XXIII Skup TRENDOVI RAZVOJA: “POLOŽAJ VISOKOG OBRAZOVANJA I NAUKE U SRBIJI”, Zlatibor, 22. - 24. 02. 2017.

287

Paper No.T3.2-3

НАСТАВА ИЗ ОБЛАСТИ УПРАВЉАЊА САВРЕМЕНИМ ЕЛЕКТРОМОТОРНИМ ПОГОНИМА НА СПЕЦИЈАЛИСТИЧКИМ

СТРУКОВНИМ СТУДИЈИМА ФТН НОВИ САД

Дарко Марчетић1, Евгеније Аџић2, Веран Васић3, Дејан Рељић4, Ђура Орос5 1,2,3,4,5Универзитет у Новом Саду, Факултет Техничких наука, Нови Сад, Србија

1darmar@uns.ac.rs, 2evgenije@uns.ac.rs, 3veranv@uns.ac.rs, 4reljic@uns.ac.rs, 5orosd@uns.ac.rs Кратак садржај:Специјалистичке струковне студије Енергетике, електронике и

телекомуникација на ФТН Нови Сад су осмишљене да се надовежу на студијске програме основних струковних студија за област електротехнике и рачунарства. У оквиру ових студија се област модерних електромоторних погона посебно издваја и постаје све популарнија. Разлог за ову популарност је недостатак ових знања на основним студијама, као и рад дела студената у индустију у коме јасно препознају потребу за додатним знањима из ове области. Ипак, релативно кратко трајање ових студија, различита предзнања са којим студенти долазе са различитих школа или струковних факултета, као и мултидисциплинарност области електромоторних погона донесе велике изазове при извођење наставе из ове области. У овом раду је описан начин извођења наставе, дискутован је одабир предмета као и распоред њиховог извођења.

Кључне речи:Струковне студије/електромоторни погони

TEACHING COURSE OF MODERN ELECTRICAL DRIVES AS PART OF SPECIALISED PROFESSIONAL STUDIES AT FTN NOVI SAD

Abstract:Specialised professional studies of Power, electronics and communication at FTN Novi Sad are one year upgrade of basic professional studies. As part of those studies, the course covering advanced control of electrical drives are becoming very popular. The reason for that popularity is lack of general knowledge from that area, and more important the feedback from the industry that recognized the need for that kind of knowledge. However, due to short course period, different basic knowledge of students and the course multidisciplinarity there are many challenges in front of course lectures. In this paper course is described and some challenges are discussed.

Key Words: Specialised professional studies/ motor drives

1. UVOD

На ФТН Нови Сад се од 2009 године реализује настава на студијском програму специјалистичких струковних студија Енергетика, електроника и телекомуникације. Овај програм је замишљен као други ниво струковних студија и надовезују се на студијске програме основних струковних студија за област електротехнике и рачунарства. Курс траје једну годину, два семеста и укупно доноси 60 ECTS бодова.

Једна од области која је обухваћена овим програмом је област управљања савременим електромоторним погонима. Настава из ове области прати актуалан концепт индустрије 4.0 који данас доводи до потпуне дигитализације свих процеса производње као и примене дигиталних технологија приликом размене информација и пружања услуга. Зато је посебна пажња при одабиру предмета за ову наставу посвећена дигитално управљаним електромоторних погонима, дигиталним командним уређајима као и дигиталним алгоритмима за размену информације базираних на интернет технологијама.

Област савремених електомоторних погона је покривена са три основна предмета, Савремене технологије у електротехници, Енергетска електроника у погону и индустрији и Индустријски системи и протоколи.

1

XXIII Skup TRENDOVI RAZVOJA: “POLOŽAJ VISOKOG OBRAZOVANJA I NAUKE U SRBIJI”, Zlatibor, 22. - 24. 02. 2017.

288

2. ДЕО НАСТАВЕ СПЕЦИЈАЛИСТИЧКИМ СТРУКОВНИМ СТУДИЈИМА КОЈИ ПОКРИВА ОБЛАСТ САВРЕМЕНИХ ЕЛЕКТРОМОТОРНИХ ПОГОНА

Сви предмети на курсу се изводе блок викенд наставом по одговарајућем распореду извођења. Прво се изводе предавања а затим аудиторне и лабораторијске вежбе. Коначни циљ свих курсева је упознавање и самостално руковање савременим елементима електромоторних погона (ЕМП) које тај курс покрива. Предмети из области савремених електомоторних погона наведени су у табели 1.

Табела 1 – Предмети који покривају област електромоторних погона

Тип предмета предавања вежбе Укупно ECTS бодова

Савремене технологије у електротехници

Обавезан 3 4 8

Индустријски системи и протоколи

Изборни 3 5 8

Енергетска електроника у погону и индустрији

Изборни 3 5 8

Следи детаљнија дискусија о појединим предмети и изазовима током извођења наставе.

2.1. Предмет Савремене техннологије у електротехници

Овај предмет је обавезан и први се изводи као блок настава. Осмишљен је тако да поред курса из основа електротехнике студенту пружи и предзнања потребна за похађање даље наставе на специјалистичким струковним студијима. У оквиру предмета се изучавају основе рада електичних машина као основних елемената електромоторних погона. Додатно, обрађује се рад у програмском пакету ЕПЛАН који омогућује израду пројеката савремених електроенергетских система. Студент на крају овог курса има обавезан семестрални рад чијом израдом постаје оспособљен за израду пројекта из области електротехнике и пратеће пројектне и техничке документације. Документација за један електромоторни погон као пример дела пројекта приказан је на слици 1.

Слика 1. Пример пројекта у ЕПЛАН програму

2

XXIII Skup TRENDOVI RAZVOJA: “POLOŽAJ VISOKOG OBRAZOVANJA I NAUKE U SRBIJI”, Zlatibor, 22. - 24. 02. 2017.

289

Основни изазов током извођења наставе на овом предмету је различит ниво предзнања са којим студенти долазе на специјалистичке струковне студије. Наставник на овом предмету мора да балансира између рада са студентима са ниским нивоом предзнања и са студентима који желе да науче што више током овог курса.

2.2. Предмет Индустријски системи и протоколи

Овај предмет упознаје студената са модерним технологија и начином примене тих

технологија при контроли и надзору модерних електромоторних погона. Посебна пажња током овог дела курса је посвећена програмабилним логичким контролерима (ПЛК) који представљају најчешће коришћене командне уређаје у овим погонима. Курс обухвата и све модерне начине размене информације у савременим погонима, слика 2. Почиње се од основних принципа локалног задавања референци у погону путем тастера и потенциометара као и мерења помоћу локалних сензора (1). Затим се прелази на струјне и напонске индустријске стандарде који су почетак размене информација на даљину и рада са дистрибуираним погонима (2). Затим се прелази на дигиталну размену података, путем RS-232 и RS-485 стандарда (3). Затим се обрађују стандардни индустријски протоколи који омогућују размену сложенијих информација између више учесника у ЕМП (4). Овде се уводе интелигентни актуатори и сензори. Коначно, прелази се на интернет технологије, Ethernet (5) и TCP/IP протокол стек (6) који омогућава размену података са географски удаљеним уређајима као и коришћење интеренет технологија.

Lokalni proces

ruter

switch Lokalni

PC 1

Lokalni server

Geografski udaljen PC 2

Geografski udaljen senzor

Lokalna mreža (LAN)

Ethernet protokol

Internet mreža (WWW)

TCP/IP protokol

HTTPLokalni PLC 3

1

PLC

Lokalni PLC 2

(SCADA)

2

4

5

6

3

Senzor 1

Industrijski standardi4mA – 20mA ili 10V

RS232 ili RS485 serijski protokol

Senzor 2

Senzor 4

0 ili 24V0 do 24V

Senzor 3MODBUS, PROFIBUS serijski protokoli

Do nekoliko km

Manje od jednog km

nekoliko metara

neograničeno

Aktuator 2

Aktuator 1

Aktuator 3

Mobilni telefon

Слика 2. Савремени начини размене информација у склопу савременог ЕМП

Предмет карактеришу одличне лабораторијске вежбе на којима се студенту обучавају за практичан рад са Сиеменс ПЛК фамилијом као и низом претварача, мотора и сензора који сви чине типичне делове једног модерног електромоторног погона.

3

XXIII Skup TRENDOVI RAZVOJA: “POLOŽAJ VISOKOG OBRAZOVANJA I NAUKE U SRBIJI”, Zlatibor, 22. - 24. 02. 2017.

290

2.3. Предмет Енергетска електроника у погону и индустрији

Основни циљ предмета је стицање знања везаних за примену енергетске електронике у модерним индустријским погонима. Курс обухвата анализу рада и пројектовање претварача енергетске електронике. Делимично су обрађене и основне технике управљања претварачима у погону, као што су технике импулсно ширинске модулације, скаларна и векторска контрола. Основна идеја курса јесте да се студентима омогући практичан рад са модерним претварачима у погону. Пример фреквентног регулатора коришћеног током лабораторијских вежби дат је на слици 3.

Слика 3. Принципска шема фреквентног регулатора и изглед фреквентног

регулатора Siemens MICROMASTER 440 који се користи током лабораторијских вежби

Основни проблем при извођењу овог курса је потреба за обједињеним знањем из свих претходних курсева ради успешног извршења задатака у лабораторији. Студент је способан за практичан рад са модерним ЕМП тек ако је савладао знања из свих релевантних области: електричне машине, енергетика, енергетска електроника и дигитално управљање.

3. ЗАКЉУЧАК Постоји велико интересовање студената за наставу на специјалистичким струковним

студијама, посебно за област савремених електромоторних погона. Студенти након одређеног времена проведеног у индустији препознају потребу за увећањем знања из ове области.Мултидисциплинарност која се захтева за успешно бављење овом облашћу, као и веома динамичан развој ове области, усложњавају наставу на овом курсу и постављају велике изазове пред наставнике који ове курсеве предају. Тренутно се сматра да је курс добро постављен али је неопходно константно праћење нових трендова у области као и додатно опремање лабораторија технологија које ти трендови доносе.

4. ЛИТЕРАТУРА

[1] Дарко Марчетић, Марко Гецић, Борис Марчетић, Програмабилни логички контролери и комуникациони протоколи у електроенергетици, Нови Сад, Факултет техничких наука, 2016

[2] Веран Васић, Ђура Орос, Енергетска електроника у погону и индустрији, Нови Сад, Факултет техничких наука, 2006

[3] Бранко Докић, Енергетска електроника-претварачи и регулатори, Академска мисао, Београд, 2007.

4