Лаборатория метрологии, технологических измерений и приборов (МТИП) находится в просторном и светлом помещении с высокими потолками, где удобно проводить лекции и лабораторные занятия. Современные учебные стенды, столы и стулья здесь позволяют студентам комфортно выполнять лабораторные работы и слушать лекции. Лаборатория оборудована белой доской и потолочным проектором, который с помощью ноутбука позволяет преподавателю проецировать на экран необходимую учебную информацию.

Основана эта лаборатория была еще на заре становления кафедры, но свой нинешний вид приобрела в 2012 году благодаря нашим разработкам и партнерам-спонсорам, среди которых «Нибулон», «СВ Альтера», «S-engeneereng», «Микрол», «Тера» и др. Учебная база лаборатории МТИП непрерывно модернизируется и обновляется, что позволяет изучать самые современные средства измерительной техники (СИТ) мирового уровня.

Что же здесь изучают?

Любой вид управления технологическими или бизнес-процессами, движением в пространстве, выполнением операций принятия решения и т.д. не мыслим без предварительного получения и преобразования информации об объекте управления (ОУ).

Получение исходной информации об объекте управления осуществляют при помощи измерительных приборов, например, стеклянных термометров или первичных измерительных преобразователей (ПП), называемых еще датчиками (сенсорами), например, термопарами.

Эту информацию преобразуют к виду, удобному для дальнейшего преобразования и передачи на расстояния в автоматических системах и/или для восприятия человеком-оператором, например, сигнал термопары (милливольты, пропорциональные измеряемой температуре) преобразуют в показания вторичного прибора – градусы Цельсия.

Существует огромное количество различных измерительных и др. преобразователей, используемых в цепи измерения и образующих измерительный канал.

Это датчики-реле (ДР), сигнализирующие о наступлении какого-либо события, например, превышения разрешенного уровня технологическим параметром, это и нормирующие преобразователи (НП), которые преобразуют сигнал ПП в унифицированный, «понимаемый» другими приборами, это и вторичные приборы (ВП) преобразующие сигнал ПП в показания на индикаторе или регистрацию на бумажном носителе либо флеш-накопителе, приемники-передатчики промышленных радиосигналов, аналого-цифровые преобразователи (АЦП), преобразующие непрерывный сигнал в цифровую форму для использования в микропроцессорных контроллерах или компьютерах,  цифро-аналоговые (ЦАП), преобразователи, преобразователи интерфейсов и др.

Конфигурация измерительного канала зависит от задач, поставленных перед  системой управления. При многоуровневой системе управления, нижний уровень, обслуживаемый оператором процесса, обычно реализуют на основе приборной автоматики, встраиваемой в технологическое оборудование, либо размещенной на щите контрольно-измерительных приборов и  автоматики (КИПиА). Более высокие уровни управления (начальника цеха, энергетика, …  бухгалтера, … директора предприятия) реализуют при помощи автоматизированных рабочих мест (АРМ), образующих информационно-измерительную систему (ИИС) - подсистему автоматизированной системы управления (АСУ) предприятия.

Обычно АРМ представляет собой компьютерный терминал с персональным компьютером, монитором, клавиатурой и принтером, подключаемый в сеть предприятия для сбора, архивирования и первичной обработки данных об ОУ, визуализации мнемосхемы процесса и представления графиков, извещения о неисправностях и авариях, печатания протоколов и отчетов, решения прикладных задач на основе текущих измеренных данных и т.д.

  При этом все АРМы часто объединяют в контроллерно - компьютерную сеть предприятия, где для программирования функций контроля и управления, визуализации состояния ОУ и оборудования, архивирования данных разрабатывают и используют специальные комплексы (пакеты) программ SCADA-систем (Supervisory Control and Data Acquisition). На основе этих комплексов создают различные экранные формы для АРМ, так называемый интерфейс оператора.

Информация о текущем состоянии ОУ, поступающая от датчиков и др. устройств ввода, преобразуется, фильтруется и кодируется для каждого из уровней пользователей АРМов, исключая  при этом несанкционированный доступ к закрытой от других пользователей информации.

Измерения и преобразования в информационно-измерительной системе должны быть достоверными, с минимальным (нормируемым) уровнем погрешностей. Это во многом определяет предотвращение ошибок в принятии решений обслуживающим и административным персоналом предприятия, а также различного рода сбои и аварии на производстве.

Основой для обеспечение единства и верности измерений на производстве служит метрология - наука об измерениях, контроле и испытаниях.

Курс «Метрология, технологические измерения и приборы» студенты изучают в 3, 4 и 5 семестрах. Здесь студенты изучают информационно-измерительные систем важнейших технологических параметров и их элементы: принципы действия, конструкции, схемы, методы проверки работоспособности, их настройку и программирование. Практикуется модульная оценка знаний студентов.

В семестре 3 (Модуль 1) студенты изучают единицы измерений, эталоны, виды и методы измерений, пути снижения погрешностей измерения, организацию надзора за СИТ на предприятии, а также системы качества, безопасности и сертификации продукции. Модуль 2 объединяет в себе ознакомление с государственной системы приборов, изучение современных сенсоров перемещения, применяемых в различных отраслях, в том числе, в робототехнике. Студенты также изучают современные ПП, вторичные приборы  и системы для измерения давления и температуры. Контроль знаний модулей 1 и 2 – зачет.

В семестре 4 (Модуль 3) изучают способы и технические средства измерения уровня, расхода, количества, массы и состава жидкостей, газов и сыпучих материалов. Студенты также изучают (Модуль 4) методы и технические средства измерения влажности газов, твердых и сыпучих материалов, плотности и вязкости жидкостей. Здесь же изучают архитектуру, функции информационно-измерительных систем (ИИС), схемы и средства контроля технологического и коммерческого учета электроэнергии и тепла на производстве, микропроцессорные контроллеры ИИС, методику разработки ИИС. Контроль знаний модулей 3 и 4  - экзамен.

В семестре 5 (Модуль 6) предусмотрен курсовой проект «Разработка ИИС заданного технологического процесса. Представление измерительной информации на щите КИПиА и в АРМ оператора-технолога». Здесь студенты на основе полученных ранее знаний, разрабатывают многоуровневую ИИС, выбирают типовые СИТ для ее реализации. Разрабатывают внешний вид щита КИПиА для предоставления измерительной информации оператору о состоянии ОУ, разрабатывают мнемосхему заданного технологического участка для представления информации оператору АРМа.

Лабораторные работы по курсу «Метрология, технологические измерения и приборы» охватывают все разделы курса и смонтированы виде многофункциональных специализированных стендов.

Каждый стенд предназначен для изучения современных методов и технических средств измерения одного или двух технологических параметров (перемещения, температуры, давления, уровня и сыпучих материалов, расхода жидкости, массы, а также показателя рН и концентрации  жидкости).  

На каждом стенде предусмотрено до 6 современнейших аналоговых и микропроцессорных СИТ, реализующих различные методы измерения данного параметра. Это ПП с аналоговыми чувствительными элементами (сенсорами), с унифицированными выходными сигналами и встроенными индукционными, емкостными, кондуктометрическими, пьезоэлектрическими, ультразвуковыми и тензо преобразователями, преобразователями Холла и др. Использование персональных компьютеров и ноутбуков, установленных на стендах, позволяет студентам изучать информационно-измерительную систему того или иного параметра.

В качестве вторичных приборов использованы микропроцессорные контроллеры отечественного производства фирм «Микрол» и «Тера», а также фирм Siemens и «Овен». Некоторые из этих приборов можно найти в Интернете с индексом «Новинка». Используя полученный теоретический материал, соответствующие эталоны и методики, студенты приобретают навыки настройки, программирования и проверки работоспособности ИИС и их элементов.

Это в совокупности с высоко интегрированными между собой учебными курсами «Технические средства автоматизации», «Микропроцессорные и программные средства автоматизации», «Основы компьютерно-интегрированного управления» и др. позволяет за время учебы подготовить конкурентного специалиста по автоматизации производства, пользующегося высоким спросом на рынке труда.