Теоретичні основи побудови мікропроцесорної інформаційно-вимірювальної системи контролю параметрів мікроклімату на поліграфічному виробництві
DOI:
https://doi.org/10.26642/ten-2026-1(97)-397-402Ключові слова:
інформаційно-вимірювальна система, мікроклімат, поліграфічне виробництво, температура, вологість, вимірювальні перетворювачі, метрологічне забезпечення, IoTАнотація
У статті розглянуто теоретичні засади побудови мікропроцесорної інформаційно-вимірювальної системи (ІВС) контролю параметрів мікроклімату на поліграфічному виробництві. Проведено аналіз впливу температури та відносної вологості повітря на якість поліграфічної продукції: встановлено, що відхилення вологості понад ±5 % ВВ спричиняє лінійне розширення паперу до 0,5 % та порушення суміщення фарб до 0,3 мм, а відхилення температури на ±3 °C змінює оптичну густину відбитку на 0,05–0,10 D, що виходить за межі допуску ISO 12647-2. Розглянуто структуру ІВС, що включає первинні перетворювачі, АЦП (12–16 біт), канали передачі даних та програмні засоби обробки інформації. Описано фізичні принципи роботи ємнісних перетворювачів вологості та резистивних перетворювачів температури. Запропоновано математичну модель вимірювального каналу з оцінюванням невизначеності за методологією GUM та методи статистичної обробки на основі контрольних карт Шухарта, що дозволяють підвищити достовірність результатів вимірювань на 20–30 %. Наведено порівняльні характеристики цифрових сенсорів SHT31, DHT22, BME280, HTU21D та AM2301 за діапазонами вимірювання, похибками та інтерфейсами. Обґрунтовано доцільність триярусної розподіленої ІВС на базі STM32/MQTT/InfluxDB з візуалізацією у Grafana. Сукупна стандартна невизначеність каналу температури не перевищує 0,18 °C (k = 1), що відповідає вимогам ДСТУ ISO 10012 та ISO 12647-2. Впровадження системи дозволяє знизити кількість браку продукції на 35–45 %. Визначено перспективи інтеграції методів машинного навчання для прогнозування відхилень мікроклімату.
Посилання
Doebelin, E. (2011), Measurement Systems: Application and Design, McGraw-Hill, New York, 800 p.
Bentley, J. (2014), Principles of Measurement Systems, Pearson, London, 560 p.
Kipphan, H. (2001), Handbook of Print Media, Springer, Berlin, 1207 p.
Montgomery, D. (2019), Statistical Quality Control, Wiley, Hoboken, 768 p.
ISO 12647-2:2013 Graphic Technology – Process Control for the Production of Halftone Colour Separations, Proof and Production Prints. Part 2. Offset Lithographic Processes (2013), Geneva.
ASHRAE Handbook – Fundamentals (2021), ASHRAE, Atlanta.
JCGM 100:2008 Evaluation of Measurement Data – Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM) (2008), BIPM, IEC, IFCC, ILAC, ISO, IUPAC, IUPAP, OIML, 134 p.
Buyya, R. and Dastjerdi, A.V. (2016), Internet of Things: Principles and Paradigms, Elsevier, Amsterdam, 477 p.
Svistelnyk, O.S., Podchashynskyi, Yu.O. and Chepiuk, L.O. (2025), «Metrolohichne zabezpechennia informatsiino-vymiriuvalnoi systemy kontroliu mikroklimatu u polihrafichnomu vyrobnytstvi», Kompiuterni tekhnolohii: innovatsii, problemy, rishennia, tezy VIII Vseukr. nauk.-tekhn. konf., 2–3 December, Zhytomyr.
DSTU ISO 10012:2005 Systemy keruvannia vymiriuvanniamy. Vymohy do protsesiv vymiriuvannia ta vymiriuvalnoho obladnannia (ISO 10012:2003, IDT) (2006), Derzhspozhyvstandart Ukrainy, Kyiv.
Adams, R.M. (2003), Color and Quality in Offset Lithography, GATF Press, Pittsburgh, 312 p.
Fraden, J. (2016), Handbook of Modern Sensors: Physics, Designs, and Applications, Springer, New York, 758 p.
Список використаної літератури:
Doebelin E. Measurement Systems: Application and Design / E.Doebelin. – New York : McGraw-Hill, 2011. – 800 p.
Bentley J. Principles of Measurement Systems / J.Bentley. – London : Pearson, 2014. – 560 p.
Kipphan H. Handbook of Print Media / H.Kipphan. – Berlin : Springer, 2001. – 1207 p.
Montgomery D. Statistical Quality Control / D.Montgomery. – Hoboken : Wiley, 2019. – 768 p.
Graphic technology – Process control for the production of halftone colour separations, proof and production prints. Part 2 : Offset lithographic processes : ISO 12647-2:2013. – Geneva, 2013.
ASHRAE Handbook – Fundamentals. – Atlanta : ASHRAE, 2021.
Evaluation of measurement data – Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM) : JCGM 100:2008. – BIPM, IEC, IFCC, ILAC, ISO, IUPAC, IUPAP, OIML, 2008. – 134 p.
Buyya R. Internet of Things: Principles and Paradigms / R.Buyya, A.V. Dastjerdi. – Amsterdam : Elsevier, 2016. – 477 p.
Свістельник О.С. Метрологічне забезпечення інформаційно-вимірювальної системи контролю мікроклімату у поліграфічному виробництві / О.С. Свістельник, Ю.О. Подчашинський, Л.О. Чепюк // Комп’ютерні технології: інновації, проблеми, рішення : тези VІII Всеукр. наук.-техн. конф, 2–3 грудня. – Житомир, 2025.
Системи керування вимірюваннями. Вимоги до процесів вимірювання та вимірювального обладнання (ISO 10012:2003, IDT) : ДСТУ ISO 10012:2005. – Київ : Держспоживстандарт України, 2006.
Adams R M. Color and Quality in Offset Lithography / R.M. Adams. – Pittsburgh : GATF Press, 2003. – 312 p.
Fraden J. Handbook of Modern Sensors: Physics, Designs, and Applications / J.Fraden. – New York : Springer, 2016. – 758 p.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Олександр Сергійович Свістельник, Ларіна Олексіївна Чепюк
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автор, який подає матеріали до друку, зберігає за собою всі авторські права та надає відповідному виданню право першої публікації, дозволяючи розповсюджувати даний матеріал із зазначенням авторства та джерела первинної публікації, а також погоджується на розміщення її електронної версії на сайті Національної бібліотеки ім. В.І. Вернадського.
