Освітнє значення апаратно-програмних тренажерів при підготовці спеціалістів у галузі промислової автоматизації

UKR: В роботі розглядається освітнє значення апаратно-програмних тренажерів при підготовці фахівців у галузі промислової автоматизації в умовах розвитку багаторівневих автоматизованих систем керування виробничими процесами. Показано, що ключову роль у створенні та експлуатації таких тренажерів відіграє програмне забезпечення, яке включає операційні системи, системи програмування та прикладні програмні засоби. Підкреслюється залежність якості програмного забезпечення від рівня професійної підготовки фахівців у галузі автоматизації, комп’ютерно-інтегрованих технологій і робототехніки. Розглянуто вимоги до освітніх програм підготовки бакалаврів і магістрів, які передбачають опанування широкого спектра засобів програмування ‒ від машинних команд і асемблера до мов високого рівня та спеціалізованих комп’ютерно-інтегрованих середовищ. Зазначено, що недостатня структурованість навчальних планів ускладнює формування пріоритетів професійної підготовки студентів. Окрему увагу приділено впливу людського фактора як однієї з визначальних причин порушення безпечної експлуатації технологічних установок та виникнення аварійних ситуацій, що зумовлено недостатнім рівнем відпрацювання позаштатних режимів роботи автоматизованих систем на моделях і тренажерах. Обґрунтовано доцільність застосування апаратно-програмних тренажерів як ефективного засобу підвищення рівня підготовки операторів АСУ ТП і формування у них стійких практичних навичок контролю та оперативного керування технологічним процесом у режимі реального часу. Представлено розробку програмного тренажера автоматизованого електропривода постійного струму на базі Matlab/Simulink, OPC-технологій та Simple-SCADA системи, показана організація обміну даними між цими компонентами. Сформульовано вимоги до функціональних можливостей тренажерних комплексів, їх структури та режимів роботи з метою навчання фахівців роботі з промисловими SCADA-системами. Зроблено висновок, що використання подібних засобів програмного моделювання сприяє формуванню професійних компетентностей і розвитку професійної самостійності майбутніх спеціалістів у галузі промислової автоматизації.

ENG: The paper examines the educational significance of hardware-software simulators in the training of specialists in the field of industrial automation, particularly in the context of multilevel automated control systems for production processes. It is demonstrated that software plays a key role in the creation and operation of such simulators, encompassing operating systems, programming environments, and application software tools. The study emphasizes the dependence of software quality on the professional training level of specialists in automation, computer-integrated technologies, and robotics. The requirements for bachelor’s and master’s educational programs are analyzed, highlighting the need to master a wide range of programming tools—from machine code and assembly to high-level languages and specialized computer-integrated environments. It is noted that insufficiently structured curricula complicate the prioritization of students’ professional development. Special attention is given to the impact of the human factor as a primary cause of unsafe operation of technological installations and the emergence of emergency situations, which is attributed to inadequate practice in handling abnormal modes of automated systems using models and simulators. The paper substantiates the appropriateness of using hardware-software simulators as an effective means to enhance operator training in industrial control systems (ICS) and to develop stable practical skills in process monitoring and real-time operational control. The development of a software simulator for a DC motor drive based on Matlab/Simulink, OPC technologies, and the Simple-SCADA system is presented, illustrating the organization of data exchange between these components. The functional requirements, structural organization, and operational modes of simulator complexes are formulated to facilitate training specialists in industrial SCADA systems. It is concluded that the use of such software modeling tools contributes to the formation of professional competencies and fosters the professional independence of future specialists in the field of industrial automation.