Лабораторія метрології, технологічних вимірювань та приладів (МТВтаП) знаходиться в просторому та світлому приміщенні з високою стелею, де зручно проводити лекції та лабораторні заняття. Сучасні навчальні стенди, столи та стільці тут дозволяють студентам комфортно виконувати лабораторні роботи та слухати лекції. Лабораторія обладнана білою дошкою та стелевим проектором, що з допомогою ноутбука дозволяє викладачеві проектувати на екран необхідну навчальну інформацію.
Заснована лабораторія була ще на етапі становлення кафедри, але свого теперішнього вигляду набула в 2012 році завдячуючи нашим розробкам та партнерам-спонсорам, серед яких ТОВ СП «Нібулон», ТОВ «СВ Альтера», ТОВ «S-engeneereng», «Мікрол», «Тера» и др. Навчальна база лабораторії МТВтаП неперервно модернізується та оновлюється, що дозволяє вивчати найсучасніші засоби вимірювальної техніки (ЗВТ) світового рівню.
Що ж тут вивчають?
Будь-який вид керування технологічними або бізнес-процесами, рухом у просторі, виконанням операцій прийняття рішень і т. ін. не мислимий без попереднього отримання та перетворення інформації про об’єкт керування (ОК).
Отримання вихідної інформації про об’єкт керування здійснюють з допомогою вимірювальних приладів, наприклад, скляних термометрів чи первинних вимірювальних перетворювачів (ПВП), що ще називають датчиками (сенсорами), наприклад, термопарами.
Цю інформацію перетворюють до виду, зручного для подальшого перетворення та передачі на відстань в автоматичних системах та/або для сприйняття людиною-оператором, наприклад, сигнал термопари (мілівольти, пропорційні виміряній температурі) перетворюють в показання вторинного приладу – градуси Цельсія.
Існує величезна кількість різноманітних вимірювальних та ін. перетворювачів, що використовуються в вимірювальному ланцюзі та утворюють вимірювальний канал.
Це датчики-реле (ДР), що сигналізують про настання якої-небудь події, наприклад, перевищення дозволеного рівню технологічним параметром, це і нормуючі перетворювачі (НП), що перетворюють сигнал ПВП в уніфікований, тобто такий, який «розуміють» інші прилади, це і вторинні прилади (ВП), що перетворюють сигнал ПП в показання на індикаторі або реєстрацію на паперовому носії або флеш-накопичувачі, приймачі-передатчики промислових радіосигналів, аналогово-цифрові перетворювачі (АЦП), що перетворюють неперервний сигнал в цифрову форму для використання в мікропроцесорних контролерах або комп’ютерах, цифро-аналогові перетворювачі (ЦАП), перетворювачі інтерфейсів і таке інше.
Конфігурація вимірювального каналу залежить від задач, поставлених перед системою керування. При багаторівневій системі керування, нижній рівень, що обслуговується оператором процесу, зазвичай реалізують на основі приладів автоматики, що вбудовуються в технологічне обладнання, або розміщуються на щиті контрольно-вимірювальних приладів та автоматики (КВП та А). Більш високі рівні керування (начальника цеху, енергетика, бухгалтера, директора підприємства) реалізують з допомогою автоматизованих робочих місць (АРМ), що утворюють інформаційно-вимірювальну систему (ІВС) - підсистему автоматизованої системи керування (АСК) підприємства.
Зазвичай АРМ являє собою комп’ютерний термінал з персональним комп’ютером, монітором, клавіатурою та принтером, що вмикається в мережу підприємства для збирання, архівування та первинної обробки даних про ОК, візуалізації мнемосхеми процесу і подання графіків, повідомлень про несправності та аварії, друк протоколів та звітів, розв’язання прикладних задач на основі поточних виміряних даних і таке інше.
При цьому усі АРМи часто об’єднують в контролерно – комп’ютерну мережу підприємства, де для програмування функцій контролю та керування, візуалізації стану ОК і обладнання, архівування даних розробляють і використовують спеціальні комплекси (пакети) програм SCADA-систем (Supervisory Control and Data Acquisition). На основі цих комплексів створюють різні екранні форми для АРМ, так званий інтерфейс оператора.
Інформація про поточний стан ОК, що надходить від датчиків та інших пристроїв вводу, перетворюється, фільтрується та кодується для кожного з рівнів користувачів АРМів, виключаючи при цьому несанкціонований доступ до закритої від інших користувачів інформації.
Вимірювання і перетворення в інформаційно-вимірювальній системі мають бути достовірними, з мінімальним (нормованим) рівнем похибки. Це здебільшого визначає недопущення помилок в прийнятті рішень обслуговуючим та адміністративним персоналом підприємства, а також різного роду збої та аварії на виробництві.
Основою для забезпечення єдності та вірності вимірювань на виробництві служить метрологія - наука про вимірювання, контроль та випробування.
Курс «Метрологія, технологічні вимірювання і прилади» студенти вивчають в 3, 4 та 5 семестрах. Тут студенти вивчають інформаційно-вимірювальні системи найважливіших технологічних параметрів та їх елементи: принципи дії, конструкції, схеми, методи перевірки працездатності, їх налаштування та програмування. Практикується модульна оцінка знань студентів.
В 3-му семестрі (Модуль 1) студенти вивчають одиниці вимірювань, еталони, види та методи вимірювань, шляхи зниження похибок вимірювань, організацію нагляду за ЗВТ на підприємстві, а також системи якості, безпеки та сертифікації продукції. Модуль 2 об’єднує в себе знайомство з державною системою приладів, вивчення сучасних сенсорів переміщення, що застосовуються в різних галузях, в том числі, в робототехніці. Студенти також вивчають сучасні ПВП, вторинні прилади і системи для вимірювання тиску та температури. Контроль знань модулів 1 та 2 – залік.
В 4-му семестрі (Модуль 3) вивчають способи і технічні засоби вимірювання рівню, витрат, кількості, маси та складу рідин, газів і сипучих матеріалів. Студенти також вивчають (Модуль 4) методи і технічні засоби вимірювання вологості газів, твердих та сипучих матеріалів, густини та в’язкості рідин. Тут же вивчають архітектуру, функції інформаційно-вимірювальних систем (ІВС), схеми та засоби контролю технологічного і комерційного обліку електроенергії і тепла на виробництві, мікропроцесорні контролери ІВС, методику розробки ІВС. Контроль знань модулів 3 і 4 - іспит.
В 5-му семестрі (Модуль 6) передбачено курсовий проект «Розробка ІВС заданого технологічного процесу. Подання вимірювальної інформації на щиті КВПіА і в АРМ оператора-технолога». Тут студенти на основі отрим аних раніше знань, розробляють багаторівневу ІВС, обирають типові ЗВТ для її реалізації. Розробляють зовнішній вигляд щита КВПіА для подання вимірюваної інформації оператору про стан ОК, розробляють мнемосхему заданої технологічної ділянки для подання інформації оператору АРМу.
Лабораторні роботи з курсу «Метрологія, технологічні вимірювання і прилади» охоплюють усі розділи курсу та змонтовані у виді багатофункціональних спеціалізованих стендів.
Кожен стенд призначений для вивчення сучасних методів і технічних засобів вимірювання одного або двох технологічних параметрів (переміщення, температури, тиску, рівню і сипучих матеріалів, витрат рідини, маси, а також показника рН та концентрації рідини).
На кожному стенді передбачено до 6 сучасних аналогових і мікропроцесорних ЗВТ, що реалізують різні методи вимірювання даного параметра. Це ПВП з аналоговими чутливими елементами (сенсорами), з уніфікованими вихідними сигналами і вбудованими індукційними, ємнісними, кондуктометричними, п’єзоелектричними, ультразвуковими та тензоперетворювачами, перетворювачами Холла та ін. Використання персональних комп’ютерів і ноутбуків, установлених на стендах, дозволяє студентам вивчати інформаційно-вимірювальну систему того чи іншого параметра.
В якості вторинних приладів використано мікропроцесорні контролери вітчизняного виробництва фірм «Мікрол» та «Тера», а також фірм Siemens та «Овен». Деякі з цих приладів можна знайти в мережі Інтернет з індексом «Новинка». Використовуючи отриманий теоретичний матеріал, відповідні еталони і методики, студенти набувають навичок налаштування, програмування та перевірки працездатності ІВС і їх елементів.
Це у поєднанні з високоінтегрованими між собою навчальними курсами «Технічні засоби автоматизації», «Мікропроцесорні і програмні засобів автоматизації», «Основи комп’ютерно -інтегрованого керування» і ін. дозволяє за час навчання підготувати конкурентного фахівця з автоматизації виробництва, на якого є значний попит на ринку праці.
