Laboratorije

Laboratorija za upravljanje procesima i obradu signala

Stara kineska poslovica kaže: Šta čuješ, zaboraviš. Šta vidiš, zapamtiš. Šta uradiš, razumeš.

Svesni važnosti praktičnog znanja Katedra za signale i sisteme se u velikoj meri trudi da studentima pruži mogućnost da realne procese i merene signale upoznaju kroz sopstveno iskustvo, tzv. iskustvo iz „prve ruke“. Kroz laboratorijske vežbe studenti su dovedeni oči u oči sa industrijskom opremom, mernim instrumentima, zašumljenim signalima i svim drugim problemima koji ih očekuju u budućnosti s obzirom na struku kojoj pripadaju. Oni postaju aktivni i u znatnoj meri samostalni. Na laboratorijskim vežbama se uvek javljaju pitanja „kako“, „zašto“, „šta će se desti ako ...“ koja dovode do intenzivnog razmišljanja, a samim tim i razumevanja sadržaja koji se izučava.

Lokacija

Laboratorija 15	Laboratorija 22

Laboratorija RC	Laboratorija Lola

Laboratorijske postavke 

• Upravljanje trofaznim asinhronim motorom

Laboratorijska postavka se sastoji od trofaznog asinhronog motora kojim se upravlja preko Siemens-ovog PLC-a S7-1200. Veoma je pogodna za upoznavanje studenata sa osnovnim pojmovima inustrijske automatizacije. Daje mogućnost simuliranja i testiranja tipičnih grešaka iz prakse, poput aktiviranja safety relea i bimetalne protivstrujne zaštite. Najveći broj naših studenata baš na njima napravi svoje prve korake u programiranju programabilnih logičkih kontrolera. Postavke poseduju i industrijske panele osjetljive na dodir (Touch panel – HMI) za jednostavniju komunikaciju mašine i čovjeka. Od ukupno četiri postavke, koliko ih imamo u laboratoriji, na dve su pored navedenog ugrađeni i PLC-ovi proizvođača Allen Bradely preko kojih se uz frekventni regulator i enkoder vrši upravljanje brzinom motora.

Trofazni asinhroni motor	Radno mesto u laboratoriji

• Upravljanje pneumatskim cilindrima

Laboratorijske postavke se sastoje od pneumatskih cilindara sa pratećim razvodnim ventilima, induktivnim senzorima krajnjih pozicija klipova kao i infracrvenim i laserskim senzorima razdaljine preko kojih se može precizno odrediti trenutna pozicija klipa. Pored klasičnih pneumatskih cilindara sa klipnjačom, tu je i linearni pogon odnosno pneumatski cilindar bez klipnjače. Postavke su veoma pogodne za prikaz sekvencijalnih zakona upravljanja. Od ukupno četiri postavke, koliko ih ima u laboratoriji, na dve su ugrađeni Siemens-ovi PLC-ovi serije S7-1200, a na dve serije S7-1500. Postavljanjem PLC-ova serije S7-1500 studentima je omogućeno da na postavkama pored uobičajenog načina programiranja PLC-ova testiraju i poznavanje GRAFCET-a kao i da na relanom primeru uvide razlike između njih.

Pneumatski klip i laserski senzor udaljenosti	Jedna laboratorijska postavka

•  Upravljanje simuliranim procesima

Razvojem tehnologije koja omogućava vrlo jednostavno prikupljanje i generisanje naponskih signala pomoću računara moguće je simulirati razne vrste procesa kao i upravljanje njima u realnom vremenu. U laboratoriji posedujemo dve NI-DAQ 6212 kartice firme National Instruments koje su uz pomoć odgovarajućih prilagodnih elektronskih kola povezane sa Siemens-ovim PLC-om S7-1200, kao i četiri kartice NI-DAQ 6221 koje su na isti način povezane sa Siemens-ovim PLC-ovima serije S7-1500. U softveru LabVIEW su razvijena i dva simulirana procesa: pneumatski klipovi i rezervoar koji se puni različitim vrstama tečnosti. Studenti na njima u okviru laboratorijskih vežbi projektuju i testiraju različita sekvencijalna upravljanja. Ove postavke daju priliku i studentima da za svoje diplomske radove samostalno naprave simulacije procesa, a zatim da projektuju i odgovarajuće upravljanje.

Radno mesto u laboratoriji 15	Radno mesto u laboratoriji 22

• Regulacija toplotnog porcesa - maketa sušare

Potreba za regulacijom temperaturnih procesa se javlja svugde oko nas. Od regulacije temperature u prostoriji do regulacije temperature vodene pare u termoelektranama. Dobro poznavanje osobina ovakvih procesa je preduslov za dobru regulaciju. U laboratoriji se nalaze četiri makete sušare koje se sastoje od grejača i ventilatora kao i odgovarajućih senzora temperature i protoka. Pored mogućnosti regulacije putem Siemens-ovih PLC-ova serije S7-1200 i pratećih industrijskih panele osjetljivih na dodir (Touch panel – HMI) dve sušare su pomoću NI-DAQ kartica povezane na računar. Koristeći Simulink Real Time naši studenti imaju mogućnost da na ovom procesu primene tehnike modeliranja i identifikacije kao i da isprojektuju i testiraju neke od naprednih zakona upravljanja poput prediktivnog upravljanja na bazi modela ili fuzzy regulacije. Pored navedenog, sušarama je moguće upravljati i pomoću mikrokontrolerske platforme Arduino Uno.

Maketa sušare	Radno mesto u laboratoriji 15

• Upravljanje asinhronim i servo motorom pomoću PLC-a kompanije Schneider

Posedujemo dve postavke sa asinhronim motorima i frekvetnim regulatorima kao i servo motorima i odgovarajućim servo drajverima kompanije Schneider. Regulacija pozicije i brzine osovine asinhronog motora upotrebom Schneider PLC M241 i frekventnog regulatora Altivar 320 preko CAN komunikacije je jedna od laboratorijskih vežbi na kojoj se naši studenti sretnu sa najvećim brojem realnih industrijskih problema. Pored pulta sa pomenutom opremom postavku čine i komandni mostovi na kojima se nalaze razni tasteri i prekidači kao i signalne lampice i industrijski panel osjetljiv na dodir za lakše upravljanje postavkom. Pored primene tehnika podešavanja parametara PD/PI regulatora pri zatavranju pozicione/brzinske povratne sprege od studenata se očekuje i realizacija adekvatnog estimatora brzine, rate limiter-a reference i zatvaranje lokalne povratne sprege za poništavanje astatizma pri regulaciji pozicije, a zatim i projektovanje odgovarajućeg PI regulatora s ciljem otklanjanja poremećaja.

• Vazdušna levitacija

Verovatno studentima jedna od najzanimljivijih laboratorijskih vežbi. Sastoji se od ventilatora postavljenog na dno vertiklane cilindrične cevi, ping-pong loptice, laserskog senzora pozicije i prateće prilagodne elektronike. Postavkom se upravlja pomoću mikrokontrolerske platforme Arduino Uno. Cilj vežbe je da studenti projektuju odgovarajuće upravljanje da bi se loptica održavala na željenoj visini. Pored problema koji se standardno javljaju prilikom rada sa realnim procesima, tokom izrade ove vežbe studenti će se sresti sa izrazito nelinarnom zavisnošću izlaza procesa i upravljanja.

• Regulacija toplotnog procesa - sistem za grejanje

Sistem za grejanje koji posedujemo je verna kopija stvarnog sistema za grejanje sa izmenjivačem toplote kao što su sistemi daljinskog grejanja, klima komore, sistemi sa toplom vodom..., u kojima je potrebno vršiti regulaciju temperature na potrošaču, odnosno radijatoru. Postavka se sastoji od dva toka: primarni tok kroz koji protiče voda koja se zagreva u grejaču i sekundarnog toka kroz koji protiče voda koja dolazi do potrošača. U izmenjivaču toplote se topolota iz primarnog toka predaje sekundarnom, a da ne dolazi do mešanja tečnosti. Sistemom se upravlja pomoću Siemens-ovog decentralizovanog sistema upravljanja PCS7 sa PLC-om iz serije S400 i pratećim periferijama za upravljanje industrijskim procesima. Cilj vežbe je da studenti uvide važnost decentralizacije velikih procesa i njihove podele na hijerarhijske nivoe pri projektovanju upravljanja, da naprave SCADA-u koja prikazuje sve ključne elemente sistema i operateru omogućava lako praćenje i manipulisanje procesom, kao i da vide ulogu i značaj industrijskih mreža pri upravljanju udaljenim procesima.

Model toplotnog procesa	Operatorska i inženjerska stanica

Tri spojena rezervoara 

Rezervoari	Sistem rezervoara sa PLC-om i NI-DAQ karticom

Destilerija

Ball and beam sistem 

Skalirani modeli industrijskih procesa kompanije FischerTechnik 

Pozicioni i brzinski servomehanizam sa jednosmernim motorom

 Laboratorijska postavka

Projekti

• NOXTROT - NO_x reduction based thermal power plant optimization

• Prethodni
• Sledeći