Лабораторія імітаційного (програмного) моделювання автоматизованих технологічних комплексів призначена для імітаційного моделювання теплоенеретичних кібер-фізичних систем (кібер-енергетичних систем). В лабораторії виконуються лабораторні роботи з автоматизації технологічних процесів, програмування контролерної і супервізорної функціональності автоматизованих систем управління. Лабораторія використовується студентами і аспірантами для дослідження і розробки систем автоматизації технологічних процесів і виробництв в енергетиці і промисловості в процесі роботи над курсовими проєктами, дипломними проєктами бакалавра, магістерськими дисертаціями, кандидатськими дисертаціями.
Автоматизований технологічний комплекс (АТК) складається з технологічного об’єкту управління (ТОУ) і автоматизованої системи управління (АСУ). Теплоенергетичний АТК є теплоенергетичною кібер-фізичною системою (кібер-енергетичною системою).
Імітаційне моделювання АТК – це програмно-технічне моделювання контролерної і супервізорної функціональності АСУ з використанням програмних (не фізичних і не математичних) моделей (цифрових двійників) ТОУ. Функціональне імітаційне моделювання динамічної системи – імітаційне моделювання функцій динамічної системи. Структурне імітаційне моделювання динамічної системи – моделювання взаємодії структурних частин динамічної системи. Імітаційне моделювання АТК є ефективним інструментарієм для перевірки роботоздатності і налагодження АСУ за відсутності доступу до реального фізичного ТОУ і неможливості розрахунку динаміки систем автоматичного регулювання з використанням складних математичних моделей ТОУ. Імітаційне моделювання АТК використовується на стадіях проєктування (розробки і програмування), впровадження, тиражування і модернізації АСУ.
ТОУ моделюється або в системі комп’ютерної математики (СКМ), або прямо в самому ПЛК. Реалізація людино-машинного інтерфейсу (ЛМІ) – зовнішня SCADA-система або HMI-панель самого ПЛК. Реалізація ПЛК – хардПЛК (реальний фізичний ПЛК) або софтПЛК (програмно реалізований в комп’ютері ПЛК).
Вирізняють імітаційне SIL-моделювання АТК (Software-In-the-Loop – софтПЛК в колі зворотного зв’язку; модель ТОУ реалізована в СКМ; ЛМІ – зовнішня SCADA-система) та імітаційне HIL-моделювання АТК (Hardware-In-the Loop – хардПЛК в колі зворотного зв’язку; модель ТОУ реалізована прямо в хардПЛК; ЛМІ – HMI-панель самого хардПЛК).
До складу лабораторії входять: 1) стаціонарний лабораторний стенд на платформі хардПЛК Unitronics OPLC Vision; 2) мобільні лабораторні стенди на платформі хардПЛК Unitronics OPLC UniStream; 3) віртуальні (комп’ютерні) лабораторні стенди на платформі софтПЛК 3S-Smart Software CoDeSys 3.5.
Кожний стенд (стаціонарний, мобільні, віртуальні) є програмно-технічним симулятором одного або декількох АТК (КФС; КЕС). Кожний програмно-технічний симулятор є програмно-технічним тренажером інженера АСУ, який розроблює і налагоджує АСУ на імітаційній (програмній) моделі (цифровому двійнику) ТОУ (модель реалізована або в СКМ, або прямо в ПЛК). Кожний програмно-технічний тренажер інженера АСУ реалізує структурне імітаційне моделювання АТК.
Стаціонарний лабораторний стенд і мобільні лабораторні стенди є програмно-технічними HIL-симуляторами АТК (ТОУ моделюється і контролерна функціональність реалізується в хардПЛК Unitronics; супервізорна функціональність – HMI-панель самого ПЛК).
Віртуальні (комп’ютерні) лабораторні стенди з програмно-технічними SIL-симуляторами АТК (ТОУ моделюється в СКМ MatLab Simulink; контролерна функціональність реалізується в софтПЛК CoDeSys; супервізорна функціональність – зовнішня SCADA-система Indusoft WebStudio).