УДК б21З~7
DO’: 10.53015/18159958202133
ОПТИМАЛЬНОЕ РАЗМЕЩЕНИЕ КАТОдОВ
В АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ
ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ ВАННОЙ
OPTIMUM PLACEMENT OF CATHODES IN THE AUTOMATED
CONTROL s~sт~м OF THE GALVANIZED BATHROOM
© 2021
Банников Андрей Алексеевич1, аспирант кафедры систем
автоматизированной поддержки принятия решений
Литовка Юрий Владимирович2, доктор технических наук, профессор
кафедры систем автоматизированной поддержки принятия решений
Bannikov Andrey Alekseevich, postgraduate student of the department systems
automated decision support
Litovka Yuri Viadimirovich, Doctor of Technical Sciences, Professor of
the Department of Systems automated decision support
Тамбовский государственный технический университет, Тамбов (Россия)
ТатЬоv state Technical University, Татbоv (Russia)
E-mail: aabannikov®yandex.ru
1ОRСID: https://orcid.org/0000-000 1-6027-1580
2ОRСID: httрs://огсid.огg/0000-0002-5792-340Х
Аннотaция: Важнейшим показателем качества гальванического покрытия является рав
номерность распределения толщины наносимого металла по поверхности детали. детали не
большого размера целесообразно обрабатывать совместно, так как обычно в промышленных
условиях используются гальванические ванны большого объёма. Соответственно, нерента
бельно обрабатывать по одной детали за один цикл работы гальванической ванны. В связи с
тем, что форма обрабатываемых деталей может быть разной и количество деталей может ва
рьироваться, то или иное размещение множества деталей на специальном подвесочном
устройстве может приводить к различным значениям суммарной неравномерности, причём
при неудачном размещении могут быть существенны потери металла покрытия и перерасход
электрической энергии. Соответственно, возникает задача оптимального управления такой
многокатодной системой. Рассмотрена система оптимального управления процессом нанесе
ния гальванического покрытия с применением нескольких катодов различной формы и веса.
Система управления решает задачу поиска оптимального расположения нескольких катодов
различной формы и веса в гальванической ванне для получения покрытий с минимальной
неравномерностью. В результате применения рассмотренной системы оптимального управ
ления на гальваническом производстве увеличивается скорость обработки деталей, умень
шается количество брака в процессе производства, уменьшается нагрузка на оператора галь
ванической линии. Также стоит отметить снижение потребления электроэнергии гальваниче
ской линией при внедрении системы оптимального управления процессом нанесения гальва
нического покрытия с применением нескольких катодов различной формы и веса. Предло
женная модификация метода Гомори повышает эффективность работы системы управления
и снижает количество времени, необходимого для расчёта оптимального расположения дета
лей на подвесе.
Ключевые словa: гальваническое покрытие, критерий, неравномерность, метод, деталь,
катод, анод.
ВЕСТИ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ ЧЕРНOЗЕМЬЯ Т. 17, К2 3 (65), 2021
3
Стр.4
Банников А.А., Литовка Ю.В. «ОПТИМАЛЬНОЕ РАЗМЕЩЕНИЕ КАТОДОВ В АвТОМАТИЗИРОВАНВОЙ...»
Для цитирования: Банников А.А., Литовка Ю.В. Оптимальное размещение катодов в авто
матизированной системе управления гальванической ванной II Вести высших учебных заведе
ний Черноземья. 2021. Т. 17, N23 (65). С. 3—9. DOT: 10.53015/18159958_2021_3_3.
Abstract: The most important indicator of the quality of the galvanic coating is the uniformity of
the distribution of the thickness of the applied metal over the surface of the part. It is advisable to
process small parts together, because usually in industrial conditions, large-volume galvanic baths
are used. Accordingly, it is unprofitable to process one part at a time in the electroplating bath. Due
to the fact that the shape of the processed parts can be different and the number of parts can vary,
this or that placement of many parts on a special suspension device can lead to different values of
the total unevenness, and if the placement is unsuccessful, there can be significant losses of the
coating metal and excessive consumption of electrical energy. Accordingly, the problem arises of
optimal control of such a multi-cathode system. The system of optimal control of the electroplating
process using several cathodes of different shapes and weights is considered. The control system
solves the problem of finding the optimal location of several cathodes of different shapes and
weights in a galvanic bath to obtain coatings with minimal unevenness. As a result of the applica
tion of the considered optimal control system in galvanic production, the processing speed of parts
increases, the number of rejects in the production process decreases, and the load on the operator of
the galvanic line decreases. It is also worth noting a decrease in electricity consumption by a gal
vanic line when introducing a system for optimal control of the process of applying a galvanic coat
ing using several cathodes of various shapes and weights. The proposed modification of the Gomori
method increases the efficiency of the control system and reduces the amount of time required to
calculate the optimal arrangement of parts on the suspension.
Keywords: electroplating, criterion, unevenness, method, part, cathode, anode.
For citation: Bannikov A.A., Litovka Yu.V. Optimal placement of cathodes in the automated
control system of the galvanic bath II Conduct of higher educational instimtions of the Chernozem
region. 2021. Vol. 17, N~ 3 (65). Р. 3—9. DO!: 10.53015/18159958 202133.
ВВЕДЕНИЕ
Нанесение гальвaнических покpытий
—
один из наиболее распространенных спосо
бов пpидания покpывaемой повеpхности де
талей специальных свойств [1—3]. Качество
гальванического покpытия существенно
влияет на качество готовых изделий, их дол
говечность и эксплуатационные характери
стики. Важнейшим показателем качества
покpытия является равномерность распреде
ления толщины наносимого металла по по
верхности детали.
ТЕОРиЯ ВОПРОСА
Детали небольшой площади необходи
мо обpабатывать совместно, так как неpен
табельно обрабатывать по одной детали за
один цикл pаботы гальванической ванны.
Совместная обpаботка деталей пpиводит к
экономии времени и затрачиваемых pecyp
сов.
В связи с тем, что фоpма обрабатывае
мых деталей может быть pазная и количе
4
где R
‘:5j(х,у,z)
—
—
—
критерий неравномерноСти;
толщина покрытия в точке j-ro
катода с координатами (x,y,z);
т
—
количество деталей
Подвеска
—
—
5J~
—
ми
нимальная толщина покрытия на j-м кaто
де; s~
площадь повеpхности j-ro катода;
катодов.
специальная констpукция,
погружаемая в гальваническую ванну и
предназначенная для размещения на ней
нескольких обpабатываемых деталей с
ВЕСТИ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ ЧЕРНОЗЕМЬЯ Т. 17, J’& 3(65). 2021
ство деталей может ваpьироваться, pазме
щение деталей на подвеске может приво
дить к различным значениям суммарной
нерaвномерности, причём npu неудачном
размещении потеpи металла покрытия и
перерасход электрической энеpгии могут
быть существенны [4].
Суммаpная нерaвномеpность т деталей
может быть оценена формулой, аналогич
ной пpиведенной в [5—7]:
R=~T ~~(Х,У,z)~ёtтппj=i.)
~5m1п
]
1’
Стр.5
ВЕСТИ BbICHIHX УЧЕБНЪТХ ЗАВЕДЕНиЙ ЧЕРНОЗЕМЬЯ Т. 17, N~ 3(65), 2021
СОДЕРЖАНИЕ
ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА
А.А. Банников, Ю.В. Литовка Оптимальное разме
щение катодов в автоматизированной системе управ
ления гальванической ванной
З
А.М. Литвиненко, Г.В. Кудрявцев, М.У. Ибраги
мов Исследование адаптивной системы управления
электроэнергетическим комплексом с ветроэлектро
генератором
10
С.А. Белозоров, А.В. Куксин Математическое опи
сание геометрии магнитной системы ротора электри
ческой машины с У-образным размещением посто
янных магнитов
18
АВТОМАТИЗАЦИЯ И ИНФОРМАТИКА
Ю.В. Лубенец Модифицированный коэффициент
конкордации, учитывающий в большей степени со
гласованность лучших альтернатив, при наличии свя
занных рангов
39
А.М. Корнеев, А.А. Струков, Т.В. Лвврухина,
А.В. Сухвнов Вдентификация параметров системы
при-нятия решений по техническому обслуживанию и
ремонту летательных аппаратов
47
А.Н. Анненков, О.В. Белоусова, А.И. Шнянов Раз
работка автоматической установки нанесения фото
резиста
55
66
Стр.67
ВЕСТИ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ зАВЕДЕНиЙ ЧЕРНОЗЕМЬЯ Т. 17, Ni 3(65), 2021
СОNТЕNТ~
ELECTRIC POWER INDU5ТRY
3
AUTOMATION AND INFORMATICS
A.A. Bannikov, Yu.V. Litovka Optimum placement of Yu.V. Lubenets Modified concording ratio accounting to
cathodes in the automated control system of the galva- a greater degree consistency of the best alternatives if re
nized bathroom
lated ranks are available
39
A.M. Litvinenko, G.V. Kudryavtsev, M.U. Ibrahimov A.M. Korneev, A.A. 5tгukоу, T.V. Lavrukhina,
Research of adaptive control system of electric power A.V. 5ukhапоv Identification of decision-making
complex with wind power generator
10 system parameters for aircraft maintenance and repair.. 47
5.A. Belozorov, A.V. Kuksin Mathematical description A.N. Annenkov, O.V. Belousova, A.’., shiyanov Devel
geometry of magnetic system of the rotor an electric ma- opment of an automatic application unit of a photore
chine with V-shaped permanent magnets
18
sist
Chief Editor
Shpiganovich Alexander Nikolaevich —
Deputy Chief Editor
Zatsepina Violetta Iosifovna —
Shachnev Oleg Yaroslavovich —
Executive secretary
Cand.Sc. (Tech.), Associate Prof.
Saraev Pavel Viktorovich, D.sc. (Tech.), Associate Prof. (Lipetsk State Technical Uп~vегsity, Russia, Lipetsk)
Pogodaev Anatoly Kiryanovich, D.Sc. (Tech.), Prof. (Lipetsk State Technical University, Russia, Lipetsk)
Byaly Vitold, D.Sc. (Tech.), Prof. (Silesian Technical University, Poland, Gliwice)
Voltchev Stanimir, D.Sc. (Tech.), Prof. (University of Lisbon, Portugal, Lisbon)
Ruomei Li, D.Sc. (Tech.), Prof. (Chinese society of Electrical Engineering, China)
Krasnyansky Mikhail Nikolaevich, D.Sc. (Tech.), Prof. (Tambov State Technical University, Russia, Tambov)
Lucas Vilmar Adolfovich, D.Sc. (Tech.), Prof. (Berlin Technical University, Germany, Berlin)
Naizabekov Abdrakhman Batyrbekovich, D.Sc. (Tech.), Prof. (Rudny Industrial Institute, Kazakhstan, Rudny)
Sukhinin Boris Vladimirovich, D.Sc. (Tech.), Prof. (Tula State University, Russia, Tula)
Timoshin Sergey Ivanovich, D.Sc. (Phys.-Mat.), Prof. (Gomel State Technical University, Belarus, Gomel)
Troyanovska Malgorzata, D.Sc. (Tech.), Prof. (Agrarian University, Poland, Krakow)
Morkun Vladimir Stanislavovich, D.Sc. (Tech.), Prof. (Krivoy Rog national university, Ukraine, Krivoy Rog)
Reza Derak}ishani, D.Sc. (Philos.), (University ofUtrecht, Netherlands, Utrecht)
Members of the Editorial Council:
Editorial board of the issue:
Electric power industry
Юуеv R.V., D.Sc. (Tech.), Prof. (North Caucasus Mining
and Metallurgical Institute (State Technological University),
Vladikavkaz)
Kachanov AN., D.Sc. (Tech.), Prof. (Orel State University,
Russia, Orel)
Shevyrev Yu.V., D.Sc. (Tech.), Prof. (National Research
Technological University MISiS, Russia, Moscow)
Gracheva E.’., D.Sc. (Tech.), Prof. (Kazan State Power
Engineering University, Russia, Kazan)
Automation and informatics
Fedorov O.V., D.Sc. (Tech.), Prof. (Nizhny Novgorod
State Technical University, Russia, Nizhny Novgorod)
Kalinin V.F., D.Sc. (Tech.), Prof. (Tambov State Technical
University, Russia, Tambov)
D.Sc. (Tech.), Prof.
D.Sc. (Tech.), Prof.
55
67
Стр.68