Внедрение технологий IIoT и AR на примере учебного лабораторного стенда для практических занятий студентов электротехнических специальностей

Павел Алексеевич Ванин, Александр Сергеевич Нестеров, Иван Юрьевич Холодилин

Аннотация


Рассмотрена интеграция технологий дополненной реальности (AR) и промышленного Интернета вещей (IIoT) в учебный процесс на базе учебного лабораторного комплекса, предназначенного для проведения лабораторных и практических занятий студентов электротехнических специальностей. Целью интеграции является приобретение навыков отладки систем такого типа и анализ актуальности применения современных технологий в промышленности и электроэнергетике. Особое внимание уделено управлению системами электропривода. Обоснована актуальность и своевременность применения этих технологий в отношении образовательного процесса и промышленности. Описана необходимость модернизации существующих систем промышленной автоматизации. Приведен также обзор существующих технологий AR и IIoT. Основная часть статьи посвящена описанию модернизации лабораторного комплекса. Приведено описание программного обеспечения ThingWorx, которое позволяет реализовать как компоненты AR-технологии, так и IIoT. Следующая часть статьи содержит описание оборудования. Далее приведено описание эксперимента, который включает дистанционный запуск электропривода и контроль его рабочей температуры с помощью датчика. Также в разделе дополненной реальности предусмотрены модель преобразователя частоты и модель асинхронного электропривода. В заключении подведены итоги работы: дано описание преимуществ и недостатков программной платформы дополненной реальности ThingWorx, а также результатов модернизации.


Ключевые слова


дополненная реальность; промышленный Интернет вещей; ThingWorx; Industry 4.0; учебное оборудование; лабораторный стенд; электрический привод

Полный текст:

PDF

Литература


Lezhebokov A.A., Pashchenko S.V. [Possibilities of technology of augmented reality]. Trudy kon-gressa po intellektual'nym sistemam i informatsionnym tekhnologiyam “IS–IT’12” [Proceedings of the Con-gress on Intelligent Systems and Information Technology “IS–IT’12”]. Moscow, Fizmatlit Publ., 2012, vol. 3, pp. 196–203.

(in Russ.)

Ryzhova K.N. Internet of Things: Technology that Can Change the World. International Scientific Journal “Innovative Science”, 2016, no. 6, pp. 143–146.

Manyika J., Chui M., P. Bisson P. et al. The Internet of Things: Mapping the Value Beyond the Hype. McKinsey Global Institute, 2015.

Minerva R., Biru A., Rotondi D. Towards a defenition of the Internet of Things (IoT). IEEE Internet Initiative, 2015, no. 1.

Sääski J., Salonen T., Hakkarainen M. et al. Integration of Design and Assembly Using Augmented Reality. IFIP International Federation for Information Processing 260, 2008.

Azuma, R. Survey of Augmented Reality. Presence: Teleoperators and Virtual Environments, 1997,

no. 6 (4), pp. 355–385. DOI: 10.1162/pres.1997.6.4.355

Nesterov A., Kholodilin I., Shishkov A. et al. Augmented reality in engineering education: Opportuni-ties and advantages. Communications-Scientific Letters of the University of Zilina, 2017.

Bulakh D.A., Kuraedov V.I., Skripnichenko V.A. The Use of Augmented Reality in Educational Pro-cess for Visualization of 3D Semiconductor Structures. Information Innovative Technologies, 2017, no. 1, pp. 10–13.

Kupriyanovsky V., Namiot D., Drozhzhinov V. Internet of Things in industrial plants. International Journal of Open Information Technologies, 2016, vol. 4, no. 12, pp. 69–77.

Kupriyanovsky V., Namiot D., Drozhzhinov V. Internet of Things in industrial plants. International Journal of Open Information Technologies, 2016, vol. 4, no. 12, pp. 69–77.

Bazarov S.E., Kholodilin I.Y., Nesterov A.S. et al. Applying Augmented Reality in practical classes for engineering students. Innovations and Prospects of Development of Mining Machinery and Electrical En-gineering – Power Supply of Mining Companies, 2017.

Kholodilin I.Y., Nesterov A.S., Shishkov A.N. et al. Industry 4.0: Present and future. Proceeding of

the international Conference “Modern scientific and practical solutions of the XXI century”, 2016, pp. 270–274.

Tsifrovizatsiya proizvodstva pomogaet “LokoTekh” sokhranyat' konkurentnye preimushchestva [Dig-italization of production helps to keep Lokotekh competitive advantages]. Available at: https://iot.ru/promyshlennost/ tsifrovizatsiya-proizvodstva-pomogaet-lokotekh-sokhranyat-konkurentnye-preimushchestva (accessed: 21.05.2019).

Nakhuva B., Champaneria T. Study of Various Internet of Things Platforms. International Journal of Computer Science & Engineering Survey (IJCSES), 2015, vol. 6, no. 6. DOI: 10.5121/ijcses.2015.6605

Trofimova E. ThingWorx studio – a development tool of industrial AR-applications. Control Engi-neering Russia, 2017, vol. 5, no. 71, pp. 20–27. (in Russ.)

Use REST API to Access ThingWorx. Available at: https://developer.thingworx.com/resources/guides/ thingworx-rest-api-quickstart/ introduction-thingworx-rest-api-design (accessed: May 28, 2019).

Gilchrist, A. IIoT WAN Technologies and Protocols. In: Industry 4.0. Apress, Berkeley, CA, 2016,

pp. 161–167.

Petin V. A. Arduino i Raspberry Pi v proektakh Internet of Things: uchebnoe posobie [Arduino and Raspberry Pi in the Internet of Things projects: manual]. St. Petersburg, BKhV-Peterburg Publ., 2016. 320 p.




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power200114

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.