Кафедра Микропроцессорные средства автоматизации (МСА)

О кафедре

Кафедра микропроцессорных средств автоматизации (до 1991 года – кафедра автоматизированного электропривода) – одна из самых первых кафедр на электротехническом факультете ПНИПУ и имеет устоявшиеся традиции, как в области подготовки специалистов, так и в научно-исследовательской деятельности.

Исторически сложилось, что для ведущих региональных предприятий кафедра является научным лидером, решая актуальные комплексные исследовательские проекты, начиная с задач совершенствования преобразовательной техники систем управления электроприводами в 70-х годах, далее направлений, связанных с автоматизацией технологических процессов и производств на микропроцессорной основе (в целлюлозно-бумажной промышленности, в энергетическом машиностроении) в 80-х годах, с развитием испытательных технологий в авиационной и космической промышленности (разработка систем автоматического управления газотурбинными двигателями, автоматизация испытаний на ротационных стендах) в 90-х годах, с оптимизацией энерго-механического обеспечения предприятий минерально-сырьевой отрасли в 90-х-двухтысячных годах до разработки методологии и программно-технических средств интеллектуализации центров многоцелевых испытаний энергетических установок для машиностроительной, энергетической и смежных отраслей в настоящее время.

Не теряя базового потенциала, связанного с преобразовательными устройствами, электрическими машинами, силовыми каскадами, методами развития микропроцессорных систем автоматизации, кафедра поступательно развивается в научных направлениях, направленных на моделирование в сложных средах, сложных объектах, развитие современных методов идентификации, внедрение Smart-технологий, активно-адаптивных сетей и Internet of Things. Все то, что было наработано в «силовой части», оказалось очень полезным в сочетании с современными информационными технологиями в области модернизации современных систем машиностроения и энергетики, и это направление для кафедры становится глобальным.

В сегодняшнее поле деятельности кафедры микропроцессорных средств автоматизации включены такие крупнейшие предприятия Пермского края, как «ПРОТОН-Пермские моторы», «ОДК-Авиадвигатель», группа компаний «Пермская целлюлозно-бумажная компания», «Соликамскбумпром», «ПЕРМЭНЕРГО», «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ», «ЛУКОЙЛ-Энергосети», группа предприятий «СПУТНИК». Наиболее интересные разработки касаются многоуровневой модернизации электротехнических комплексов, начиная от задач управления и обработки информации на автоматизированном рабочем месте энергетика до смежных задач изготовления и испытания элементов электротехнических комплексов, планирования и организации ремонта электрооборудования, обеспечения устойчивости мини-энергосистем – это энергетика региональных нефтедобывающих предприятий. Многими предприятиями-партнерами поддерживаются профильные лаборатории кафедры, ведущие специалисты привлекаются к «проблемным» лекциям для студентов.

Кафедра активно участвует в международных проектах. Наиболее эффективными являются научные проекты, связанные с Институтом независимых исследований Цюриха (Швейцария) (проект «MDAC – модульный центр сбора данных»), Университетом Техаса (г. Остин, США) и компанией National Instruments (лаборатория активно-адаптивных сетей, испытательный стенд управления микрогазотурбинной установкой), Университетом прикладных наук Гамбурга (Германия) и компанией «Envidatec GmbH» (проект «SEMAS – интеллектуальная система управления энергоресурсами предприятия», участие в консорциуме OpenJEVis). 

В 2017-2020 г.г. на кафедре реализован международный образовательный и исследовательский проект по электротехническому инжинирингу INSPIRE  (Грант № 573879-EPP-1-2016-1-FR-EPPKA2-CBHE-JP европейской программы Erasmus+ совместно с Технологическим университетом Бельфор-Монбельяр (Франция), Университетом Л'Акуилла (Италия), Магдебургским университетом им. Отто фон Герике (Германия), университетами Ланчжоу и Чанчунь (Китай), ЮРГПУ (НПИ) им. М.И. Платова, ВолгГТУ, ВГУ, КНИТУ (КАИ). В рамках данного проекта реализована преподавательская мобильность, закуплено исследовательское оборудование для совместных лабораторий. 

C 2008 г. до 15 лучших студентов кафедры ежегодно проходят стажировку в формате проектной недели преддипломной практики в Университете Прикладных наук Анхальт (г. Кётен, Германия). С 2011 г. на кафедре реализуется сетевая международная магистратура с Университетом Прикладных наук Анхальт по направлению 15.04.04 «Автоматизация технологических процессов и производств» / «Data Science», с 2012 по 2020 г.г. 38 магистров получили «двойные дипломы».

С 2015 г. реализуется сетевая международная магистерская программа «Концептуальное проектирование и инжиниринг повышения энергоэффективности» по направлению 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника» совместно с кафедрой «Электрификация и энергоэффективность горных предприятий» НИТУ «МИСиС» и Университетом прикладных наук Гамбурга.

С 2021-2022 учебного года реализуется сетевая магистерская программа «Цифровизация электротехнических комплексов предприятий» по направлению 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника» совместно с кафедрами «Автоматизированные системы управления» и «Электрификация и энергоэффективность горных предприятий» НИТУ «МИСиС».

Кафедра развивает творческие связи со смежными кафедрами ведущих российских университетов (НИТУ «МИСиС», ИТМО, МГТУ им. Н.Э. Баумана, ЛЭТИ, УрФУ, СПбГПУ, УрГГУ, УГНТУ), ведет совместную научно-исследовательскую работу, поддерживает преподавательский и студенческий «обмены».

Кафедра является базовой в университете, успешно апробированы и поддерживаются различные образовательные траектории. Профессорско-преподавательский состав кафедры включает в себя более 40 высококлассных специалистов, в т.ч. 4 профессора, развивается аспирантура и докторантура.

Большое внимание на кафедре уделяется разработке интерактивных электронных образовательных ресурсов, как для производственных задач, так и для дистанционного обучения. Разработка массовых открытых онлайн-курсов (англ. - MOOC) для ведущих российских университетов в ближайшее время станет необходимостью. Кафедрой накоплен положительный опыт решения таких методических задач в рамках партнерства с Энергетическим университетом Schneider Electric и с консорциумом OpenJEVis.

 

История развития

В соответствии с приказом № 540 Министерства высшего и среднего специального образования РСФСР от 15 июля 1960 г. была утверждена структура электротехнического факультета (ЭТФ) Пермского политехнического института (ППИ) для подготовки инженеров по специальностям «Электрификация промышленных предприятий и установок», «Электроизоляционная и кабельная техника», «Автоматика и телемеханика» и «Автоматизация производственных процессов». В соответствие с этим на базе кафедры общей и горной электротехники горного института были созданы кафедры автоматики и телемеханики (АТ), общей электротехники (ОЭ), автоматизации производственных процессов (АПП). 

В 1961 году кафедра АПП была преобразована в кафедру электропривода и теоретических основ электротехники (ЭП и ТОЭ) для подготовки инженеров–электроприводчиков. Первый набор студентов дневного отделения на специальность «Электрификация промышленных предприятий и установок» был осуществлен 1 сентября 1961 г. 

Первым заведующим созданной кафедры ЭП и ТОЭ стал к.т.н. Столбов Борис Михайлович, которому в 1962 г. было присвоено звание доцента. При организации кафедры он был единственным из ее сотрудников, имеющим ученую степень кандидата технических наук. Несколько позднее на кафедре появился второй к.т.н. – Ким Л.А., направленный в ППИ после окончания аспирантуры и получения степени к.т.н. в Ленинградском горном институте.

Под руководством Столбова Б.М. был налажен учебный процесс и созданы основные учебные лаборатории, обеспечивающие подготовку инженеров по профилю кафедры (автоматического управления электроприводами, электропривода, электроснабжения промышленных предприятий, электрических аппаратов), а также частично модернизированы оставшиеся от кафедры общей и горной электротехники Молотовского горного института лаборатории ТОЭ, электрических измерений, электрических машин.

Основной трудностью при становлении кафедры был подбор кадров для ведения учебного процесса. Кроме того, одновременно с обучением студентов по основному профилю кафедры необходимо было проводить занятия по дисциплинам специальности «Электроизоляционная и кабельная техника» для студентов этой специальности, т.к. специальной кафедры ЭКТ еще не было. Штатных преподавателей и лабораторий по профилю ЭКТ также не было. Приходилось привлекать для ведения занятий специалистов завода «Камкабель». По некоторым общетехническим дисциплинам («Теоретические основы электротехники», «Электротехнические измерения», «Электротехнические материалы») для студентов-вечерников специальности ЭКТ занятия проводились преподавателями кафедры, выезжавшими для этого на завод «Камкабель».

Кадры преподавателей для ведения учебного процесса на первых порах изыскивались в основном на предприятиях и организациях города Перми, а также в других вузах. Это – Бурлак И.Ф., Бажанова В.А., Теребило О.Е, Николаев В.А., Карева А.А., Манн Э.Г., Михеев А.П., Осокин М.Н., Абрамов А.П., Локшин Л.И., Барашкова Е.А. и другие. Основная часть из перечисленных специалистов образовала костяк кафедры, на плечи которого легла задача создания различных учебных и методических пособий, руководств по выполнению студентами лабораторных работ, контрольных работ для заочников для обеспечения нормального учебного процесса, а также обеспечение руководства дипломным проектированием перед первым выпуском инженеров-электроприводчиков.

Нельзя не отметить особо значительный вклад в становление кафедры, внесенный Кузнецовым М.И., Бажановой В.А., Теребило О.Е., Николаевым В.А., Михеевым А.П., а также Бурлаком И.Ф., который вскоре стал деканом ЭТФ. Каждый из них отдал часть своей жизни становлению кафедры.

Кафедра и ее учебные лаборатории размещались в корпусе №5 (т.н. «пятерка») и в арендованных помещениях строительного техникума. Значительная часть электрооборудования и приборов для лабораторий кафедры приобретались на предприятиях города и области. В то время существовало правительственное постановление, разрешающее предприятиям и организациям передавать учебным заведениям безвозмездно некоторые виды электрооборудования и приборов.

В 1963 г. из состава кафедры было выделена самостоятельная кафедра ЭКТ, руководителем которой стал доцент Вангаут Ю.Н. приглашенный из Харьковского политехнического института, а в 1965 г., была организованна самостоятельная кафедра ТОЭ, заведующим которой стал доцент Ким Л.А., бывший до этого сотрудником кафедры «Электропривода и ТОЭ». С 1965 г. кафедра стала называться кафедрой электропривода и автоматизации промышленных предприятий (АЭП).

Первый выпуск инженеров состоялся в 1964 г. Выпускниками кафедры были студенты-заочники консультационного пункта Северо-Западного заочного политехнического института (8 человек), прикрепленные к ППИ, а первый выпуск инженеров по специальности «Электропривод и автоматизация промышленных установок» состоялся в 1965 г. Дипломы инженеров-электроприводчиков получили 49 выпускников кафедры. Это были студенты групп АЭП-61-1,2.

Поскольку нормальный учебный процесс был налажен, появилась возможность проводить научные исследования по договорам с предприятиями. Правда, объем этих работ был поначалу невелик. Это договоры с заводом «Камкабель» (руководитель – Теребило О.Е.), с Пермским домостроительным комбинатом, Камским речным пароходством, предприятием «Гидростальконструкция», институтом «Пермпромэлектропроект» (руководитель – Столбов Б.М.).

Появилась, следовательно, и некоторая возможность научного роста преподавателей, так как собственной аспирантуры на кафедры не было. Для повышения квалификации преподавателей и роста научного потенциала кафедры решено было направлять в аспирантуру других вузов тех преподавателей, которых можно было временно заменить без нарушения нормального учебного процесса, а также оставлять на кафедре выпускников, окончивших институт с отличием и проявивших склонность к научно-педагогической деятельности. В открывшуюся при кафедре «Общей электроники» аспирантуру в 1963 г. ППИ был направлен старший преподаватель Кузнецов М.И., затем – старшие преподаватели Манн Э.Г., Петренко В.И., Медведев Е.И., Теребило О.Е., Огарков Е.М. В аспирантуру Ленинградского политехнического института был направлен Михеев А.П., оставленные на кафедре выпускники 1968 г. – Кривицкий М.Я., Винокур В.М., Лыков А.Н., а в последующие годы – Зеров В.Н., Мазунин Н.Т., Грачев Г.М., Жежелев Ю.Г., Лавренюк В.И., Денисов С.А., Самусин С.И., Цылев П.Н., Костыгов А.М., Казанцев В.П., Поносов С.В., Мангасаров А.Э. Все они активно включались в научную деятельность кафедры, занимались подготовкой диссертационных работ. Но отсутствие собственной аспирантуры на кафедре и специализированного совета в ППИ вынуждало многих преподавателей и сотрудников кафедры защищать свои диссертации в иногородних вузах (Уфе, Ленинграде, Свердловске и др.). В частности, кандидатские диссертации в специализированных советах других вузов защитили преподаватели Лыков А.Н., Жежелев Ю.Г., Зеров В.Н., Кривицкий М.Я., Винокур В.М., Казанцев В.П., Костыгов А.М., Поносов С.В., Лавренюк В.И., Мангасаров А.Э.

К концу 1974 г на кафедре уже было 9 преподавателей и сотрудников, имеющих ученую степень. К сожалению, не все из направленных в аспирантуру при кафедре общей электротехники преподавателей после защиты диссертаций вернулись на кафедру АЭП (Огарков Е.М., Цылев П.Н., Беляев Е.Ф.).

В 1969 г. совместно с кафедрой ЭКТ был налажен выпуск сборника научных трудов «Вопросы долговечности кабельных изделий и промышленного электропривода» (с 1971 г. - «Исследование кабелей, материалов, электроприводов»), в 1973 г. – «Статика и динамика специальных электроприводов и исследование кабельной техники», а в 1974 – «Вопросы долговечности кабельных изделий и исследование систем электроприводов». В последующие годы он стал межвузовским сборником «Автоматизированный вентильный электропривод».

Рост квалификации кадрового состава кафедры позволил расширить тематику научных исследований, укрепить связи с промышленными предприятиями. В научно-исследовательскую работу активно включаются студенты. В результаты своих работ они докладывают на ежегодных научных конференциях ЭТФ.

В 1974 г. кафедру возглавил к.т.н. доцент Петренко Владимир Илларионович, закончивший аспирантуру при кафедре ОЭ ППИ. Под его руководством расширяется тематика научных исследований, кафедра оснащается современным оборудованием, создается вычислительный центр кафедры.

С 1976 г. кафедра регулярно выпускает тематический межвузовский сборник «Автоматизированный вентильный электропривод» и проводит ежегодные областные конференции по автоматизации типовых технологических процессов промышленных установок.

В 1978 г. на заслуженный отдых ушли старейшие сотрудники кафедры – Бажанова В.А. и Бурлак И.Ф. – преподаватели, в течение многих лет отдавшие свои знания, опыт и душевное тепло нескольким поколениям студентов-электриков.

В последующие годы кафедра работает под совершенствованием учебного процесса, внедряет технические средства обучения и контроля знаний студентов. В учебных планах появляются новые дисциплины: «Современные методы исследований», «Моделирование современных электроприводов», «Силовые преобразователи».

В конце 60-х гг. началась компьютеризация учебных и исследовательских лабораторий кафедры. Сначала это были аналоговые вычислительные машины (АВМ) МН-7, ЭМУ-10, МН-10, установленные в лабораториях 3-го учебного корпуса. В середине 70-х годов на кафедре появились первые цифровые вычислительные машины «Электроника ДЗ-28», «В7», «Электроника-60». В эти же годы кафедра оснастилась первыми отечественными микропроцессорными контроллерами типа МПК-1. Все это позволило широко использовать их не только в научно-исследовательской работе, но также и в учебном процессе.

В период с 1979 г. по 1982 г. кафедрой заведовал к.т.н., доцент Костров Алексей Владимирович, защитивший в конце этого периода докторскую диссертацию. В эти годы кафедра добивается значительных успехов в соцсоревновании с другими кафедрами. В научных исследованиях начинают применяться методы современной математики и системного анализа.
В 1980 г. создается учебно-производственное студенческое объединение «УПСО», в состав которого вошли все студенческие исследовательские коллективы кафедры.

В начале 80-х годов на кафедре появились цифровые вычислительные машины 3-го поколения СН-1,СМ-4, а в середине 80-х годов – первые вычислительные комплексы ДВК-2, ДВК-3. Появление на мировом рынке высокопроизводительных персональных компьютеров фирм IBM PC позволило к середине 90-х годов создать на кафедре первый небольшой компьютерный класс. В 1982 г. кафедрой руководил к.т.н., доцент Медведев Евгений Иванович.

С 1983 г. по 1991 г. кафедрой руководил к.т.н., доцент Иванов Анатолий Петрович. При нем кафедра была перебазирована на комплекс университета. Под его руководством в кратчайшие сроки введены в учебный процесс и частично модернизированы все перебазированные на комплексе учебные лаборатории.

С 1991 г. по 2006 г. кафедрой заведовал д.т.н., профессор Винокур Вадим Мотельич, являющийся выпускником кафедры 1968 года. С 25.06.91 г. кафедра переименована в кафедру микропроцессорных средств автоматизации (МСА). Под его руководством кафедра стала не только вузовским, но и региональным центром поддержки инноваций и управления жизненным циклом продукции. До 2015 г. на кафедре осуществлялось обучение по 5 направлениям подготовки специалистов, бакалавров и магистров («Автоматизация технологических процессов и производств», «Электропривод и автоматизация промышленных установок и технологических комплексов», «Электроснабжение», «Автоматическое управление жизненным циклом продукции», «Управление инновациями»).

С 2006 г. заведующий кафедрой МСА – д.т.н. доцент Петроченков Антон Борисович, выпускник кафедры (гр. АТПП-94-1).