Система автоматизированного контроля и управления параметрами ионизированной паровой среды

В статье рассматривается задача построения системы автоматизированного контроля и управления параметрами ионизированной паровой среды. Актуальность работы обусловлена необходимостью обеспечения стабильности физико-химических характеристик таких сред при их использовании в промышленных и лабораторных установках. Показано, что формирование такой среды целесообразно рассматривать как управляемый процесс, состояние которого определяется совокупностью измеряемых физико-химических параметров. Предложена структурно-функциональная схема системы, включающая объект управления, измерительный контур, блок обработки данных и исполнительный контур, реализующий коррекцию режима по замкнутой обратной связи. Принцип действия системы основан на непрерывном мониторинге ключевых параметров и автоматической подстройке режимов парогенерации для поддержания заданных характеристик. Для формализованного описания состояния среды использован вектор контролируемых параметров, включающий окислительно-восстановительный потенциал (ОВП), температуру, pH и электропроводность, а также введен интегральный критерий отклонения от целевого режима. В качестве первого этапа исследований выполнена первичная апробация измерительного канала окислительно-восстановительного потенциала. Эксперименты проводились на лабораторном стенде, имитирующем реальные условия парогенерации. Установлено, что при интенсивной парогенерации во всех контрольных точках фиксируются отрицательные значения ОВП, а сам параметр демонстрирует пространственно-временную чувствительность к режиму формирования среды. Полученные результаты подтверждают возможность использования ОВП в качестве базового параметра обратной связи при последующем построении многоканальной системы автоматизированного контроля и управления параметрами ионизированной паровой среды. Дальнейшие исследования будут направлены на интеграцию всех измерительных каналов и разработку алгоритмов многопараметрического управления.

1. Минх А.А. Ионизация воздуха и её гигиеническое значение. Москва: Медгиз; 1958. 187 с.

2. Скипетров В.П. Аэроионы и жизнь. Саранск: Красный Октябрь; 2011. 136 с.

3. Архипова Е.В., Жигалин А.Д., Федорук Н.А. и др. Контроль аэроионного состава атмосферы урбанизированных территорий. Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 2020;(1):28–31. https://doi.org/10.31857/S0869780920010020

4. Абдалиев У.К., Джаманбаева А.С. Особенности электризации воды в процессе кавитации. Вестник Ошского государственного университета. 2014;(2):170–173.

5. Dorf R.C., Bishop R.H. Modern Control Systems. Boston: Pearson; 2017. 1025 p.

6. Seborg D.E., Edgar Th.F., Mellichamp D.A., et al. Process Dynamics and Control. Hoboken: John Wiley & Sons; 2016. 512 p.

7. Васильев Л.Л. Теория и практика лечения ионизированным воздухом. Ленинград: Издательство Ленинградского университета; 1953. 192 с.

8. Wang X., Wu Y., Chen N., et al. Characterization of oxidation-reduction potential variations in biological wastewater treatment processes: A study from mechanism to application. Processes. 2022;10(12):2607. https://doi.org/10.3390/pr10122607

9. Nelson J., Coleman R., Chacón-Rodríguez L., et al. Advanced monitoring and control of redox potential in wine fermentation across scales. Fermentation. 2023;9(1):7. https://doi.org/10.3390/fermentation9010007

10. Lee Y., Lee I., Kim H.-J., et al. Smart strategic management for the cold plasma process using ORP monitoring and total organic carbon correlation. Processes. 2024;12(3):471. https://doi.org/10.3390/pr12030471

11. Åström K.J., Murray R.M. Feedback Systems: An Introduction for Scientists and Engineers. Princeton: Princeton University Press; 2008. 396 p.

12. Ljung L. System Identification: Theory for the User. Prentice Hall; 1999. 609 p.