Розроблення SCADA-системи керування виробничою лінією з використанням IoT

Abstract

Актуальність цієї кваліфікаційної роботи зумовлена зростаючим попитом на впровадження сучасних автоматизованих систем керування та моніторингу виробничих процесів, що базуються на технологіях Інтернету речей. Застосування SCADA-систем дає змогу ефективно збирати, обробляти та аналізувати дані в режимі реального часу, підвищуючи продуктивність, надійність і безпечність роботи промислових об’єктів. Створення такої системи забезпечує оптимізацію функціонування виробничої лінії, оперативне виявлення відхилень у технологічних процесах та зменшення ймовірності аварій, що є особливо важливим у контексті цифрової трансформації промисловості та переходу до концепції «розумного виробництва». Мета кваліфікаційної роботи – підвищення ефективності спостереження, передачі даних з датчиків виробничої лінії для гнучкого коригування та аналізу виробничого процесу. Об’єкт дослідження – процес управління, контролю та збору даних з датчиків виробничої лінії та передачі даних для подальшого аналізу та відображення. Предмет дослідження – моделі та технології для системи контролю та збору даних на базі HTTP протоколу з використанням технологій IoT для виробничої лінії. У кваліфікаційній роботі розроблено прототип SCADA-системи моніторингу та керування технологічним процесом на основі апаратної моделі з використанням ESP32. На базі середовища Node-RED реалізовано приймання, оброблення та збереження телеметричних даних у базу даних, побудову графіків, таблиць, систему тривог і функції дистанційного керування виконавчими механізмами через HTTP-інтерфейс. У роботі виконано математичне згладжування сигналів методом експоненціального згладжування, реалізовано модулі попередньої обробки, фільтрації та подання даних у вигляді часових рядів. Проведено експериментальні дослідження впливу параметрів згладжування та прогнозування температури. Також обґрунтовано можливість застосування концепції Digital Twin для створеної системи та визначено шляхи подальшого її вдосконалення.