Архив / 2005 / №1(25) / Учебный класс

Программа поддержки вузов. Первые результаты

Процитируем сообщение, опубликованное в «АиП» №1'04 (стр. 2): «Осознавая дефицит технических специалистов (особенно острый в регионах), компания ОВЕН приняла решение о бесплатном оснащении приборами ОВЕН учебных лабораторий технических заведений, готовящих специалистов по автоматизации техпроцессов». Предоставляя сегодня учебным заведениям бесплатное оборудование отечественного производства, мы надеемся на повышение уровня подготовки молодых специалистов, которые придут работать в отделы автоматизации российских предприятий завтра.

Первые итоги

Спустя год можно констатировать, что программа поддержки вузов, заявленная столь скромно, приносит ощутимые плоды. К ней присоединяются всё новые учебные заведения, причем не только российские. Количество заявок, поступающих на адрес pr@owen.ru, постоянно растет. Увеличивается и количество приборов ОВЕН, поставляемых вузам. Ряд учебных заведений использует в образовательном процессе до десяти и более стендов.

Общая стоимость приборов ОВЕН, поставленных в рамках программы, превысила 200 тысяч рублей.

Как родилась программа

Идея комплексного оснащения лабораторий вузов приборами производственного объединения ОВЕН появилась в результате нехватки на рынке труда грамотных молодых специалистов, разбирающихся в современных средствах автоматизации технологических процессов. Это связано с тем, что уровень оснащения лабораторий до недавнего времени отставал от уровня современного рынка автоматизации. Многие приборы и процессы студенты изучали «заочно». В результате сразу после окончания института молодому специалисту требовалось некоторое время на повышение квалификации. Чтобы сократить время, необходимое студенту для адаптации к современному миру систем автоматизации, компания передала наиболее распространённые на рынке терморегуляторы и датчики в лаборатории нескольких вузов. Идея оправдала себя сразу. Уже через год старшекурсники и выпускники, выполнявшие лабораторные работы на новом оборудовании, заметно отличались по уровню подготовки от студентов предыдущих выпусков. Ребята разбирались в современном оборудовании, умели самостоятельно собрать и настроить среднего уровня систему автоматизации термокамеры, сушильного шкафа или вентиляции промышленного объекта. Получив академические знания и отточив практические навыки в лабораториях, оснащённых оборудованием ОВЕН, выпускники этих вузов вплотную приблизились по уровню знаний к практикующим инженерам в области автоматизации.

Помощь компании не ограничивается только предоставлением оборудования. Специалисты ОВЕН оказывают преподавателям вузов консультационную поддержку в процессе подготовки лабораторных работ, дают рекомендации по более наглядному проведению работы, при необходимости проводят обучение персонала лаборатории, повышая тем самым общий уровень подготовки молодых специалистов.

Программа поддержки подготовки молодых специалистов распространяется не только на высшие учебные заведения, но и на колледжи, специализированные техникумы и курсы повышения квалификации.

Как стать участником программы поддержки вузов

При принятии решения о присоединении института к программе есть два основных критерия:

1. Институт должен быть профильным.
2. Предоставляемое оборудование должно использоваться для обучения студентов.

В среднем работа по обработке заявки, принятию решения и предоставлению вузу оборудования занимает около трёх недель. Срок зависит от полноты предоставленной вузом информации о лабораторной работе: описания, схем подключения и режима работы датчиков. Кроме того, сроки обработки заявки зависят и от активности самого института. В качестве положительного примера можно привести проект по оснащению лаборатории Технического Университета Молдовы в Кишинёве: весь процесс, от поступления первичной заявки до поставки приборов, занял менее двух суток. Такой короткий срок выполнения заявки обусловлен, в первую очередь, активной позицией представителя института, грамотно составленной заявкой и подробным описанием лабораторной работы.

В то же время, есть ряд заявок , не мотивированных описанием лабораторной работы. При этом активность представителей этих вузов в ходе обсуждения заявки практически нулевая – заявки поступили уже несколько месяцев назад, и с тех пор никакого интереса к оснащению лабораторий со стороны вузов продемонстрировано не было. Эти заявки пока остаются неудовлетворёнными, так как они не отвечают условиям участия в программе.

Какой должна быть идеальная заявка

Опыт обработки заявок от вузов показывает, что уровень предоставляемых материалов очень различается. Описанием лабораторной работы называют и краткое изложение «лабораторки», и 45страничное описание процесса измерения температуры воды с полными теоретическими выкладками. Требуемый уровень полноты описания работы находится между этими двумя крайностями. Собственно говоря, при выборе уровня описания следует исходить из назначения этого описания. А предназначено оно для того, чтобы технические консультанты компании ОВЕН смогли разобраться в планируемой лабораторной работе, проверить возможность совместной работы всех запрашиваемых приборов, подобрать наиболее оптимальные датчики и, при необходимости, дать свои комментарии и рекомендации по улучшению наглядности и повышению эффективности. Исходя из этого, описание лабораторной работы должно содержать:

– схему подключения приборов;
– указание температурного режима и желаемого конструктивного исполнения датчиков;
– описание процесса выполнения работы и получаемых в ходе её выполнения результатов.

И, естественно, в заявке должен присутствовать список требуемых приборов.

Пример оптимально составленной заявки

Название работы: «Исследование универсального ПИДрегулятора ОВЕН ТРМ–101».

Цель работы: Ознакомить студента с внутренним устройством регулятора, изучить схемы подключения прибора и выработать практические навыки работы с измерителемрегулятором. В процессе выполнения работы студент должен убедиться в том, что система выходит на заданное значение температуры, при этом результаты измерений должны передаваться в компьютер. Кроме того, должна быть проверена система сигнализации, которая включает в себя два вида определения аварии: выход регулируемой величины за установленную границу или диапазон и обрыв контура регулирования.

Оборудование: ПИДрегулятор с универсальным входом ОВЕН ТРМ 101–ИР; преобразователь интерфейса ОВЕН АС3, термопреобразователь сопротивления; объект регулирования (разогреваемый током керамический резистор).

Датчик температуры подключается к универсальному измерительному каналу прибора. Он измеряет температуру на керамическом резисторе, который последовательно включён в цепь с источником питания через выходное устройство ОВЕН ТРМ 101 релейного типа. Эта цепь является контуром регулирования. При обрыве в контуре регулирования срабатывает сигнализация. Прибор подключён к компьютеру через преобразователь интерфейсов RS485 – RS232. Результаты измерений передаются в компьютер и протоколируются программой Owen Process Manager (OPM). При помощи программы Owen Report Viewer данные можно представить в виде графика или таблицы. Там же можно отфильтровать данные по времени.

Описание результатов эксперимента

Студенты проводят эксперимент, в процессе которого проверяется работоспособность системы регулирования температуры. Перед запуском системы проводится предварительная автонастройка ПИДрегулятора. Принцип работы ОВЕН ТРМ101 основывается на законе ПИДрегулирования. В результате автонастройки определяются параметры ПИДрегулятора. К ним относятся: полоса пропорциональности, постоянные времени интегрирования и дифференцирования, скорость выхода на уставку, период следования импульсов. Пропорциональная составляющая отражает величину рассогласования (Е) между уставкой и текущей температурой и влияет на время выхода на уставку; интегральная составляющая отражает сумму накопленных предыдущих рассогласований и также влияет на скорость выхода на уставку, но позволяет избежать перерегулирования; дифференциальная составляющая отражает скорость изменения Е и позволяет быстро реагировать на резкое изменение температуры на объекте. Предварительная автонастройка занимает около двадцати минут. Температура уставки выбирается порядка 35 °С. Параметры ПИДрегулятора после автонастройки для данного стенда:

– пропорциональная составляющая 11.4;
– постоянная времени интегрирования 180.3 с;
– постоянная времени дифференцирования 27,4 с;
– скорость выхода на уставку 0,99 °С/с;
– период следования управляющих импульсов 3 с.

При изменении параметра «скорость выхода на уставку» на 5 °С/с изменяется время достижения требуемой температуры. Требуемое значение температуры установилось спустя 22 минуты (начальная температура керамического резистора 23 °С). В процессе работы возможны периоды перерегулирования. Для компенсации этого надо увеличить значение постоянной времени интегрирования.

В ходе работы студенты строят графики выхода на уставку с параметрами ПИДрегулятора после автонастройки. Студенты оценивают, как влияет на скорость выхода на уставку ширина полосы пропорциональности. Студенты строят графики времени выхода на уставку при постоянном увеличении времени интегрирования, влияния ширины полосы пропорциональности на скорость выхода на уставку.

Заключение

Проведённые эксперименты показывают, что настройка параметров ПИД-регулятора влияет фактически только на скорость выхода на уставку. Перерегулирование и погрешность поддержания температуры имеет место только в начальный момент выхода на уставку. Если взять результаты измерений за длительный промежуток времени (около часа), то значение температуры резистора равно величине уставки и не изменяется. Проверка системы сигнализации показывает, что при обрыве контура регулирования срабатывает сигнализация и загорается соответствующий светодиод на панели прибора.

Список необходимого оборудования:

– ПИД-регулятор ОВЕН ТРМ101 – 1шт;
– ТСП100 – 1 шт (режим работы от 10 до 70 °С , длина погружной части около 20 см, длина концов до 50 см.);
– Адаптер интерфейса ОВЕН АС3 – 1шт.;
– SCADA-система OPM – 1шт.