Это третья часть (часть 1, часть 2) из описывающих развитие процесса обучения инженеров АСУТП. Целью всех трех статей является попытка осмыслить подготовку инженеров АСУТП в ВУЗе (какая была, и какая есть сейчас), и обсудить с сообществом хабра, какой она должна быть в будущем. Каким образом ее можно актуализировать.
Зачем что-то менять ?
На мой взгляд, область АСУТП оказалась как бы на отшибе всех современных трендов технического развития.
Во-первых, в ней мало IT-разработки. А это значит, что очень многие вещи из IT с трудом находят свое место даже в программной части АСУТП. Для среднего и нижнего уровней автоматизации это, как правило, самые базовые концепции и языки программирования: МЭК (ST, IL, LAD), С, С++, иногда библиотеки на их основе (Qt). В разработке SCADA-систем интеграция с IT-технологиями гораздо выше, но здесь свою роль играет высокая конкуренция таких систем друг с другом. В выигрышной позиции по рынку находятся те системы, которые могут предложить пользователю какой-то эксклюзив (например, родной протокол для обмена с собственным ПЛК). А для подобного эксклюзива требуется, чтобы разработчики SCADA-системы были интегрированы с производителем оборудования (яркий пример – экосистема средств автоматизации Siemens). Такие интегрированные предприятия существуют у нас в России, но их единицы. Если же эксклюзива нет, то системе приходится конкурировать с легионом подобных систем, поддерживающих, по большому счету одинаковый набор подключаемых протоколов (OPC, MODBUS, IEC-стандарты) и содержащих одинаковый функционал, типичный для всех SCADA-систем. (модуль опроса тэгов, модуль экранов, модуль алармов).
Область АСУТП также не близка и к производству электроники. Скорее она – потребитель электроники, и за счет этого особенно уязвима к перебоям поставок электронных комплектующих. В текущей ситуации критичным становится не то, что в России не производят телевизоров и смартфонов, а то, что производственные линии, работающие сейчас на заводах, выполнены на иностранной аппаратуре и ПО. Невыпуск нового телевизора не так критичен, как невыпуск хлеба на хлебозаводе, где вышла из строя иностранная линия производства. Отказ не будет мгновенным, и частично можно выполнять ремонт подручными средствами и имеющейся техникой. Но даже если где-то производство будет функционировать еще долго, со временем объем выпуска и ассортимент продукции будет неизбежно снижаться.
И в-третьих, теоретические разработки в области АСУТП сейчас применимы очень ограниченно. Часть задач, для которых раньше требовалась глубокая теоретическая проработка, сейчас решается программными средствами благодаря техническому прогрессу: цифровой обработке сигналов, высокому быстродействию, микропроцессорной технике, повышенной скорости обмена данными между участниками. Для большинства встречающихся на массовом производстве задач уже не требуется настолько глубоко предсказывать поведение системы для ее управления. Для применения теоретического базиса требуется существование очень сложных с точки зрения управления задач. Как правило, это исследовательские и научные задачи на пределе возможностей техники. В настоящее время такие задачи сосредоточены в нескольких областях: военка, космос, техническая физика. Но это не массовый сегмент экономики, и в связи с текущим положением дел, эти области, кроме военной, не показывают перспектив развития.
Будущие абитуриенты тоже видят это положение дел в АСУТП, и выбирают другую, более перспективную, специальность. Поэтому дефицит новых специалистов в АСУТП высок. Со временем этот дефицит будет неизбежно осознан, и преодолен (надеюсь). Недостаток специалистов в этой области подтолкнет уровень зарплат, повышая их конкурентность. Но это не может быть быстрый процесс: в пункте про студентов говорилось уже о неизбежном длительном периоде обучения, который нельзя сократить. Поэтому даже при желании перейти из IT в АСУТП (как бы это сейчас смешно ни звучало) это будет невозможно сделать мгновенно без знания базовых инженерных дисциплин. Для того, чтобы изучить новую область в IT нужны только голова, учебник и компьютер, а для изучения области АСУТП нужно еще и знание работы аппаратных средств, которые невозможно изучить, не увидев и не поработав с ними вживую. Если это делать не в ВУЗе, то придется делать на предприятии, но этот этап не миновать.
Будущее
Исходя из всего вышесказанного, самый актуальный вопрос таков: что изменить в подготовке инженеров АСУТП, чтобы эта подготовка была актуальной в ближайшей и отдаленной перспективе? Чтобы выпускники могли уверенно находить достойную работу, не получали от нее отвращения и не пытались перейти в другую область, потратив годы обучения зря? Я понимаю, что ответы на эти вопросы лежат не только в области преподавания, но здесь предлагаю рассмотреть только то, на что мы можем повлиять.
Я приглашаю заинтересовавшихся этой темой высказать мнение в комментариях, а вот мои собственные мысли о будущем преподавании АСУТП:
До настоящего момента при обучении студентов мы ориентируемся на решение прикладных задач («вторая ветвь» автоматизации из предыдущих частей). Это проектирование какого-то устройства, проект автоматизации какого-то производства, написание какого-то алгоритма в имеющемся устройстве. Это правильно, когда есть база, на которой можно эту задачу решить: элементная, производственная, программная, теоретическая. Сейчас база изменилась, но она все равно есть, хоть и другая и более примитивная. Даже на этой базе можно продолжать решать задачи вплоть до самых современных. И возникает соблазн идти по этому пути: преподавать передний край «прикладных» технологий. Конкретно под этим я имею ввиду следование современным тенденциям и активизацию внедрения IT в промышленность. Самые модные темы сейчас, даже если судить по хабру: нейросети, машинное зрение, машинное обучение, аналитика данных. Может быть стоит учить этому применительно к АСУТП, и, следовательно, модернизировать подготовку темами, связанными с IT. В качестве проектов можно придумать всевозможные системы машинного зрения на производстве, распознавания деталей на конвейере, адаптивное управление с помощью нейросетей и аналитики данных. А если взять и чисто АСУТПшные вещи, вроде управления беспилотниками, антропоморфными роботами, то тут тоже непочатый край преподавания можно реализовать. Несмотря на то, что во всем мире именно в этом направлении двигается прогресс (достаточно, например, посмотреть сайт Швейцарской высшей технической школы Цюриха, где есть лаборатория автоматического управления), мое мнение состоит в том, что идти в этом направлении – будет ошибкой. Есть конечно осознание, что сейчас будут на подъеме военные разработки, и в связи с этим пригодится и может быть даже будет расширен теоретический блок дисциплин и связанные с этим задачи. Но долговременное развитие не может строиться на военных разработках. Несмотря на возможную в будущем конверсию и примеры из США (DARPA и пр.), их применение в гражданской области ограничено. Нужно развивать гражданские технологии отдельно, а с этим у нас пока плохо.
Если думать вдолгую, правильным видится пусть временная, но «приземленность» образования, которая бы позволила не столько учить производству конечных продуктов, сколько учить производству средств производства. Не секрет, что сейчас преимущественными производствами в России являются производства нижних переделов. Для них характерны большие объемы использования продукции и выпуска (отгружаемые тонны, погонные метры). Это не требует сложных, быстрых и точных регулирующих устройств, и с этими задачами имеющийся в стране уровень АСУТП справляется. Но при повышении степени передела и повышении разнообразия ассортимента на первый план выходит качество и гибкость конечного продукта, а не валовые показатели. А для качества нужны специально спроектированные и настраиваемые под каждое производство линии, включающие в себя несколько компонентов (станков, машин, узлов и т.п.), действующих согласованно. Необходимо использование прецизионных средств позиционирования инструментов, точные дозировки расходных материалов и т.п.
Тут у меня нет иллюзий: собственные разработки средств производства являются сейчас слабым местом в России, и будут им и в будущем. Это и станкостроение, и разработка собственных производственных линий, и разработка своих ПЛК и периферии к ним. По данным статьи, объем собственных средств АСУТП, производимых в России составляет лишь 3% (0,15% в денежном выражении).
Именно на разработку продукции в этих областях, на мой взгляд, и нужно ориентировать подготовку инженеров АСУТП. Конечно, учить надо общим вещам в этой области, потому что линия для производства, например, косметики, отличается от линии для производства подшипников. Но принципы управления приводными механизмами, считывания информации с датчиков, передачи детали между узлами – достаточно общие, и могут быть формализованы в виде учебного курса.
Исходя из вышесказанного, выглядит заманчивым дополнить или трансформировать курсы обучения дисциплинами следующих направлений:
Дисциплины, связанные с точной механикой и управлением ею. Особенно здесь выделяются задачи точного позиционирования, без чего невозможна работа сколь-нибудь серьезных станков и производственных линий. Здесь как раз может пригодиться и развитый теоретический аппарат ТАУ, позволяющий учитывать механические свойства движущихся частей. В качестве одного из способов точного позиционирования можно изучать и машинное зрение.
Дисциплины, связанные с управлением электроприводами, особенно прецизионного типа. Также в этот же блок попадают шаговые двигатели, как часть электроприводов, обеспечивающие наиболее точное управление. Следовательно, необходимо учить их устройству, применению, особенностям.
Теоретические дисциплины, позволяющие построить алгоритм управления сложной распределенной системой, типа конвейерного производства. Для этого необходимо ясно формулировать схему переходов системы из одного состояния в другое. Здесь может быть полезна теория конечных автоматов, причем связанных с реальным временем (т.е. реагирующих не в дискретные такты времени, а в неизвестный заранее момент, зависящий от внешней обстановки).
В программистской траектории целесообразно добавить изучение построения ОС реального времени (RTOS). Но тогда, прежде чем изучать ОСРВ, потребуется изучить построение и обычных ОС.
Все вышеперечисленные пункты не являются моей специализацией, поэтому их следует рассматривать как, своего рода, мнение дилетанта. Но, возможно, они подтолкнут кого-то разбирающегося в данной теме написать более подробное обоснование, почему их надо (или не надо) преподавать студентам.
Комментарии (21)
Yukr
19.01.2023 09:35Приветствую, Коллеги!
Моя специальность "Электронные приборы и устройства". В принципе - очень близко к АСУТП, если не брать сильное погружение в теорию и производство (что тоже в АСУТП нужно, но в меньшей степени).
Если убрать из специальности СВЧ, добавить сетей и ПО, будет то, что нужно.
Ну и конечно, практика и отслеживание новейших решений, чтоб не застрять в прошлом.
Soorin
19.01.2023 10:03+2Коллеги, как специалист по управлению в технических системах, работающий в эксплуатации, попробую изложить свои соображения о том, что нужно скорректировать в образовании инженера АСУТП.
Ничего "космически-сложного" в промышленности, в основном, не используют (не ищут себе трудностей), потому что можно решить большинство простых прикладных задач простыми методами. Например, управлять частотным преобразователем по 485 протоколу - это круто, но во многих случаях для задания частоты достаточно одного провода с напряжением 0-10В. Это легко диагностируется простыми приборами и легко ремонтируется. Соответственно, обязательно нужно учить базовым приёмам взаимодействия оборудованием по стандартным (наипростейшим) протоколам, чтоб не получилось, что специалист имеет понятие о нейронных сетях, но ничего не слышал о токовой петле. Просто и не дорого организовать лабораторные работы по простым методам управления, чтоб студенты своими руками это попробовали.
LAD, ST, IL, FBD и т.п. - нужны обязательно, но не имея представления об электромагнитном реле, не освоить LAD, а не имея представления о программировании вообще (алгоритмы, Бейсик) и о базовых языках программирования a-ля Си, не освоить и IL/ST.
-
Есть базовые задачи управления, которые нужно рассматривать конкретно. Не абстрактный чёрный ящик с входными воздействиями Х и выходами результатов Y, на котором написана формула его внутренней обработки, а микроконтроллер, управляющий, например. электрообогревателем в комнате, или конкретной (простейшей) вентиляционной установкой с мотором, датчиком и например, ТЭНом.
Воспитывая технических специалистов, по моему мнению, важно избежать образования ради образования, избежать "колосса на глиняных ногах" без базы, не углубиться в "искуственный интеллект" настолько, что получится "мегамозг", не представляющий, как работает диод, и задачу задержки импульса решающий микроконтроллером с RTOS (программу для которого он скачал).
Sdvnkhp
19.01.2023 10:58Касательно, вашего первого пункта не вводите людей в заблуждение. Управлять преобразователем частоты по аналоговому входу 0-10В не самая лучшая затея. И тому целый вагон причин.
Данный сигнал не устойчив к помехам в сложных условиях ЭМС. На мощностях ПЧ до 1.5 кВт он может еще и применим, а выше крайне не рекомендую.
Вы смотрите со стороны эксплуатации и не считаете увеличение стоимости от такой замены принципа управления. (более сложный монтаж, большее количество входов и выходов управляющих устройств)
Не желание разбираться в протоколе обмена и интерфейсе, как раз свидетельствует о недостатке образования и не желании учиться. Как следствие в вашем случае правильнее привлекать более квалифицированных специалистов, а не производить замену интерфейса управления.
Применение управления по цифровому протоколу, таже позволяет организовать диагностику со стороны управляющей системы. Что особенно актуально для удаленных и больших распределенных систем.
можно долго продолжать.
Р.S. да и я с вами соглашусь что специалист должен знать все аспекты и работу полевой шины тоже. И в чем их различия и какая целесообразность выбора и применения.
Willy64
19.01.2023 18:19На практике приходилось использовать именно аналоговый сигнал из-за того, что не в каждом ЧП есть функция отключения при таймауте связи и при внезапном отключении контроллера или обрыве линии RS485 двигатель не останавливался, а это подсудное дело.
Но впридачу к нему диагностика шла всё-таки по модбасу.
Sdvnkhp
20.01.2023 09:17То о чем вы говорите является ошибкой разработчика вашей системы.
Представьте себе для 60% применений ПЧ потеря управления не является опасной ситуацией влекущей за собой аварийные состояния оборудования или как-то влияющие на безопасность.
Подсудное дело - неправильная организация цепей ПАЗ. И для начала при разработке той или иной системы должна происходить оценка категории опасности оборудования и из данной оценки в ТЗ предъявляться требования на соответствие тем или иным нормам и правилам.
Для аварийной остановки, если она необходима по требованиям безопасности для данного оборудования, применяются не интерфейс или аналоговый сигнал. Если необходим безопасный гарантированный останов должны применяться ПЧ с функцией разрыва цепей управления силовыми ключами, если применить такое оборудование нет возможности (например дорого не проходит по бюджету), то необходимо организовать гарантированный разрыв питания до или после ПЧ (после не всегда допустимо).
Refridgerator
20.01.2023 06:10+2Как человек с двумя образованиями, электрик и учитель информатики, у которого были куры «педагогика» и «методика преподавания», и работаю как раз в АСУ ТП, только уровнем повыше, могу сказать так: правильное высшее образование — это всё ещё классическое образование. У него конечно есть куча недостатков, но ничего лучше ещё не придумали.
Классическое высшее образование значит примерно следующее:
1) Крайне высокий уровень преподавательского состава. Если лектор учит студентов по методичке, которую он сам прочитал три дня назад — не получится сделать из студента специалиста. Лектор должен быть умнее всех своих студентов в квадрате. И он должен сам уметь делать то, чему учит. Учит с++ — написать хотя бы тетрис. Учит ЦОС — написать свой фильтр для конкретной задачи. Учит процессорной архитектуре — написать свой процессор на FPGA. Учит аналоговой электротехнике — самостоятельно спаять по собственной схеме что-нибудь посложнее AM-приёмника или усилителя звуковых частот.
2) у студентов должна быть возможность для конкуренции. Студенты должны выяснять, кто из них самый умный, а преподаватели должны этому всячески способствовать и провоцировать. Любое обучение — это боль, но боль намного легче переносится, когда в крови бурлит адреналин.
3) край науки должен быть на последнем месте в качестве факультативных занятий на выбор. Классическое образование не учит тому, что может устареть через пару лет и помножить все знания студента на ноль.
4) да кстати математика. Студент должен переосмыслить её не просто как прикладную, а понимать, как все эти прикладные модели строились. Откуда взялись дифференциальные уравнения, комплексные числа и чем преобразование Лапласа отличается от преобразования Фурье.
5) Программирование на конкретном языке не важно, важно алгоритмы и структуры данных.
6) гуманитарные науки внезапно тоже должны быть, в том числе и с целью разгрузки мозга студента от всякого абстрактного. Обязательный минимум — философия и история.
DvoiNic
20.01.2023 12:34-1Вы хотите идеала. я тоже его хочу, но…
1. Не всегда возможен такой уровень. Но несомненно должен быть практический опыт в преподаваемых областях.
2. Согласен. Но это прежде всего вопрос мотивации к обучению. Если «для знаний», то это будет работать. а если «для диплома», то их фиг спровоцируешь. У этой части конкуренция «кто круче объедет».
3. «Край науки» может «показать причастность к будущему». Что тоже важно.
4. Для этого на «математиках» (а лучше — до них на «введении в специальность») показать-рассказать, зачем нужна будет эта математика, где (в каких курсах, в каких разделах) она будет применяться.
5.Но на выбранном языке должна быть возможность реально практиковаться.
6.Это тоже требует объяснения студентам. (и хотя лично я против истории как предмета, из-за ее проститутской текущей реализации, но это мое частное мнение). И я б добавил еще физвоспитание.
a_titaev Автор
21.01.2023 08:46Уровень преподавательского состава будет в будущем снижаться, и с этим скорее всего ничего нельзя поделать.
Возможность такой конкуренции сейчас очень широкая: всевозможные хакатоны, конкурсы проектов и подобное. Но, если честно, я не вижу, чтобы это как-то помогало студентам. Все хакатоны и проекты от предприятий имеют обычно вид: сделай за 2-3 часа что-то с виду похожее на то, что задано, и забудь назавтра об этом. А если придумывать соревнования вдолгую (например, в течении года), то тут уже адреналин стихает, а без него, без того чтобы видеть конкурентов за соседним столом, работа тащится гораздо хуже. У меня много мыслей про проектное обучение, но не все хорошие. 3., 4, 5, и особенно 6 - очень даже согласен с Вами.
Refridgerator
21.01.2023 11:072. Не, не хакатоны и олимпиады. Непосредственно в учебный процесс должно быть интегрировано. Например, в школе попытки спорить с учителем всячески пресекались. В институте наоборот, дискуссии студентов с преподавателями поощрялись. И если студент оказывался на уровне — преподаватель не стыдился и не гнобил такого студента — а наоборот, гордился и ставил всем в пример. Типа, смотрите какие у нас крутые студенты в нашем крутом вузе. 1-ая заповедь настоящего учителя — не бывает плохих учеников, а бывают плохие учителя. И самое большое достижение учителя — это именно когда ученик его превзошёл. Ведь именно так и достигается технический прогресс.
mskotyn
20.01.2023 06:47+1ИМХО - на АСУТП с одной стороны давит IT, с другой - универсализация средств автоматизации. В результате АСУТП выродится в дисциплину или группу дисциплин типа "Автоматизация технологического процесса" для профильного инженера-технолога, в рамках которой будет изучаться небольшой набор универсальных блоков и способов их соединения.
Там где раньше для получения сложной траектории точки в трехмерном пространстве требовалась забубенная кинематика, сейчас достаточно трех одинаковых линейных актуаторов управлемых МК. И для изменения этой траектории уже не требуется перепроектирования всей кинематической схемы - достаточно смены программы МК. И даже программировать МК уметь не обязательно - достаточно задать необходимую траекторию в CAD и прогнать через CAM для получения программы. В результате становится проще доучить специалиста понимающего что, как и зачем должно происходить инструментам автоматизации.
DvoiNic
20.01.2023 12:14А можно пояснить вот эти два пункта?:
1.часть задач, для которых раньше требовалась глубокая теоретическая проработка, сейчас решается программными средствами благодаря техническому прогрессу: цифровой обработке сигналов, высокому быстродействию, микропроцессорной технике, повышенной скорости обмена данными между участниками.
2.Для большинства встречающихся на массовом производстве задач уже не требуется настолько глубоко предсказывать поведение системы для ее управления.
На мой взгляд, немного странное противопоставление. И, может быть, стоит сконцентрировать внимание на «стоимостях» этих решений? (своего рода ФСА)a_titaev Автор
21.01.2023 08:55Имел в виду вот что: Раньше регулятор представлял собой аналоговою схему, и проектировался единожды раз и навсегда. Поэтому необходимо было теоретически предсказать его поведение, если характеристики управляемого объекта будут отличаться от заданных при проектировании. (Например, каждая ракета, на которую ставится система управления будет немного да отличаться от других, а некоторые ракеты будут и принципиально отличаться ввиду, например, дефектной сборки. А упасть в неположенной точке не должна ни одна). Сейчас это решается не аппаратным, а программным способом, путем выбора одной из ветвей в алгоритме (Например, если случилось то-то, то действуй по совершенно другому алгоритму).
Если, говоря о стоимости, Вы имели ввиду, что стоимость нынешних систем управления дешевле, чем стоимость создания старых, то я не буду спорить, я с этим согласен.
RRRoma
20.01.2023 14:38Добрый день, коллега! Позволю себе не согласиться с вашими выводами. Инженер АСУТП не должен разрабатывать новые приборы, не должен разрабатывать новые производственные линии и т.д. Это все другие специальности. Инженер АСУТП должен знать теорию (ТАУ и т.п.), разбираться в техническом уровне (ТСА и т.п.), знать нормативку (ГОСТы, состав проекта и т.д.), уметь разобраться в технологическом регламенте любого производства, понять задачи системы и составить грамотное ТЗ, разработать проект автоматизации и внедрить АСУТП в работу. А вы предлагаете сделать из инженера АСУТП человека-оркестр. Современные студенты даже базу осваивают с трудом. А новые технологии вроде нейросетей, машинного зрения и т.п. мы, например, ввели в курс обучения магистров. Им как раз самое то. С уважением.
TimID
20.01.2023 16:48Повысьте объем программирования в курсах в 10 раз. Пусть работают с оборудованием на низком уровне, пишут код управления для контроллера каждого устройства до которого дотянутся, пусть заставляют взлететь дроны, пусть изучают технологии "Интернета вещей", в конце концов. А всяческие SCADA оставьте на факультативы.
И получится у вас востребованное направление подготовки.Потому что всё вышеописанное вами всё равно изучаться будет на рабочем месте ибо любая система управления, как и любая организация - вещь в себе. Поэтому пусть лучше начнут разбираться в том, как работает оборудование и как "внутренности" систем управления устроены.
TrifonovIS
20.01.2023 16:56IMHO:
Нужен курс по промышленной безопасности при создании/запуске систем.
Нужен курс работы в CAD-системе, т.к. инженер АСУТП должен уметь нарисовать не только электрическую/логическую/функциональную схему той системы, которую он создает/запускает, но еще и общий вид/чертеж/компоновку/размещение.
Нужен курс по нормативной базе/ГОСТам/стандартам.
Нужен курс по созданию пакета документации на систему, которую инженер создает/запускает. Отдельно, по созданию пользовательской документации, которая при этом еще должна быть понятна пользователю :-)
На мой взгляд, эти курсы дадут возможность выпускникам проще вливаться в реальную работу.
IliaIT
20.01.2023 17:32Добрый день! (наверное не правильно так много букв в комментарии писать, но как умею, сильно не пинайте)
В статье много написано про программирование ПЛК, взаимодействие различных устройств для общей цели, но очень вскользь затронута тема существующих SCADA-систем. А именно эта часть наиболее динамически развивается в настоящее время. Как следствие очень слабое помехоустойчивое соединение с устройствами реализовано в настоящее время (то есть если на линии "прозрачного" радиоканала один из 30 объектов выдаёт шум, то вся связь накрывается чаще всего). А также на предприятиях ЖКХ хотят использовать устройства, но опять засада, если элементарную базу продают и плк можно купить с прошивкой, то ПО верхнего уровня только по подписке (считай, что уже никуда не перейти и платить по любым тарифам). С открытыми протоколами так же сложно если это очень известная марка (овен, взлёт, энергомера, логика..) то модули и шаблоны есть, а какая-нибудь (дайкин CPK-DI ), то надо разбираться почему всё не соответствует документации. Я намеренно выделил разные области применения телеметрии, так как на предприятиях, очень часто, на линии сидит много абсолютно различных устройств. Чтобы как минимум прочитать параметры надо разбираться в последовательности байт, ответов и кодов ошибок. А если усложнить задачу, что кроме стандартного запрос-ответ может прийти условный аварийный сигнал с плк(мы точно знаем вид и длину сообщения), то тут только свои наработки будет возможно использовать.
Ещё одна задача на предприятии ЖКХ – это постепенный перевод на новые приборы и методы обработки данных телеметрии. В случае когда используются ПО и надо часть данных с приборов перенести в новые программы обработки. Тут либо целиком менять всю сеть, либо параллельно опрашивать приоры (что не всегда возможно). Опять же большинство SCADA-систем завязаны на MSSQL и в полный рост встаёт проблема лицензирования дополнительного доступа к базе, а если система новая и база условно-бесплатна (MySQL, PostgreSQL и другие), то возникает подписка на поддержку (и это в лучшем случае на обновление, а чаще всего это «Чужой сервер»).
Ещё можно выделить особенности руководства «а давайте будем контролировать и управлять прибором на удалённом объекте где связь с «сотой» бывает по праздникам» (поле, до горизонта или лес и труба с колодцем, в которой стоит механический расходомер. Задача: получать данные накопительного расхода раз в 3 дня. Ближайшая ЛЭП на 3-10кВ в 300 метрах от колодца, а до подстанции 1 км по прямой, сотовый интернет ловит очень тяжко и только GPRS), при этом ставка оклада специалиста который будет это делать 30к руб., а сторонние фирмы проблемно искать ибо всё описано выше.
Про обучение имея гуманитарный специалитет (2006), закончил (2019) заочно магистрат (бюджет, физ. мат.) с красным дипломом. Думал, вначале, что разработкой системы можно заниматься в аспирантуре, но в нашем городе это оказалось негде (и никому не нужно), а в других городах необходимо ездить не реже 1 раза в месяц в ВУЗ. В итоге оформил 3 патента на ПО (что зря добру пропадать раз минимальную документацию во время учёбы сделал). «Они красиво висят в …». Образование дало знания и методы оформления документации, увеличило кругозор и показало новые пути решения технологических задач, но никак не отразилось на окладах. Только смена места работы может привести к повышению уровня окладов (хотя рассчитывал что ВУЗ поможет получить грант на разработку и оформление ПО при условии открытого кода, но как-то не вышло). В аспирантуру так и не пошёл, ибо дорого: публиковать статьи, разрабатывать систему (документацию, диссертацию) и ездить в другой город. Выяснил, что просто так писать в сборники (которые будут в каталоге котироваться в eLIBRARY) можно было только студентом (пара статей написана, прошла антипалигат, но кафедра протупила и не выложила в сборник, а я не проконтролировал, так как не знал, что надо держать руку "на пульсе" в этом вопросе), остальным платно.
FGV
20.01.2023 21:11Эх, закончил в 2002, родной РТФ, по специальности 2101 - Управление и информатика в технических системах. Долго собирался и думал писать или нет сей комментарий. Я не занимаюсь АСУ ТП, в основном занимаюсь разработкой электроники и автоматизацией работы лабораторных установок (ПК+устройство управление железяками + ПМО под все это).
Дисциплины, связанные с точной механикой и управлением ею. Особенно здесь выделяются задачи точного позиционирования, без чего невозможна работа сколь-нибудь серьезных станков и производственных линий. Здесь как раз может пригодиться и развитый теоретический аппарат ТАУ, позволяющий учитывать механические свойства движущихся частей. В качестве одного из способов точного позиционирования можно изучать и машинное зрение.
Помню как 20 лет назад считал редуктор и чертил эвольвенты зубьев, а так же крутил сельсины вроде бы в рамках курса теоретической механики. А потом столкнулся с реальными железяками, которые деформируются под нагрузкой, звенят на резонансных частотах и вообще добавляют массу неожиданных вещей, вроде смещения частоты/амплитуды резонанса от величины затяжки болтов.
Мое мнение - считать и учитывать подобные вещи должен человек с соответствующим образованием, тем же механикам этим мозг сверлят 3-4 года. А для АСУТПшников, если они столкнутся с механическими системами, в курс надо бы добавить метод конечных элементов и ввести пару расчетных работ для понимания как это все гнется и звенит, больше не надо.
P.S. каким образом ТАУ и машинное зрение относятся к точной механике не понял. В свое время нам читали основы телевидения (в то время еще аналогового) и в рамках этого же курса рассказывали про приборы с зарядной связью. В современных реалиях можно наверное аналоговую часть заменить на основы машинного зрения.
Дисциплины, связанные с управлением электроприводами, особенно прецизионного типа. Также в этот же блок попадают шаговые двигатели, как часть электроприводов, обеспечивающие наиболее точное управление. Следовательно, необходимо учить их устройству, применению, особенностям.
Раньше читали (вроде в курсе «электромеханические системы») про синхронные/асинхронные двигатели, реле и всякую экзотику типа электромашинных усилителей. Шаговики где то в этом же курсе должны быть (каюсь бухал и прогуливал, не помню, возможно уже были).
Теоретические дисциплины, позволяющие построить алгоритм управления сложной распределенной системой, типа конвейерного производства. Для этого необходимо ясно формулировать схему переходов системы из одного состояния в другое. Здесь может быть полезна теория конечных автоматов, причем связанных с реальным временем (т.е. реагирующих не в дискретные такты времени, а в неизвестный заранее момент, зависящий от внешней обстановки).
Стоп. А цифровая схемотехника разве этому не учит? Возвращаясь к воспоминаниям, уже после курсовой по цифровой схемотехнике (по электронике их два было: первый - по аналоговой, второй - по цифре), в курсе "ММСРВ" разрабатывали на дискретной логике оконечное устройство на шине VME.
В программистской траектории целесообразно добавить изучение построения ОС реального времени (RTOS). Но тогда, прежде чем изучать ОСРВ, потребуется изучить построение и обычных ОС.
Вот у Вас сейчас в перечне дисциплин фигурируют «микроконтроллеры STM», можно же воткнуть туда изучение легковесной FreeRTOS, с курсовой на ней, аля управление «конвейером» в реальном времени. Убьете сразу двух зайцев, и конечные автоматы и понятие об ОСРВ внесете.
Дополнительно можно рассказать про ОСРВ на базе линуха, что бы не пугались когда столкнутся.
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
О том чего еще не увидел в перечне предложений и в том что преподается, но с чем сталкиваюсь:
1) Беспроводные сети. Всякие: Lora, WiFi, Bluetooth... Реально сейчас их можно встроить (и встраивают) в каждый утюг. В мое время обучения блюпуп и вайфай только появлялись, но сейчас они везде, и так полагаю потихоньку начнут заменять медь в АСУ ТП. Сюда же можно отнести системы спутниковой связи.
2) Web разработка, хотя бы основы, этот пункт вытекает из первого. Мало обеспечить связь с компом/телефоном надо еще дружелюбную морду пользователю показать.
AngryGrey
21.01.2023 06:54Вот когда выпускники и «опытные» проектировщики смогу создавать автоматические термоупаковщики на 11 синхронных осей или этикеровочные автоматы с 32 двумя серводвигателями или выдувные машины для пэт бутылок и другие сложные агрегаты, тогда и можно рассуждать «куда двигаться дальше». Сейчас же, кроме уже почти рядовых агрегатов (тепловые пункты, котельные, горелки и т.д.) с вяло текущими процессами, почти никто не может что дельное в железе воплотить. Мое мнение. В области автоматизации мы не искать путь должны, а догонять всех изо всех сил. Чтобы потом не мы у немцев/китайцев станки покупали, а они у нас.
На нашем предприятии решили модернизировать термоупаковщик одной немецкой фирмы (покинула РФ) и заменить устаревшие серводвигатели Rexrot на другую свежую систему. Так вот уже второй подрядчик слился, не осилив задачу дальше «новых электрических схем». Как только дело доходит до разработки алгоритмов синхронизации всех 11 осей машины, все дружно тужатся и линяют, снова делать простенькие и понятные станции для нефтянки и газовиков. ????????♂️
a_titaev Автор
21.01.2023 08:58Вы очень точно выразили мои мысли (может быть даже точнее меня самого). У меня есть схожее ощущение, что надо догонять. Но это как раз и подводит к вопросу Как ? Чему конкретно учить, чтобы это воплотилось в жизнь ?
AngryGrey
21.01.2023 09:16Работал я на одном заводишке, который вечно страдал, что «людей нет», «новое оборудование» дорогое и т.д. А рядом стоял университет, где я когда-то учился. Там тоже вечно: «что же делать?!», «как выпускать лучших студентов», «как получить рыночные навыки» и т.д. Так вот. На заднем дворе завода гнили два старых блока розлива, одна этикетка и куча конвейеров, которые остались после переделки линии и которые не смогли продать. И вместо того, чтобы отдать это добро «бесплатно» в университет, с целью изучения и практики, эти машины просто выкинули на металлолом. А ведь такие машины это же лучший практический инструмент. Берём скажем одну выдувную машину для пэт бутылки. Отдаём университету, а это сразу практика для кафедры машиностроения (сложные механизмы, редукторы и т.д.) и для кафедры автоматизации (алгоритмы, автоматика и т.д) и для электротехников (собственный плк не?!). Восстановить одну такую машину и сразу огромный опыт и знания. Но вот только университеты тоже носом вроротят, не хотят брать старое и сломанное. Им подавай целое и рабочее…
В общем, если хотим выпускать хороших спецов, нужно учить их выстребованным и сложным навыкам, а не просто топтаться на месте в обнимку с частотником ????????♂️
lumen_xp
Добрый день, коллега. По какой-то причине часто приводчики считают эти самые приводы высшей степенью развития и самоцелью системы управления. Не стоит забывать, что АСУ ТП это все же внедрение и интеграция готовых технических устройств для управления технологическими процессами, а не их разработка. Это означает, что получив того же робота я рассматриваю его просто как исполнительный механизм, подаю ему команду на выполнение определенного действия и жду его окончания. Следовательно, рассматривать вектор развития в эту сторону не совсем корректно с точки зрения массовой подготовки кадров.
С другой стороны, рынок труда приравнял специалистов АСУ ТП к технологическому персоналу, причем не особо квалифицированному (с точки зрения уровня заработной платы), а уровень задач близок к ИТ. Но при этом нет массового потребителя продукта, а система создается единожды для одного предприятия.
Я бы рассматривал вариант развития в сторону реализации MES и гибких систем там где это возможно, это хорошая интеграция с ИТ и расширение количества компаний, которые могут быть заинтересованы в выпускниках.
Ну и следует понимать, что чистому ИТшнику нельзя доверь управление технологическим процессом (турбиной или прокатным станом), это чревато плачевными последствиями из-за непонимания дискретности АСУ ТП и непрерывности физики технологической установки.