CC BY
24
PHYSICAL AND MATHEMATICAL EDUCATION
Has been issued since 2013.
Scientific journal
ISSN 2413-158X (online) ISSN 2413-1571 (print)
Науковий журнал Ф1ЗИКО-МАТЕМАТИЧНА ОСВ1ТА
Видасться з 2013.
http://fmo-journal.fizmatsspu.sumy.ua/
Крива В.1. Удосконалення професшно'У Ыдготовки cmydeHmie шляхом виконання реальних дипломних npoeKmie // Ф'вико-математична осв'та : науковий журнал. - 2017. - Випуск 4(14).-С. 43-47.
Kryva V.I. Improvement Of Professional Preparation For Students By Real Diplomatic Projects Implementation // Physical and Mathematical Education : scientific journal. - 2017. - Issue 4(14).- Р. 43-47.
Анота^я. У статтi розкрито шляхи усунення проблем, що виникають при пдготовц фахiвцiв в вищих нвчальних закладах. Вони стосуються матер'1ально-техшчного забезпечення закладу освiти сучасними приладами автоматизацп, як необмдш для вивчення студентами спецiальностi 151«Автоматиза^я та комп'ютерночнтегроваш технологи». Автор вдзначае роль реального дипломного проектування в професйному становленн майбутшх фахiвцiв. У публ'жаци розкриваються поняття програмованих лог'чних контролерiв, Ух особливостей, переваг та недолкв. У статтi наведено суть модершзацп щита автоматизацп та характеристику приладiв '¡снуючого лабораторного стенду. Також автор охарактеризував продук^ю втчизняного виробника засоб>в промисловоУ автоматики та контрольно-вим>рювальних приладiв фiрми «Овен», зокрема, П1Д-регулятора типу ТРМ10. Автор нав!в переваги П1Д-регулятора та його багатофункцiональнiсть. У статтi подаеться характеристика об'екта автоматизаци-муфельно'У печ>. У публ'жацп зазначаеться метод визначення оптимальних параметр>в настройки регулятора / показнишв якост> системи регулювання. Використання зазначеноУ технологи модершзацп дозволило значно пдвищити динам'нш настройки регулятора та, в шнцевому результат яюсть регулювання технолог'много параметру-температури муфельноУпеч>.
Ключовi слова: Реальний дипломний проект, програмований логчний контролер,засоби промисловоУ автоматики, контрольно-вим'1рювальн'1 прилади, крива розгону, динам'чна настройка регулятора.
Постановка проблеми. Яшсне оновлення системи вищоТ осв^и УкраТни зумовлюе суп^ змши у пщготуванш квалiфiкованих фахiвцiв i вимоги до якост Тхнього навчання. Випускники вищих навчальних закладiв (ВНЗ) мають стати професшно компетентними фахiвцями, як творчо мислять i здатш працювати у рiзних напрямах обраноТ галузк Там вимоги визначен Законами УкраТни "Про осв^", "Про вищу освп"у". На сучасному етат в тдготовщ до професшноТ дiяльностi майбутшх фахiвцiв необхщно бшьщу увагу придтяти реальному дипломному проектуванню, яке мае виконувати штегруючу функщю щодо вах фундаментальних , професшно зорiентованих та професшних дисциплш.
Аналiз актуальних дослщжень. Оргашзащею процесу навчання курсового та дипломного проектування студенев навчальних закладiв 1-11 рiвнiв акредитаци: М.Т. Громкова, М.1. брецький, О.В. Рогозша, Л.Г. Семушина, Н.Г. Ярошенко; методичними засадами курсового та дипломного проектування (М.М. Бондар, Т.Д. 1щенко, В.Т. Лозовецька, В.Д. Чернтевський.
Мета статп. Вивчення та обгрунтування шляхiв виконання реальних дипломних проектiв у професшнш пiдготовцi майбутнiх молодших спецiалiстiв.
Виклад основного матерiалу. Атестацiя здобувачiв вищоТ освiти в lндустрiальному коледжi ДВНЗ УДХТУ на завершальному етат навчання здшснюеться шляхом виконання i захисту дипломного проекту. Дипломний проект (ДП) за спещальшстю 151«Автоматизащя та комп'ютерночнтегроваш технологи» - це вид квалiфiкацiйноТ роботи здобувача вищоТ освп"и i е завершеною iнженерною розробкою об'екта проектування (пристрою, системи, процесу тощо) та передбачае його синтез в найбтьш оптимальному варiантi iз
В.1. Крива
1ндустр1альний коледж ДВНЗ УДХТУ, УкраУна kvi201154@gmail.com
УДОСКОНАЛЕННЯ ПРОФЕСМНОТ П1ДГОТОВКИ СТУДЕНТ1В ШЛЯХОМ ВИКОНАННЯ РЕАЛЬНИХ ДИПЛОМНИХ ПРОЕКТ1В
докладною розробкою певноТ функцюнальноТ частини (елемента, вузла, пщсистеми, технолопчноТ операци тощо) з урахуванням сучасного рiвня розвитку вщповщноТ галузi, досягнень науки i технiки, економiчних, еколопчних, ергономiчних вимог, а також вимог охорони пращ та забезпечення жип^яльносп об'екта проектування, який передбачае:
- систематизацш, закрiплення i розширення теоретичних знань, отриманих у процес навчання за освiтньо-професiйною програмою пiдготовки фахiвця освiтньо-квалiфiкацiйного рiвня молодший спецiалiст та Тх практичне використання при виршенш конкретних iнженерних, наукових, економiко-соцiальних i виробничих питань у професiйнiй дiяльностi;
- розвиток навичок самостшноТ роботи, оволодшня методикою дослiджень та експериментування, фiзичного або математичного моделювання, використання сучасних шформацшних технологiй у процеа розв'язання задач, якi передбаченi завданням на дипломне проектування.
Вщповщно до Положенням про оргашзащю дипломного проектування та державноТ атестаци здобувачiв вищоТ освiти в lндустрiальному коледжi ДВНЗ УДХТУ основнi напрямки дипломного проекту вщображають наступнi виробничi функци:
- досл'>дницьку: збiр, обробка, аналiз та систематизащя техшчноТ шформаци в процеа проектування, монтажу, налагодження та експлуатацп систем автоматизаци;
- проектувальну: розробка проеклв виробництва, конструкторська пiдготовка автоматизаци виробництва; створення новоТ техшчноТ документаци i вдосконалення д^чоТ;
- органiзацiйну: оргашзащя робiт з монтажу засобiв вимiрювання та автоматизаци; органiзацiя пращ i зароб^ноТ плати; здача i прийом закiнчених комплексiв монтажних i спецiальних робiт; органiзацiя налагодження засобiв i систем автоматизаци технологiчного виробництва; оргашзащя обслуговування приладiв i засобiв автоматизаци; створення безпечних умов пращ i життедiяльностi; розслiдування нещасних випадшв на виробництвi; нормування працi на дiльницi;
- управл'1нську: управлiння виробничим процесом; використання наукових i культурних досягнень св^овоТ цившзаци в практичнш дiяльностi; оцiнка сучасних процесiв та проблем в суспшьно-пол^ичному життi держави з точки зору ^оричних подш та ТТ геополiтичного становища; формування стшкого свiтогляду, правильного сприйняття сучасних проблем розвитку суспшьства, людського буття, духовноТ культури в колективi; формування пол^ичноТ свiдомостi та полiтичноТ культури, а також полп"ичноТ активностi i творчоТ iнiцiативи працiвникiв; формування нацюнального розумiння державностi, свiдомого дотримання прав, свобод та обов'язшв людини та громадянина самостшноТ незалежноТ УкраТни; оволодшня i прикладне використання одшеТ з шоземних мов в соцiальнiй i професiйнiй сферах; вiльне володiння дтовим, усним, письменним спiлкуванням на державнш мовi; забезпечення належних культурно-побутових умов вщтворення затрат працi, здорового способу життя, сприятливого психологiчного клiмату в трудовому колектив^ правове забезпечення сощально-виробничоТ дiяльностi трудового колективу; дiагностування i полiпшення соцiально-психологiчного клiмату в трудовому колектив^
- технолог'!чну: технологiчна шдготовка монтажно-налагоджувальних робiт; технологiчне забезпечення монтажно-налагоджувальних робп"; складання перелiкiв операцiй техшчного обслуговування приладiв i засобiв автоматизаци;
- контрольну: контроль оргашзаци робп" з монтажу, налагодження та обслуговування техшчних засобiв автоматизаци; контроль якост виконання робiт; контроль кiнцевого результату i приймання монтажно-налагоджувальних робiт; метролопчний контроль дiючого обладнання систем автоматизаци; контроль техшчного стану приладiв i засобiв автоматизаци в ходi експлуатацп; контроль заданих параметрiв в ходi приймання та випробування нового або вщремонтованого обладнання; контроль дотримання норм та правил з охорони пращ i безпеки життедiяльностi;
- прогностичну: планування обслуговування i ремонту приладiв i засобiв автоматизаци; планування економiчноТ ефективностi виробництва;
- технчну: виконання монтажних роб^; ведення пуско-налагоджувальних робгг; органiзацiя обслуговування приладiв i засобiв автоматизаци; експлуатацiя обчислювальноТ технiки i комп'ютеризованих систем автоматики; дiагностика техшчного стану вимiрювальних приладiв, засобiв i систем автоматизаци; органiзацiя ремонту i модершзаци засобiв та систем автоматизаци; оргашзащя демонтажу, лтвщаци та утилiзацiТ технiчних засобiв автоматизаци.
Дипломнi проекти за практичною спрямованктю класифтуються на:
- академiчнi (навчальнi);
- реальш.
Академ'чний навчальний ДП передбачае розв'язання здобувачем вищоТ осв^и навчальних завдань, ршення яких потребуе вiд нього певних знань та професшних умшь згiдно з освiтньо-професiйною програмою подготовки фахiвця даного освiтньо-квалiфiкацiйного рiвня.
Реальний ДП- е такий, що вщповщае хоча б однiй iз наступних умов:
- тема проекту (роботи) пов'язана з конкретною науково-дослщною роботою цикловоТ комiсiТ або виконана на замовлення i в iнтересах зовнiшнiх оргашзацш (установ, пiдприемств, НД1 тощо;
- результати проектування доведет до стану, що дозволяе використовувати Тх для впровадження в науку, техшку, технологи, сучасне виробництво. Пщтвердженням цього е наявшсть або акту про впровадження результат, пiдписаного членами повноважноТ комiсiТ i завiреного печаткою пiдприемства (оргашзаци, НД1 тощо), або запиту шдприемства на передачу (на пiдставi акту про передачу) матерiалiв дипломного проекту;
- за матерiалами дипломного проектування автором отримаш патенти (заяви на патент, прийнят до розгляду), опублтоваш статтi, отриманi зразки матерiалiв (виробiв), виготовленi дiючi макети обладнання тощо.
Тематика дипломних проеклв з реальним шдтвердженням робiт у коледжi зумовлена переважно наступними чинниками:
- оновлення та поповнення матерiальноТ бази коледжу д^чими навчальними лабораторними стендами, приладами, макетами, розробленим програмним забезпеченням;
- виробничi потреби оргашзаци роботи коледжу;
- виробничi та науковi потреби шдприемств;
- дослщницька робота;
- участь у виставках та конкурсах;
- закршлення зв'язку вищих навчальних закладiв i базових виробництв з подальшою можливiстю працевлаштування;
- розробка профорiентацiйного напряму роботи навчального закладу;
- мiнiмiзацiя енергоспоживання.
За спещальностям випусковоТ цикловоТ комiсiТ автоматизаци та електроустаткування середнш кiлькiсний показник тематики дипломних проеклв (робiт) з реальним шдтвердженням робгг вiд загальноТ Тх кшькосл за рiк у перюд з 2013 року до 2017 року лежить в межах:
- Спещальшсть 5.05070104 «Монтаж i експлуатащя електроустаткування пiдприемств i цивiльних споруд» - 4,35 - 26,32%;
- Спещальшсть 5.05020201 «Монтаж, обслуговування засобiв i систем автоматизаци технологiчного виробництва» - 10-27,78%;
- Спецiальнiсть «Обслуговування i ремонт електроустаткування автомобiлiв i тракторiв» - 7,7 -
21,43%.
В межах виробничих функцш та типових задач дiяльностi випускники коледжу за спещальшстю 151«Автоматизащя та комп'ютерно-iнтегрованi технологи» повинш вмiти здiйснювати, зокрема, оргашзащю ремонту i модернiзацiю засобiв та систем автоматизаци, а саме, виконувати ремонтно-вщновлювальш роботи на електронних, електричних та електромехашчних елементах обладнання, контрольно-вимiрювальних приладах, засобах автоматики i обчислювальноТ технiки; приймати участь в модершзаци дiючих автоматизованих систем.
Враховуючи вище сказане та з метою поновлення матерiальноТ бази закладу освiти сучасними приладами автоматизаци, в lндустрiальному коледжi ДВНЗ УДХТУ широко застосовуеться практика виконання реальних дипломних проеклв, ям використовуються потiм в освiтньому процеа. Так за спецiальнiстю 151«Автоматизащя та комп'ютерно-штегроваш технологи» були виконанi реальш дипломнi проекти з виготовлення наочних стендiв систем контролю i регулювання рiзних технологiчних об'ектiв, якi в подальшому використовуються при викладаннi дисциплши «Автоматизащя технологiчних процесiв».
Також в рамках реального дипломного проектування в лаборатори автоматичного регулювання був модершзований кнуючий лабораторний стенд «Система контролю та регулювання температури в печЬ>. Суть модершзаци цього щита полягла в замЫ старого обладнання на бтьш сучасне, а саме: нормуючого перетворювача типу Ш-72, який служить для перетворення сигналiв термоелектричних термометрiв (термопар) в ушфтований електричний сигнал постшного струму або напруги; регулятора РП4-У, який служить для формування пропорцшних, пропорцшночнтегральних, а iз зовшшшм диференцiатором -пропорцiйно-iнтегрально-диференцiальних законiв регулювання автоматичних регуляторiв, що мiстять електричш виконавчi механiзми постiйноТ швидкостi та задавача типу ЗД-10, за допомогою, якого вводиться завдання в регулятор.
Замшу цих приладiв було виршено здшснити на програмований логiчний контролер.
Особливостi та переваги програмованихлог'мних контролер>в:
Все часпше останшм часом на виробництв^ як контролери польового рiвня, використовують так званi програмоваш логiчнi контролери (ПЛК) в якосп основи автоматичних систем управлiння рiзноманiтними виробництвами i процесами.
Найпрослший вид ПЛК включае в себе процесорний модуль, П1Д-регулятори, регулятори температури, модулi для аналогового i дискретного входiв-виходiв, а також системи контролю руху, розташування в просторi i iншi елементи.
Великого поширення ПЛК обумовлюеться рядом переваг. Основним з них е можливiсть одного невеликого електронного пристрою замшити не одну сотню мехашчних i електричних перемикачiв. Друга iстотна перевага - це можлив^ь у будь-який момент перепрограмувати пристрш, замiнити його функци iншими, без необхiдностi його видалення i установки нового. Саме ця перевага дае значну економ^ в плат фшансових витрат.
З шших особливостей ПЛК можна вщзначити: невеликий розмiр; можливiсть швидко знаходити i лiквiдувати помилки в роботу можливiсть об'еднання в системи мереж (в тому чи^ i за допомогою всесв^ньоТ павутини - 1нтернету); незначна витрата електричноТ енерги.
Використання ПЛК в системi автоматизацп дозволяе забезпечити високу надшшсть останньоТ. ^м цього, такi пристроТ можна швидко замшити аналопчними, вони легко можуть випускатися великими партiями. При використанш таких елементiв управлiння значно швидше вiдбуваеться первiсна установка систем, настройка i змiна алгоритмiв роботи управлшня процесами вiдбуваеться швидше - можливо навiть виробляти змiни «на льоту», тобто при функцiонуючому в даний момент часу обладнанш. [1]
Основним показником ПЛК е кшьмсть каналiв введення-виведення. По цьому признаку ПЛК подтяються на наступнi групи:
- нано-ПЛК (менше 16 каналiв);
- мтро-ПЛК (бiльше 16, до 100 каналiв);
- середнi (бiльше 100, до 500 каналiв);
- бiльшi (бiльше 500 каналiв).
По галузях використання контролери дтяться на наступш типи:
- унiверсальнi загальнопромисловi;
- для управлшня роботами;
- для управлшня позицюнуванням i перемiщенням;
- комушкацшш;
- П1Д-контролери;
- спецiалiзованi.
Пiсля аналiзу продукци заводiв-виробникiв було надано перевагу продукци фiрми ОВЕН. Фiрма ОВЕН - вiтчизняний виробник засобiв промисловоТ автоматики та контрольно-вимiрювальних приладiв, яка виготовляе: вимiрювачi-регулятори; прилади контролю i керування; приводну техшку; датчики; пристроТ зв'язку; пристроТ комутаци; програмне забезпечення.
Значний вплив на вибiр виробника засобiв промисловоТ автоматики та контрольно-вимiрювальних приладiв мав той факт, що одним iз напряммв дiяльностi щеТ фiрми е програма сшвробпшицтва з в.н.з., яка дае можлив^ь закладам освiти отримати продукщю фiрми безкоштовно.
Замiну вище вказаних трьох приладiв було здiйснено на один прилад втизняного виробництва П1Д-регулятор типу ТРМ10 фiрми ОВЕН.
Терморегулятор ОВЕН ТРМ10 призначений для вимiрювання температури або шшоТ фiзичноТ величини (ваги, тиску, вологостi i т.п.), iмпульсного або аналогового управлшня навантаженням по пропорцшно-штегрально-диференщального (П1Д) закону, а також для формування додаткового сигналу, який може бути використаний для сигналiзацiТ про вихщ параметра за встановлеш межi або для двохпозицшного регулювання.
При використаннi в якост терморегулятора ОВЕН ТРМ10 можна керувати як процесом нагрiву, так i процесом охолодження об'екта. Також вш мае унiверсальний вхiд для пщключення широкого спектру датчикiв температури, тиску, вологосп, витрат, рiвня й т.п. Автонастройка П1Д-регулятора по сучасному ефективному алгоритму.
Прилад мае там переваги:
- Висока надшшсть та стшмсть;
- Низька похибка;
- Мiжповiрочний штервал складае 3 роки;
- Допустимий дiапазон робочих температур — вщ -20 до +50 °С;
- Прилад пщтримуе ва розповсюдженi типи дaтчикiв i т.ш.
- Можливiсть керування трьохфазним навантаженням.
Цей прилад мае кнопки, за допомогою яких можна на мк^ задавати програму. Також е спе^альне програмне забезпечення, в якому, не вщходячи вщ комп'ютера, можливо запрограмувати пристрш. ТРМ10 програмуеться за допомогою мови програмування CoDeSys. Це програмний комплекс, призначений спе^ально для ПЛК. Вона поширюеться безкоштовно i може бути без обмежень встановлена на дектькох робочих мкцях.
Також необхщно зазначити, що, незважаючи на багатофункцiональнiсть ТРМ10, таке обладнання коштуе дешевше, нiж застарiлi аналоги.
Перед модершзащею було визначено оптимальш параметри настройки регулятора i показники якост системи регулювання. Для цього була знята крива розгону об'екта. Об'ектом регулювання е муфельна ni4 типу Т-40/600 заводу ЛЭТО м. Тула з номшальною напругою живлення Uh = 220 В.
З отриманих графив видно, що час регулювання приладу ОВЕН становить 16 хв., що наполовину менше, шж при використаннi регулятора РП4 (приблизно 30 хв.).
Результати розрахуншв шдтвердили, що динамiчнi настройки П1Д-регулятора ТРМ10 набагато кращi в порiвняннi з характеристиками регулятора системи АКЕСР-2 типу РП4.
Висновки. Реальне дипломне проектування дае можливiсть студентам:
- систематизувати, закртлювати та набувати досвщ реалiзацií теоретичних знань та практичних навичок при самостшному розв'язаннi конкретних шженерних задач;
- розвивати навички ведення самостшно'| роботи та оволодiння методикою дослщження та експериментування при виршенш поставлених у дипломному проектi проблем i питань;
- засвоювати сучасш методики проектування ново'| технiки та розробки новгшх технологiй з застосуванням математичних методiв та ПЕОМ;
- розвивати навички виконання науково-дослщницьких робгг i вiдповiдного представлення результатiв проведених наукових дослщжень;
- розв'язувати питання оптимiзацií прийнятих технiчних рiшень на базi iснуючих моделей обладнання.
Список використаних джерел
1. Бшоусова Л.1. Науково-дослщна робота студентiв як чинник удосконалення професшно'| пiдготовки майбутнього вчителя: зб. наук. пр./редкол.: Л.I.Бiлоусова та ш. - Х.: Факт, 2010. - Вип.1. - 188c.
2. Каталог «ОВЕН». Обладнання i автоматизацiя.2017г.
http://www.owen.ru/upl_files/catalog15/Catalog_OWEN_2017.pdf
3.Положення про органiзацiю дипломного проектування та атестацш здобувачiв вищо'| освп"и lндустрiального коледжу коледжу ДВНЗ УДХТУ.м.Кам'янське. 2017р.
4.Програмованi логiчнi контролери. Бiблiотека АСУТП. http://www.bookasutp.ru/Default.aspx
References
1. Bilousova L.I. Naukovo-doslidna robota studentiv yak chynnyk udoskonalennya profesijnoyi pidgotovky" majbutnogo vchytelya: zb. nauk. pr./redkol.: L.I.Bilousova ta in. - X.: Fakt, 2010. - Vyp.1. - 188 c.
2. Katalog «OVEN». Obladnannya i avtomatyzaciya.2017g.
http://www.owen.ru/upl_files/catalog15/Catalog_OWEN_2017.pdf
3.Polozhennya pro organizaciyu dyplomnogo proektuvannya ta atestaciyu zdobuvachiv vyshhoyi osvity~ Industrialnogo koledzhu koledzhu DVNZ UDXTU.m.Kam'yanske. 2017r.
4.Programovani logichni kontrolery. Biblioteka ASUTP. http://www.bookasutp.ru/Default.aspx
IMPROVEMENT OF PROFESSIONAL PREPARATION FOR STUDENTS BY REAL DIPLOMATIC PROJECTS IMPLEMENTATION V.I. Kryva
Industrial college of Dvnz UDKhTU, Ukraine, city of Kamianske Abstract. In the article ways of eliminating the problems arising at training of specialists in higher nachalnik institutions. They relate to the logistics of educational institutions with modern automation devices, which are necessary for studying by students of specialty 151 "automation and computer integrated technologies". The author notes the role of a real diploma projects in professional formation of future specialists. The publication reveals concepts of programmable logic controllers, their characteristics, advantages and disadvantages. The article presents the essence of modernization shield of automation and characteristic of the devices of the existing laboratory stand. The author also described the products of the domestic manufacturer of industrial automation tools, machinery and instrumentation of the firm "Aries", in particular, the PID-controller TRM10-type. The author brought the advantages of PID controller and its multifunctionality. The article gives characteristics of an automation object is a muffle furnace. The article notes the method of determining the optimal settings of the controller and quality system regulation. The use of this technology modernization allowed to increase the dynamic setting and, ultimately, the quality of the regulation technological parameter-temperature muffle furnace.
Keywords: Real diploma project, programmable logic controller, means of industrial automation, control and measuring devices, acceleration curve, dynamic adjustment of the regulator.
