Раздел  «Автоматика.  Энергетика.  Управление»

Раздел  «Автоматика.  Энергетика.  Управление» 

 
 
 
двигателем  постоянного  тока с (обратной связью и без 
обратной 
связи); 
формирование 
произвольной 
механической  характеристики  нагрузки  (момент  в 
функции 
скорости 
вращения), 
в 
том 
числе 
вентиляторной 
характеристики; 
возможность 
изменения  структуры  и  параметров  программного 
обеспечения  через  визуальную  среду  разработки 
программ.  
Принципы 
построения 
имитатора 
супервизорной 
системы 
управления 
теплоснабжающих  комплексов  мегаполисов 
Стенд-имитатор  предполагается  использовать  как 
средство 
для 
исследования 
супервизорной 
многосвязной 
системы 
управления 
(МСАУ) 
электроприводами  СТМ.  Структура  стенда  будет 
отличаться  от  реальной  супервизорной  МСАУ 
электроприводами 
СТМ 
тем, 
что 
собственно 
магистральные 
тепловые 
сети 
как 
нагрузку 
электроприводов  насосных  агрегатов  заменят  их 
математические  и  программные аналоги, а множество 
насосных  агрегатов  будут  представлены  физическим 
аналогом – стендом-имитатором [6,7]. 
Техническая 
структура 
имитатора 
иерархической  системы  многосвязного  управления 
электроприводами  СТМ 
Cтруктура  имитатора  иерархической  системы 
(ИС)  многосвязного  управления  электроприводами 
ТКМ  будет  содержать  стенд-имитатор,  ПЭВМ  (на 
которой  и  будет  установлена  виртуальная  модель 
СТМ  (ТГИД- kz  и  система  планирования  и  принятия 
решений  (СППР)  на  еѐ  базе),  аппаратные  средства 
локальной 
сети 
между 
компьютером 
стенда-
имитатора  и  ПЭВМ-моделью  сети.  Использование 
глобальной 
сети 
Internet 
позволит 
повысить 
функциональные 
возможности 
создаваемого 
программно-аппаратного имитатора. 
Математическое 
обеспечение 
ИС 
многосвязного 
управления 
электроприводами 
ТКМ 
Математическое  обеспечение  ИС  многосвязного 
управления 
электроприводами 
СТМ  составляют 
модели 
магистральных 
тепловых 
сетей, 
электроприводов 
насосных 
агрегатов, 
систем 
автоматического  и  автоматизированного  управления 
элементами  СТМ,  а  также:  заданных  значений  САУ  и 
САР; 
ресурса 
агрегатов 
и 
электродвигателей; 
состояние 
системы 
электроснабжения, 
систем 
измерения 
и 
восстановления 
координат 
электроприводов 
и 
ТКМ; 
алгоритмы 
работы 
супервизора  ведомой  ПЭВМ  (с  моделью  сети  и 
СППР); 
супервизора 
ведущей 
ПЭВМ 
(стенда-
имитатора);  обработки  прерываний;  взаимодействия 
машин,  входящих  в  СТМ;  отображения  и  хранения 
информации;  адаптации  математических  моделей; 
оптимизации 
энергопотребления; 
оценки 
и 
оптимизации 
динамической 
нагруженности 
электроприводов  и  насосных  агрегатов  как  объектов 
многосвязного  управления;  идентификации  координат 
пространства 
состояний 
и 
параметров 
электроприводов  насосных  агрегатов СТМ.   
Программное  обеспечение  ИС  многосвязного 
управления  электроприводами  СТМ 
Системное 
программное 
обеспечение 
ИС 
включает  операционное,  сервисное,  сетевое,  языки 
программирования  высокого  и  низкого  уровня. 
Проблемно-ориентированное 
программное 
обеспечение  ИС  включает  пакеты  прикладных 
программ  (ППП)  MatLab,  MATCAD;  LabView,  STEP
Winn  CC,  MexBIOS.  Cпециальное  программное 
обеспечение  ИС  содержит  оригинальные  авторские 
разработки ТГИД-05  и СППР. 
Выводы 
1.  Система  теплоснабжения  мегаполисов  как 
объект 
эксплуатации  и  наладки  может  быть 
представлена  в  виде  модели, объектами которой среди 
прочих  являются  реальные  потребители  и  насосные 
станции. 
2.  Система  теплоснабжения  мегаполисов  должна 
обеспечивать 
необходимую 
температуру 
в 
помещениях 
реальных 
потребителей 
за 
счет 
регулирования гидравлического  режима. 
3. 
Управляющее  воздействие  на  насосные 
агрегаты  с  частотными  преобразователями  может 
быть  получено  с  помощью  ПИК  ТГИД-05kz  и  стенд-
имитатора  частотно  управляемого  электропривода 
насосных 
агрегатов 
насосных 
станций 
теплоснабжающих  комплексов мегаполисов. 
СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ
 
  Фешин  Б.Н.,  Томилова  Н.И., 
Крицкий  А.Б.  и  др. 
Информационно-управляющие  технологии  оптимизации 
функционирования теплоснабжающих комплексов // Журнал  «Вестник автоматизации», Алматы. март, 2013. № 1 (39). С. 
-
 
  Отчет  НИР.  №  гос.  регистрации  0112РК02313.  «Исследование  и  разработка  иерархических  информационно-управляю-
щих  технологий  оптимизации  функционирования  теплоснабжающих  комплексов  мегаполисов».  Караганда:  КарГТУ. 
2012. 226 с.  
  Фешин  Б.Н.,  Томилова  Н.И., 
Крицкий  А.Б.  и др. 
Эффективность и энергосбережение в теплоснабжающих комплексах // 
Журнал «Вестник автоматизации».  Алматы. № 3 (41). 2013. С. 46-
 
  Томилова  Н.И.  Разработка  информационной  системы  поддержки  принятия  решений  по  проведению  наладочных  и 
перспективных  мероприятий  в  теплоснабжающих  системах мегаполисов (часть 1) // Автоматика и Информатика. 
. № 
-
-
. 
С. 98-
. 
  О О О  «М ех атроника – ПРО ». Каталог продукц ии. Т омск: И зд- во Т ПУ, 20
c. 
  Крицкий  А.Б.,  Фешин  Б.Н.  Управление  режимами  частотных  электроприводов  насосных  станций  магистральных 
теплоснабжающих  систем.  Алматы: Гига Трейд, 2011. 176 с.  
  Фешин  Б.Н. Супервизорные многосвязные системы управления электротехническими комплексами горных предпр иятий. 
Алматы: Гига Трейд, 2011. 232 с. 

Раздел  «Автоматика.  Энергетика.  Управление» 

 
 
 
 
 
 
 
УДК 621.3:004.38(574) 
 
Разработка автоматизированной системы 
обучения и оценки знаний сотрудников 
электротехнических комплексов угольных 
шахт (часть 3) 
 
ПАРШИНА Г.И., ст. преподаватель, 
Карагандинский  государственный  технический  университет,  кафедра  АПП 
 
Ключевые  слова:  электроснабжение,  шахта,  персонал,  знание,  оценка,  обучение,  контроль, 
дистанционные системы, электротехнические комплексы, автоматизированные обучающие системы. 
 
 Принципы 
построения 
систем  обучения  и 
повышения 
квалификации 
технических 
специалистов 
Для  улучшения  качества  подготовки  специалистов 
во  многих  областях  промышленности  все  чаще 
применяются  компьютерные  обучающие  системы, 
построенные на базе экспертных  систем и тренажеров.  
Традиционными обучающими системами являются: 
–  автоматизированные  обучающие  системы 
(АОС), 
представляющие 
собой 
совокупность 
связанных  в  единое  целое  технических,  программных, 
лингвистических 
и 
информационно-методических 
средств  автоматизации  обучающего  диалога,  поиска  и 
обработки учебной информации; 
– 
интегрированные 
автоматизированные 
обучающие  системы  (ИАОС),  представляющие  собой 
программную  оболочку,  заполненную  некоторым 
предметным  содержанием.  ИАОС  предоставляет 
возможность  активного  вмешательства  преподавателя 
в  содержание  учебного  материала,  находящегося  в 
программной оболочке; 
–  интеллектуальные  обучающие  системы  (ИОС), 
работающие  по  принципу  инженерии  предметных 
педагогических  и  методических  знаний.  В  них 
программно  поддерживаются  содержание, стратегии и 
методики  обучения.  ИОС  обеспечивают  управление 
учебной деятельностью с учетом всех ее особенностей 
на  всех  этапах  решения  учебной  задачи,  начиная  с 
постановки  и  поиска  принципа  решения  и  кончая 
оценкой  оптимальности  решения.  Отличительным 
признаком  ИОС  является  то,  что  они  не  содержат 
основных 
и 
вспомогательных 
обучающих 
воздействий,  а генерируют их; 
–  экспертные  обучающие  системы,  реализующие 
ту  или  иную  педагогическую  цель  на  основе  знаний 
эксперта 
в 
некоторой 
предметной 
области, 
демонстрирующие 
поведение 
экспертов, 
осуществляющие  диагностику  обучения  и  управление 
учебным процессом. 
Внедрение  веб-технологий  в  образовательные 
процессы 
дистанционного 
профессионального 
образования  предопределили  развитие  e-learning 
(электронного  обучения).  Развитие  этого  направления 
сопровождается  созданием  методик  интегрированного 
on-line  и  off-line  обучения,  учебно-методического 
обеспечения  учебного  процесса  на  электронных 
носителях  информации,  аудио-и  видеосопровождения 
распределенного педагогического  процесса.  
Сегодня 
веб-ориентированные 
экспертные 
системы  (веб-ЭС)  эффективно  применяются  в 
областях, 
где 
существует 
необходимость 
оперативного  доступа  к  экспертным  знаниям  для 
большого 
числа 
географически 
разнесенных 
пользователей  [1, 2]. 
Важнейшим 
преимуществом 
веб-обучения 
является  возможность  его  проведения  откуда  угодно, 
в  любое  время,  с  любого  компьютера  и  без 
преподавателя.  Однако  общий  подход  к  обучению,  не 
учитывающий 
индивидуальные 
особенности 
обучаемого, 
не 
позволяет 
в 
полной 
мере 
воспользоваться 
всеми 
возможностями 
веб-
технологий,  поэтому  наиболее  развитые  веб-ИОС 
содержат модель обучаемого. 
Введение 
модели 
обучаемого 
определило 
необходимость  введения  дополнительных  средств, 
позволяющих  ее  поддерживать,  в  соответствии  с 
которой  педагог  на  стратегическом уровне определяет 
текущую  подцель  обучения,  а  также  средств, 
реализующих  конкретную  модель  обучения  в  виде 
совокупности  учебных  воздействий  на  тактическом 
уровне 
и 
обеспечивающих 
преподавателю 
возможность  наблюдения за действиями обучаемого и 
оказания  ему  необходимой  помощи  (модель  учителя 
рассматривается 
как 
факультативная 
или 
же 
заменяется моделью эталонного курса дисциплины). 
 

Раздел  «Автоматика.  Энергетика.  Управление» 

 
 
 
Для  реализации  модели  обучаемого используются 
различные  архитектуры.  В  большинстве  веб-ИОС 
модель  обучаемого  хранится  на  стороне  сервера,  но 
основные  решения  по  поводу  обучения  принимаются 
клиентским  приложением.  
С  точки  зрения  концепции  задачно-ориентирован-
ной  методологии  (ЗОМ)  рассмотрение  эвристической 
модели  типовой  задачи  обучения  М
Т
  включает 
построение  трех  следующих  подмоделей  (рисунок  1): 
модель  обучаемого  (М1),  модель  обучения  (М2), 
модель  объяснения  (МЗ).  Модель  предметной области 
(ПрО)  иногда  относят  к  модели  задачи  обучения. 
Возможным 
развитием 
модели 
М
Т
 
является 
факультативное  включение модели учителя [ - ]. 
Разработка 
архитектуры 
построения 
дистанционной 
системы 
повышения 
качества 
подготовки 
персонала 
инженерных 
служб 
электротехнических  комплексов  угольных  шахт 
Дистанционные  системы  являются  средством 
повышения 
качества 
подготовки 
персонала 
инженерных  служб  электротехнических  комплексов 
угольных  шахт  на  базе  алгоритмов  оценки  знаний, 
автоматизированных 
рабочих 
мест 
электротехнических 
служб 
УШ, 
специальной 
технологии  дистанционного  обучения  инженерного 
корпуса.  В  ДС  объединяются  центр  научных  и 
учебных  знаний  и  службы  ЭТК  УШ  на  основе 
локальных  сетей  предприятий  (Intranet)  и  глобальных 
сетей  Internet.  Ядром  ДС  являются  программно-
алгоритмические  средства,  решающие  задачу  оценки 
рейтинга  и  повышения  качества  знаний  персонала 
электротехнических  служб  предприятий  (ПАС).  ПАС 
ЭТС  функционируют  в  режиме  разделенного  и 
реального  времени.  Для  системы  оценки  качества 
знаний  сотрудников  ЭТС  УШ  оценка  рейтинга 
является  результатом  работы  системы  ОКЗ,  а 
алгоритмы 
оценки 
знаний 
– 
инструментом, 
реализуемым  в  структурной  единице  «машина 
вывода» 
На 
рисунке 
2 
представлена 
архитектура 
дистанционной 
системы 
повышения 
качества 
подготовки 
персонала 
инженерных 
служб 
электротехнических 
комплексов 
угольных 
шахт. 
Среда  системы,  построенная  на  базе  MOОDLE
 
состоит из следующих  основных  компонентов: 
1) 
модель 
средств 
интерфейса 
сервера, 
реализованная 
на 
языке 
структурного 
программирования  PHP  и  включающая  следующие 
основные части: 
– модель обучаемого; 
– модель обучения и объяснения; 
– информационную модель, состоящую: 
–  из  обучающих  материалов,  представленных  в 
виде 
файлов 
различных 
форматов: 
текстовых, 
табличных,  программных, аудио- и видеоформатах; 
–  серверную  программу  управления  базами 
данных 
SQL-server, 
предназначенную 
для 
формирования  структурных  связей  внутри  каждой 
модели,  между  моделями,  а  также  для  хранения 
переменных системы;  
– 
средств 
сетевых 
взаимодействий, 
обеспечивающих  среду  формирования  моделей  в веб-
пространстве,  построенных  на  основе  программы 
Apache;  
2) среда интернет;   
3) модель средств интерфейса клиента,  состоящую: 
– из модели обучаемого, 
– модели преподавателя, 
– модели администратора курса, 
– модели администратора системы. 
Построение 
модели 
обучения 
в 
рамках 
разработанной  системы  повышения  квалификации 
специалистов 
электротехнических 
комплексов 
угольных 
шахт 
происходит 
на 
уровне 
преподавателя/создателя  курса.  Для  создания  модели 
обучения  используются  связанные  между  собой 
средства: 
– формирования модели объяснения, 
– формирования обучающих воздействий, 
– формирования стратегий обучения, 
– реализации стратегий  обучения. 
При  формировании  модели  обучаемого  в  среде 
MOОDLE  соблюдены  все  необходимые  требования  к 
пользовательскому 
интерфейсу: 
обеспечение 
пользователя  необходимой  справочной  информацией 
на  этапах  работы  подсистемы;  удобный  и  понятный 
пользовательский 
интерфейс 
с 
максимальным 
использованием  наглядных  графических  средств  и 
примеров;  реализация  дополнительных  подсистем  для 
удобства работы пользователя. 
Создание  модели  обучаемого  происходит  в 
следующей  последовательности: 
– формирование структуры курса; 
–  формирование  средств  контроля  знаний 
обучаемого; 
– формирование эталонной модели обучаемого; 
– построение модели обучаемого. 
Построение  модели  обучаемого  происходит  в 
реальном  времени  в  режиме  обучаемого.  Модель 
обучаемого  на  стороне  сервера  строится  на  основе 
эталонной  модели  и  отображается  на  сторону клиента 
в  виде  программной  компоненты.  Под  эталонной 
моделью  обучаемого  понимается  многовариантная 
модель,  в  которую  входят  учебные  и  тестовые 
материалы  по  всем  разделам/подразделам  курса. 
Эталонная  модель  строится  на  основании  средств 
контроля  знаний  обучаемого и средств формирования 
курса. 
 

Раздел  «Автоматика.  Энергетика.  Управление» 

 
 
 
 
Рисунок 1 – Эвристическая модель задачи обучения 
Модель средств интерфейса клиента
Информационная модель
Обучающие
материалы
ППП
Дополнительные
материалы
Тестовые
материалы
Cредства
сетевых взаимодействий
Средства формирования
стратегий обучения
Средства реализации
стратегий обучения
Средства формирования
обучающих воздействий
Средства формирования
модели объяснения
Средства
обучаемого
контроля
знаний
Средства формирования
модели обучаемого
Средства
формирования
структуры
курса
Модель средств интерфейса сервера
Модель обучаемого
Модель преподавателя
Модель
администратора курса
Интернет
Модель обучаемого
Модель обучения и
объяснения
Модель
администратора системы
Файловые ресурсы
Средства формирования
эталонной
модели обучаемого
БД
СУБД
SQL-server
 
Рисунок 2 – Архитектура  дистанционной  системы повышения качества подготовки  персонала инжене рных   
служб электротехнических  комплексов угольных  шахт 
 
Структура  курса  формируется  на  основании 
проблемных  областей  отображающих  специфику 
работы  ЭТКУШ.  При  формировании  курса  на  основе 
файлов 
источников 
реализованы 
обучающие 
воздействия:  теоретические  –  глава  гипертекстового 
учебника,  презентация;  практические  –  учебно-
тренировочные  задачи  (УТЗ),  консультация  с  ЭС, 
вызов ППП.   
Для  построения  модели  проблемной  области 
необходимы  источники  знаний  первого  типа  – 
эксперты, 
в 
данном 
случае 
преподаватели-
предметники,  а  в  качестве  дополнительного источника 
знаний  второго  типа  могут  быть  использованы 
методические  материалы  в  виде  справочников, 
инструкций  и т.д. 
Список  преподавателей  формируется  на основной 
странице 
системы 
с 
помощью 
утилиты 
«Пользователи», 
а 
затем 
для 
каждого 
раздела/подраздела  назначается  преподаватель  из 
сформированного списка. 
При  создании  тестов  используется  утилита 
«Тесты»,  в  которой  предусмотрена  поддержка 
процесса  создания  множества  вопросов  и  задач  для 
последующей 
компоновки 
тестов, 
возможность 

жүктеу/скачать 6,79 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: