Prejsť na obsah
Ústav aplikovanej informatiky, automatizácie a mechatroniky

UIAM disponuje viacerými špecializovanými laboratóriami, ktoré umožňujú výskum a vývoj informačných, komunikačných a riadiacich štruktúr podniku z hľadiska znalostných systémov na všetkých jeho úrovniach. Jedná sa o nasledovné laboratóriá:

I. Laboratórium RIADIACICH SYSTÉMOV

Toto laboratórium predstavuje najnižšiu úroveň riadenia výrobných a technologických procesov. Zahŕňa zber a spracovanie informácií z technologického procesu, ako aj algoritmy riadenia prostredníctvom programovateľných logických automatov alebo priemyselných regulátorov schopných komunikovať s nadradeným systémom vyššej úrovne. Laboratórium obsahuje časti zdieľané medzi jednotlivými pracoviskami (vnútorné rozvody elektrickej energie vrátane istenia, eternetové rozvody vrátane príslušných aktívnych a pasívnych prvkov, rozvody dátových zberníc, pripravené signálové rozvody a pripojenie externých zdrojov signálu) a pracovné stanice. Laboratórium pozostáva z nasledovných pracovísk:

a) Výskumné pracoviská komplexných procesov (CCP)

Pracovisko obsahuje nižšie opísané modely a komponenty:

Hybridný výrobný systém

Fyzický model hybridného výrobného systému spájajúci prvky procesnej a priemyselná automatizácie, ktorý umožňuje simuláciu komplexných operácií a procesov, aké sa vyskytujú v podnikoch potravinárskeho, chemického a farmaceutického priemyslu.

Model spojených nádob

Výbava pozostáva z piatich identických laboratórnych modelov, ktoré slúžia na simuláciu technologických procesov z oblasti procesnej automatizácie a vykonávanie súvisiacich experimentov.

Podporná výbava laboratória LRS

Výbava pozostáva z piatich identických laboratórnych pracovísk, ktoré slúžia na prípravu experimentov, programovanie riadiacich systémov, vyhodnocovanie výsledkov experimentov a ďalšie podružné činnosti spojené s prevádzkou laboratória.

b) Výskumné pracoviská vývoja a projektovania riadiacich systémov (PRS)

Systém obsahuje softvérové prostriedky pre počítačom podporovaný návrh a tvorbu dokumentácie automatizovaných riadiacich systémov. Súčasťou sú hardvérové komponenty a pracovné panely pre simuláciu a testovanie navrhnutých a projektovaných riešení, ako aj server so vstupno-výstupnými kartami, ktorý pomocou softvérového vybavenia umožňuje simuláciu rôznych technologických procesov. Reálne signály zo simulovaných procesov sú prostredníctvom prepojovacieho rozvádzača privedené na vstupy a výstupy reálnych riadiacich prostriedkov.

Ďalšia časť pracoviska predstavuje decentralizovaný systém riadenia (DCS), zložený  z priemyselných riadiacich systémov, inžinierskych, operátorských, udržiavacích systémov a ďalších subsystémov a modulov uvedených nižšie.

c) Výskumné pracovisko pre simuláciu technologických procesov (STP)

Pracovisko obsahuje softvérové vybavenie a modely, slúžiace na:

  • Multidoménovú simuláciu a modelovo-orientovaný návrh v oblasti dynamických a prepojených systémov na základe interaktívneho prostredia v spolupráci s prispôsobiteľnou množinou knižníc základných blokov.
  • Využitie bežne požívaných algoritmov pri riešení štandardných ako aj rozsiahlych optimalizačných úloh na základe využitia funkcií lineárneho programovania, kvadratického programovania, binárneho celočíselného programovania, nelineárnej optimalizácie, nelineárnych najmenších štvorcov, systému nelineárnych rovníc, či multikriteriálnej optimalizácie.
  • Vyhľadávanie globálnych riešení pri problémoch obsahujúcich viacnásobné extrémy.
  • Návrh, implementáciu, vizualizáciu a simuláciu neurónových sietí tam, kde by bolo použitie formálnej analýzy zložité, alebo nemožné, napríklad pri rozpoznávaní vzorov, alebo identifikácii a riadení nelineárnych systémov.
  • Riešenie a manipuláciu so symbolickými matematickými výrazmi a vykonávanie výpočtov variabilnej presnosti. V súvislosti s prepojením na modul č. 1 umožňuje riešiť úlohy zahŕňajúce diferenciáciu, integráciu, zjednodušovanie, transformáciu a riešenie rovníc.
  • Modelovanie a simuláciu fyzikálnych systémov zahŕňajúcich mechanické, elektrické, hydraulické a ďalšie fyzikálne domény.
  • Simuláciu trojdimenzionálnych mechanických systémov ako sú roboty, zavesenie nápravy vozidiel, stavebné zariadenia, podvozky lietadiel.

 

II.  Laboratórium iCIM

Vybudované špecializované laboratórium pokrýva technologickú a vizualizačnú úroveň riadenia podniku. Laboratórium a jeho pracoviská sú prepojené nielen navzájom, ale aj s nadradeným systémom a úrovňou riadenia podniku. Takto vytvorené laboratórium vytvára priestor pre výskum a vývoj v širokej oblasti hardvérových, komunikačných a softvérových prostriedkov automatizovaného riadenia, znalostných systémov, archivácie a distribúcie poznatkov na nadradené systémy.

Súčasťou laboratória budú nasledovné výskumné pracoviská:

a) Výskumné pracoviská distribuovaných systémov riadenia výrobných a technologických procesov (DSC)

Pracovisko obsahuje nižšie opísané modely a komponenty.

Modulárny výrobný systém

Fyzický model modulárneho výrobného systému, ktorý umožňuje simuláciu komplexných operácií a procesov, aké sa vyskytujú v podnikoch automobilového, strojárskeho a elektrotechnického priemyslu. Čiastkové technológie obsiahnuté v rámci modelu sú súčasťou všetkých priemyselných odvetví, a preto využitie tohto zariadenia sa neobmedzuje len na konkrétny priemysel, ale umožňuje riešiť akékoľvek úlohy spojené s priemyselnou automatizáciou, ako aj s nimi súvisiacimi informačnými technológiami.

CNC výrobný systém

Fyzický model CNC výrobného systému spájajúci CNC sústruh a CNC frézku, ktoré sú obsluhované priemyselnými robotmi so šiestimi stupňami voľnosti. Model umožňuje pripojenie na ďalšie modely pracoviska, aby bolo možné zostaviť komplexné pracovisko predstavujúce kompletnú výrobu. V rámci predmetného modelu je možné simulovať, vyvíjať a skúmať plne automatizované výrobné procesy z oblasti strojárskeho priemyslu a s nimi súvisiace informačné a komunikačné technológie.

Podporná výbava laboratória LiCIM

Výbava pozostáva zo šiestich identických laboratórnych pracovísk, ktoré slúžia na prípravu experimentov, programovanie riadiacich systémov, vyhodnocovanie výsledkov experimentov a ďalšie podružné činnosti spojené s prevádzkou laboratória.

b) Výskumné pracovisko logického a sekvenčného riadenia (LOGIC)

Pracovisko obsahuje nižšie opísané modely a komponenty.

  • systém pre logické a sekvenčné riadenie,
  • systém meničov frekvencie a asynchrónnych motorov,
  • systém  pre optické rozpoznávanie a optickú kontrolu rozmerovej a tvarovej presnosti,
  • systém pre pohyb autonómneho vozíka v priestore,
  • systém riadenia robotov.

 

III. Laboratórium integrácie informačných a riadiacich systémov

Laboratórium tvorí integrovaný informačný systém podnikovej úrovne riadenia, vrátane potrebného hardvérového vybavenia (server, operačný systém, záložný diskový systém a klientské PC ). Jeho jadro tvoria nasledujúce systémy:

  • systém pre plánovanie a riadenie výroby (ERP),
  • systém pre správu dokumentov (ECM),
  • nástroj pre Business Intelligence (BI),
  • nástroj na získavanie znalostí (KDD),
  • nástroj pre proces mining (PM),
  • simulátor výrobných a obslužných procesov a logistických systémov s možnosťou ich optimalizácie (SIMUL_VOP),
  • systém riadenia bázy dát (SRBD),
  • podporná výbava laboratória.

Neoddeliteľnou súčasťou bude aj implementácia, ktorej cieľom bude zabezpečiť vzájomnú spoluprácu a prepojenie jednotlivých modulov laboratória. Musí zabezpečiť integráciu medzi ERP a ECM systémom. Nad ERP musí byť nasadené BI, ktoré bude monitorovať základné podnikové KPI.

 

IV. Laboratórium INFORMAČNÝCH TECHNOLÓGIÍ

Laboratórium je zamerané na podporu vývoja informačných systémov, podporuje tiež moderné spôsoby modelovania, riadenia a optimalizáciu procesov pomocou znalostných prístupov, fuzzy riadiacich systémov, genetických algoritmov a neurónových sietí, ako aj počítačom podporovaného modelovania signálov a dynamických systémov a podporuje prácu s vybranými metódami modelovania a možnosti ich aplikácie pri analýze a syntéze regulačných obvodov. Je možné využívať služby operačných systémov pri návrhu a realizácii programových systémov riadenia procesov, aplikáciu grafických systémov v automatizácii priemyselných procesov. Vybavenie laboratória tiež umožňuje skúmať realizáciu komunikačných dátových sietí v rôznych oblastiach použitia, plánovať a projektovať ucelené komunikačné štruktúry.

 

V. Laboratórium NUMERICKÝCH SIMULÁCIÍ

Laboratórium je zamerané na výskum numerických metód so zameraním najmä na metódu konečných prvkov. Zameranie výskumných úloh zahŕňa simuláciu a modelovanie procesov tvárnenia, zvárania a tepelného spracovania, riešenie statických a dynamických problémov mechaniky strojov.  Pri riešení problémov a úloh je možné využiť konečnoprvkový simulačný softvér ANSYS, na modelovanie a simuláciu procesov tvárnenia je určený programový systém DEFORM a simuláciu procesov tepelného spracovania a zvárania je v laboratóriu inštalovaný programový systém SYSWELD. Ďalej sú v laboratóriu inštalované softvéry Wolfram Mathematica, MSC.Adams , MSC.Marc (2D) a JMatPro.

Vybavenie laboratória umožňuje realizovať i experimetálne merania napätí a deformácií, tenzometrickou metódou (systém QuantumX firmy HBM), teplotných polí termočlánkami   termokamerou Flir, merania v oblasti vibrácií a hluku (systémom PULSE firmy Bruel&Kjaer).

 

VI. Laboratórium PROGRAMOVATEĽNÝCH LOGICKÝCH AUTOMATOV (PLC)

Vybavenie laboratória umožňuje prácu s programovateľnými logickými automatmi SIMATIC S7-300 od firmy SIEMENS. Vďaka prepojeniu PLC a rôznych modelov, ktoré sú inšpirované praxou a tiež odzrkadľujú široké využitie PLC v praxi, je toto laboratórium zvlášť vhodné pre osvojenie si základných princípov programovania PLC so softvérovým nástrojom STEP7. Pri práci s reálnymi zariadeniami sú osvojované základné princípy fungovania PLC a ich softvérová a hardvérová skladba.