Карагандинский государственный технический университет Кафедра АПП им проф

Карагандинский государственный технический университет Кафедра АПП им. проф. В. Ф. Бырьки

Принципы развития кафедры АПП : Сформулированы и воплощены в жизнь проф. В. Ф. Бырькой. 1. Преемственность поколений; 2. Демократичность; 3. Кадровая политика, ориентированная на привлечение ученых и производственников со стороны и развитие собственного кадрового потенциала; 4. Развитая и развивающаяся, современная материальная база; 5. Постоянная связь с реальной экономикой; 6. Развитые связи научно –технические связи с ближним и дальним зарубежьем; 5. Поддержание нормального морально-психологического климата.

Образовательная составляющая 1. Бакалавриат по 2 -м специальностям: 5 В 070200 «Автоматизация и управления» и 5 В 071800 Электроэнергетика» ; 2. Магистратура по 2 - м специальностям: 6 М 070200 «Автоматизация и управления» и 6 М 071800 Электроэнергетика» ; 2. 1 Профильная магистратура для ГПИИР-2 по специальности 6 М 070200 «Автоматизация и управления» образовательная программа «Робототехника. Системы управления» . 3. Докторантура по специальности «Электроэнергетика» ; 6 D 071800

Принципы обучения 1. В 2002 г. разработана, утверждена ректоратом и действует Концепция непрерывной подготовки для специальностей кафедры (Карасев Н. И. , Фешин Б. Н. , Брейдо И. В. ) с ориентацией на информационные технологии и программно-аппаратные средства автоматизации и электропривода. 2. При переходе на бакалавриат максимально сохранили дисциплины инженерных специальностей. 3. Сохранили базовые дисциплины, которые ведут ППС других кафедр: Механика, Технология, Электрические машины. 4. При обучении используются развитая лабораторная база кафедры.

Лабораторная база 1. Республиканский научно-образовательный центр «Festo» «Synergy» (создан в 2014 г. По договору с ТЦИ –Festo (Австрия) 2. Авторизованный обучающий Центр «Кар. ГТУ-Schneider Elecrtic» ); 3. Стенды, созданные дипломниками, под руководством профессорскопреподавательского состава; 4. Промышленное оборудование; 5. Виртуальные и программно-аппаратные лабораторно-практические комплексы; 6. Модернизация имеющихся стендов путем замены технических средств с сохранением внешних панелей; 7. Сохранение работоспособных старых стендов.

Оборудование Учебные стенды Мицубиши. Электрик и Фесто Мобильный робот Образовательные программы 5 В 070200» и 6 М 070200 «Автоматизация и управление» , Ph. D 6 D 071800 «Электроэнергетика» оснащены самой современной учебно-лабораторной базой ведущих мировых производителей программно-аппаратных средств автоматизации, электроэнергетики и робототехники. Идет их постоянное обновление. Робототехническая линия Фесто Программный имитатор робота

Оборудование кафедры Используется оборудование ведущих мировых производителей Siemens, Мitsubishi- Elecrtic, Festo, Schneider Elecrtic, АDAM, Овен и др.

НИР и ОКР 1. Автоматизация в теплоэнергетике; 2. Системы диагностики и контроля электрооборудования и горного оборудования; 3. Системы диагностики и контроля в электроэнергетике; 4. Взаимосвязанные многодвигательные электроприводы; 5. Электрооборудование. Развитие инфраструктуры кафедры Создана и функционирует фирма «Элат» , в рамках которой выполняются хоздоговорные работы и организовано мелкосерийное производство

Автоматизированная система контроля и управления функционированием сложных теплоснабжающих систем мегаполисов Новизна (инновационность) проекта: Энергосберегающая система на основе современных программно-аппаратных средств и информационных технологий автоматизации Сравнение с существующими аналогами: Аналогов системы на территории Казахстана нет. По сравнению с зарубежными аналогами в системе реализована интеграция с геоинформационными системами и SCADA-системами Область применения: Энергетика, теплоэнергетика Место реализации: Теплоснабжающие системы мегаполисов Ожидаемый результат: Повышение энергосбережения, обеспечения параметров режима теплоснабжающих систем городов и промышленных центров, регламентированных нормативными документами. Система снижает вероятность отказов и аварий оборудования, ведущих к загрязнению окружающей среды и к возникновению техногенных катастроф Промышленная эксплуатация системы обеспечит: 1) экономию мощностей по выработке тепла и перекачиванию теплоносителя 5– 20%; 2) снижение аварийности в теплоснабжающих системах мегаполисов на 15– 20%; 3) снижение эксплуатационных затрат на электроэнергию на 5– 20% Текущее состояние: Проект находится в стадии апробирования в системах централизованного теплоснабжения городов Астана, Караганда, Уральск, Семей

Информационные комплексы контроля режимов работы высоковольтных подстанций и оборудования горнорудных предприятий Новизна (инновационность) проекта: Комплексное решение проблем дистанционного контроля параметров потребления электроэнергии и технологических параметров на высоковольтных подстанциях угольных разрезов и рудных карьеров с передачей информации по радиоканалам. Сравнение с существующими аналогами: Аналогов системы на территории Казахстана нет. По сравнению с зарубежными аналогами в системе реализована интеграция с радио системами и SCADA-системами Область применения: горнорудные предприятия Место реализации: Казахстан, страны ближнего зарубежья Ожидаемый результат: Экономия 10 -15 % электроэнергии за счет исключения режимов холостого хода горнорудного оборудования. Снижение простоев экскаваторов и буровых станков за счет постоянного мониторинга работы оборудования. Промышленная эксплуатация системы обеспечила: • экономию электроэнергии 360 000 к. Вт-час в год. • снижение аварийности в системах электроснабжения на 15– 20%; Текущее состояние: экспериментальный образец системы внедрен на разрезе «Шубаркольский» .

Распределенные системы защит и диагностики элементов опор стратегических высоковольтных линий электропередач Новизна (инновационность) проекта: Энергосберегающая система на базе источников электроэнергии, основанных на преобразовании электромагнитных полей высоковольтных линий электропередач, обеспечивающая протекторную защиту и диагностику элементов опор высоковольтных линий электропередач. Сравнение с существующими аналогами: Аналогов системы за рубежом и на территории Казахстана нет. Область применения: Стратегические высоковольтные линии электропередач на напряжение 1000, 500, 220 и 110 к. В. Ожидаемый результат: Повышение ресурса высоковольтных линий передач минимум в 3 раза за счет протекторной защиты от электрохимической коррозии элементов опор, расположенных под землёй, а также постоянной диагностики каждой опоры Использование безвозвратных потерь реактивной энергими для создания маломощных источников активной энергии. Текущее состояние: Созданы экспериментальные образцы преобразователей –источников электроэнергии. 1 – грозотрос; 2 – опора высоковольтной ЛЭП; 3 – преобразователь постоянного напряжения; 4 – устройство согласования; 5 – первичный преобразователь; 6 – анод протекторной защиты.

Система выравнивания нагрузок в двухдвигательном электроприводе литейного крана грузоподъемностью 420 тонн. Выравнивание нагрузок Диаграммы режима спуска груза массой 390 т одним электродвигателем в аварийном режиме

Аппараты защиты от токов утечки РУ-2 М Аппараты защиты от токов утечки для электрооборудования экскаваторов и буровых станков типа РУ-2 М предназначены для использования в трехфазных сетях переменного тока с изолированной нейтралью напряжением 380 В или 220 В. Приборы прошли все стадии разработки, включая НИР и ОКР. РУ-2 М

Воспитательная работа 1. Ассоциация выпускников кафедры, действующая с 1998 г. - первая в вузе); 2. Ежегодный выпуск бюллетеней (14 выпусков, начиная с 2014 г. выпускается на диске); 3. Ежегодные собрания; 4. Постоянный контакт с выпускниками.

Достижения кафедры 1. Высокий рейтинг в Казахстане В рейтинге Казахстана специальность Кар. ГТУ 5 B 070200 — «Автоматизация и управление» заняла в 2011 г. 1 место, в 2012 г. – 3 место, в 2013 г. – 2 место, в 2014 г. -1 место. В 2010 г. прошла международную аккредитацию и получила сертификаты АИОР (Росcия) и EUR-ACE. В 2014 г. специальности 5 В 070200, 6 М 070200, 6 D 071800 прошли специализированную аккредитацию в НААР на 5 лет. В 2014 г. специальности бакалавриата, профильной и научно-педагогической магистратуры (0718)по электроэнергетике прошли международную аккредитацию в ASIIN сроком до 2019 г.

2. Реализация совместных образовательных программ и проектов 2. 1. Двудипломное образование В магистратуре 6 М 070200 и 6 М 071800 реализованы и в настоящее время реализуются технологии двудипломного образования совместно с НИУ «Московский энергетический институт» и НИУ «Томский политехнический университет» . 3 магистров получили дипломы России и Казахстана. В магистратуре 6 М 071800 в настоящее время реализуются технологии двудипломного образования совместно с НИУ «ИТМО» , Санкт –Петербург и НИУ «Томский политехнический университет» . 2 магистров получили одновременно дипломы России и Казахстана. 6 магистранта обучаются в настоящее время.

2. 2. Международный образовательный проект «Синергия» Совместно с 4 ведущими вузами России реализован международный научно-образовательном проект дистанционного технического образования «Синергия» по специальности «Автоматизация и управление» , который выполняется под эгидой концерна «FESTO» (Австрия, Германия) и объединяет лаборатории университетов и научно-педагогический коллектив через Интернет. Ведется Интернет - обучение магистрантов МЭИ, БГТУ (С. Петербург) и Кар. ГТУ в международной магистратуре силами ведущих преподавателей вузов - участников проекта МЭИ, Ом. ГТУ, Кар. ГТУ. Обучение идет, в том числе по траекториям «Промышленные роботы» (Ом. ГТУ), «Мобильные роботы» (МЭИ). В декабре 2014 г. в проект включился НИУ Санкт. Петербургский технический университет Петра Великого.

2. 3. Университет ШОС • По технологии встроенного обучения в течение семестра в Университете ШОС (НИУ МЭИ) обучались 6 магистрантов, из них 4 - по специальности «Автоматизация и управление» , 2 –по специальности «Электроэнергетика» . • В Университете ШОС (Ур. ФУ им. Б. Н. Ельцина) 1 магистрантка обучалась по специальности «Электроэнергетика» . Сейчас обучается один магистрант. 2. 4. Проект Темпус -4 В процессе выполнения магистерской программы "Экологический инжиниринг и устойчивое развитие с применением возобновляемых источников» по проекту Темпус налажено взаимодействие с РТУ (Рига), ТТУ (Таллинн)и Висмарским Университетом прикладных наук, технологий, бизнеса и дизайна (Германия). 2. 5. Взаимодействие с международными организациями Налажено постоянное взаимодействие с международной организацией по автоматизации и мехатронике «DАААМ» , в состав которой входят 53 страны, со штаб-квартирой в г. Вене; по Казахстану президентом «DАААМ» , назначен проф. Брейдо И. В.

3. Подготовка кадров В научной школе кафедры по автоматизации и электроэнергетике начиная с 2001 г. защищена 1 докторская диссертация, 1 докторская Ph. D диссертация и 7 кандидатских диссертаций. Первый доктор Ph. D по электроэнергетике, защитившийся в Казахстане – Смагулова К. К. , подготовлена на кафедре АПП. В докторантуре Ph. D участвуют проф. университета Аалто (Финляндия) Вяткин В. , проф. Берлинского технического университета Лукас В. ( Германия), проф. Венского технического университета Б. Каталинич (Австрия). Проф. Вяткин В. участвует в работах по 2 грантам МОН РК.

Новая образовательная программа профильной магистратуры Кар. ГТУ для реализации ГПИИР-2 : Ø «Автоматизация и управление» : (образовательная программа: «Робототехника. Системы управления»

Этапы разработки образовательной программы 1. Анализ образовательных программ ведущих мировых университетов • За основу взята образовательная программа Швейцарской высшей технической школы ETH Zurich – Swiss Federal Institute of Technology Zurich «Мехатроника, системы контроля и управления» – 5 место в мировом рейтинге QS по направлению Инжиниринг: Электротехника, Электроника. • Содержание теоретических курсов Кар. ГТУ по базовым и профильным дисциплинам , в целом, соответствует содержанию теоретических курсов ETH Zurich, их объемы соизмеримы. • Недельная нагрузка магистрантов ETH значительно превышает недельную нагрузку магистрантов Кар. ГТУ. • Возможности выбора элективных дисциплин в ЕТН многократно превышают возможности выбора в Кар. ГТУ. • К важнейшим характерным элементам магистерской программы ETH Zurich относятся : • - семестровый проект для решения инженерных и исследовательских проблем -8 кредитов (на его выполнение выделяется в 2 -х семестрах половина рабочего времени магистрантов под руководством преподавателей); • -обязательная 12 -недельная стажировка в компании или исследовательской лаборатории за пределами вуза. • Структура образовательных программ по аналогичным специальностям в Рейн. Вестфальском , Гонконгском, Мичиганском, Торонтском и Венском университетах близка или аналогична.

2. Структура и содержание новой образовательной программы Кар. ГТУ Категория ECTS Описание Основные курсы 34 Мультидисциплинарные курсы 8 Дополнительные курсы 2 Семестровый курсовой проект 8 Стажировка 8 Магистерская диссертация 30 • Фонд магистерской программы • Обеспечивает основные знания в области специализации Выбор дополнительных курсов в области естественных и информационных наук. Общие курсы повышения квалификации в области гуманитарных, социальных и политических наук. Применение полученных знаний для решения инженерной задачи исследовательской направленности 12 -недельная стажировка в компании или исследовательской лаборатории за пределами университета. • Заключение магистерской программы. • Независимая научная работа на переднем крае технологических инноваций.

Набор курсов Основные курсы содержат блок дисциплин, преподаваемых по всем программам (проф. Лукас В. , Вяткин В. , Каталинич Б - в стадии согласования): 1 Современные теории, методы и средства создания систем автоматизации и управления. 2 Автоматизация технических систем. 3 Системы управления электротехническими комплексами. 4 Интеллектуальные системы управления 5 Энергосберегающие технологии в электроэнергетике и автоматизации. Курсы по выбору ( в рамках проекта «Synergy» : Программа «Автоматизация технологических комплексов» (Кар. ГТУ): 1 Основы проектирования производственных автоматизированных комплексов (АТК). 2 Системы управления и контроля режимов работы АТК. 3 Системы оперативно-диспетчерского управления АТК. Программа «Автоматизация промышленных роботов» (Ом. ГТУ): 1 Основы проектирования промышленных роботов. 2 Системы управления промышленными роботами. 3 Методы и средства моделирования промышленных роботов.

Программа « Автоматизация мобильных роботов» (МЭИ): 1 Основы проектирования мобильных роботов. 2 Анализ и синтез законов управления мобильными роботами. 3 Разработка программы управления для встроенных контроллеров мобильных роботов. Программа «Гидравлические роботы» (БГТУ - в стадии согласования). Программа «Информационные системы и техническое зрение в робототехнике» (СПТУ –в стадии согласования) Мультидисциплинарные курсы Дополнительные курсы в области естественных и информационных наук, в частности: 1 Программные средства и технологии моделирования. 2 Языки программирования промышленных контроллеров. Дополнительные курсы Общие курсы повышения квалификации в области гуманитарных, социальных и политических наук.

3. Взаимодействие с зарубежными организациями, учеными и специалистами при разработке и реализации программы профильной магистратуры Мероприятия Вузы Наличие соглашений об участии в программе Согласование программы и учебных планов РТУ, СПТУ МЭИ, БГТУ, Ом. ГТУ Организация стажировок Планируемое участие в образовательной деятельности РТУ, Вен. ТУ, СПТУ МЭИ, БГТУ, Ом. ГТУ Организации Международные организации ДАААМ Предприятия, Казпромавтоматика, Элат, Казчерметавтоматика, Углесервис, Эргономика (согласование каталога элективных дисциплин) ТЦИ-Фесто, ДАААМ, Углесервис, Казпромавтоматика, Элат, Эргономика, РВСА и др ТЦИ-Фесто, Углесервис, Казпромавтоматика, Элат Физические лица Ученые Специалисты Профессора Б, Каталинич (Венский Специалисты ТЦИтехнический университет), Фесто, В. Лукас( Берлинский технический университет), Вяткин В. (университет ААЛТО), Стажков С. М. (БГТУ), Бобряков А. В. , (МЭИ) , Хомченко В. Г. (Ом. ГТУ) Профессора Б, Каталинич (Венский Специалисты технический университет), ТЦИ-Фесто, В. Лукас( Берлинский технический Углесервис, университет), Казпромавтоматика, Вяткин В. (университет ААЛТО), Элат Стажков С. М. (БГТУ), Бобряков А. В. , (МЭИ) , Хомченко В. Г. (Ом. ГТУ) ) ДАААМ –дальнее зарубежье ; СПТУ – РФ; Казпромавтоматика –РК. Запросы на участие в программе отправлены также в в Рейн-Вестфальский , Гонконгский, Мичиганский, Торонтский университеты, а также в Швейцарскую высшую техническую школу.

4. Связи с работодателями • Налажено постоянное и системное взаимодействие с о специализированными фирмами по автоматизации Карагандинской области: • Казпромавтоматика; • Эргономика; • РВСА; • АСЕП; • Енгизу; • Углесервис; • Элат; • Казчерметавтоматика; • Трей-Караганда. С представительствами, дилерами и филиалами зарубежных фирм в Казахстане: Сименс –Алматы; Мицубиши –Электрик; Фесто-Алматы; Шнейдер. Электрик и др.

5. Анализ образовательных возможностей новой программы Реализация программы планируется осуществлять следующим образом: • 1 семестр обучение проводится в Кар. ГТУ, причем в зависимости от выбранной программы обучения (промышленные или мобильные роботы, автоматизированные технические комплексы и др. ), часть лекционных курсов читается в рамках проекта Синергия зарубежными профессорами по Интернету ; • 1 семестр или его часть обучение проводится в зарубежном вузе - партнере по согласованной программе; • В течение 1 года обучения магистрант выполняет курсовой проект по решению инженерной задачи исследовательской направленности (по заказу предприятия или по созданию лабораторной базы по специальности); • В течение 12 недель магистрант проходит стажировку в компании, в которой он будет работать или исследовательской лаборатории за пределами университета. В процессе стажировки выполняется магистерская диссертация (инженерный проект) по заказу предприятия; • При успешном обучении и защите магистр получит техническое образование на уровне европейской профильной магистратуры, ориентированное на решение задач ГПИИР-2 в РК.

6. Особенности и перспективы новой программы для решения задач ГПИИР-2 Особенности программы заключаются в следующем: • Глубокая теоретическая подготовка по робототехнике и системам управления с возможностью выбора образовательной программы; • Участие в учебном процессе магистратуры известных ученых и педагогов в области робототехники и систем управления из ближнего и дальнего зарубежья в рамках проекта Синергия; • Получение практических знаний и навыков при выполнении лабораторных работ в Кар. ГТУ на современных программноаппаратных средствах автоматизации ведущих мировых производителей; • Выбор тематики курсового проектирования и диссертаций (проектов) по заказам производства; • Постоянное взаимодействие в процессе выполнения курсового проектирования, стажировок и написания диссертаций (проектов) с основными предприятиями Центрального Казахстана в области автоматизации промышленного производства; • Подготовка специалистов как для предприятий , реализующих проекты в области автоматизации в промышленности, так и для конечных пользователей систем автоматизации предприятий, решающих задачи ГПИИИР-2.

Зав кафедрой автоматизации производственных процессов д. т. н. , проф. Брейдо Иосиф Вульфович Тел. +77212(565184) +77771343827 E-mail: jbreido@mail. ru Спасибо за внимание!