Лаборатория № 2 «Газогидродинамических средств автоматизации»

Лаборатория создана по приказу директора Института автоматики и телемеханики АН СССР В. А. Трапезникова в 1952 г. как Лаборатория электроники. Возглавил её д.ф.-м.н., профессор Д. В. Зернов. В 1958 г. после перехода коллектива Лаборатории электроники в другой институт, заведующим лаб. № 2 был назначен д.т.н., профессор Владимир Леонидович Лоссиевский. Сменилось и название, она стала Лабораторией исполнительных автоматических устройств.


ВЛАДИМИР ЛЕОНИДОВИЧ ЛОССИЕВСКИЙ
28.01.190422.03.1974
Лоссиевский Владимир ЛеонидовичВладимир Леонидович Лоссиевский — крупный учёный в области автоматического регулирования и автоматизации производственных процессов, доктор технических наук, профессор, работал в Институте автоматики и телемеханики АН СССР (ныне — Институт проблем управления РАН) с 1939 по 1968 гг.

В. Л. Лоссиевский — автор более 50 научных трудов, в том числе семи книг, посвящённых вопросам теории расчёта и конструирования автоматических регуляторов, теории и практике автоматизации технологических процессов, применениям теории подобия к задачам моделирования автоматизируемых объектов.
В ИАТе В. Л. Лоссиевский был учёным секретарём (1944—1947 гг.), заместителем директора по научной части (1948—1951 гг.), заведующим Лабораторией автоматизации непрерывных производственных процессов № 10 (1954—1958 гг.), а с 1958 г. — заведующим Лабораторией исполнительных автоматических устройств № 2.
Особенностью многолетней научной деятельности В. Л. Лоссиевского была её теснейшая связь с практикой. Все его работы нашли применение в промышленности, в том числе на установках подземной газификации угля, при автоматизации патронного производства (1941—1943 гг.), при разработке системы комплексной автоматизации производства серной кислоты, при автоматизации процесса каталитического крекинга нефти, в процессе автоматизации различных спецобъектов и т. д.
Наряду с научной деятельностью профессор В. Л. Лоссиевский вёл большую педагогическую и научно-организационную работу в Московском механико-машиностроительном институте им. Баумана, в Академии оборонной промышленности (зав. кафедрой), во ВЗЭПИ (зав. кафедрой) и др.


В этот период выполнялись ответственные работы по автоматизации спецобъектов Минсредмаша, а также типового нефтяного промысла. Был создан оригинальный прибор для измерения дебита нефтяных скважин (И. С. Мезин). В 1958 г. были разработаны миллилилитровый дозатор высокой точности и специальная система электропривода, на основе которых удалось создать крайне необходимый для химической промышленности автоматический регулирующий титратор (И. С. Мезин, М. М. Беляев).
В 1966 г. заведующим лаб. № 2 стал д.т.н. Игорь Севастьянович Мезин, и лаборатория возглавила научно-исследовательские работы в области струйной техники. К этому времени в лабораторию перешла группа специалистов по струйной технике из лаб. № 11, которая продолжила работы по созданию струйных систем управления на основе печатной технологии (Л. А. Залманзон, А. М. Касимов и др.). Были предложены разработки для медицины (совместно с ВНИИМП) по созданию и внедрению серии аппаратов искусственного дыхания на струйных элементах (В. Г. Градецкий, В. Н. Дмитриев). Тогда же были созданы и переданы в промышленность основные концепции построения элементов и модулей струйной техники: СМСТ-2, «Волга», «АИСТ» (А. М. Касимов, Ю. В. Ванский, В. М. Ларионов и др.).


ИГОРЬ СЕВАСТЬЯНОВИЧ МЕЗИН
1907–1983
Мезин Игорь СевастьяновичИгорь Севастьянович Мезин, крупный специалист в области транспортных газогенераторов и автоматизации производственных процессов, доктор технических наук, работал в Институте с 1954 по 1980 гг.
Придя в Институт, И. С. Мезин сначала оказался в лаб. № 8, затем в 1955 г. перешёл в лаб. № 10 (автоматизации непрерывных производственных процессов), где успешно выполнил ряд работ по автоматизации сушильных барабанов для цементной промышленности, а также ответственную работу по автоматизации типового нефтяного промысла.
В то время им был создан оригинальный прибор для измерения дебита нефтяных скважин.
В 1958 г. И. С. Мезин перешёл в лаб. № 2 (исполнительных автоматических устройств), где возглавил группу специалистов по измерению и дозированию малых расходов жидкости. Под его руководством был разработан микродозатор жидкости высокой точности и оригинальная система электропривода, на основе которых был создан необходимый для химической промышленности автоматический регулирующий титратор.
В 1966 г. И. С. Мезин стал заведующим лаб. № 2, которая возглавила научно-исследовательские работы в области струйной техники. В это время в лаб. № 2 перешла группа специалистов по струйной технике из лаб. № 11 и продолжила работы по созданию струйных средств автоматизации. Позже эта работа завершилась передачей в промышленность системы модулей струйной техники — СМСТ-2.
Под руководством и при непосредственном участии И. С. Мезина были разработаны струйные турбулентные элементы, позволившие создать струйный комплекс технических средств управления УНИКУС, на котором была разработана и создана система управления многопозиционным пневматическим промышленным роботом. Робот со струйной системой управления успешно работал с горизонтально-ковочной машиной и электронагревательной установкой в автоматическом режиме.
И. С. Мезин был инициатором разработки портативных средств измерения и визуализации пневматических сигналов в пневматических цепях, а также по исследованию надёжности струйных элементов, модулей и систем, что позволило доказать работоспособность и надёжность струйной техники.
В деятельности Игоря Севастьяновича Мезина органично сочетались блестящие способности инженера-конструктора и профессионализм талантливого специалиста-исследователя.


Под руководством И. С. Мезина был разработан универсальный струйный комплекс технических средств управления — УНИКУС (И. С. Мезин, М. М. Беляев, А. Н. Шубин, А. А. Хитрово), на основе которого построили обучаемую систему управления многопозиционным роботом, которая успешно работала с горизонтально-ковочной машиной и электронагревательной установкой в тяжёлых цеховых условиях.
И. С. Мезин стал инициатором постановки работ по исследованию надёжности струйной техники (А. Н. Шубин), а также по разработке пневмоэлектрических и электропневматических преобразователей, в том числе портативных аналоговых пневмоэлектрических преобразователей для визуализации и исследования динамики пневматических сигналов в пневматических цепях (М. М. Беляев, А. А. Хитрово, Б. И. Панкратов).
В 1982 г. заведующим лаб. № 2 был назначен к.т.н. А. Н. Шубин.
В 1983 г. лаборатория пополнилась группой специалистов лаб. № 11, в активе которой было создание промышленных пневматических средств автоматики. В 1959 г. этой группой под руководством заведующего лабораторией д.т.н. Алексея Алексеевича Таля была разработана Универсальная система элементов промышленной автоматики УСЭППА, ставшая основной элементной базой отечественного пневматического приборостроения и признанная за рубежом как лучшая в мире. На базе УСЭППА совместно с заводом «Тизприбор» стала серийно выпускаться система типовых приборов «СТАРТ», ставшая основой пневматической ветви ГСП. За создание и внедрение приборов «СТАРТ» и элементов УСЭППА в 1964 г. сотрудникам Института М. А. Айзерману, А. А. Талю, Т. К. Берендс, Т. К. Ефремовой, А. А. Тагаевской была присуждена Ленинская премия. Позже, в 1975—1977 гг., тем же коллективом сотрудников для управления циклическими процессами были разработаны агрегатно-модульные системы «ЦИКЛ» (совместно с заводом «Тизприбор») и «КОМПАС» (совместно с заводом «Пневмоаппарат»), причём в системе «ЦИКЛ» использовалась струйно-мембранная техника (А. М. КасимовТ. К. Берендс и др.).


АЛЕКСЕЙ АЛЕКСЕЕВИЧ ТАЛЬ
25.02.192028.07.1995
Таль Алексей АлексеевичАлексей Алексеевич Таль, крупный учёный в области теории управления и пневматических средств автоматизации, доктор технических наук, профессор, лауреат Ленинской премии, работал в Институте с 1956 г. до последних дней жизни.
А. А. Таль является одним из создателей отечественной школы пневмоавтоматики. В конце 50-х годов Алексеем Алексеевичем была впервые выдвинута идея элементного построения пневматических средств автоматизации, позволившая наряду с традиционными приборами непрерывного типа (регуляторами и другими устройствами автоматики) на базе стандартного набора элементов создавать дискретные и непрерывно-дискретные устройства управления. Эта идея послужила основой Государственной системы приборов и реализована в
Универсальной системе элементов промышленной пневмоавтоматики (УСЭППА). За эту работу в 1964 г. А. А. Таль вместе с группой сотрудников Института и завода «Тизприбор» был отмечен Ленинской премией. В 70-е годы А. А. Талем и его сотрудниками были созданы агрегатно-модульные комплексы ЦИКЛ и КОМПАС, выпускаемые соответственно заводами «Тизприбор» и «Пневмоаппарат», разработаны методы проектирования, на основе которых построены многие десятки промышленных систем. В 80-е годы совместно с ЦНИИКА и заводом «Тизприбор» разработана информационно-управляющая система «Режим-1», являющаяся нижним уровнем АСУ ТП.
Алексей Алексеевич удивительно органично сочетал деятельность блестящего инженера-прикладника с серьёзными исследованиями в области теории дискретного управления. Одним из первых в нашей стране (совместно с М. А. Айзерманом и др.) он начал работать в области теории конечных автоматов. В 1963 г. этот коллектив авторов выпустил монографию «Логика. Автоматы. Алгоритмы», которая стала настольной книгой кибернетиков.
В последние годы под руководством А. А. Таля активно велись работы по проблемам автоматизации дискретных производств — от управления станками и гибкими производственными системами до задач оперативного управления и календарного планирования производства.
Научную и инженерную деятельность А. А. Таль сочетал с многолетней педагогической работой в МФТИ. Около 30 лет он был бессменным ответственным секретарем журнала «Автоматика и телемеханика». Своим нынешним содержанием и направленностью журнал во многом обязан Алексею Алексеевичу Талю.

 


Лаб. № 2 продолжила работы по совершенствованию мембранной и струйно-мембранной техники, завершившиеся в 1983 г. созданием (совместно с ЦНИИКА и заводом «Тизприбор») комплекса технических средств «Режим-1» для централизованного контроля и управления непрерывными технологическими процессами (Т. К. Ефремова, А. А. Тагаевская), в котором проявилась наиболее высокая степень агрегатизации.


АНАТОЛИЙ НИКОЛАЕВИЧ ШУБИН
5.05.1935 — 5.12.2005
Шубин Анатолий НиколаевичАнатолий Николаевич Шубин окончил энергетический факультет Московского института химического машиностроения и по распределению был направлен в лаб. № 2, где проработал всю жизнь вначале с В. Л. Лоссиевским, а затем с И. С. Мезиным. А. Н. Шубин стал одним из ведущих специалистов в области новых средств автоматизации и их интеграции в комбинированные системы управления высокой надёжности на принципах разнородности информационных сигналов. В 1970 г. защитил кандидатскую диссертацию и с 1982 г. возглавил лаб. № 2.
С 1987 по 2005 гг. А. Н. Шубин работал заместителем директора Института проблем управления. А. Н. Шубиным выполнены уникальные работы по надёжности струйных функциональных элементов и устройствам сопряжения электрических и пневматических, в том числе струйных, систем управления. Им написано более 60 научных работ.
Большой заслугой А. Н. Шубина было поддержание в коллективе спокойной, теплой и творческой обстановки. А. Н. Шубин неоднократно поощрялся правительственными органами, был награждён орденом «Дружбы народов» и другими знаками отличия.


На основе разработанных в лаборатории пневмоэлектрических и электропневматических преобразователей в 1986 г. были созданы устройства связи с объектом (УСО) для построения комбинированных пневмоэлектронных систем управления (В. И. Чернышёв,М. Е. Лимонова).
В результате теоретических и экспериментальных исследований показана целесообразность построения средствами струйной техники расходомеров газа и жидкости без подвижных частей. Были созданы совместно с ИАЭ им. И. В. Курчатова струйные расходомеры с частотным выходом для теплоносителя высоких параметров, успешно прошедших ресурсные испытания на Ленинградской АЭС (А. М. Касимов, В. В. Ванский). Разработанные на этом принципе струйные счётчики бытового газа в настоящее время выпускаются для ЖКХ.
Принципы струйной техники нашли применение и в сельском хозяйстве. В 1987—1988 гг. была разработана (совместно с «Мосводоканалом») и прошла испытания автоматизированная система водораспределения и полива на реконструируемых оросительных системах с использованием струйных принципов подачи жидкости в открытых каналах (Л. А. Залманзон).
В те же годы была разработана система управления (СУ) подвижной платформой с аэростатическими опорами на конвейере сборки самолётов (В. С. Безменов). В 90-е годы лаборатория посвятила ряд работ экологическим проблемам, в том числе были разработаны принципы построения систем автоматического регулирования параметрами процесса очистки сточных вод гальванических производств на основе специализированных пневматических дозаторов химических реагентов (В. С. Безменов, А. А. Тагаевская). Система успешно прошла испытания на нескольких предприятиях.
С 2005 г. лабораторией руководит к.т.н. Асим Мустафаевич Касимов.
Заведующий лабораторией № 2 Асим Мустафаевич КасимовЛаборатория продолжает работы по совершенствованию струйных систем управления и разработке контрольно-измерительной техники для исследования статики и динамики пневматических устройств и цепей.
Из последних работ можно выделить:

  • Исследования по измерению расходов текучих продуктов дифференциальными методами. Предложены новые методы измерения расходов с расширенными динамическими диапазонами, среди которых струйные, струйно-вихревые и компенсационные расходомеры. На базе компенсационных расходомеров ведутся перспективные исследования по измерению многокомпонентных двухфазных потоков (М. М. Беляев, А. М. Касимов, А. И. Попов, А. А. Хитрово).
  • Разработку и серийный выпуск струйной автоматики для управления параметрами авиационных двигателей (22 регулятора на 12 типах двигателей). Подтверждена высокая надёжность и большая экономическая эффективность таких систем. Наработка на отказ струйной техники составила более 5 млн. ч, а экономическая эффективность — 103 млн. руб. (в ценах 1993 г.) (А. М. Касимов, А. И. Попов).
  • Работы по созданию пневматических систем автоматизированного дозирования (САД) жидких продуктов. Проведен анализ методов и технических средств автоматического дозирования жидкостей пневматическими методами. Разработан новый класс универсальных замкнутых САД с единым для процессов порционного и непрерывного дозирования выходным параметром — расходом жидкости на выходе. В зависимости от типа технологического оборудования, свойств жидкости и других технических условий дозирование может контролироваться по трём параметрам: весу, времени и уровню жидкости в таре (В. С. Безменов, Т. К. Ефремова, А. А. Тагаевская).
  • Оригинальный пневмодинамический принцип автоматического контроля герметичности изделий из вязкоупругих материалов. Принцип основан на измерении скорости повышения давления в контролируемом объёме изделия после выполнения определённой последовательности технологических операций цикла контроля (В. С. Безменов, А. А. Тагаевская).
  • Исследования в рамках комплексной темы «Алгоритмическое, программное и аппаратное обеспечение СУ роботами» по методам роботизированного массажа поверхностей переменной кривизны физиологических объектов. Исследован компенсационный привод эффектора массажного робота, предложен и исследован новый струйный принцип локального массажа (А. А. Хитрово).
  • Исследования по энергосберегающим технологиям природного газа и тепла в промышленности и коммунальном хозяйстве, которые обещают существенную экономию потребления природного газа в России. Выполнен анализ развития систем автоматики газовых теплогенераторов и проведены исследования статических и динамических характеристик радиаторных термостатов для газовых котлов мощностью до 100 кВт. Работа прошла апробацию в Московской области в течение двух отопительных сезонов и готовится к внедрению. На базе теоретических исследований предложен струйный тепловой тормоз, который позволяет управлять температурой в помещении, сократив при этом долю остаточной теплоотдачи до 15–20% (А. И. Попов).


Проводимые в настоящее время научные исследования основываются на фундаментальных результатах теоретической газогидродинамики, теории автоматического управления и теоретической механики. К исследовательским заделам относятся методы расширения динамического диапазона измерения струйных, струйно-вихревых и компенсационных расходомеров текучих сред. Радикальное повышение быстродействия струйных СУ. Развиваются способы измерения потоков многофазных жидкостей.
Лаборатория располагает опытом создания и эксплуатации высоконадёжных струйных регуляторов для авиационных двигателей. К этим направлениям исследований проявляют интерес службы коммунального хозяйства, авиапромышленность, нефтегазовые предприятия и др. Развиваются исследования по энергосберегающим технологиям, повышающим эффективность использования природного газа и тепла в системах отопления жилых и промышленных зданий.
К настоящему времени сотрудниками лаборатории опубликовано более 400 работ, в том числе 12 монографий. 

С 1957 г. Институт регулярно проводил всесоюзные и международные совещания и конференции по пневмогидроавтоматике, и лаборатория продолжает эту традицию. Последняя конференция состоялась в 2008 г. в составе Всероссийской конференции с международным участием «Управление, Измерение, Контроль — 08».