Головна » Прес-Центр » Новини » Результати Всеукраінської студентської олімпіади зі спеціальності «КОМП'ЮТЕРИЗОВАНІ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ ТА АВТОМАТИКА», яка відбулася в Національному Гірничому Університеті
29.04.2014
ВСЕУКРАИНСКАЯ СТУДЕНЧЕСКАЯ ОЛИМПИАДА
"КОМПЬЮТЕРИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ И АВТОМАТИКА"
С 14 по 17 апреля 2014 года на базе кафедры Автоматизации и компьютерных систем Национального горного университета проходил II этап Всеукраинской студенческой олимпиады по специальности "Компьютеризированные системы управления и автоматика". Отличительной чертой олимпиады 2014 года стало проведение Практического тура на базе "Учебного центра компании СВ АЛЬТЕРА" с применением промышленного аппаратного и программного обеспечения.
В начале ноября 2013 года стало известно о том, что кафедре поручено проведение олимпиады. Обычно олимпиада проходит в два тура: теоретический и практический. В теоретическом туре перед студентами ставятся задачи, связанные с идентификацией объектов управления, теорией автоматического управления, адаптивными и оптимальными системами управления, а в практическом туре - связанные с электроникой и микропроцессорной техникой. Коллектив учебного центра вызвался взять на себя подготовку и проведение практического тура.
Проанализировав задания на олимпиаду предыдущих лет, было принято решение предложить новую концепцию проведения практического тура. Ее суть заключается в вынесении в задание вопросов, связанных с использованием промышленного аппаратного и программного обеспечения систем управления. Формировалось задание таким образом, что бы в нем не было вопросов, связанных со спецификой одного из высших учебных заведений. Предоставление студентам полного доступа к заданию на этапе подготовки к олимпиаде.
На базе учебного центра в качестве аппаратного обеспечения изучаются программируемые логические контроллеры VIPA, а в качестве программного обеспечения SCADA система zenon. SCADA система zenon позволяет осуществлять сквозное программирование как человеко-машинного интерфейса, так и программируемых логических контроллеров. Опыт преподавания программирования систем управления показал, что студенты легче осваивают разработку программного обеспечения, когда результаты работы программы управления сразу визуализируются человеко-машинным интерфейсом. Кроме того, не во всех высших учебных заведениях изучаются программируемые логические контроллеры. Поэтому было принято решение сделать основной упор в задании на разработку человеко-машинного интерфейса и программы управления встроенного в zenon ПЛК.
К началу декабря были выдвинуты основные требования к заданию. В нем не должны были использоваться специфические особенности SCADA системы zenon, которые отсутствуют в других SCADA системах или не могут быть освоены за время, равное одному академическому часу. Кроме того, должны присутствовать вопросы, связанные с адресацией памяти в программируемых логических контроллерах, использованием дискретных датчиков и исполнительных механизмов, а так же аналоговых датчиков. Все вычислительные задачи могут быть решены с помощью арифметических или логических операций, а количество операндов в них не должно превышать четырех. Для проверки правильности функционирования задания должен быть использован стенд, позволяющий задавать состояния датчиков и визуализирующий состояние исполнительных механизмов.
К концу декабря было подготовлено два задания, удовлетворяющие выдвинутым требованиям и отличающиеся только объектом управления. В качестве примера задания на практический тур был выбран пассажирский корабль, а в качестве задания пассажирский самолет.
В начале февраля на сайте кафедры и на сайте компании СВ АЛЬТЕРА были опубликованы: пример задания на практический тур, а так же рабочее пространство с настроенной симуляцией программируемого логического контроллера для выполнения задания, графические материалы, вводная информация по заданию, пример решения задания и ссылка на SCADA систему zenon Supervisor 7.0.
В SCADA системе zenon для доступа к данным ПЛК используются драйвера, которые могут функционировать в аппаратном режиме и в режиме программной симуляции. В режиме симуляции драйвер подключает вместо физического контроллера программный программируемый логический контроллер zenon Logic. Под zenon Logic можно разрабатывать программное обеспечение, симулирующее поведения системы управления физического контроллера и объекта управления на языках программирования стандарта МЭК 61131-3.
Предложенное для выполнения задания рабочее пространство включает в себя уже настроенную симуляцию, которая по функциональности полностью повторяет возможности физического стенда. Таким образом, ознакомившись с вводной информацией, установив на компьютер SCADA систему zenon, и выполнив предложенные лабораторные работы, любой желающий мог приступить к выполнению задания олимпиады.
В тоже время на кафедре для участия в олимпиаде были отобраны две команды. Первая команда, официально представляющая кафедру на олимпиаде Ананченко В.Ю., Панасенко Д.В., Руссу А.И. под руководством доцента Проценко С.Н. Вторая команда участвующая только в практическом туре - Билык Ю.Ю., Коваль Е.Г. под руководством ассистента Бойко О.А. Руководители начали еженедельно встречаться со своими командами и рассматривать возникающие у них вопросы. Всего было проведено восемь занятий для каждой из команд.
Для проверки работоспособности разработанного участниками олимпиады программного обеспечения был создан стенд – физическая модель объекта управления.
Чтобы соответствовать заданию, стенд должен был включать программируемый логический контроллер, шесть переключателей, имитирующих дискретные датчики, восемь светодиодов, имитирующих дискретные исполнительные механизмы, два потенциометра, имитирующие аналоговые датчики, переключатель выбора набора данных, кнопку сброса параметров и HMI-панель, визуализирующую параметры текущего задания.
Для решения данной задачи был выбран программируемый логический контроллер VIPA 3146CF02. При выборе учитывалось то, что он обладает двумя интерфейсами: Ethernet и PROFIBUS-DP. Благодаря использованию интерфейса Ethernet любой из участников со своего рабочего места мог подключиться к стенду и проверить правильность функционирования разработанного программного обеспечения. Интерфейс PROFIBUS-DP позволил расширить недостающие входы контроллера за счет использования системы удаленного ввода-вывода VIPA 053-1DP00.
В соответствии со схемой электрической принципиальной создан стенд, на лицевой панели которого приведена мнемосхема, соответствующая заданию. Так же на ней размещен программируемый логический контроллер, система удаленного ввода-вывода и HMI панель.
В зависимости от выбранного набора программное обеспечение программируемого логического контроллера помещает по соответствующим адресам области памяти меркеров текущий вес груза, количество пассажиров империала, пассажиров бизнес класса, пассажиров экономического класса, пилотов и бортпроводников. Так же контроллер формирует синусоидальные сигналыописывающие передвижение самолета и изменяет амплитуду и фазу сигнала в зависимости от набора.
В середине марта разработка стенда была завершена, а к концу марта было подготовлено задание и авторское решение. Общее время на создания авторского решения с учетом проверки орфографии и выбора дизайна составило менее пяти часов.
Регистрация участников
Регистрация участников олимпиады проходила в аудитории учебного центра. Благодаря поддержке компании СВ АЛЬТЕРА каждый участник получил информационный пакет, бейдж, программу олимпиады и значок с логотипом олимпиады.
Всего в олимпиаде приняли участие восемь высших учебных заведений:
После расселения в общежитии все желающие могли вернуться в учебный центр и проконсультироваться по заданиям. Наиболее часто задаваемые вопросы касались адресации памяти программируемых логических контроллеров VIPA, размещения картинок на изображениях и поворота элементов.
Теоретический тур
Официально олимпиаду открыл ректор Национального горного университета Пивняк Геннадий Григорьевич, пожелав участникам олимпиады больших свершений и побед.
После этого участники разошлись по аудиториям и приступили к выполнению заданий, базирующихся на знаниях по теории автоматического управления и оптимальным и адаптивным системам.
Подготовка к практическому туру
После того, как теоретический тур закончился, в учебный центр был перенесен стенд. На компьютерах были развернуты рабочие пространства с проектом задания, а также графические ресурсы. Это позволило участникам не тратить время на рутинную работу и уделить основное внимание процессу разработки и обеспечить современный дизайн элементов человеко-машинного интерфейса. Развернутое рабочее пространство по структуре соответствует примеру задания. В нем также присутствует драйвер программируемого логического контроллера, для которого реализована симуляция стенда и настроен доступ к физическому контроллеру. Для получения доступа к переменным контроллера достаточно правильно настроить их адресацию.
Практический тур
По ходу прохождения олимпиады сотрудники учебного центра оказывали посильную помощь участникам, разъясняя задание и помогая в решении некоторых вопросов.
По завершению практического тура проект авторского решения и проекты всех команд были объединены в одно рабочее пространство. Перед жюри была поставлена задача оценить правильность функционирования человеко-машинного интерфейса при работе SCADA системы zenon с физическим контроллером. Сначала жюри ознакомилось с авторским решением и критериями оценки выполнения задания, затем перешло к оценке проектов команд. Судьям демонстрировалось функционирование проектов, созданных командами, на 32” панели, и проверка правильности функционирования на стенде. Судьи имели возможность сравнивать значения, отображаемые человеко-машинным интерфейсом, со значениями, отображаемыми на HMI панели. Пока жюри оценивало следующий проект, счетная комиссия подсчитывала баллы. Благодаря такой организации, весь процесс занял менее двух часов и был прозрачным для наблюдателей.
I МЕСТО Сумской государственный университет
II МЕСТО Харьковский национальный университет радиоэлектроники
II МЕСТО Национальный горный университет
III МЕСТО Житомирский государственный университет
III МЕСТО Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт"
III МЕСТО Национальный горный университет
Видеоматериалы, демонстрирующие функционирование проектов, можно посмотреть на YouTube.
Коллектив Учебного центра, кафедра Автоматизации и компьютерных систем благодарят всех участников олимпиады, а так же их руководителей.
Мы рады, что Вы побывали у нас, познакомились с нашей работой, и надеемся, что Вас заинтересовали используемые нами подходы при подготовке студентов.
Мы благодарим компанию СВ АЛЬТЕРА и ее коллектив за всеобъемлющую помощь в подготовке к олимпиаде и большой вклад в развитие высших учебных заведений Украины.
Авторы:
Бойко Олег Александрович, ассистент кафедры АКС НГУ
Воскобойник Евгений Константинович, ассистент кафедры АКС НГУ
Загорудько Валентин Валериевич, ассистент кафедры АКС НГУ
Носкин Дмитрий Вячеславович, ассистент кафедры АКС НГУ
Проценко Станислав Николаевич, доцент кафедры АКС НГУ