Учебно-научные лаборатории кафедры систем автоматического управления

Кафедра САУ располагает пятью учебно-научными лабораториями (УНЛ) и тремя учебными лабораториями (УЛ).

УНЛ «Промышленные системы управления и автоматизации»

Учебно-научная лаборатория «Промышленные системы управления и автоматизации» была создана в 2008 году при тесном сотрудничестве со стратегическими партнерами кафедры САУ – фирмами «ЭлеСи» (г. Томск) и «Автоматика РУС» (г. Санкт-Петербург).

Лаборатория оснащена современными учебными и исследовательскими стендами и мультимедийным оборудованием, предназначенными для изучения:

  • основ построения комплексных систем автоматизации
  • организации взаимосвязи между программным и аппаратным обеспечением различных уровней автоматизации
  • организации распределенных систем управления
  • основ диагностики и поиска неисправностей в системах управления

В лаборатории представлены:

  • восемь индивидуальных исследовательских комплексов, предназначенных для изучения основ программирования ПЛК, SCADA систем и работы с распределенной периферией
  • четыре испытательных стенда для изучения распределенных систем и систем горячего резервирования
  • стенд с макетом производственного комплекса для изучения основ управления технологическим процессом, систем управления аналоговыми величинами, основ диагностики и поиска неис-правностей в АСУТП

Индивидуальный исследовательский комплекс включает в себя ПЛК производства компании «ЭлеСи», компьютер с установленной на нем SCADA-системой Infinity и средой программирования и конфигурирования аппаратных средств, модули распределенной периферии, коммутационное оборудование, блок ввода-вывода National Instruments для имитации технологического процесса и тепловой объект управления.

Исследовательские стенды содержат по пять контроллеров производства компании «ЭлеСи», объединенных в общую сеть, коммуникационные модули и преобразователь интерфейса, модули распределенной периферии, включающие модули удаленного дискретного и налогового ввода/вывода, компьютер с установленной на нем SCADA-системой Infinity и программным обеспечением, необходимым для конфигурирования и программирования представленных контроллеров и распределенной периферии.

Стенд с макетом производственного комплекса представляет собой миниатюрную произ-водственную линию,состоящую из трех емкостей, системы распределения и смешивания жидкости, систем управления давлением, температурой и расходом жидкости, управляющего контроллера фирмы Schnieder Electric, ПИД–регуляторов фирмы Omron, блока имитации неисправностей и компьютера с установленной на нем SCADA-системой.

УНЛ «Автоматизация и электроприводы компании Siemens»

Лаборатория создана на кафедре САУ в 2007 году при поддержке компании "Сименс", заинтересованной в увеличении количества квалифицированных инженеров, прошедших обучение работе с оборудованием компании.

Лаборатория рассчитана на 24 (до 36) рабочих места, в ней установлено 24 учебных стенда. Каждый стенд представляет собой гибкую систему и может быть использован по частям, целиком или во взаимодействии друг с другом.

Стенд на базе контроллеров LOGO! и S7-200 можно считать базой для начального уровня понимания концепции промышленной автоматизации вообще (с учётом особенностей оборудования "Сименс"). Эти контроллеры, обладая низкой стоимостью, предоставляют достаточно широкие возможности для решения несложных производственных задач.

Стенд "Система автоматизации электромеханических объектов и технологических процессов" предоставляет возможности для изучения наиболее распространённого контроллера "Сименс" – S7-300. На стенде реализована конфигурация, включающая в себя цифровые и аналоговые входы и выходы, а также интерфейсы Profibus и Industrial Ethernet.

Также на стенде представлена сенсорная панель – устройство ввода и отображения информации. Панель может быть связана с контроллером для ввода значений различных параметров и вывода на экран состояния входов в графическом представлении. Третьим компонентом стенда является электропривод переменного тока на базе преобразователя частоты Micromaster440 – наиболее функционального из стандартных преобразователей частоты "Сименс". В состав электропривода включён асинхронный электродвигатель мощностью 180 Вт с импульсным датчиком. Электропривод может быть использован не только как объект изучения, но и как имитатор технологического оборудования, управляемого контроллером. Стенд позволяет в полной мере освоить стандартные языки программирования ПЛК, изучить возможности взаимодействия устройств по промышленным сетям, получить навыки работы с системами человеко-машинного интерфейса и SCADA-системами.

Стенд "Многоприводная система управления движением" – учебный чемодан – предназначен для изучения системы электропривода Sinamics S120 на базе контроллера Simotion. Контроллеры SIMOTION были специально разработаны для таких применений, где требуются сложные, быстрые и точные движения, а также программно-логическое управление многочисленными периферийными устройствами. В одном устройстве объединяются функции Motion Control (управление движением), функциональность промышленного контроллера и дополнительные технологические функции. В стенд включены два синхронных серводвигателя с датчиками положения. Специальное программное обеспечение позволяет осуществить синтез системы электропривода с заданными показателями каче-ства, снять характеристики полученной системы, задавать сложные траектории движения и синхронизировать оси технологического объекта надлежащим образом.

УНЛ «Мехатронные комплексы подвижных объектов и мобильные установки аэ-родромного обслуживания»

Лаборатория создана совместно со стратегическими партнерами кафедры САУ – холдинговой компа-нией «Созвездие Водолея» (г. Санкт-Петербург) и ОАО «Ковровский электромеханический завод» (г. Ковров). Лаборатория предназначена для обучения студентов кафедры САУ по инновационным образо-вательным программам магистров по направлению «Автоматизация и управление» и повышения квали-фикации специалистов.

Лаборатория оснащена уникальным оборудованием, разработанным и спроектированным при уча-стии преподавателей и сотрудников кафедры САУ СПбГЭТУ «ЛЭТИ», изготовленным и поставленным крупнейшим в России производителем и поставщиком оборудования и материалов для аэродромов Гражданской авиации.

В состав лаборатории входят новейшие полностью автоматизированные мобильные электромеханические установки нового поколения и компьютеризированные информационно-управляющие комплексы для проведения комплексных измерений фрикционных свойств аэродромных покрытий, отвечающие международным требованиям в области обеспечения безопасности посадки воздушных судов. Создан и зап

ущен в эксплуатацию уникальный многофункциональный электромеханический стенд, позволяющий при проведении сертификационных, ресурсных и метрологических исследований моделировать дорогостоящие аэродромные и автодорожные испытания мобильных установок в лабораторных условиях.

Это уникальное оборудование будет использоваться для подготовки магистров и аспирантов по профилю «Автоматизация и управление производственными комплексами и подвижными объектами» магистерской инновационной программы «Системы управления и автоматизации промышленных меха-тронных комплексов и подвижных объектов», реализации программ повышения квалификации в интересах ХК «Созвездие Водолея», крупных авиапредприятий и сотен российских аэропортов, потребляющих его продукцию.

На его базе Межгосударственным авиационным комитетом уже сегодня проводятся сертификационные испытания образцов мобильных установок для продвижения их серийного выпуска, осуществляются научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по его дальнейшей модернизации и созданию новых образцов современной техники аэродромного обслуживания.

УНЛ «Автоматизированные системы морского транспорта»

Лаборатория предназначена для обучения студентов кафедры САУ по инновационным образовательным программам подготовки магистров по направлению «Автоматизация и управление» и повышения квалификации специалистов в области автоматизации систем морского транспорта.

Лаборатория оснащена автоматизированной судовой единой электростанцией, состоящей из трех дизель-генераторов, асинхронного гребного электродвигателя, устройства, воспроизводящего харак-теристики гребного винта, включая реверсивную характеристику. Автоматизация единой судовой электростанции осуществлена на базе программируемых логических контроллеров.

Пульт преподавателя связан с 12 пультами студентов, которые разрабатывают программы управления электростанцией и программируют контроллеры. Преподавателю обеспечена возможность формирова-ния необходимых вводных, а также формализованной оценки действий студента. Все локальные технологические контроллеры обеспечивают децентрализованное управление соответст-вующими объектами с приемом командных и выдачей ответных сигналов с помощью сети связи, интегрирующей объекты управления в общую систему.

Лаборатория также оснащена 6 учебно-исследователь-скими стендами SEW-EURODRIVE, предназна-ченными для:

  • изучения устройства, методов управления, ввода в эксплуатацию и наладки преобразователей частоты;
  • исследования статических и динамических характеристик, регулировочных свойств электроприводов переменного тока с асинхронными и синхронными серводвигателями (также называемыми в литературе вентильными);
  • моделирования технологических процессов при различных законах изменения моментов нагрузки.

В состав оборудования стенда входят:

  • агрегат, состоящий из соединенных через муфту асинхронного и вентильного двигателей (двигатели имеют мощность 0,75 кВт каждый и оснащены датчиками скорости);
  • два преобразователя частоты фирмы SEW-EURODRIVE типа Movidrive MDX61B со встроенной системой позиционирования и автоматического управления циклом работы IPOS plus, предназначенные для управления двигателями;
  • персональный компьютер, используемый для редактирования параметров, запуска приводов в ручном режиме, наладки замкнутых систем управления и осциллографирования;
  • два пульта управления преобразователями;
  • блок коммутационной аппаратуры.

УНЛ «Информационно-телекоммуникационные технологии»

УНЛ ИТТ кафедры САУ предоставляет студентам возможность получать и совершенствовать знания в области компьютерных технологий. Лаборатория оснащена современными компьютерами, объединен-ными в вычислительную сеть с выходом в Internet.

Программное обеспечение включает средства разработки программ, математические пакеты и про-граммные платформы для исследования сложных динамических систем.

Студенты изучают широкий круг вопросов, связанных с коллективной работой в компьютерных сетях, выполнением сложных математических расчетов и исследованием поведения систем автоматического управления в различных условиях эксплуатации.

Занятия проводятся с использованием мультимедийного оборудования. Студентам доступен большой архив учебных и методических материалов по широкому кругу проблем информационных и компьютер-ных технологий.