної номенклатури СПП. Використовуючи інформацію, з системи підготовки інформації та на основі розробленої математичної моделі, мікропроцесорна система, з участю оператора, визначає раціональні значення технологічних параметрів Івитмакс і Uполмакс.

При проведенні процесу пайки, мікропроцесорна система, використовуючи отриману інформацію, а також на основі інформації про поточний стан струму витоки, яка надходить з системи контролю струму витоку, здійснює формування сигналів управління на систему управління режимами пайки, джерело нагріву і джерело напруги поляризації, які управляють процесом пайки за відповідним алгоритмом. Система управління режимами пайки формує на джерело нагріву і джерело напруги поляризації управляючі сигнали, яки визначають етап процесу пайки – нагрів або охолодження. Таким чином, на кожному етапі діє окремий алгоритм управління параметрами пайки.

Система контролю стану технологічної установки проводить аналіз режимів технологічного обладнання і перевірку його працездатності. Уся поточна інформація від СКСТУ надходить оператору і може бути використана для роботи систем захисту як в ручному, так і автоматичному режимах.

Після проведення процесу пайки, здійснюється вимір характеристик отриманих СПП при допомозі системи вимірювання. Надалі, ця інформація обробляється системою підготовки інформації і передається оператору, який приймає рішення про необхідність корекції технологічних параметрів.

Інформаційне забезпечення автоматизованої системи управління реалізується відповідно до структури програмного забезпечення, яка наведена на рисунку 4.

Рис. 4. Структура програмного забезпечення автоматизованої

системи управління процесом пайки п‘єзокераміки з металом

На кожному етапі процесу пайки (нагрів або охолодження) діє окремий алгоритм управління параметрами. Алгоритм, який діє на етапі нагріву проілюстрований на рисунку 5.

На етапі нагріву, автоматизована система відслідковує збільшення поточного значення струму витоки і в разі його підвищення до наперед заданого рівня Івитзад, яке відповідає необхідним умовам пайки, джерело нагріву відключається.

Рис. 5. Алгоритм управління параметрами на етапі нагріву

Алгоритм управління параметрами на етапі охолодження проілюстрований на рисунку 6.

Алгоритм управління параметрами на етапі охолодження СПП реалізує спосіб релейного управління напругою поляризації на основі інформації про поточний стан п‘єзокерамічної структури. Контроль струму витоки п‘єзокерамічної структури і його порівняння з визначеними раціональними значеннями технологічних параметрів дозволяє сформувати управляючу інформацію для корекції параметрів пайки. tпроц – параметр, який визначає час охолодження складеного п‘єзокерамічного перетворювача.

Рис. 6. Алгоритм управління параметрами

на етапі охолодження

Для визначення раціональних значень параметрів пайки пропонується використання експертної системи, структура якої наведена на рисунку 7.

Рис. 7. Структура експертної системи пошуку раціональних

значень параметрів пайки

На рисунку прийняті наступні умовні позначення:

ДІ – діалоговий інтерфейс;

СЗД – система збереження даних;

МПР – модуль підтримки рішень;

БЛВ – блок логічного виводу;

МПЗ – модуль поповнення знань;

БЗ – база знань експертної системи.

База знань експертної системи містить факти і правила, які використовуються при логічному виводі. В даному випадку її доцільно будувати за правилом продукцій. Структура представлення знань в базі знань експертної системи проілюстрована на рисунку 8, де прийняті наступні позначення:

БЗ – база знань експертної системи пошуку раціональних значень технологічних параметрів;

КЗ – керуючі знання;

З – безпосередньо знання, які вносяться до бази знань;

Ф – факти;

П – правила;

ІО – інформаційний образ;

Д – діалоги;

БПД – блок пояснення дій.

У четвертому розділі вирішуються питання розробки інструментальних засобів визначення раціональних значень параметрів пайки для формування бази знань експертної системи, а також аналізу ефективності використання запропонованих нових технічних рішень інформаційного забезпечення процесу пайки п‘єзокераміки з металом.

Рис. 8. Структура представлення знань в базі знань експертної

системи пошуку раціональних значень параметрів пайки

В дисертаційній роботі для визначення раціональних значень параметрів пайки Івитмакс і Uполмакс пропонується використання експериментального дослідження. На основі отриманої моделі (1) і використовуючи метод математичного планування експерименту Бокса-Уілсона, можливе визначення раціональних значень параметрів пайки, які забезпечують підвищення п’єзоактивності і повторювальності параметрів складених п‘єзокерамічних перетворювачів різної номенклатури.

Оцінка ефективності використання запропонованих технічних рішень проводилася в порівнянні з традиційним способом побудови процесу пайки через додання постійної напруги поляризації. Для СПП смугових електромеханічних фільтрів на частоту 128 кГц було отримане підвищення п’єзоактивності на 6% при одночасному зниженні дисперсії цієї величини на 12% при довірчій вірогідності 0,95 (при оцінці п’єзоактивності по величині відносного резонансного проміжку).

ВИСНОВКИ

Виконана дисертаційна робота являє собою рішення комплексу задач, що мають наукове і практичне значення для інформаційного забезпечення процесу пайки п‘єзокераміки з металом. Аналіз внутрішніх процесів у п’єзокерамічному матеріалі, процесів пайки і поляризації, проведене дослідження режимів процесу пайки і пошук раціональних значень технологічних параметрів дозволили розробити метод інформаційного забезпечення та інформаційну модель автоматизованої системи управління процесом пайки п‘єзокераміки з металом, нові алгоритми збору, обробки інформації і управління технологічними параметрами, експертну систему пошуку раціональних значень параметрів пайки. Застосування нових технічних рішень дозволило забезпечити всебічне інформаційне забезпечення процесу пайки п‘єзокераміки з металом і організацію контролю стану п’єзокерамічної структури у реальному масштабі часу, а також ефективне управління параметрами пайки. У роботі:

1. Запропонований і досліджений новий метод інформаційного забезпечення процесу пайки п‘єзокераміки з металом, який базується на контролі поточного значення струму витоки п‘єзокерамічної структури. Це дозволяє знизити вірогідність електричного пробою п’єзокерамічного матеріалу в процесі пайки, а також здійснювати контроль стану п‘єзокерамічної структури у реальному масштабі часу.

2. Запропонований алгоритм збору і обробки інформації, який дозволяє підвищити точність вводу інформації з одночаснім її перетворенням для наглядного представлення оператору.

3. Запропонована інформаційна модель автоматизованої системи управління процесом пайки п‘єзокераміки з металом, яка дозволяє оптимізувати інформаційні потоки в системі, увести контроль стану п‘єзокерамічної структури у реальному масштабі часу, а також організувати підтримку прийняття рішень оператором по корегуванню параметрів.

4. Розроблена математична модель процесу пайки п‘єзокераміки зметалом, яка враховує залежність відносного резонансного проміжку від максимального значення струму витоки п’єзокерамічної структури і амплітудного значення напруги поляризації.

5. Запропоновані і досліджені спеціальні алгоритми управління параметрами в процесі пайки п‘єзокераміки з металом, які базуються на часовому суміщенні процесів пайки і поляризації, а також контролі струму витоки п’єзокерамічної структури, і дозволяють підвищити якість проведення процесу пайки.

6. Запропонована експертна система пошуку раціональних значень технологічних параметрів, яка дозволяє спростити етап підготовки автоматизованої системи до проведення процесу пайки, підвищити ефективність роботи оператора по прийняттю рішень стосовно корекції параметрів під різні умови виробництва і номенклатуру СПП.

7. Запропонований метод отримання даних для формування бази знань експертної системи пошуку раціональних значень параметрів пайки, який дозволяє спростити етап підготовки нової номенклатури складених п‘єзокерамічних перетворювачів до виробництва.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Захожай О.І. Інформаційна модель автоматизованої системи управління технологічним процесом пайки складених пєзокерамічних перетворювачів // Автоматика. Автоматизація. Електротехнічні комплекси та системи. – Херсон. – 2003. – №2(12). – С.20 – 22.

2. Захожай О.І. Автоматизована система управління технологічним процесом пайки складених п’єзокерамічних перетворювачів // Вісник Східноукраїнського національного університету ім. В. Даля. – Луганськ. – 2003. – №2(72). – С.65 – 72.

3. Захожай О.И. Экспертная система управления технологическим процессом пайки составных пьезокерамических преобразователей. // Тр. Одесск. политехн. ун-та: Научн. и практ. сб. по техн. и естетств. наукам – Одесса. – 2003. – Вып. №1(19). – С. 166 – 169.

4. Паэранд Ю.Е., Захожай О.И. Система автоматизированного управления пайкой составных пьезокерамических преобразователей. // Вісник Східно-українського національного університету ім. В. Даля. – Луганськ. – 2003. – №6. – С.197 – 202.

5. Пат. №55887А Україна МПК7 H01L41/00. Спосіб виготовлення складених п’єзокерамічних перетворювачів / Паеранд Ю.Е., Захожай О.І. (Україна) – №2002075891; Заявл. 16.07.2002; Опубл. 15.04.2003, Бюл. №4.

6. Пат. №55188A Україна МПК7 H01L41/00, B23K31/00. Пристрій для паяння складених п’єзокерамічних перетворювачів / Паеранд Ю.Е., Захожай О.І. (Україна) – №2002075899; Заявл. 16.07.2002; Опубл. 17.03.2003, Бюл. №3.

7. Пат. №56597А Україна МПК7 H01L41/00. Спосіб виготовлення складених п’єзокерамічних перетворювачів / Паеранд Ю.Е., Захожай О.І. (Україна) – №2002076297; Заявл. 29.07.2002; Опубл. 15.05.2003, Бюл. №5.

8. Паэранд Ю.Э., Захожай О.И. Автоматизация технологического процесса пайки составных пьезокерамических преобразователей // Матеріали Міжнародної конференції з управління “Автоматика-2002”. – Донецьк. – 2002. – С.236 – 237.

9. Паэранд Ю.Э., Захожай О.И. Система автоматизированного управления технологическим процессом пайки составных пьезокерамических преобразователей // Матеріали Міжнародної конференції з управління “Автоматика-2003”. – Севастополь. – 2003. – С.172 – 174.

10. Паэранд Ю.Э., Захожай О.И. Компьютерная система автоматизации технологического процесса пайки составных пьезокерамических преобразователей // Збірник наукових праць міжнародної науково-практичної конференції ”Мікропроцесорні пристрої та системи в автоматизації виробничих процесів – 2003”. Хмельницький. – 2003. – С. 13 – 17.

11. Захожай О.И. Влияние режимов поляризации составных пьезокерамических преобразователей на характеристики электромеханических фильтров // Труды 4-й международной научно-практической конференции “Современные информационные и электронные технологии – 2003”. – Одесса – 2003. – С.342.

Захожай О.І. Методи, моделі і алгоритми інформаційного забезпечення процесу пайки п‘єзокераміки з металом. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 – Автоматизовані системи управління та прогресивні інформаційні технології. – Одеський національний політехнічний університет, Одеса, 2004. Дисертаційна робота присвячена питанню інформаційного забезпечення процесу пайки пєзокераміки з металом для підвищення ефективності управління і рівня пєзоактивності та повторювальності параметрів об‘єктів, що виготовляються. Особлива увага приділяється організації автоматизованих систем управління, які завдяки використанню сучасних інформаційних технологій гнучко адаптуються під окремі умови виробництва. Розроблено метод інформаційного забезпечення процесу пайки п‘єзокераміки з металом, інформаційну модель, спеціальні алгоритми збору, обробки інформації та управління, експертну систему пошуку раціональних значень параметрів пайки.

Результати запропонованих технічних рішень підтверджені експериментально, при виготовленні складених пєзокерамічних перетворювачів для електромеханічних фільтрів.

Ключові слова: автоматизована система управління, інформаційна модель, функціональна, алгоритмічна і структурна реалізація, експертна система, складений п‘єзокерамічний перетворювач.

Захожай О.И. Методы, модели и алгоритмы информационного обеспечения процесса пайки пьезокерамики с металлом. – Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.06 – Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии. – Одесский национальный политехнический университет, Одесса, 2004. Диссертация посвящена вопросу информационного обеспечения процесса пайки пьезокерамики с металлом с целью повышения эффективности управления і уровня пьезоактивности и повторяемости параметров изготавливаемых объектов. Проведен анализ современного состояния применения автоматизированных систем и использования современных информационных технологий для организации процесса пайки пьезокерамики с металлом. Отмечены основные пути повышения эффективности управления процессом пайки. Отмечены основные требования к автоматизированным системам такого уровня. Предложен метод информационного обеспечения процесса пайки, алгоритмы сбора, обработки информации и управления процессом пайки пьезокерамики с металлом. Разработана информационная модель автоматизированной системы управления и экспертная система поиска рациональных значений параметров пайки. Комплекс предложенных технических решений позволяет добиться повышения эффективности управления процессом пайки пьезокермики с металлом. Предложенный метод информационного обеспечения процесса пайки пьезокерамики с металлом основывается на организации информационного канала контроля состояния пьезокерамической структуры в реальном масштабе времени. Предложена информационная модель автоматизированной системы управления пайкой, которая позволяет оптимизировать информационные потоки в системе и централизировать управление процессом, что в свою очередь снижает количество обслуживающего персонала и упрощает мониторинг системы. Особое внимание уделено вопросам разработки эффективных алгоритмов сбора, обработки информации и управления, а также методам получения данных о рациональных значениях технологических параметров под разную номенклатуру составных пьезокерамических преобразователей. Рассмотрены принципы организации предложенной автоматизированной системы управления в условиях промышленного производства.

Работа автоматизированной системы управления процессом пайки пьезокерамики с металлом заключается во временном совмещении процессов пайки и поляризации пьезокерамических элементов. Управление технологическими параметрами осуществляется на основе информации о текущем значении тока утечки пьезокерамической структуры.

Применение предложенных технических решений позволяет повысить эффективность управления процессом пайки пьезокерамики с металлом, а также обеспечить гибкость адаптации под различные условия промышленного производства. Использование аппаратно-программного комплекса и современных информационных технологий позволяет упростить управление процессом пайки, ввести специальные алгоритмы управления параметрами, поиска их рациональных значений, а также реализовать систему поддержки принятия решений.

Проведена экспериментальная проверка эффективности использования предложенных технических решений на примере изготовления составных пьезокерамических преобразователей для электромеханических фильтров. Результаты диссертационной работы могут быть применены при построении автоматизированных систем управления, где требуется пайка пьезокерамики с металлом.

Ключевые слова: автоматизированная система управления, информационная модель, функциональная, алгоритмическая и структурная реализация, экспертная система, составной пьезокерамический преобразователь.

Zakhogay O.I. Models, methods and algorithms of the dataware of process soldering piezoceramic with metal. – Manuscript. The dissertation seeking scientific degree of the candidate of technical science in specialty 05.13.06 – Automated control systems and progressive information technologies. – Odessa National Polytechnic University, Odessa, 2004. The dissertation is denoted question about information support of process of soldering piezoceramic with metal for increasing quality of control and the level piezoactivity and repeatability of parameters. Emphases specific organizations automated control system by the process a soldering an piezoceramic with the metal for increasing an level piezoactivity and repeatability of parameters of making objects. Designed structure of the automated system with using the modern information technologies, information model, special algorithms of the collection, information handling and control, actions on the searching for rational values of technological parameters.

Dataware of the process soldering piezoceramic with metal based on a control of level piezoceramic’s status in real time mode. Use hardware-programme complex and modern information technologies, allows to raise flexibility of adapting a system under different terms of the production.

The results offered technical decisions confirmed experimental, at the fabrication made by piezoceramic converters for electromechanical filters.

Keywords: automated control system, information model, functional, algorithmic and structured realization, expert system, component piezoceramic converter.