Донбаська державна
машинобудівна академія

«Центр автоматизації та комп'ютерно-інтегрованих технологій» кафедри "Автоматизація виробничих процесів"

«Центр автоматизації та комп'ютерно-інтегрованих технологій» створено на базі кафедри АВП як структурний підрозділ ДДМА. Центр створений з метою освоєння і відпрацювання новітніх технологій в області автоматизації та комп'ютерно-інтегрованого управління та впровадження їх як у виробництво, так і в навчальний процес. Для реалізації поставленої мети Центр налагоджує співпрацю з фірмами-виробниками сучасної мікропроцесорної техніки.

Укладено договір про науково-технічне співробітництво: між ДДМА і НВЦ "Спецсистеми" (м. Витебск, Білорусь), за яким нам передана комп'ютерно-інтегрована багатофункціональна інформаційно-вимірювальна система "ІСТОК-ТМ" та відповідний програмний додаток.

Укладено договір з київською фірмою "Росток-Спаркс", яка передала кафедрі моноблочний мікроконтролер РК5120 і засоби програмування для вирішення широкого спектра завдань автоматизації машинобудування.

Укладено угоду про науково-технічне співробітництво з австрійською фірмою "B&R", що спеціалізується в області автоматизації виробництва, за яким кафедрі передано обладнання для навчання студентів: серводвігателі- 3 шт., сервоприводи - 3 шт., модуль позиціонування, перепрограмовані логічні контролери - PLC B & R2003 - 2шт, PLC B & R2005 -1 шт., інтерфейсний модуль - 1 шт, панель оператора PP41 - 1 шт., програмний продукт Automation Studio.

Укладено договір з Інститутом лінгвістики та інформаційних технологій (м. Київ) про науково-технічне співробітництво в області автоматизованих систем проектування і навчання.

Укладено договір з МЗТА на підставі якого кафедрі передано три стенду управління клімат-контролем в приміщенні на базі програмно-технічного комплексу КОНТАР КМ800.

Підготовка студентів проводиться з урахуванням новітніх досягнень в області автоматизованого управління в рамках тісної взаємодії кафедри з підприємствами регіону, на які розподіляються випускники, а також з провідними європейськими виробниками засобів автоматизації.

Обладнання «Центр автоматизації та комп'ютерно-інтегрованих технологій

Під керівництвом доцента кафедри АВП Сердюка О.О. і доцента Разживін О.В. студенти вивчають системи автоматизації провідних світових фірми Schneider Electric (Франція), SIEMENS (Німеччина). Розроблено навчальні посібники для конфігурації засобів автоматизації SIMATIC і SINAMICS та програмування контролерів на мовах STEP7. Розроблені методичні рекомендації для проектування систем приводів верстатів з ЧПУ SINUMERIK за допомогою програми SIEMENS SIZER.

Під керівництвом професора кафедри АВП Панкратова А. І. та асистента Залятова А.Ф. розроблені лабораторні стенди на базі продукції фірми «LENZE» (Німеччина). Ця фірма є одним зі світових лідерів з виробництва електродвигунів і мотор-редукторів. На кафедрі створені лабораторні стенди на базі частотного перетворювача з векторним законом регулювання Lenze 8200 Vector, а також сервоприводу Lenze v9300 Servo. Дані стенди дозволяють досліджувати динамічні характеристики електроприводу. Студенти виконують конфігурація параметрів для різних режимів роботи приводу.

Доцент Макшанцев В. Г. встановив і підтримує співпрацю з рядом провідних фірм-виробників систем автоматизації. Вони підтримують кафедру своїм обладнанням:

1) навчальний стенд комп'ютерно-інтегрованого управління роботизованим технологічним комплексом на базі PLC SIMATIC S7-300 (фірма SIEMENS, Німеччина);

2) навчальний стенд автоматичної системи позиціонування (фірма B&R, Австрія). Він включає в себе перепрограмувальний логічний контроллерB & R2005, серводвігателі 8MSA2L.R0-K5- 3 шт, сервоприводи ACOPOS - 3 шт., Модуль позиціонування 3NC157.60-1-1 шт., Програмний продукт Automation Studio;

3) навчальний стенд для програмування задач візуалізації і управління за допомогою панелі оператора Power Panel PP41 (фірма B&R, Австрія);

4) електропневматичний стенд з набором елементів (фірма FESTO Німеччина) програмний продукт FluidSIM.

5) програмно-технічний комплекс «КОНТАР КМ800» (МЗТА, Росія), призначений для комп'ютерно-інтегрованого управління клімат-контролем в приміщенні. Він включають в себе контролери МС8, МС5 МR8, а також програмне забезпечення Kongraf, Console, КОНТАР-SCADA.

6) під керівництвом доцента Макшанцева В.Г.за участю студентів Коваленко Вадима і Решетняка Сергія розроблений роботизований технологічний комплекс на базі промислового робота МП-9С і системи управління на базі контролера ArduinoMEGA2560.

Під керівництвом доцента кафедри АВП професора Лебедя В.Т. спільно зі студентом Миколою Ананьєвим розроблена експериментальна установка автоматизованого контролю роз'єднання сполучених поверхонь великовагового складеного вальцевального валка на базі апаратно-обчислювальної платформи Arduino.

Рисунок - Загальний вигляд експериментальної установки

Розроблена вимірювальна система складається з: апаратно-обчислювальної платформи Arduino; двох датчиків TCRT5000 (один датчик вимірює положення центру мас осі, а інший - бандажа); макетної плати; з'єднувальних шнурів.

Рисунок - вимірювальна система на базі Arduino UNO

Також розроблено АРМ експериментатора на базі персонального комп'ютера для отримання візуального відображення процесу експерименту, протоколювання і записи отриманих даних на мові Visual Basic.

Доцент кафедри Суботін О. В. розвиває співпрацю з ТОВ «ЕЛЕМЕР Україна» (м.Запоріжжя). Устаткування, яке випускається НВП «ЕЛЕМЕР» первинні і вторинні перетворювачі температури і тиску, що регулює обладнання, реєструючі прилади, метрологічне обладнання та виконавчі механізми, передано в безоплатну дослідну експлуатацію кафедрі, що дозволить створити ряд лабораторних стендів з дослідження метрологічних характеристик первинних перетворювачів тиску і температури, а також регулювання зазначених параметрів в заданому діапазоні. На кафедру передано сучасне обладнання для організації лабораторного практикуму а саме, інноваційні енергоефективні двигуни нового покоління серії W22.

Доцент Разживин О.В. встановив співпрацю з фірмою Schneider Electric (Франція), на якій пройшов стажування. Завдяки плідної співпраці кафедри з ТОВ «Шнейдер Електрик» Україна кафедра отримала наступне сучасне обладнання:

- частотний перетворювач ATV12 (0,37 кВт). Даний перетворювач застосований для регулювання швидкості обертання валка з бандажем в імітаційної моделі;

- частотний перетворювач ATV320 (7,5 кВт). Даний перетворювач буде застосований на лабораторній установці по дослідженню характеристик гідроприводу з об'ємним регулюванням.

- програмований логічній контролер Modicon M221. Контролер використовується для реалізації автоматизованих систем керування технологічними об’єктами. Базі даного ПЛК розроблено учбовий стенд керування системою світової сигналізації. У в 2020 році на базі даного ПЛК та панелі оператора Magelis почато реалізація автоматизованої системи управління промисловим роботом БРИГ-10Б з використанням мережевих технологій для його віддаленого керування

Старший викладач кафедри АВП Піщуліна Е.В. развівает співпрацю з українсько-естонським СП EPLAN CIS & BALTIC, який вирішує завдання планування і інжинірингу електротехнічних проектів. В рамках цього співробітництва кафедрі АПП переданий програмний продукт EPLAN Electric P8 на 14 робочих місць, що дозволяє автоматизувати всі етапи електротехнічного проектування систем автоматизації.

Доцент кафедри АВП Люта А.В. пройшла стажування на обладнанні фірми FESTO (Німеччина), отримала відповідний сертифікат і проводить заняття на електрогідравлічному стенді з набором елементів цієї фірми.

Створена лабораторія вбудованих мікроконтролерних систем. Цій науково-виробничий підрозділ, здатний вирішувати будь-які завдання малої автоматизації, починаючи від виготовлення зразків друкованих плат і закінчуючи програмуванням зібраних на їх основі мікроконтролерних систем. Лабораторія оснащена спеціальним обладнанням і програмним забезпеченням. Очолює лабораторію старший викладач Донченко Є.І., в роботі лабораторії беруть активну участь студенти старших курсів.

Студенти працюють на мікроконтролерних стендах STM32-PZ6806L, оснащених широким спектром комунікаційного обладнання.

Заснований на 32-розрядному мікроконтролері STM32F103ZET стенд дозволяє працювати з послідовними інтерфейсами CAN, RS232, RS485, які складають основу сучасних промислових телекомунікаційних пристроїв. Реалізована можливість підключення бездротових модулів: Wi-Fi і GSM, для реалізації геопозиционирования використовується модуль GPS. За допомогою мікросхеми ENC28J60, інтегрованої на платі стенду, вивчається робота з мережевим інтерфейсом ETHERNET. TFT дисплей дозволяє максимально спростити взаємодію стенду з оператором.

Створена лабораторна база дозволяє проводити проектування і дослідження систем управління на фізичних моделях і вивести навчальний процес на якісно новий рівень. Щорічно ряд студентів виконують курсові та дипломні проекти з елементами наукових досліджень

Однією з таких розробок є модернізація системи управління промислового робота «Електроніка НЦ ТМ-01» шляхом створення розподіленої системи управління роботом, виконана студентами Чаусовим С., Плугатаренко І. під керівництвом аспіранта Шишкіна А.В.

Ще одна цікава розробка. Студентом Кисіль А. створена модель фрезерного верстата з ЧПУ, що включає підставу, рухливий стіл, двигуни та електропривод, інструменти і пристосування, комп'ютер і програмне забезпечення: Він виконує операції: фрезерування, різання, свердління, гравірування і т.п.

У лабораторії мікроконтролерних систем студенти розробляють різні пристрої для побутових і промислових застосувань. Так, студентом Сергієм Решетняком був розроблений стенд для дослідження процесів заряду кислотних акумуляторів. Плата стенду була розроблена в програмному комплексі KiCad. Отримані в результаті проектування GERBER файли дозволяють виготовити друковану плату на стандартному промисловому обладнанні.

Результати вимірювань процесів заряду-розряду акумулятора протоколюються на ПК за допомогою інтерфейсу UART / USB.

Групою студентів створено інформаційно-вказівний табло типу «біжучий рядок».

Виконано роботи з проектування систем управління пневматичними, електромеханічними маніпуляторами промислових роботів, електроприводів на базі двигунів постійного струму, крокових двигунів, вимірювальних систем з передачею інформації на персональний комп'ютер по інтерфейсу USB. У розробки активно впроваджуються найсучасніші електронні компоненти світових лідерів виробництва комплектуючих для мікропроцесорних пристроїв.

Проектовані пристрої можуть бути оснащені алфавітно-цифровими і графічними екранами, системами орієнтації в просторі і геопозиционирования (мікромеханічні акселерометри, компас, гіроскопи, приймачі GPS), сенсорними кнопками, компонентами накопичення і перенесення інформації (SD-карти пам'яті, USB флеш-накопичувачі). Застосування найсучасніших мікроконтролерів з ядром ARM Cortex-M3 дозволяє створювати пристрої, оснащені інтерфейсами передачі даних: Ethernet MAC, інтерфейс USB пристрої / хосту / OTG, UART, CAN, SSP, SPI, I2C.

Розроблено систему контролю висіву насіння «Мрія-3», яка представляє собою монітор, встановлений в кабіні комбайна. Проліт насіння реєструється за допомогою датчиків висіву насіння. Інформація з дискретних датчиків по інтерфейсу RS-485 надходить в монітор. Монітор призначений для введення параметрів роботи, настройки параметрів системи (яскравості індикації, гучності і тональності сигналізації), збору і обробки сигналів від датчиків системи контролю, уявлення і вилучення з пам'яті накопиченої інформації про посіві, подачі повідомлення про виниклі порушення при висіві насіння. Положення комбайна визначається за допомогою антени ГЛОНАСС / GPS.

Ці та інші студентські розробки демонструються на виставках і конференціях, а також використовуються в якості навчальних стендів.

Важливо відзначити, що зазначена діяльність кафедри забезпечує високий рівень підготовки, що дозволяє випускникам отримати цікаву високооплачувану роботу і впевнено себе почувати в різних сферах діяльності.

Фірми - виробники охоче співпрацюють з Центром автоматизації і передають своє обладнання на пільгових умовах, так як на базі Центру створено постійно діючу виставку їх продукції і вся наша наукова і навчальна діяльність забезпечують популяризацію виробників сучасних засобів автоматизації.

Підприємства регіону також зацікавлені у співпраці з Центром автоматизації. Нашої промисловості необхідно освоєння світового виробничого досвіду і підвищення кваліфікації своїх фахівців в області автоматичного управління та комп'ютерно-інтегрованих технологій.