Details

Работа посвящена разработке гибридной архитектуры, объединяющей SCADA-систему на Python и цифровой двойник MATLAB/Simulink для повышения эффективности управления электроприводом ленточного конвейера. В исследовании проанализированы ограничения классических SCADA-систем, рассмотрены цифровые двойники и инструменты MATLAB/Simulink, разработана структура обмена данными через MATLAB Engine API for Python и реализован прототип SCADA с визуализацией и многокритериальной оптимизацией параметров ПИ-регуляторов. Показаны преимущества подхода: задержки обмена 0,5–2 мс против 15–40 мс при интеграции через OPC UA, работа в ускоренном времени и высокая точность моделирования. Для настройки регуляторов применен алгоритм NSGA-II, обеспечивающий компромисс между энергопотреблением и качеством регулирования. Результаты подтверждают применимость гибридной архитектуры для автоматизированного управления горнотранспортным оборудованием и повышения энергоэффективности производственных процессов.

The work develops and studies a hybrid architecture combining a Python-based SCADA system and a MATLAB/Simulink digital twin to improve belt conveyor electric drive control. The study analyzes limitations of classical SCADA systems, considers digital twins and MATLAB/Simulink tools, develops data exchange through MATLAB Engine API for Python, and implements a SCADA prototype with visualization and multi-objective PI controller tuning. The approach provides 0.5–2 ms data exchange latency compared with 15–40 ms for OPC UA integration, accelerated-time operation, and high simulation accuracy. The NSGA-II algorithm is used to balance energy consumption and control quality. The results confirm the applicability of the hybrid architecture to automated control of mining transport equipment and to improving production energy efficiency.