Образовательная программа National Instruments

«Технологии National Instruments в автоматизации научных исследований, инженерных приложениях и образовании»

• Модернизация научной и лабораторной базы, формирование сети НОЦ по основным направлениям развития НИУ КГТУ им. Туполева;

• Организация единого технологического и информационного пространства КГТУ им. Туполева;

• Применение технологий National Instruments, типовые решения на базе платформ: NI PXI MI, NI PXI RF, NI RIO, NI DAQ, NI ELVIS;

• Центр технологий National Instruments в КГТУ им. Туполева;

• Разработка образовательных ресурсов коллективного пользования, организация дистанционного обучения;

• Программа поддержки National Instruments молодых специалистов.

Области применений технологий NI

• Аэрокосмос• Электроника• Телекоммуникации• Энергетика• Машиностроение• Научные исследования•Образование

Образовательная программа NI в России

Более 200 учебных заведений 30 образовательных центров Разработка и внедрение

высокотехнологичного учебного и научно-исследовательского оборудования;

Совместное проведение НИОКР; Продвижение совместных разработок на

рынок; Проектная деятельность в ВУЗах и ССУЗах; Открыты центры в КГТУ им. Туполева,

УГАТУ, МИФИ, МГУ, МГТУ им. Баумана, МИЭТ, ЛЭТИ, НГТУ, ТРТУ, ВлГУ, ...

• Модернизация научной и лабораторной базы, формирование сети НОЦ по основным направлениям развития НИУ КГТУ им. Туполева

«Формирование сети НОЦ по основным направлениям развития НИУ КГТУ им. Туполева»

Основные цели и направления работы НОЦ:• Формирование единой сквозной учебной, ноучной и технологической

базы для подготовки и развития технической и инженерной элиты, повышение качества образования;

• Создание на базе КГТУ им. Туполева инновационного учебного, научного и производственного кластера;

• Формирование условий для ведения НИР и ОКР;

• Формирование условий для укрепления образовательных, научных и технических связей с промышленностью и учебными заведениями региона и РФ в целом;

• Разработка современных образовательных ресурсов и продуктов.

«Формирование сети НОЦ по основным направлениям развития НИУ КГТУ им. Туполева»

Направления создания и развития НОЦ:

• Многофункциональное приборостроение, электронные системы и авионика;

• Мехатронно-станочные системы и робототехника;

• Инфокоммуникационные технологии и радиоэлектронные системы;

• Альтернативная энергетика и энергосбережение;

• Инженерная и промышленная экология;

• Испытательные стенды и системы в авиационной отрасли.

НОЦ «Многофункциональное приборостроение, электронные системы и авионика»

«От теории до выпуска готового изделия»• Электроника и микроэлектроника,

схемотехника;• Основы измерения и обработки сигналов;• Проектирование электронных устройств и

систем с использованием САПР;• Автоматизированные радиоэлектронные

комплексы и системы;• Оптыное производство по

автоматическому/полуавтоматическому поверхностному монтажу печатных плат;

• Технологии автоматизации в приборостроении.

НОЦ «Мехатронно-станочные системы и робототехника»

• Измерения сигналов с датчиков;

• Цифровая обработка сигналов;

• АСУ и регуляторы (моделирование, управление);

• Управление исполнительными механизмами;

• Проектирование интеллектуальных систем управления в мехатронике;

• Интеллектуальный системы технического зрения;

• Робототехнические комплексы и системы.

НОЦ «Инфокоммуникационные технологии и радиоэлектронные системы»• Изучение современных средств и технологий

радиосвязи;

• Векторная генерация и анализ ВЧ сигналов;

• Комплексные контрольно-измерительные и тестовые ВЧ системы – тестирование и диагностика средств радиосвязи и СВЧ компонитов;

• Измерение параметров аналоговой и цифровой модуляции, измерение качаства канала связи, мощности передатчика и т.п.

• Имитация сигналов GPS/ГЛОНАСС, GSM CDMA, WiMAX, WLAN, Bluetooth, Zigbee, DTV.

НОЦ «Альтернативная энергетика и энергосбережение»

• Водородная энергетика и топлевные элементы;

• Солнечная энергетика;• Ветроэнергетика;• Проектирование и эксплуатация ГТД в

энергетике;• Энергосберегающие технологии (контроль

качества электроэнергии, накопление энергии, интеллектуальное управление энергетическими установками)

• Современные технологии автоматизации в энергетической отрасли.

НОЦ «Инженерная и промышленная экология»

• Учебный практикум – проведение лабораторных и практических работ по экологии;

• Лаборатория дистанционного зондирования атмосферы - получение и дальнейшая обработка метеорологической и координатной информации от радиозонда с помощью системы PXI RF;

• Технология сенсорных сетей – информационно - измерительные сети на базе беспроводных технологий ZigBee;

• Мониторинг экологических параметров: температура, давление, влажность и д.р., обработка параметров и расчеты в режиме реального времени.

НОЦ «Испытательные стенды и системы в авиационной отрасли»

• Лаборатория АСНИ – изучение датчиков и первичных преобразователей, системы регистрации и цифровой обработки информации;

• Лаборатория ГТД – контроль параметров (расход, давление, температура, обороты, тяга и др), анализ работы компрессора и генератора;

• Виброакустический анализ машин и механизмов, роторных систем, идентификация источников шума;

• Тензометрия и испытания материалов и конструкций на прочность;

• Стенд по проведению исследований в аэродинамической трубе.

• Организация единого технологического и информационного пространства КГТУ им. Туполева

Организация единого технологического и информационного пространства КГТУ им. Туполева

Студент Инженер

Теория Практика НИРС НИР и ОКР

Использование единой технологии в обучении от теории до дипломного проектирования и научных исследований:

Применение технологий National Instruments, типовые решения на базе платформ:

Платформа NI ELVIS 2• Использование типовых решений при организации учебного практикума – учебные

макеты и комплекты, методическое обеспечение по ОТД;• Использование современных технологий автоматизации научных исследований на

ранних этапах обучения.Платформа NI PXI• Комплексы измерительного оборудования для замены устаревшей приборной базы;• Современные ATE системы в микроэлектронике и радиотехнике;• Комплексные испытательные стенды в авиационной отрасли;• Готовые учебные комплекты, использование в НИР и ОКР, OEM решения.Платформа NI CRIO, SBRIO, NI DAQ• Современные технологии автоматизации научных исследований;• Высокоскоростные системы управления, распределенные системы АСУ и АСУТП;• Готовые учебные комплекты, использование в НИР и ОКР, OEM решения.

Платформа NI ELVIS 2

• Междисциплинарная платформа;• Интерфейс USB;• 12 встроенных измерительных приборов;• Осциллограф 100МГц;• Система сбора данных (16 AI/1 МГц,

2 АО/2 МГц, 24 DIO, 2 CTR);• Интеграция с LabVIEW, Multisim.

• Модульный принцип построения лаборатории;• Открытые стандарты – возможность разработки собственного практикума;• Готовые решения по общетехническим дисциплинам, включая

методические материалы - для быстрого внедрения в учебный процесс.

Теория Практика

Платформа NI ELVIS 2

Разработка собственных учебных плат, пример:

• Системы управления, ТАУ «Quanser» • Радиоэлектроника, РТЦС «Emona»

• Электротехника, ТOЭ «Ереван ГИУА» • Электроника, «МИРЭА»

Платформа NI ELVIS 2, готовые учебные платы и комплекты:

№ Дисциплина Название лабораторного макета

1

Электротехника, электроника

Измерения электрических величин

2 Электротехника, электрические цепи и сигналы

3 Схемотехника

4 Аналоговая и цифровая электроника

5 Цифровые элементы вычислительной техники

6Системы управления и

регуляторы

Системы управления в теплотехнике

7 Управление обратным маятником

8 Системы управления электроприводом постоянного тока

9 Микропроцессорная техника

Программирование микроконтроллеров Freescale

10 Программирование ПЛИС Xilinx Spartan

11 Телекоммуникации и радиоэлектроника

Телекоммуникации и связь, РТЦС

12 Волоконно-оптические линии связи

13 Энергетика Альтернативные источники энергии HELEX

Платформа NI PXI

Более 1000 приборов в формате PXI• Генераторы аналоговых и цифровых

сигналов;• Осциллографы/анализаторы до 6.6ГГц;• Мультиметры;• Программируемые источники питания;• Системы сбора данных;• И т.д.

• Модульный принцип построения лаборатории, мобильность платформы;• Открытые стандарты – возможность разработки собственного практикума;• Готовые учебные решения по направлениям – электроника, микроэлектроника,

радиотехника, измерительные системы, системы управления и т.д.;• Использование в НИР и ОКР – автоматизация научных исследований, автоматизация

тестирования и испытаний в электронике;• Возможность изменения профиля лаборатории без модернизации аппаратной части.

Практика НИРС НИР и ОКР

Платформа NI PXIИспользование типовых решений для организации учебного практикума:

Платформа PXI + стенд Mixed Signal Box • Открытый стандарт для разработки

собственных учебных плат;• Изучение измерительных приборов и

методов измерения;• Цифровая обработка сигналов;• Тестирование и отладка электронных

аналоговых и цифровых схем;• Параметрические тесты

полупроводниковых приборов;• Тестирование чипов памяти и ПЛИС;• Изучение цифровых протоколов.

Платформа NI PXI/SCXI

Комплексные АИВК:

• Вибрации и акустика• Давление• Температура• Механические напряжения• Обороты• Управление движением• Видеоизображение • Системы реального времени• Сохранение больших объемов

данных и т.д.

Платформа NI RIO, NI DAQ

Применение:• Автоматизация научных исследований;• Системы сбора данных с датчиков различного

типа;• Системы управления;• Распределенные системы мониторинга

состояния объекта;• Диагностические системы;• Встраиваемые системы и ОЕМ решения;• Обучение.

• Модульный принцип построения систем, более 45 измерительных и интерфейсных модулей;• Системы со встроенным RT контроллером и ПЛИС;• Системы c USB интерфейсом для ПК;• Коммуникации Ethernet, GSM/GPRS, GPS, WIFI и др.; • Открытые стандарты – возможность разработки собственного модуля.

Практика НИРС НИР и ОКР

Платформа NI SBRIO

Применение:• Встраиваемые системы и ОЕМ решения;• Учебный комплект со скидкой 40% для

образовательных учреждений.Технические характеристики SbRIO 9642:• Размер 8.2х5.6;• Процессор 400МГц;• ПЛИС 2М лог. вентилей;• 110 цифровых линий 3.3В;• 32/32 цифровых линий 24В;• АЦП 32 канала, ЦАП 4 канала;• 3 разъема под модули CRIO;• Ethernet;Учебный комплект + клавиатура, энкодер,потенциометр, терминалы.

НИР и ОКР

• Пример, Физический факультет МГУ:

Физический факультет МГУ:

2й курс «Основы программирования и компьютерных технологий»• Основы программирование в среде Labview. 3й, 4й курс «Современные системы автоматизации научных исследований» • Углубленное изучение Labview; • Системы сбора данных и управления - NI DAQ;• Модульные системы сбора данных и управления -

NI PXI/SCXI, NI RIO;• Системы технического зрения NI Vision;• Цифровая обработка сигналов NI DSP.5й курс… «Современные системы автоматизации научных исследований»• Проектная деятельность;• Научная деятельность.

http://www.automationlabs.ru/

• Центр технологий National Instruments в КГТУ им. Туполева

*2003г. – «Центр дистанционных учебных лабораторий»*2008г. – «Авторизованный центр National Instruments»

• Проведение курсов повышения квалификации для преподавателей и специалистов КГТУ им. Туполева и промышленных предприятий;

• Разработка учебных практикумов, курсов и комплектов с использованием технологий National Instruments;

• Системная интеграция, разработка комплексных АИВК для предприятий региона;

• Инженерная поддержка при внедрении оборудования и ПО National Instruments в учебный и научный процесс КГТУ им. Туполева;

• Разработка электронных образовательных ресурсов (дистанционные лаборатории).

Центр технологий National Instruments в КГТУ им. Туполева

http://www.kai.ru/univer/labview/

Центр технологий National Instruments в КГТУ им. Туполева

http://www.kai.ru/univer/labview/

• Автоматизация испытательного стенда на базе ГТД АИ-25, ВСУ АИ-9;

• Автоматизация испытательного стенда на базе ТРД Tj100S;

• Автоматизация экспериментов в аэродиномической трубе КГТУ им. Туполева;

• Автоматизация стенда по исследованию параметров поршневого компрессора;

• Автоматизация лабораторных практикумов с дистанционным доступом;

• ........

• Разработка образовательных ресурсов коллективного пользования, организация дистанционного обучения :

Технологии National Instruments для организации дистанционного доступа :

Лабораторный практикум

Физическая установка

Физическая установка…

Система управления и сбора данных, платформа NI PXI, NI CRIO, LabVIEW RT

Сервер, LabVIEW, LabVIEW Web Publishing

Ethernet

Пользователь Пользователь…

HTML, FTP

Технологии National Instruments для организации дистанционного доступа : • Комплекс учебных лабораторий с

дистанционным доступом КГТУ им. Туполева;

• Курсы – электроника, радиотехнические цепи и сигналы.

http://www.kai.ru/univer/labview/

• Программа поддержки National Instruments молодых специалистов:

Программа поддержки молодых специалистов, ведущих исследования и разработки с использованием технологий National Instruments

• Привлечение в коммерческие НИР и ОКР;• Проекты в области научных исследований, образования,

промышленности;• Материальная поддержка студента/аспиранта в течении года;• Предоставление необходимого комплекта оборудования для решения

прикладных задач;• Участие в соревнованиях и олимпиадах.

Спасибо!

Жигунов БорисРуководитель образовательных программ National Instruments Russia(495) 783-6851 (926) 370-7578Boris.Zhigunov@ni.com