О факультете / Лаборатории / Лаборатории кафедры ИнИТ (12)

Современная интерактивная мультимедийная лекционная аудитория создана и введена в эксплуатацию в ходе реализации приоритетного национального проекта «Образование» и инновационной программы развития ЮУрГУ.

 

Аудитория оснащена новейшим интерактивным информационным комплексом с интерактивной аудиторной доской обратной проекции, автоматизированным рабочим местом преподавателя с выходом в Internet и специализированным рабочим местом обучаемого.

 

В состав оборудования аудитории входит: документ-камера, два усилителя-распределителя, видео-аудио коммутатор, интерактивная панель-планшет, радиомикрофонная система с ручным микрофоном, микшер на 2 микрофона, усилитель четырехканальный, блок обмена информацией с рабочими местами учащихся, интерактивная доска, двухканальная двухполосная акустическая система рупорного типа с контролируемой диаграммой направленности, мультимедиа-проектор, компьютер преподавателя.

 

Лаборатория создана из новейшего оборудования мировых лидеров по производству средств автоматизации корпорации Emerson Process Management (США) и ЗАО Промышленная Группа «Метран» (Россия).

 

Помещение лаборатории разбито на две части. Одна предназначена для расположения лабораторной установки и вторая для одновременного обучения 12 студентов. Зона обучения оборудована шестью рабочими местами с персональными компьютерами и рабочим местом инструктора. Лабораторная установка имеет два гидравлических контура и позволяет регулировать температуру, давление, расход, уровень жидкости внутри этих контуров.

 

Кроме того, данная установка позволяет регулировать температуру внешней среды от радиаторов, включенных в гидравлические контура системы. Данный лабораторный комплекс имитирует систему энергоучета и энергорегулирования в помещениях.

 

Система построена с использованием интеллектуальных полевых приборов, которые по полевой шине соединены с контроллерами системы DeltaV. Интеллектуальность приборов подразумевает широкие функции самодиагностики и возможность переноса управления отдельными элементами системы на уровень поля. Функциональные возможности FOUNDATION Fieldbus позволяют передать функции управления тому элементу системы, который реализует их наиболее эффективно, что снижает загруженность контроллеров и повышает надежность системы в целом.

 

В лабораторной установке использована масштабируемая система управления технологическими процессами DeltaV 7.0, которая основана на архитектуре PlantWeb. Студенты, обучающиеся на этой системе, наглядно видят преимущества простоты эксплуатации и нового уровня информационной интеграции. Данная система поддерживает современные стандарты HART и FOUNDATION fieldbus и включает в себя программу Asset Management Solutions (AMS, Система Обслуживания Приборов), позволяющую быстро и эффективно выполнять калибровку, конфигурирование и диагностику полевых приборов. AMS предоставляет доступ к инструментам управления процессом в реальном времени и автоматически использует всю информацию о текущем состоянии устройств. Кроме того, AMS является инструментом для составления прогнозов по обслуживанию и эксплуатации. В области диагностики устройств, AMS предоставляет доступ к внутренним механизмам самодиагностики, которые встроены в устройства HART и Fieldbus.

 

В данной системе управления технологическими процессами применяются современные спрособы управления с применением нечеткой логики, нейронных сетей и прогнозирования. Что позволяет повысить эффективность управления и дает возможность предсказывать поведение системы в ближайшее время.

 

Реализованная система является масштабируемой как по объему, так и по функциональным возможностям и важным ее преимуществом является возможность постепенного наращивания системы с добавлением дополнительных контуров управления или приборов. Система DeltaV может применяться для самых различных задач: от автоматизации отдельной установки до автоматизации производства в целом.

 

Студенты, которые будут обучаться на данной лабораторной системе, ознакомятся с новейшими технологиями автоматизации управления. Для обучения студентов подготовлено учебное пособие, которое дает полное представление о функционировании данного лабораторного комплекса, и созданы методические указания к лабораторным работам.
 

Научно-исследовательская лаборатория самодиагностики первичных преобразователей информации и исполнительных механизмов была создана в результате проведения на кафедре информационно-измерительной техники работ в рамках национального проекта «Образование».

 

Имеющийся комплекс аппаратуры позволяет на самом современном уровне производить как исследовательские работы, так и процесс обучения студентов.

 

Комплекс аппаратуры включает в себя:

высокоточные автоматические и ручные задатчики давления

калибраторы температуры

прецизионные измерители давления

цифровая аппаратура генерации и исследования сигналов
 

Практически все приборы имеют связь с компьютером и позволяют оперативно получать и обрабатывать информацию в соответствии с исследуемыми алгоритмами.

 

Цифровые выходы и входы приборов позволяют интегрировать их в единый комплекс, что дает возможность расширить возможности лаборатории до исследования вопросов использования интеллектуальных приборов в системах автоматизированного управления.

 

Для отработки конструктивных элементов преобразователей в лаборатории имеется вспомогательный комплекс малогабаритного металлообрабатывающего оборудования.

 

Основная задача лаборатории – проведение исследований, направленных на создание интеллектуальных приборов, обладающих способностью оценивать собственное состояние без прерывания технологического процесса.

 

Первое направление исследований – разработка методов оценки состояния сенсоров давления, включая механические конструкции (диафрагму). Исследования включают в себя  разработку теоретических основ  оценки состояния, методов оценки, разработку конструкций, создание алгоритмов обработки данных и экспериментальные исследования. Был предложен ряд методов, теоретически позволяющих оценить текущее состояние сенсора с использованием аппарата пространства состояний. В настоящее время основным направлением исследований является гипотеза, основанная на связи собственных частот сенсора давления с его статической передаточной характеристикой и возможности оценки собственных частот на уровне шумовых сигналов.

 

Второе направления исследований связано с оценкой состояния одного из основных элементов систем контроля и управления – сенсоров температуры. Идея метода заключается в  использовании тестовых воздействий для разработки алгоритмов контроля параметров термосопротивления. Учитывая необходимые точности измерения, исследования предполагают достаточно жесткие требования к аппаратуре эксперимента, которые и должно обеспечить приобретенное оборудование. Возможность связи аппаратуры с компьютером позволяет ускорить проведение экспериментов и расширить объем исследований.

 

В перспективе на базе приобретенного оборудования возможно расширение исследований, как в направлении номенклатуры преобразователей, так и в области их применения, т.е. в изучении системных вопросов самодиагностики.

 

С точки зрения процесса обучения приобретенное оборудование позволяет организовать целый ряд лабораторных работ, связанных с метрологической аттестацией приборов и оценкой влияния внешних факторов на их характеристики, оценкой динамических характеристик.

 

Например, одной из возможных лабораторных работ может быть работа по практической оценке температурных коэффициентов преобразователей давления, что является одной из основных проблем при характеризации датчиков.

Компьютерный класс кафедры ИнИТ включает в себя 12 рабочих мест на базе современных компьютеров, объединенных в локальную серверную сеть под управлением Windows NT. Каждая рабочая станция имеет выход в Internet.

 

Компьютерный класс широко используется в учебном процессе кафедры для изучения основ информатики, приемов структурного и объектно-ориентированного программирования, создания баз данных, освоения пакетов прикладных программ.

Лаборатория интеллектуальных средств измерений промышленной группы «МЕТРАН» является современным учебным комплексом, необходимым для изучения новейших средств автоматизации управления технологическими процессами и промышленных узлов учета тепловой энергии. Лаборатория используется в курсах "Интеллектуальные средства измерения" и "Измерение и учет теплоносителей". В состав лаборатории входят интеллектуальные датчики давления и температуры с выходом 4-20/HART, датчики расхода с аналоговым и цифровым выходом. Лаборатория содержит необходимую функциональную аппаратуру для построения типовых узлов учета тепловой энергии и контуров управления технологическими процессами.

 

В лаборатории имеется все необходимое оборудование для поверки датчиков температуры, давления и расхода. В процессе выполнения лабораторных работ студенты знакомятся с широким набором современных приборов используемых на приборостроительном производстве.