автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.22, диссертация на тему:Научно-технические основы разработки высокоточных средств контроля для мониторинга техногенных сред

004618307

На правах рукописи

Миськов Дмитрий Валентинович

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ ВЫСОКО-ТОЧНЫХСРЕДСТВ КОНТРОЛЯ ДЛЯ МОНИТОРИНГА ТЕХНОГЕННЫХ СРЕД

Специальность: 05.02.22 - Организация производства (в области радиоэлектроники).

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 3 ДЕК 2010

МОСКВА-2010

004618307

Диссертационная работа выполнена на кафедре конструирования и производства радиоэлектронных средств Московского государственного института радиотехники, электроники и автоматики (технического университета).

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Салихджанова Р. М.-Ф.

Научный консультант

кандидат технических наук, доцент Давлетчин Д.И.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Коржавый А.П.

кандидат технических наук Старченко С. А.

Ведущая организация: ОАО «НПО «Алмаз» им. академика A.A. Расплетина»

Защита состоится 23 декабря 2010 г. в 13 часов в ауд. В-223 на заседании диссертационного совета Д212.131.04 Московского государственного института радиотехники, электроники и автоматики (технический университет) по адресу: 117454, г. Москва, пр. Вернадского, д. 78.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Московского государственного института радиотехники, электроники и автоматики (технический университет)

Автореферат разослан и размещен на сайте www.mirea.ru 22 ноября

2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Современное развитие различных направлений науки и техники, а также рост промышленных предприятий, включая и по направлению, радиотехника, связано с необходимостью совершенствования и внедрения контрольно-измерительной аппаратуры. Эта аппаратура широко используется для технологического контроля и для установления экологического состояния рабочей зоны, атмосферного воздуха, поверхностных и сточных вод. При этом очень важной задачей является сбор контролируемых параметров для их фиксации, анализа и принятия мер в случае возникновения опасной ситуации. Причем, важно использовать в этих видах контроля приборы, отличающиеся высокой чувствительностью и универсальностью по объектам определения.

Настоящая диссертация посвящена разработке методов сбора и передачи информации контролирующих средств в промышленных предприятиях, в экологических центрах и санитарных службах с использованием вольтамперометрической аппаратуры (ВАА).

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является создание высокоточных датчиков для ВАА и телекоммуникационных связей для служб технологического контроля промышленных предприятий и экологического мониторинга, а также научно-технических основ организации производства ВАА.

Задачи исследования:

1. Анализ современных телекоммуникационных систем передачи информации в промышленном предприятии и экологических центрах.

2. Анализ режимов работы ВАА с целью выявления средств для повышения чувствительности этих приборов.

3. Применение средств автоматизированного проектирования высокочувствительных полярографов.

4. Внедрение разработанных технических средств для регистрации и передачи информации при контроле технологических параметров и состояния окружающей среды.

Научная новизна исследования.

• Создана новая конструкция универсального высокоточного вольт-амперометрического датчика;

• разработан технологический процесс автоматизированного проектирования системы дистанционного мониторинга микропримесей в технологических и других антропогенных средах;

• рекомендованы методы организации контроля для некоторых областей промышленности, а также для организации мониторинга районного значения;

• предложены научно-технические основы организации производства ВАА и внедрены схемотехнические решения для создания ВАА повышенной чувствительности, использованные при создании линии связи радиотехнической системы мониторинга.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Средства борьбы с помехами в полярографах для повышения чувствительности приборов.

2. Новая конструкция универсального высокоточного вольтамперо-метрического датчика.

3. Применение систем автоматизированного проектирования при создании полярографов, особенности организации их производства.

4. Научные и технические основы создания систем мониторинга глобального назначения.

Практическая значимость исследования, результаты реализации и внедрение результатов работы. Учитывая важность дистанционного технологического и экологического контроля, практическая значимость выполненного исследования имеет большое прикладное значение.

Показаны пути дальнейшего развития создания ВАА с целью повышения функциональной интеграции, миниатюаризации и организации производства и автоматизации системы мониторинга всей отрасли и удовлетворения потребностей широкого спектра предполагаемых заказчиков.

Разработанная система может быть использована, как внутри предприятия, так и предприятиями различных областей промышленности, разнесенных по всей отрасли, что дает решение такой задачи, как сбор рабочей информации со всей отрасли промышленности.

Появилась возможность обладать полной и достоверной информацией и отслеживать заданные параметры в реальном времени, что дает преимущества в реагировании на подобное изменение показателей технологического и экологического секторов.

По результатам исследований:

• получен диплом лауреата первой степени и премия на Всероссийском конкурсе по радиотехнике им. A.C. Попова в 2007 г.

• получена золотая медаль НТТМ-2009 «За успехи в научно-техническом творчестве».

Результаты исследования подтверждены тремя актами о внедрении:

• завода цветных металлов г. Подольска Московской области;

• лаборатории санэпидстанции Зеленоградского АО г. Москвы.

• кафедры КПРЭС МИРЭА.

Апробация работы.

Основные результаты исследования доложены на Первой и Третьей Всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых

«Искусственный интеллект: философия, методология, инновации» (г. Москва, 2006 г. и 2009 г.); XIV международном семинаре «Технологические проблемы прочности» (г. Подольск, 2007 г.); 14-ой Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика» (г. Москва, 2007 г.); на VII-X Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи «НТТМ» (г. Москва, 2007-2010 гг.); на 56-59-ой Научно-технической конференции МИ-РЭА (г. Москва, 2007-2010 гг.); Международной научно-технической конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения», INTERMATIC - 2007, 2009. (г. Москва, 2007 г. и 2009 г.); Всероссийской конференции «Химический анализ» (г. Клязьма, 2008г.);. VII Всероссийской конференции по электрохимическим методам анализа с международным участием «ЭМА - 2008» (г. Уфа, 2008г.); Третьей всероссийской конференции «Аналитические приборы», (г. Санкт-Петербург, 2008г); Втором Международном форуме «Аналитика и аналитики» (г. Воронеж, 2008г); 15 и 16-ой Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (г. Москва, 2009 г. и 2010 г.); Международном научно-техническом семинаре «Водородная энергетика как альтернативный источник энергии» (г. Москва, 2009 г; 7-ой Международной теплофизической школе «Тепло-физические исследования и измерения при контроле, управлении и улучшении качества продукции, процессов и услуг» (г. Тамбов, 2010 г.).

Публикации. По результатам исследований и практических разработок опубликовано 29 научных работ, в том числе 7 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ и одна учебно-методическая работа.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка использованных источников из 103 наименований. Основная часть работы изложена на 150 страницах.

2. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована научная актуальность темы, сформулирована цель и определены задачи исследований, научная новизна и значимость полученных теоретических и практических результатов. Указаны, выносимые на защиту, научные положения и результаты.

В первой главе работы проведен анализ состояния проблемы в области дистанционного производственного и экологического мониторинга, использования систем автоматизированного проектирования (САПР) для проектирования ВАА.

Определено, что, при наличии достаточно большого количества разработок, системы мониторинга, построенные на базе ВАА не представле-

ны; при этом все существующие разработки нацелены на узкие сектора поставленных задач. При этом системы мониторинга показателей технологических процессов (ТП) или экологической обстановки (ЭО) не предоставляют возможность проведения анализа с точностью, которая бы удовлетворяла нормам по безопасности жизнедеятельности.

Исследовав вопрос применения САПР при проектировании РЭА, сделан вывод дефиците разработок САПР адаптированных непосредственно под проектирование специализированной ВАА, которая имеет свои конструкционные и технологические особенности.

Построение системы мониторинга глобального назначения на базе ВАА с внедрением ГИС технологий является весьма актуальной задачей исследования и рассмотрена в данном диссертационном исследовании.

Во второй главе подробно рассмотрен вопрос создания высокоточного датчика, предложены схемотехнические решения, использованные при проектировании системы мониторинга, проработан вопрос использования САПР при проектировании ВАА, исследовано влияние помех на электрические цепи полярографа и предложены меры борьбы с ними. Рассмотрены научно-технические основы организации производства ВАА.

Универсальная вольтамперометрическая установка.

Аналитическая часть системы дистанционного мониторинга - полярографическая установка, которая состоит из первичного и вторичного преобразователя. Электрохимический датчик - первичный преобразователь, состоит из трех электродов: индикаторного, задающего и сравнения. Очень важным конструктивным компонентом вольтамперометрической ячейки (Я) является индикаторный электрод (ИЭ). В качестве ИЭ использовали:

1) твердофазный электрод оригинальной конструкции из стекло-углерода, покрытого фторопластом из газовой фазы;

2) статический ртутный электрод модифицированной конструкции (произведена модификация клапана);

3) ртутно-капающий электрод (РКЭ).

В вольтамперометрии (ВА) для повышения чувствительности был введен так называемый инверсионный режим регистрации сигнала. Для реализации этого режима нами были созданы два типа электродов:

• стационарный ртутный электрод модифицированной конструкции;

• оригинальный твердофазный электрод из стеклоуглерода.

Стационарный ртутный электрод был модифицирован для работы с

полярографом нового поколения ПЛС-2Ам.

Модификация коснулась следующего:

Уменьшено питание регулятора работы клапана, закрывающего устье капилляра, где формируется ртутная капля, а это изменение потребо-

вало создание улучшенных амортизирующих устройств, которые обеспечивают уверенное перекрытие канала поступления ртути в капилляр. Конструкция электрода была приспособлена к работе с новой конструкцией датчика прибора ПЛС-2Ам, имеющего уменьшенные размеры станины.

В состав ПЛС-2Ам входит твердофазный индикативный электрод из стеклоуглерода, где было использовано оригинальное покрытие, что позволило избежать появление микротрещин на поверхности электрода.

Вторичным преобразователем является полярографическая установка (ПУ), которая принимает сигнал с датчика, обрабатывает его, усиливает и отправляет на регистрирующие устройство или центр сбора информации (ЦСИ). Интерфейсом же между полярографом и ЦСИ является соединение через ит-интерфейс посредством ОЯМ-модемов.

Традиционно структурная схема полярографа имеет вид (рис. 1).

За счет использования информационных технологий удалось упростить конструкцию ПУ, оставив только компенсатор и усилитель (У). Остальные функциональные блоки ПУ реализованы при помощи компьютера и специализированного программного обеспечения (ПО).

Рис. 1. Структурная схема полярографа

Такое упрощение вызвано тем, что полярограф относится к высокочувствительным приборам анализа и в зависимости от области использования сигнал может иметь величины от единиц до сотых долей нА. В связи с этим необходимо учитывать все помехи, которые снижают чувствительность прибора.

Был произведен анализ внешних и внутренних помех, действующих на ВАА и предложены способы их элиминирвания.

Внутренние помехи в ВАА.

1. Шумовой сигнал.

Основным источником шума полярографа являются усилители (У) потенциостата и усилительно-преобразовательного тракта.

В итоге проведенных расчетов было получено соотношение сиг-

нал/шум (1) = -Г==- (!)

и ШВЫХ У ШП п \R~HS ,

Напряжение шума на выходе У сигнала Г./ш вьк складывается из напряжения шума на токоизмерительном резисторе и напряжения шума на входе У, который характеризует шум самого усилителя. С достаточной точностью можно положить, что 1/ШТ1 = 11ш вх, где 1/ш вх - напряжение шума У, отнесенное к его входу. Здесь ивх - напряжение на входе потенциостата, ивых - напряжение на выходе усилителя, Т11Л - сопротивление электролита. При определении малых концентраций деполяризаторов, когда шумовые сигналы начинают ощущаться в регистрируемом сигнале, можно с достаточной точностью положить, что 2Я = Хс, где Хя~ общее сопротивление Я.

Сделаны следующие выводы:

1. Чем больше частота переменного напряжения, тем больше влияние шума отдельных узлов схемы. Этот факт ограничивает верхнюю границу рабочих частот.

2. Отношение сигнал/шум не зависит от величины И,,,.

3. Отношение сигнал/шум тем меньше, чем меньше шум У.

2. Фазовые искажения.

Дрейф нуля, постоянная и низкочастотная составляющие емкостного тока поддаются существенному ослаблению, если применить для усиления сигнала частотно зависимые усилители. Они обладают меньшим дрейфом нуля и содержат разделительные цепи (РЦ), не пропускающие постоянную составляющую тока и позволяющие в требуемое число раз ослабить составляющие тока на частоте каплеобразования и ее гармониках.

Коэффициент передачи РЦ определяется соотношением:

Самое большое воздействие оказывает составляющая на частоте каплеобразования. Путем введения частотно зависимых усилителей удается в значительной степени ослабить влияние низкочастотных помех. Однако применение усилителей переменного тока приводит к недопустимым фазовым искажениям импульсов емкостного тока, и как следствие этого к ухудшению условий элиминирования емкостного тока при малых концентрациях определяемого деполяризатора.

Величина фазового сдвига <ри например усилителя сигнала, содержащего разделительные цепи с постоянной времени Тр определяется по

формуле: ^ = . \ т • (3)

При принятых значениях/р и Тр получим <р] = 0,0995-0,025, <р1 =

6°-1,5°. Вклад в фазовые искажения третьей гармоники составит tg (р3 = 0,033-0,0083, то есть (р3 = 2°-0,05°. Фазовые искажения более высоких гармоник на сигнал влияют мало из-за малости их амплитуд. Наличие фазовых искажений приводит к ухудшению условия выделения аналитического сигнала, то есть препятствует снижению границы определяемых концентраций. Эти ограничения дается преодолеть, если использовать в частотно зависимых усилительных трактах фазокорректирующие цепи (ФКЦ). Параметры ФКЦ, представляющую собой /<Т-цепь, можно определить из уравнения:

Я,соСф

!ё<Рк = ~Р (В \ -Г*' . 1 - (4)

^(Л,, +Яф)-(0 Сф+1

где Яу - сопротивление активной нагрузки, создаваемой усилительным каскадом; Яф и С-ф - сопротивление и емкость фазокорректирующих резистора и конденсатора соответственно; <рк - угол сдвига фазы, вносимой ФКЦ. Необходимые значения и Сф можно подсчитать, если задаться коэффициентом передачи фазокорректирующей цепи Кф.

гФ+тр

где Тф - постоянная времени ФКЦ. Решая совместно (4) и (5) получим: с к _-кфтр(ор

Фазовая коррекция может осуществляться одной ФКЦ или большим количеством ФКЦ.

Внешние помехи.

Датчик - источник ряда помех. Характер помехи, создаваемой датчиком, зависит от типа применяемого индикаторного электрода.

1. Работа с РКЭ.

В диссертации рассмотрено влияние на полезный сигнал переменного токового сигнала на частоте каплеобразования и ее гармониках, который в десятки раз может превосходить аналитический сигнал. При этом существенная помеха создается РКЭ в момент обрыва (рис. 2).

• I - изменение токов в контуре Я,

• II - изменение сигналов, соответствующих токам Я, в усилителе с регулируемым режимом работы.

При действии постоянного потенциала Е емкостный ток определяется по формуле: ;г=б-10~3-с,,-ш3 ■£•(3 , (7) где с\ - удельная емкость двойного слоя.

Рис. 2. - Изменение емкостного и тока электрохимической реакции.

Для катодной ветви поляризационной кривой С\, = 18—20 ЖФ/ОГ, т - расход ртути, обычно это величина порядка 1 мг/с, £ и г - текущие значения потенциала индикаторного электрода (ИЭ) и времени соответственно.

Если £=0,5 В и учесть выше приведенные порядки величин су и т,

-1

то получим: г'с = 0,06 • I' мкА. (8)

При этом ток электрохимической реакции ¡\. при концентрации деполяризатора с0 определяется по формуле:

/„ = 706 • п • О1"1 ■ т2 '3 • с0 • Г1, 6. (9)

Пусть В = Ю-5 см"/с, п = 2, = 10"4 м.\!, тогда

{„ = 0.45-Ю"3 -г1-'6. (Ю)

При принятых значениях элементов ур. 7 и ур. 9 для разных моментов времени получаются следующие величины:

Таблица 1

Постоянные составляющие токов ячейки в разные моменты времени

Время, с 0,001 0,01 0,1 0,2 0,3 0,4

«г ,мкА 0,6 0,28 0,13 0,1 0,075 0,036

|'м - Ю-3,МКА 0,14 0,21 0,31 0,34 0,4 0,56

«"Л, 4286 1320 420 294 187 64

Для уменьшения (с предложено в приборах, работающих с РКЭ, ограничивать прохождение тока Я в начальный момент жизни ртутной капли, когда броски ¡с максимальны. При этом ограничивается прохождение !«, (рис. 2), но доля его ограничения незначительная (0,1% от времени жизни капли.

2. Работа с твердым электродом

При работе с твердыми электродами наблюдается невоспроизводимое изменение начального уровня вольтамперограммы от замера к замеру. Борьба с данным видом помех осуществляется программным методом.

3. Сетевые помехи

Это прохождение сетевых наводок на задающую часть и паразитные сигналы, которые образуются от взаимодействия аналитического сигнала и сетевой наводки, что влияет на результаты ВА анализа. Элиминирование этого вида помех осуществили за счет конструкции усилителя и ПО.

4. Помехи, создаваемые GSM-модемом

Было установлено, что GSM-модем создает внешние помехи на цепи полярографа ПЛС-2Ам не зависимо от конструкционной реализации модема, что не может не отразиться на аналитическом сигнале анализатора.

В связи с этим были приняты следующие меры: экранирование электрических цепей; установка защитного кожуха на печатную плату (ПП) полярографа.

В диссертации рассмотрены и реализованы три способа реализации системы «анализатор-модем», основанные на использовании в качестве GSM-модема законченного внешнего устройства; микросхемы, встраиваемой на ПП блока анализатора и законченного устройства, реализованного в виде отдельной функциональной ячейки.

При проектировании конструкции полярографа активно использовался САПР: компоновка электрорадпоэлементов, трассировка соединений и для создания конструкторской и технологической документации.

При создании САПР технологии изготовления (САПР-Т) ВАА разработан алгоритм формирования маршрута изготовления полярографа ПЛС-2Ам с использованием бинарных отношений между технологическими операциями и предложена схема организации САПР-Т.

Организация производства вольтамперометрической аппаратуры.

Производство аналитической аппаратуры реализуется на специализированных предприятиях, содержащих следующие службы:

• Администрация.

• Отдел внедрения.

• Конструкторский отдел.

• Технологический отдел.

• Аналитический отдел.

• Производственный цех.

• Экологический отдел.

Обязательным условием производства соременной ВАА является автоматизация всех этапов создания, что и было предложено в диссертации.

Задача нашей группы - выдача задания на разработку ПЛС-2Ам; ye-

тановление требуемых параметров, учитывая условия работы приборов в техногенных зонах, а также требования к современной аппаратуре.

Третья глава работы посвящена разработке общей организационной структуре системы высокоточных средств контроля для мониторинга техногенных сред (СМ). В качестве радиотехнических средств, реализующих систему передачи данных, используется 08М/СгР118-модем. Общая схема построения такой системы представлена на рис. 3.

Рис. 3. Схематичное обозначение построения системы дистанционного экологического мониторинга

В состав производственно-технологической лаборатории (ПТЛ) входит полярограф ПЛС-2Ам и электродная система. Полярограф посредством проводного соединения соединен с 08М/ОРЯ8-модемом (р/м). В свою очередь р/м X также посредством проводного соединения скоммутирован с центральным сервером (ЦСИ). Между р/м «№» и р/м X происходит обмен данными через ит интерфейс.

ЦСИ производит запрос данных как вручную оператором, так и с программной периодичностью. На рис. 3. порядковый номер ПТЛ и р/м означает, что система может иметь несколько точек сбора информации. Расстояние от последних до ЦСИ зависит только от покрытия ОБМ/СБМА-сеги.

В ЦСИ установлено оригинальное ПО «ПЛС-2А 25.00м», позволяющее обрабатывать полученные данные от каждой ПТЛ как в отдельности, так и совместный массив информации, поступающей от множества лабораторий.

В четвертой главе проведено исследование принципов построения телекоммуникационных систем мониторинга глобального назначения, рассмотрены задачи, решаемые в телекоммуникационной сфере при помощи ГИС-технологий и методы их решения.

Распределенная измерительная сеть - комплекс технических и программных решений, предназначенных для сбора, обработки и передачи данных анализа о контролируемых технологических и экологических параметрах (рис. 4).

Рис. 4. Структурная схема анализа производственного мониторинга

Предложена и построена структурная схема телекоммуникационной системы мониторинга глобального назначения, основанная на ГИС-технологиях (рис. 5).

Геоннфоршцнонная система

Рис.5. Структурная схема телекоммуникационной системы на базе ГИС-

технологнй

В диссертационном исследовании предложены пути по развитию действующей телекоммуникационной сети, и эта задача решается при помощи реализации сценария модернизации местных сетей, которые приводят к формированию сети нового поколения. Проведена минимизация затрат на

создание системы глобального дистанционного мониторинга, и в результате создан алгоритм оптимального размещения системы датчиков (рис. 6).

Рис. 6. Структурная схема алгоритма оптимального размещения измерительной системы

В пятой главе приведены данные экспериментов, по составу системы дистанционного мониторинга техногенных сред, результаты анализа вод, почв, атмосферного воздуха и выпускаемой продукции промышленного производства, часть из которых сведена в табл. 2.

Таблица 2

Результаты анализа проб воды_

Место пробоотбора Концентрация элемента, мг/л

Тп са РЬ Т1 В1 Си

Озе ро I -20 м от химчистки 0.007 0,0001 0,0009 <0,0001 0,0008 0.0057

Река 300мот складахимреактевов 0,006 0.0003 0,0003 0,0006 0.0005

200 м ниже могильника 0.005 0,0002 0,0002 0,0006 0,0008

1 ООО м выше могильника 0.005 0,0002 0.0002 0.0006 0,0007

Шламовый амбар 0,031 0,0004 0,0121 0,0006 0,0320

Озеро II - вблизи шламового амбара 0.030 0,0004 0,0006 0.0006 0.0030

Городской водопровод 0,023 0,0002 0,0006 0,0006 0,0039

Питьевая вода из скважины 0.094 0,0001 0,0003 0,0006 0.0043

В заключении приведены результаты работы и сделаны выводы.

3. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В логике решения поставленных в исследовании задач созданы телекоммуникационные связи высокоточных средств контроля для мониторинга техногенных сред в службах технологического контроля промышленных предприятий.

В результате диссертационного исследования были решены задачи:

1. Проанализированы современные телекоммуникационные системы передачи информации в промышленном предприятии и экологических центрах и выделены перспективные направления.

2. На основе исследования режимов работы вольтамперометриче-ской аппаратуры выявлены средства для повышения ее чувствительности.

3. Применены средства автоматизированного проектирования для создания конструкций высокочувствительных полярографов.

4. Предложены рекомендации по организации производства ВАА.

5. Разработаны научные и технические основы для создания телекоммуникационной системы глобального дистанционного мониторинга с применением ГИС технологий.

6. Внедрены разработанные технические средства для регистрации и передачи информации при контроле техногенных сред.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Миськов Д.В., Салихджанова P.M., Ф., Давлетчин Д.И. Система регистрации параметров полета. И Информационные технологии в проектировании и производстве. М.: ВИМИ. № 2. 2007. С. 85-88.

2. Миськов Д.В., Голополосова Ю.Н., Салихджанова Р.М.-Ф., Давлетчин Д.И. Использование информационных технологий в обучающем процессе. // Информационные технологии в проектировании и производстве. М.: ВИМИ. № 2. 2007. С. 89-90.

3. Миськов Д.В., Солдатов Е.В., Давлетчин Д.И. Автоматизированный полярограф для высокочувствительных измерений. // Информационно-измерительные и управляющие системы. М.: Радиотехника. № 7. Том 6. 2008. С. 119-123.

4. Миськов Д.В. Система дистанционного мониторинга качественных и количественных показателей технологических процессов. // Электромагнитные волны и электронные системы. М.: Радиотехника. №6. Том 15. 2010. С. 44-47.

5. Миськов Д.В. Схемотехнические решения, использованные при проектировании системы дистанционного мониторинга. // Наукоемкие технологии. М.: Радиотехника. №8. Том 11. 2010. С. 3-9.

6. Миськов Д.В. Использование радиотехнических средств в дистанционном технологическом контроле. // Информационные технологии в проектировании и производстве. М.: ВИМИ. Выпуск 3. 2010. С. 88-92.

7. Чернов A.B., Миськов Д.В. Проектирование системы качества радиотехнических средств. // Нелинейный мир. М.: Радиотехника. №10. Том 8. 2010. С. 658-662.

Статьи и материалы конференций:

8. Голополосова Ю.Н., Миськов Д.В., Ваитман A.M., Панкратов А.П., Давлетчин Д.И. Системы автоматизированного проектирования конструкций и технологических процессов радиоэлектронных систем и искусственный интеллект. // Искусственный интеллект: философия, методология, инновации: Материалы Первой Всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. М.: ИИнтеЛЛ, 2006. С. 418-419

9. Мышкова Е.К., Миськов Д.В., Руденко Т.А. Информационные технологии, как неотъемлемая часть автоматизации процесса конструирования. // Технологические проблемы прочности: Материалы XIV международного семинара. М.: МГОУ, 2007. С. 285-289.

10. Миськов Д.В., Голополосова Ю.Н. Применение автоматизированных средств проектирования при создании конструкций изделий в радиоэлектронике. // Микроэлектроника и информатика - 2007: Материалы 14-ой Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов. М.: МИЭТ, 2007. С 93.

11. Солдатов Е.В., Миськов Д.В., Травкин С.А., Антонов A.A. По-лярограф ПУ-1М в экологическом мониторинге. // Лучшие проекты VII Всероссийской выставки научно-технического творчества молодежи. М.: МГСУ, 2007. С. 173-175.

12. Салихджанова Р.М.-Ф., Ларионова В.И., Миськов Д.В., Ах-мадьярова Д.И. Применение средств автоматизации при проектировании конструкций и технологических процессов в учебном процессе. // Сборник трудов 56-ой Научно-технической конференции, посвященной 60-летию МИРЭА, часть 3. М.: МИРЭА, 2007. С. 138-141.

13. Солдатов Е.В., Миськов Д.В. Технологический контроль на промышленных объектах средствами вольтамперометрии. // INTERMATIC - 2007: Материалы Международной научно-технической конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения», часть 3. М.: Энергоатомиздат, 2007. С. 264-269.

14. Давлетчин Д.И., Солдатов Е.В., Миськов Д.В., Салихджанова Р.М.-Ф. Объективная оценка аналитического метода. // Всероссийская конференция «Химический анализ». М.: ИОНХ, 2008. С. 49-50.

15. Давлетчин Д.И., Солдатов Е.В., Миськов Д.В., Ахмадьярова Д.И., Салихджанова Р.М.-Ф. Вольтамперометрические индикаторные

электроды. // ЭМА-2008: Материалы VII Всероссийской конференции по электрохимическим методам анализа с международным участием. ГУП НИИ БЖД РБ. 2008. С. 33.

16. Солдатов Е.В., Миськов Д.В. Аналитический мониторинг состояния окружающей среды с радиотехнической передачей и обработкой результатов измерений. // Научно-техническое творчество молодежи -путь к обществу, основанному на знаниях. Сборник научных докладов. М.: МГСУ, 2008. С. 185.

17. Салнхджанова Р.М.-Ф., Давлетчин Д.И., Ахмадьярова Д.И.,. Миськов Д.В., Солдатов Е.В., Травкин С.А. Вольтамперометрическая аппаратура сегодня. // Аналитические приборы. Третья всероссийская конференция. Спб.: СПГУ, 2008. С. 99.

18. Миськов Д.В., Солдатов Е.В., Давлетчин Д.И. Химико-аналитический контроль технологических сред радиотехнических предприятий. // Сборник трудов 57-ой Научно-технической конференции, часть 4. М.: МИРЭА, 2008. С. 90-94.

19. Давлетчин Д.И., Миськов Д.В., Солдатов Е.В., Травкин С.А., Ахмадьярова Д.И., Салнхджанова Р.М.-Ф. Автоматическое проектирование аналитической аппаратуры. // Аналитика и аналитики. Второй Международный форум. Воронеж: ВГТА, 2008. С. 226.

20. Миськов Д.В., Атрошенкова Н.С. Применение САПР при создании вольтамперометрической аппаратуры. // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика. Пятнадцатая Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов. Том 1. М.: МЭИ, 2009. С.302-303.

21. Миськов Д.В., Солдатов Е.В., Давлетчин Д.И. Высокочувствительный анализ при помощи автоматизированного универсального поляро-графа. // Сборник трудов 58-ой Научно-технической конференции, часть 3. М.: МИРЭА, 2009. С. 145-150.

22. Солдатов Е.В., Миськов Д.В., Атрошенкова Н.С., Мнацаконьян Г.В., Давлетчин Д.И., Салнхджанова Р.М.-Ф. Поточный электрохимический анализатор ПЛС-2А.М. // Сборник научных тезисов участников фестиваля НТТМ ЗАО г. Москвы. М.: МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2009. С. 16.

23. Миськов Д.В., Солдатов Е.В., Атрошенкова Н.С., Мнацаконьян Г.В., Давлетчин Д.И. Инверсионная вольтамперометрия в решении проблем водородной энергетики. // Международный научно-технический семинар «Водородная энергетика как альтернативный источник энергии». Сборник тезисов. М.: МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2009. С. 93.

24. Миськов Д.В., Солдатов Е.В., Дербаши И.И., Мнацаконьян Г.В., Давлетчин Д.И., Салнхджанова Р.М.-Ф. Методология построения современных измерительных приборов для аналитической химии. // Искусственный интеллект: философия, методология, инновации. Материалы III

Всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. М.: ИИнтеЛЛ, 2009. С.116-117.

25. Солдатов Е.В., Миськов Д.В. Системы автоматической пробо-подготовки для нужд микроколичественного анализа. // ШТЕКМАТЮ -2009: Материалы Международной научно-технической конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения», часть 4. М.: Энергоатомиздат, 2009. С. 74-77.

26. Миськов Д.В., Солдатов Е.В. Дистанционная система мониторинга в производственном технологическом контроле. // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика. Шестнадцатая Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов. Том 2. М.: МЭИ, 2010. С. 256-257.

27. Миськов Д.В., Солдатов Е.В., Давлетчин Д.И., Дронов И.Ю. Методологические основы построения автоматизированной системы экологического мониторинга. // Сборник трудов 59-ой Научно-технической конференции, часть 3. М.: МИРЭА, 2010. С, 132-137.

28. Солдатов Е.В., Миськов Д.В. Создание средств пробоотбора в системе экологического мониторинга и технологического контроля в аспекте метрологических измерений. // Теплофизические исследования и измерения в энергосбережении, при контроле, управлении и улучшении качества продукции, процессов и услуг. Седьмая международная теплофизи-ческая школа, часть 1. Тамбов: ГОУ ВПО ТГТУ, 2010. С. 236-239.

Научно-методические издания:

29. Илларионова В.И., Миськов Д.В., Салнхджанова Р.М.-Ф. Информационные технологии производства РЭС: методические указания по выполнению лабораторных работ по курсу «Основы конструирования и технологии производства РЭС». М.: МИРЭА, 2009. 32 с.

Подписано в печать 19.11.2010. Формат 60x84 1/16. Усл. печ. л. 0,93. Усл. кр.-отт, 3,72. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 697

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет)" 119454, Москва, пр. Вернадского, 78

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Системы мониторинга и способы передачи данных в них.

1.1.1. Понятия: контроль, дефект, мониторинг.

1.1.2. Рассмотрение и решение экологических проблем региона на основе внедрения геоинформационной системы.

1.1.3. Системы мониторинга. Классификация по видам связи.

1.1.4. Разработки в области производственного и экологического мониторинга.

1.2. Автоматизация процесса проектирования радиоэлектронной аппаратуры.

1.2.1. Предпосылки к автоматизации процесса проектирования.

1.2.2. Инструменты системы автоматизированного проектирования.

1.3. Выводы по главе.

2. РАЗРАБОТКА ВЫСОКОТОЧНЫХ СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ ТЕХНОГЕННЫХ СРЕД.

2.1. Универсальная вольтамперометрическая установка.

2.1.1. Вольтамперометрические датчики оригинальной конструкции.

2.1.2. Универсальный полярограф.

2.2. Использование системы автоматизированного проектирования при создании вольтамперометрической аппаратуры.

2.2.1. Автоматизированное проектирование конструкции вольтамперометрического анализатора.

2.2.2. Разработка алгоритма создания технологических документов.

2.2.3. Разработка системы автоматизированного проектирования технологии производства вольтамперометрического анализатора.

2.3. Схемотехнические решения для разработки системы высокоточных средств контроля.

2.3.1. Радиомодуль в виде отдельной микросхемы.

2.3.2. Радиомодуль в виде отдельной печатной платы.

2.3.3. Радиомодуль в виде внешнего законченного устройства.

2.4. Помехи в вольтамперометрической аппаратуре и способы их элиминирования.

2.4.1. Выбор частоты переменного напряжения.

2.4.2. Внутренние помехи.

2.4.3. Внешние помехи.

2.5. Организация производства вольтамперометрической аппаратуры.

2.6. Выводы по главе.

3. СОЗДАНИЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ОСНОВ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ТЕХНОГЕННЫХ СРЕД.

3.1. Организация структуры размещения системы мониторинга.

3.1.1. Общая структурная схема построения системы мониторинга.

3.1.2. Организация системы мониторинга по территориальному признаку.

3.2. Метод передачи данных, использованный при разработке системы мониторинга.

3.2.1. Практические аспекты интеграции 08МАЗРК8-модулей.

3.2.2. Интерфейсная часть оборудования.

3.2.3. Инсталляция радиомодуля.

3.2.4. Проблемы построения систем мониторинга техногенных сред.

3.2.5. Выбор радиомодуля для построения линии связи в системе высокоточных средств контроля для мониторинга техногенных сред.

3.2.6. Сравнительные характеристики радиомодулей.

3.2.7. Критерии выбора радиомодуля.

3.3. Разработка технологического процесса автоматизированного проектирования системы мониторинга.

3.4. Выводы по главе.

4. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ МОНИТОРИНГА

ГЛОБАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ.

4.1. Использование ГИС-технологий в сфере телекоммуникаций.

4.1.1. Анализ систем дистанционного мониторинга производственного и экологического секторов.

4.1.2. Моделирование сетей и оптимизация показателей эффективности.

4.2. Проблемы оптимизации в телекоммуникационных системах мониторинга.

4.2.1. Минимизация затрат на создание системы мониторинга.

4.2.2. Постановка задачи и оптимизация измерительной сети.

4.2.3. Программное обеспечение, реализующее процесс оптимизации измерительной сети.

4.3. Выводы по главе.

5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМЫ ВЫСОКОТОЧНЫХ СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ ДЛЯ

МОНИТОРИНГА ТЕХНОГЕННЫХ СРЕД

5.1. Описание эксперимента и оборудования, результаты.

5.2. Выводы по главе.

Некоторые области промышленности (например, радиоэлектронная) характеризуются сложными условиями труда и невозможностью проводить анализ непосредственно на производстве или при нахождении персонала в рабочей области. Возникает задача контроля атмосферного воздуха рабочей зоны технологического процесса, а также качества выходной продукции.

Наряду с этим, любая бурно развивающаяся отрасль промышленности характеризуется воздействием на экологическую обстановку прилегающей территории. Появляется трудность, которая заключается в оценке экологической обстановке региона в целом [1, 2].

Для этого нами предлагается на базе вольтамперометрической аппаратуры построить систему дистанционного мониторинга, которая позволяла бы регистрировать параметры с нескольких объектов и передавать их в единый центр сбора и обработки данных. Таким центром может быть как информационный банк результатов анализа на производстве, так и центр сбора информации экологического значения. Таким образом, наша система является широко применяемой и актуальной к использованию.

В нашей работе был сделан ориентир на использование вольтамперометрической установки универсального назначения, которая позволяет полностью охватить преимущества вольтамперометрического метода:

- анализировать атмосферный воздух, почвы;

- проводить качественный и количественный контроль различных вод, включая сточные;

- анализировать состав материалов и готовой продукции.

Для реализации задуманного проекта за основу системы был взят по-лярограф лабораторный специальный ПЛС-2Ам, который нами был создан при использовании системы автоматизированного проектирования (САПР). Построение системы дистанционного мониторинга сопровождалось выпуском соответствующей конструкторской и технологической документации, которая также создавалась при помощи САПР конструкций и технологий радиоэлектронных систем (РЭС).

Актуальность работы

Современное развитие различных направлений науки и техники, а также рост промышленных предприятий, включая и по направлению, радиотехника, связано с необходимостью совершенствования и внедрения контрольно-измерительной аппаратуры. Эта аппаратура широко используется для технологического контроля и для установления экологического состояния рабочей зоны, атмосферного воздуха, поверхностных и сточных вод. При этом очень важной задачей является сбор контролируемых параметров для их фиксации, анализа и принятия мер в случае возникновения опасной ситуации. Причем, важно использовать в этих видах контроля приборы, отличающиеся высокой чувствительностью и универсальностью по объектам определения [3, 4].

Настоящая диссертация посвящена методам сбора и передачи информации контролирующих средств в промышленных предприятиях, в экологических центрах и санитарных службах с использованием вольтамперо-метрической аппаратуры.

Цель и задачи исследования

Целью диссертационной работы является создание высокоточных датчиков для ВАА и телекоммуникационных связей для служб технологического контроля промышленных предприятий и экологического мониторинга, а также научно-технических основ организации производства ВАА.

Задачи исследования:

• Анализ современных телекоммуникационных систем передачи информации в промышленных предприятиях и экологических центрах.

• Анализ режимов работы ВАА с целью выявления средств для повышения чувствительности этих приборов.

• Применение средств автоматизированного проектирования высокочувствительных полярографов.

• Внедрение разработанных технических средств для регистрации и передачи информации при контроле технологических параметров и состояния окружающей среды.

Научная новизна

• Создана новая конструкция универсального высокоточного вольтамперометрического датчика;

• разработан технологический процесс автоматизированного проектирования системы дистанционного мониторинга микропримесей в технологических и других антропогенных средах;

• рекомендованы методы организации контроля для некоторых областей промышленности, а также для организации мониторинга районного значения;

• предложены научно-технические основы организации производства ВАА и внедрены схемотехнические решения для построения ВАА повышенной чувствительности, использованные при создании линии связи радиотехнической системы мониторинга.

Положения, выносимые на защиту

• Средства борьбы с помехами в полярографах для повышения чувствительности приборов.

• Новая конструкция универсального высокоточного вольтамперометрического датчика.

• Применение систем автоматизированного проектирования при создании полярографов, особенности организации их производства.

• Научные и технические основы создания систем мониторинга глобального назначения.

Практическая значимость

Учитывая важность дистанционного технологического и экологического контроля, практическая значимость выполненного исследования имеет большое прикладное значение.

Показаны пути дальнейшего развития ВАА с целью повышения функциональной интеграции, миниатюризации, организации производства, автоматизации системы мониторинга всей отрасли и удовлетворения потребностей широкого спектра предполагаемых заказчиков.

Разработанная система может быть использована как внутри предприятия, так и предприятиями различных областей промышленности, разнесенных по всей отрасли, что дает решение такой задачи, как сбор рабочей информации со всей отрасли промышленности.

Появилась возможность обладать полной и достоверной информацией и отслеживать заданные параметры в реальном времени, что дает преимущества в реагировании на подобное изменение показателей технологического и экологического секторов.

Разработаны мероприятия по организации системы передачи аналитической информации в центры сбора данных:

• по состоянию технологического процесса производства металлических сплавов;

• по состоянию поверхностных вод и почв Зеленоградского административного округа г. Москвы.

По результатам исследований:

• получен диплом лауреата первой степени и премия на Всероссийском конкурсе по радиотехнике им. A.C. Попова в 2007 г.

• получена золотая медаль НТТМ-2009 «За успехи в научно-техническом творчестве».

Результаты исследования подтверждены тремя актами о внедрении:

• завода цветных металлов г. Подольска Московской области;

• лаборатории санэпидстанции Зеленоградского АО г. Москвы.

• кафедры КПРЭС МИРЭА.

Апробация работы

Основные результаты исследования доложены на Первой и Третьей Всероссийских конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Искусственный интеллект: философия, методология, инновации» (г. Москва, 2006г. и

2009г.); XIV международном семинаре «Технологические проблемы прочности» (г. Подольск, 2007г.); 14-ой Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика» (г. Москва, 2007г.); на УИ-Х Всероссийских выставках научно-технического творчества молодежи «НТТМ» (г. Москва, 2007-2010гг.); на 5659-ой Научно-технических конференциях МИРЭА (г. Москва, 2007-2010 гг.); Международных научно-технических конференциях «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения», ШТЕКМАТ1С-2007, 2009 (г. Москва, 2007г. и 2009г.); Всероссийской конференции «Химический анализ» (г. Клязьма, 2008г.); VII Всероссийской конференции по электрохимическим методам анализа с международным участием «ЭМА - 2008» (г. Уфа, 2008г.); Третьей всероссийской конференции «Аналитические приборы», (г. Санкт-Петербург, 2008г); Втором Международном форуме «Аналитика и аналитики» (г. Воронеж, 2008г); Пятнадцатой и Шестнадцатой Международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (г. Москва, 2009г. и 2010г.); Международном научно-техническом семинаре «Водородная энергетика как альтернативный источник энергии» (г. Москва, 2009г); 7-ой Международной теплофизической школе «Теплофизические исследования и измерения при контроле, управлении и улучшении качества продукции, процессов и услуг» (г. Тамбов, 2010г.).

Публикации

По результатам исследований и практических разработок опубликовано 29 научных работ, в том числе 7 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, и одна учебно-методическая работа.

Личный вклад автора

Автором лично выполнена экспериментальная работа по проведению анализа проб водоемов и передаче этой информации в центральную санэпидемстанцию Зеленоградского АО г. Москвы, а также проведен литературный обзор по существующим перспективным системам мониторинга, способам построения линии связи и использованию САПР в проектировании вольтамперометрической аппаратуры и измерительной сети системы мониторинга; предложены научно-технические основы разработки высокоточных средств контроля для мониторинга техногенных сред; рекомендованы схемы организации системы мониторинга; внедрены оригинальные схемотехнические решения, использованные при организации данной системы; создано программное обеспечение, позволяющее производить обработку аналитических данных и расчет параметров проведенного микроанализа; исследован вопрос воздействия помех на полярографическую установку и даны способы элиминирования последних; предложен технологический процесс автоматизированного проектирования системы мониторинга, построенной на основе вольтамперометрической аппаратуры. Наряду с этим, были предложены решения, позволяющие создать систему мониторинга глобального назначения с применением современных инструментов геоинформационной системы (ГИС). Построены три конструкционных варианта исполнения системы мониторинга (с внешним радиомодулем, с радиомодулем в виде отдельной ячейки и с радиомодулем, организованным в виде микросхемы) и были апробированы.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, и списка использованных источников из 103 наименований. Основная часть работы изложена на 150 страницах, содержит 10 таблиц и 20 рисунков.

5.2. Выводы по главе

В данной главе приведено описание эксперимента, проведенного на объектах исследования Зеленоградского АО г. Москвы с использованием системы дистанционного мониторинга технологических показателей и экологической обстановки на базе вольтамперометрического анализатора. Анализ проводился при помощи измерительной системы, построенной на базе твердотельных и статических ртутных электродов. Линия передачи измеренной информации была реализована при помощи GSM модулей. В качестве объекта исследования взяты источники воды различного назначения, анализ которых представляет собой весьма важную экологическую задачу для данного региона и играет не последнюю роль в вопросах жизнедеятельности и безопасности. Для обработки измеренных данных, проведения расчетов, построения вольтамперограмм и получения документированных результатов анализа использовался программный продукт, разработанный нами.

Результаты экспериментов микроколичественного анализа проб воды, воздуха, почв и технологической продукции, сведенные в табл. 6-10 свидетельствуют о работоспособности системы и подтверждают актуальность и практическую значимость проведенного диссертационного исследования.

Полученные данные проведенных экспериментов имеют высокую точность, что особенно важно при анализе экологической обстановки области мониторинга или района в целом, так как непосредственно влияет на жизнедеятельность населения, проживающего в зонах вольтамперометрического контроля.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам выполнения диссертационного исследования были созданы научно-технические основы разработки высокоточных средств контроля для мониторинга техногенных сред с применением вольтампе-рометрической аппаратуры.

В логике решения поставленных в исследовании задач созданы телекоммуникационные связи высокоточных средств контроля для мониторинга техногенных сред в службах технологического контроля промышленных предприятий и экологических службах.

В результате диссертационного исследования были решены задачи:

1. Проанализированы современные телекоммуникационные системы передачи информации в промышленном предприятии и экологических центрах и выделены перспективные направления для решения задачи выбора канала связи системы высокоточных средств контроля техногенных сред.

2. На основе исследования режимов работы вольтамперометрической аппаратуры выявлены средства для повышения ее чувствительности.

3. Применены средства автоматизированного проектирования для создания конструкций высокочувствительных полярографов, что стало результатом создания полярографической установки нового поколения с улучшенными характеристиками.

4. Предложены рекомендации по организации производства ВАА и рекомендовано применение системы автоматизированного проектирования конструкции и технологии изготовления прибора на всем производственном цикле.

5. Разработаны технические основы и подход к концепции создания телекоммуникационной системы глобального дистанционного' мониторинга с применением ГИС технологий.

6. Внедрены разработанные технические средства для регистрации и передачи информации при контроле техногенных сред на промышленном производстве и в экологической лаборатории.

Проводя анализ рынка на наличие систем дистанционного экологического мониторинга, были сделаны выводы о его полноте и насыщенности различными разработками и проектами в области дистанционного мониторинга. В тоже время, на лицо отсутствие системы дистанционного мониторинга, которая позволила бы проводить микроколичественный анализ с высокой точностью. В работе предложены научные основы и инженерные решения, которые реализовались в практическую реализацию системы дистанционного мониторинга технологических показателей и экологической обстановки на базе вольтамперометрического анализатора.

Автоматизированное проектирование вольтамперометрической аппаратуры, не говоря уже о системах, построенных на ее базе, вообще находится в зачаточном состоянии. Целью данной работы было решение этих проблем, что было достигнуто применением систем автоматизированного проектирования.

Одной из целей диссертационного исследования было построение линии связи для проектируемой системы дистанционного мониторинга, что было выполнено на базе вВМ-технологии после рассмотрения и анализа различных, используемых на практике, методов передачи информации.

В диссертационном исследовании были рассмотрены вопросы о создании глобальной системы дистанционного мониторинга, построенной с применением современных ГИС технологий. Предложены научные и технические основы для создания такой системы. Была поставлена задача оптимизации измерительной сети при проектировании системы глобального дистанционного мониторинга, результатом решения которой стала разработка алгоритма оптимального размещения измерительной системы с последующей графической реализацией. В данном разделе рассмотрены задачи разработки критериев и программных средств оптимизации выбора состава и размещения телекоммуникационной системы глобального мониторинга.

Рассмотрена задача минимизации затрат на создание глобальной системы дистанционного мониторинга, построенной с применением современных ГИС технологий

Разработанная система вы сокоточных средств контроля для мониторинга техногенных сред на базе вольтамперометрического анализатора внедрена в эксплуатацию на промышленном предприятии Московской области — Подольском заводе цветных металлов и в центральной городской санэпидемстанции Зеленоградского АО г. Москвы. Внедрение подтверждается полученными актами и характеризует ее практическую значимость для нужд заказчиков.

По всему вышесказанному можно сделать выводы, что данная радиотехническая система является необходимым и нужным внедрением во многие области промышленности и наряду с возможностью мониторинга экологической обстановки региона, является актуальной и значимой темой для дальнейшего исследования и развития.

1. Солдатов Е.В., Миськов Д.В., Травкин С.А., Антонов A.A. Поляро-граф ПУ-1М в экологическом мониторинге. // Лучшие проекты VII Всероссийской выставки научно-технического творчества молодежи. М.: МГСУ, 2007. С. 173-175.

2. ГОСТ 3.1109-82. Процессы технологические. Основные термины и определения ( с изменением №1). Введ. с 01.01.1983. М.: ИПК Издательство стандартов, 2001.

3. ГОСТ Р 52155-2003 Географические информационные системы федеральные, региональные, муниципальные. Введ. 01.07.2004. М: ИПК Издательство стандартов, 2004.

4. ГОСТ 19463-74. Тракты телевизионные вещательные передачи изображения. Магистральные каналы изображения радиорелейных и кабельных линий связи. Основные параметры. Методы измерений. Введ. с 01.01.1976 по 01.01.1981.М: Издательство стандартов, 1974. 33 с.

5. ГОСТ 22731-77. Системы передачи данных. Процедуры управления звеном передачи данных (с изменением №1). Введ. с 01.01.1979. М: Издательство стандартов, переиздание 1997.

6. ГОСТ 19463-89. Магистральные каналы изображения радиорелейных и спутниковых систем передачи. Основные параметры и методы измерений. Введ. с 01.01.1990. М: Издательство стандартов, 1989.

7. Олифер В. Олифер И. Новые технологии и оборудование IP-сетей. М.: BHV Санкт - Петербург, 1990. 512 с.

8. ГОСТ 24.601-86. Единая система стандартов автоматизированных систем управления. Автоматизированные системы. Стадии создания. Введ. С 01.07.1987 по 01.01.1992. М: Издательство стандартов, 1986.

9. М.Макаров С.Б., Певцов Н.В., Попов Е.А., Сивере М.А. Телекоммуникационные технологии: введение в технологии GSM: учебное пособие для студ. высш. учеб. заведений, 2-е изд., испр. М.: Академия, 2008. 256 с.

10. Тяпичев Г.А. Спутники и цифровая радиосвязь. Издательство: Тех-Бук, 2004. 288 с.

11. Matteo Luccio. Monitoring Large-Structure Deformation. GPS World. August, 1, 2002.

12. Мышкова E.K., Миськов Д.В., Руденко Т.А. Информационные технологии, как неотъемлемая часть автоматизации процесса конструирования. // Технологические проблемы прочности: Материалы XIV международного семинара. М.: МГОУ, 2007. С. 285-289.

13. Цаповская O.A., Челяпина О.И., Миськов Д.В. О применении средств программированного обучения. // Технологические проблемы прочности: Материалы XIV международного семинара. М.: МГОУ, 2007. С. 258266.

14. Алексеев О.В., Головков A.A., Пивоваров И.Ю. Автоматизация проектирования радиоэлектронных средств: учебное пособие для вузов (под ред. Алексеева О.В.). М.: Высшая школа, 2000. 479 с.

15. Сучков Д. И. Проектирование печатных плат в САПР P-CAD 4.5, Р-CAD 8.5 и ACCEL EDA. M.: Малип, 1997. 575 с.

16. Прокопов И.И. Проектирование РЭА на ПЭВМ. Челябинск. Изд-во ЮУрГУ, 2008. 256 с.

17. Волкова А.К. Информационные технологии. М.: ИНФРА-М, 2001.310 с.

18. Nancy Spurling Johnson. SolidWorks World 2010, Part 2: New Products for SolidWorks Users, Cadalyst magazine, February 25, 2010.

19. Миськов Д.В., Солдатов Е.В., Давлетчин Д.И. Высокочувствительный анализ при помощи автоматизированного универсального полярографа. // Сборник трудов 58-ой Научно-технической конференции, часть 3. М.: МИРЭА, 2009. С. 145-150.

20. Солдатов Е.В., Миськов Д.В., Давлетчин Д.И., Травкин С.А. Формирование сигнала вольтамперометрических анализаторов и его обработка. // Сборник трудов 57-ой Научно-технической конференции, часть 3. М.: МИРЭА, 2008. С. 52-56.

21. Давлетчин Д.И., Солдатов Е.В., Миськов Д.В., Салихджанова Р.М.-Ф. Объективная оценка аналитического метода. // Всероссийская конференция «Химический анализ». М.: ИОНХ, 2008. С. 49-50.

22. Салихджанова Р.М.-Ф., Давлетчин Д.И., Ахмадьярова Д.И.,. Миськов Д.В., Солдатов Е.В., Травкин С.А. Вольтамперометрическая аппаратура сегодня. // Аналитические приборы. Третья всероссийская конференция. Спб.: СПГУ, 2008. С. 99.

23. Уваров A.C. PCAD 2002 и SPECCTRA. Разработка печатных плат. М.: Изд-во «СОЛОН-Пресс», 2003. 544 с.

24. Фетисов B.C. Как быстро разработать топологию печатной платы с помощью САПР PCAD 4.5: учебное пособие. Уфимский государственный авиационный технический университет Уфа, 1999.

25. Давлетчин Д.И., Миськов Д.В., Солдатов Е.В., Травкин С.А., Ахмадьярова Д.И., Салихджанова Р.М.-Ф. Автоматическое проектирование аналитической аппаратуры. // Аналитика и аналитики. Второй Международный форум. Воронеж: ВГТА, 2008. С. 226.

26. Стешенко В. Б. ACCEL EDA Технология проектирования печатных плат. М.: Нолидж, 2000. 510 с.

27. Уваров A. P-CAD 2000, ACCEL EDA. Конструирование печатных плат: учебный курс. СПб.: Питер, 2001. 320 с.

28. Mario Hirz, Alexander Harrich, Patrick Rossbacher. 3D-CAD Design Methods in Education and Research, Journal of Systemics, Cybernetics and Informatics Volume 7 - Number 6, 2009.

29. Поляков Ю. В. Новый бессеточный автотрассировщик для P-CAD 2000. // EDA Express. 2000. Октябрь. №2. С. 2-7.

30. Разевиг В.Д. Система P-CAD 2000. Справочник команд. М.: Горячая линия — Телеком, 2001. 256 с.

31. Головицына М.В. Автоматизация технологического процесса производства РЭС. Проектирование технологии. М.: Депозитарий электронных изданий ФГУП НТЦ «ИНФОРМРЕГИСТР», Министерство Российской Федерации по связи и информатизации, 2003.

32. Норенков И.П. Системы автоматизированного проектирования. Кн. 1: учебное пособие для втузов. М.: Высшая школа, 1986. 127 с.

33. Норенков И.П., Маничев В.Б. Система автоматизированного проектирования электронной и вычислительной аппаратуры. М.: Высшая школа, 1983. 272 с.

34. Головицына М.В. Проектирование автоматизированных технологических комплексов. М.: Изд-во МГОУ, 2001. 213 с.

35. Нечепуренко М.И., Попков В.К., Майнагашев С.М. и др. Алгоритмы и программы решения задач на графах и сетях. Новосибирск: Наука. Сиб. Отд-ние, 1990. 515 с.

36. Кауфман А., Фор А. Займемся исследованием операций. М.: Мир, 1966. 279 с.

37. Бабкин A.C. Разработка научных основ автоматизированного проектирования технологии сварки в защитных газах стальных конструкций: Ав-тореф. дис. .докт. тех. наук. М., 2008.

38. ГОСТ 23501.101-87 Системы автоматизированного проектирования. Введ. 01.07.1988. М: Издательство стандартов, 1988.

39. Миськов Д.В., Голополосова Ю.Н., Салихджанова Р.М.-Ф., Давлет-чин Д.И. Использование информационных технологий в обучающем процессе. // Информационные технологии в проектировании и производстве. М.: ВИМИ. № 2. 2007. С. 89-90.

40. Миськов Д.В. Схемотехнические решения, использованные при проектировании системы дистанционного мониторинга. // Наукоемкие технологии. М.: Радиотехника. №8. Том 11. 2010. С. 3-9.

41. Гук М. Аппаратные интерфейсы ПК. Энциклопедия. Издательство: Питрер, 2003. 528 с.

42. Информационный портал, посвященный GSM модемам: портал Электронный ресурс. URL: http://www.edgemodem.ru (дата обращения 18.01.2010).

43. Цфасман С.Б. Брыксин И.Е. Салихжанова Р.М.-Ф. Некоторые аспекты теории высокочастотной полярографии. // Тезисы докладов на 4-м Всесоюзном совещании по полярографии». Алма-Ата, 1969. С. 224.

44. Брыксин И.Е. Салихжанова Р.М.-Ф. Вопросы повышения помехоустойчивости полярографов переменного тока. // Новости полярографии 1975. Тезисы докладов VI Всесоюзного совещания по полярографии. Рига, «Зинатне», 1975. С. 57.

45. Салихджанова Р.М.-Ф., Гинзбург Г.И. Некоторые полярографические помехи второго порядка. // Тезисы докладов Всесоюзной конференции по электрохимическим методам анализа. Томск, 1981.

46. Брыксин И.Е. Салихджанова Р.М.-Ф. Полярографические методы переменного тока. // Заводская лаборатория, 1974. №4. С. 366-369.

47. Лосев А.К. Линейные радиотехнические цепи: учебник для вузов. М: Высшая школа, 1971. 560 с.

48. Салихджанова Р.М.-Ф. Релаксационная вольтамперометрия с переменным и импульсным напряжением трапециевидной формы: Дис. .докт тех. наук: / Московский институт радиотехники, электроники и автоматики. М., 1982.

49. Антонов А.Н., Морозова Л.С. Основы современной организации производства. М.: Дело и сервис, 2004. 432 с.

50. Рязанова В.А., Люшина Э.Ю. Организация и планирование производства. М.: Academia, 2010. 272 с.

51. Миськов Д.В. Система дистанционного мониторинга качественных и количественных показателей технологических процессов. // Электромагнитные волны и электронные системы. М.: Радиотехника. №6. Том 15. 2010. С. 44-47.

52. Миськов Д.В., Солдатов Е.В., Давлетчин Д.И., Дронов И.Ю. Методологические основы построения автоматизированной системы экологического мониторинга. // Сборник трудов 59-ой Научно-технической конференции, часть 3. М.: МИРЭА, 2010. С. 132-137.

53. Миськов Д.В. Использование радиотехнических средств в дистанционном технологическом контроле. // Информационные технологии в проектировании и производстве. М.: ВИМИ. Выпуск 3. 2010. С. 88-92.

54. Миськов Д.В., Солдатов Е.В., Давлетчин Д.И. Автоматизированный полярограф для высокочувствительных измерений. // Информационно-измерительные и управляющие системы. М.: Радиотехника. № 7. Том 6. 2008. С. 119-123.

55. Шмалько A.B. Цифровые сети связи. Основы планирования и построения. Издательство: Эко-Трендз, 2001. 284 с.

56. Бакланов И.Г. Технологии измерений первичной сети. Часть 1. Системы El, PDH, SDH. М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2000. 142 с.

57. Svein Yngvar Willassen. International Forensics and the GSM mobile telephone system, Journal of Digital Evidence., Volume 2, Issue 1, 2003.

58. Vendor Written. Product of the Day: Communication PC/104 Module with GPS and GPRS/GSM/PCS, Linux Journal, May 06, 2005.

59. Михайлов А. Практические аспекты интеграции GSM/GPRS-терминалов Электронный ресурс. // Журнал «Беспроводные технологии», 2006. №4. URL: http://www.wireless-e.ru/assets/files/pdf/2006447.pdf (дата обращения 21.09.2009).

60. Громаков Ю.А., Северин A.B., Шевцов В.А. Технологии определения местоположения в GSM и UMTS. М.: Эко-Трендз, 2005. 144 с.

61. Миськов Д.В., Салихджанова P.M., Ф., Давлетчин Д.И. Система регистрации параметров полета. // Информационные технологии в проектировании и производстве. М.: ВИМИ. № 2. 2007. С. 85-88.

62. А. В. Андриянов и др. Устройства для обнаружения и мониторинга живых и движущихся объектов с использованием короткоимпульсных сверхширокополосных измерительных сигналов // Успехи современной радиоэлектроники. 2009. № 1/2. С. 73-82.

63. Пышкин И.М., Дежурный И.И., Талызин В.Н., Чвилев Г.Д.; под ред. Пышкина И.М. Системы подвижной радиосвязи. М.: Радио и связь, 1986. 328 с.

64. Миськов Д.В., Солдатов Е.В., Давлетчин Д.И. Химико-аналитический контроль технологических сред радиотехнических предприятий. // Сборник трудов 57-ой Научно-технической конференции, часть 4. М.: МИРЭА, 2008. С. 90-94.

65. Brown C.J., Karuna R., Ashkenazi V., Roberts G.W. Monitoring of Structures Using the Global Position System. Proc. Instn. Civ. Engrs. Struct. & Bldgs, 1999. p. 97-105.

66. Щербинин M.B. Разработка и исследование принципов и методики построения информационно-телекоммуникационных систем на базе ГИС-технологий: Автореф. дис. .канд. тех. наук. М., 2007.

67. Лопандя A.B., Немтинов В.А. Основы ГИС и цифрового тематического картографирования: учебно-методическое пособие. Тамбов: ТГТУ, Педагогический Интернет-клуб, 2007. 72 с.

68. Самардак A.C. Геоинформационные системы. Распространяется в электронном виде. Формат: PDF. 2005. 123 с.

69. Соколов H.A. Задачи перехода к сети связи следующего поколения: Автореф. дис. .докт. тех. наук. М., 2006.

70. Бугаевский Л.М., Цветков В .Я. Геоинформационные системы: учебное пособие для вузов. М.:2000. 222с.

71. Равикович В.И. Методологические основы создания распределенных информационных систем производственного экологического мониторинга и экологической безопасности предприятий химического профиля: Автореф. дис. . .докт. тех. наук. М., 2009.

72. Колыбанов К.Ю. Информационные системы экологического мониторинга предприятий химического профиля на базе технологий хранилищ данных: Автореф. дис. . .докт. тех. наук. М., 2008.

73. Mauro De Donatis, Chiara D'Ambrogi. Preface: Geology and information technology, Geoinformatica, March 4, 2009.

74. Mohammed A. Quddus, Robert B. Noland, Washington Y. Ochieng. The Effects of Navigation Sensors and Spatial Road Network Data Quality on the Performance of Map Matching Algorithms, Geoinformatica, Volume 13, Number 1, 2007.

75. Ahi Ж. и др. Датчики измерительных систем. В 2-х книгах. М.: Мир, 1992. 424 с.

76. Давлетчин Д.И., Петрова Н.Я., Федоров Г.В., Солдатов Е.В., Миськов Д.В. Информатика: методические указания по выполнению лабораторных работ по курсу «Информатика» для студентов 1 и 2 курса по направлению «бакалавр». М.: МИРЭА, 2009. 32 с.

77. Чернов А.В., Миськов Д.В. Проектирование системы качества радиотехнических средств. // Нелинейный мир. М.: Радиотехника. №10. Том 8. 2010. С. 658-662.