Исследование проблем, возникающих у выпускников технических вузов при разработке электротехнических щитов и шкафов автоматики на примере сборки учебно-лабораторного стенда



УДК

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОБЛЕМ, ВОЗНИКАЮЩИХ У ВЫПУСКНИКОВ ТЕХНИЧЕСКИХ ВУЗОВ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ ЩИТОВ И ШКАФОВ АВТОМАТИКИ НА ПРИМЕРЕ СБОРКИ УЧЕБНО-ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

, д-р техн. наук, проф., зав.,кафедрой АПП *****@***ru,

, к. техн. наук, доц., зав. лабораторией АПП *****@***ru

-Манович, студент, *****@***ru,

, студент, *****@***ru,

МАДИ, Россия, 125319, Москва, Ленинградский пр.,64

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассмотрены проблемы, возникающие у выпускников и студентов технических вузов при разработке электротехнических щитов и шкафов автоматики. Доказано, что большое количество теоретических занятий в высшем учебном заведении не позволяет в целом исследовать всё многообразие особенностей и свойств реального объекта автоматизации. В статье рассмотрена разработка научного стенда и разобраны проблемы, возникшие при его проектировании и монтаже. На реальном производстве проблемы у начинающих инженеров могут вызвать гораздо больше проблем, чем при прохождении практики у студентов, из-за постоянного присутствия куратора. Поэтому студенты технических специальностей должны практиковаться во время учёбы, для чего надо вводить больше практических занятий и привлекать студентов к научной деятельности.

Ключевые слова: учебно-лабораторный стенд, разработка электротехнических щитов, шкаф автоматики.

RESEARCH PROBLEMS ARISING GRADUATES TECHNICAL UNIVERSITY IN THE DEVELOPMENT OF ELECTRICAL CASE AND AUTOMATION BOARDS ON THE EXAMPLE OF ASSEMBLY TRAINING LABORATORY STAND

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Аndrej V. Ilyuhin Dr. Sc., professor *****@***ru,

Aleksandr M. Kolbasin, Ph. D., associate professor, *****@***ru,

Yurij D. Kim, undergraduate, *****@***ru,

Dmitrij A. Novikov, undergraduate, *****@***ru,

MADI, 64, Leningradsky Prosp., Moscow, 125319, Russia

ABSTRACT

This article describes the problems that the graduates of technical universities in the development of electrical switchboards and control cabinets. It is proved that a large number of theoretical studies in higher education in general do not allow to explore all the variety of features and real automation object properties. The article describes the development of a scientific stand and disassembled problems encountered when design and installation. Its example shows that the real production problems at the beginning of engineers could be much greater as a result of the stand for the need for increased supplies. Therefore, the student should be practiced during the study, for this it is necessary to introduce more practical training, and attract students to scientific activity.

Keywords: educational and laboratory bench, the development of electrical switchboards, automatic control cabinet.

ВВЕДЕНИЕ

В современном мире выпускники технических высших учебных заведений (ВУЗ), планирующих заниматься конструированием и монтажом электротехнических щитов и щитов автоматики, сталкиваются со множествами проблем. Основной проблемой является то, что проходя обучение в ВУЗе, студент получает мощные теоретические знания, а практические умения так и остаются на невысоком уровне, что в дальнейшем усложняет трудоустройство. Благодаря современным коммуникационным технологиям, доступ к таким источникам знаний как справочники, пособия и энциклопедии является общедоступным. Прохождение производственной практики на действующих предприятиях под руководством куратора не обеспечивает должный уровень практических умений.

В федеральном государственном образовательном стандарте (ФГОС) высшего образования по направлению подготовки 15.03.04 Автоматизация технологических процессов и производств (уровень бакалавриата) объем программы «практики» от 15 до 33 зачетных единиц (з. е.), что является примерно 1/8 от общего объема программы бакалавриата, которая равна 240 з. е.) (в зависимости от программы бакалавриата) [1]. Одна зачётная единица соответствует 36 академическим часам общей трудоёмкости продолжительностью по 45 минут (или 27 астрономическим часам). В связи с этим в ВУЗах мало практических занятий, которые помогают студентам закрепить приобретённые теоретические знания. В итоге у выпускника мало навыков самостоятельного логического мышления и организационных способностей, которые можно было бы применить в дальнейшем.

На данный момент студенты кафедры «Автоматизация производственных процессов» (АПП) Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ) получают практические навыки в автоматизации с помощью виртуальных лабораторных работ, что не позволяет в целом исследовать все многообразие особенностей и свойств реального объекта автоматизации. Поэтому в ВУЗах следует развивать студенческую деятельность на примере разработки лабораторного стенда, чтобы студент мог на практике испытать все ошибки        и в дальнейшем не допускать их на реальном производстве, где последствия могут быть более серьезными. Именно разработка студентами лабораторных стендов может научить их думать иррационально, ведь этот процесс требует немало умственных и физических затрат, в которых возникает много проблем. Студент должен выходить из сложных ситуаций сам и придумывать самые оптимальные выходы из них.

ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ПРИ РАЗРАБОТКЕ И МОНТАЖЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

Студентами 4-ого курса по направлению подготовки “Автоматизация технологических процессов и производств” при создании и монтаже учебно-лабораторного стенда с использованием программируемых реле (ПР) были рассмотрены все возникшие проблемы. Возникающие дискуссии по этому поводу можно поделить на конструктивные, связанные со сборкой лабораторного стенда, и программные, связанные со программированием ПР. Так как проект начинается с написания программы, то при разработке программного обеспечения для лабораторного стенда возникает теоретическая проблема связанная с оптимизацией и минимизацией программы, которые легко устранить наличием знаний, а вот практическая проблема связанная с выбором и применением языка программирования вызвала много дискуссий. На таких дисциплинах, как «программируемые логические контроллеры» и «основы SCADA-систем», дают много информации о программных обеспечениях и принципах программирования, но на практике применить полученные знания довольно тяжело. Возникает много ошибок, которые вынуждают программировать систему не по шаблонам, которые объясняли на лекциях, а создавать свои схемы Рис 1. По завершении разработки программы, её тестировали в режиме эмуляции, благодаря которой находились новые ошибки, которые ранее не учитывались, что создало дополнительные трудности, при оптимизации программы.

Рис. 1 Программирование лабораторного стенда

После разработки программного обеспечения настало время монтажа логических элементов и соединение их между собой. При изначальных расчетах необходимых материалов не учитывались погрешности и ошибки студентов. Что бы соединить между собой все ПР, кнопки, индикацию и источник питания сначала необходимо было составить принципиальную электрическую схему. В этом проблем у студентов не возникло, но после соединения, стало видно, что неопытность студентов повлияла на Cable management, что в будущем усложнит ремонт и замену составляющих стенда при их поломке. Из-за нехватки практических навыков у студентов, разработка и монтаж стенда заняло продолжительное время в связи с тем, что эти самые навыки студентам пришлось получать самостоятельно методом проб и ошибок. Использование данного метода привело к тому что растрата расходных материалов для учебно-лабораторного стенда составила более 200%, что неприемлемо на реальном предприятии.

Рис. 2 Внешний вид стенда.

В итоге данный учебно-лабораторный стенд рис.2, собранный на кафедре “Автоматизация производственных процессов” предназначен для повышения количества полученных практических данных и их качества с учетом современных тенденций в сфере автоматизации предприятии. На указанном лабораторном стенде будет возможно выполнение практикумов по дисциплинам: “Проектирование автоматизированных систем”, “Средства автоматизации и моделирование систем управления”, “Программируемые логические контроллеры”. Практикумы, которые будут проводиться на этом стенде, помогут студенту применить и воспользоваться всей теоретической базой, полученной на ранних курсах, тем самым подготовив его к работе на реальных производственных предприятиях. Также данный лабораторный стенд направлен на то, что студент самостоятельно продолжит изучение принципов автоматизации с применением современных SCADA – систем.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На примере данного стенда видно, что ошибки, допускаемые студентами в ходе разработки и сборки, не допустимы на больших предприятиях. Поэтому студент должен практиковать во время учёбы, для чего следует вводить больше практических занятий и привлекать студентов к научной деятельности. Работа в лаборатории является лучшей заменой для получения практических навыков. А разработка лабораторного стенда дает студентам реальную возможность проверить свои теоретические знания практикой.

Разработка лабораторного стенда придала особый интерес студентам, что позволило реально ощутить атмосферу научного эксперимента и научного поиска.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Приказ Минобрнауки России от 01.01.2001 N 200 "Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта высшего образования по направлению подготовки 15.03.04 Автоматизация технологических процессов и производств (уровень бакалавриата)" (Зарегистрировано в Минюсте России 27.03.2015 N 36578) с. 11-12.  – Режим доступа: http://www. consultant. ru/cabinet/archive/ld/2015-04-06/ Культура и образование: сборник статей. Вып.15. [Электронный ресурс] — Электрон. дан. — БГПУ имени М. Акмуллы, 2014. — 196 с. — Режим доступа: http://e. /book/56675 — Загл. с экрана. Учебно-лабораторный стенд для разработки микропроцессорной системы с применением ПЛИС-технологии / // Известия Южного федерального университета. Технические науки. – 2003. -№ 3.32 с. 158-166