Автоматизація технологічних процесів
Спеціальність: Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології
Код дисципліни: 6.151.06.E.081
Кількість кредитів: 7.00
Кафедра: Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології
Лектор: Химко Ольга Мирославівна, доцент, доктор технічних наук
Семестр: 6 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: 2.2. Завдання навчальної дисципліни
Внаслідок вивчення навчальної дисципліни студент повинен бути здатним продемонструвати такі результати навчання:
1. проводити аналіз технологічних процесів як об’єктів керування та визначати координати керування об’єктами, визначати і оцінювати параметри, що найбільш суттєво впливають на хід технологічного процесу;
2. знати призначення, принципи побудови і функціонування систем автоматизації технологічних процесів хімічних та харчових виробництв;
3. знати типові контури регулювання параметрів хімічних та харчових виробництв (витрати, тиску, рівня, температури, показників якості);
4. знати типові схеми автоматизації механічних, гідромеханічних, теплових, масообмінних та інших технологічних процесів хімічних та харчових виробництв;
5. аналізувати існуючі схеми автоматизації технологічних процесів хімічних та харчових виробництв з метою визначення їх недоліків та синтезувати нові схеми автоматизації враховуючи конкретні умови роботи та накладені обмеження, які забезпечують функціональні, технічні, метрологічні вимоги до системи автоматизації;
6. обґрунтовувати параметри вимірювання, сигналізації, дистанційного керування, захисту, блокування та регулювання;
7. вибирати сучасні технічні засоби автоматизації для реалізації схем автоматизації з врахуванням характеру технологічного процесу, місць розміщення пунктів управління та контролю, необхідної точності і швидкодії, пожежо- і вибухобезпечністі, агресивності, токсичності середовища, а також інших фізико-хімічні властивостей речовин;
8. знаходити, оцінювати й використовувати інформацію з різних джерел, необхідну для рішення завдань з автоматизації технологічних процесів та виробництв (зокрема, технічна література, довідкові матеріали, чинні стандарти, інструкції та інші документи в галузі автоматизації).
Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у студентів загальних компетентностей:
загальних:
- здатність до аналізу та синтезу;
- мати дослідницькі навички;
- уміння розв’язувати поставлені задачі та приймати відповідні рішення
- креативність, здатність до системного мислення;
- потенціал до подальшого навчання;
-навички здійснення безпечної діяльності;
- прагнення до збереження навколишнього середовища;
фахових:
- здатність виконувати аналіз об’єктів автоматизації на основі знань про процеси, що в них відбуваються та застосовувати методи теорії автоматичного керування для дослідження, аналізу та синтезу систем автоматичного керування;
- здатність обґрунтовувати вибір технічних засобів автоматизації на основі розуміння принципів їх роботи, аналізу їх властивостей, призначення і технічних характеристик з урахуванням вимог до систем автоматизації і експлуатаційних умов; налагоджувати технічні засоби автоматизації та системи керування;
- здатність застосовувати знання про принципи функціонування основного технологічного обладнання промислових виробництв та процеси, що відбуваються в технологічних апаратах для аналізу об’єкту керування;
- здатність синтезувати системи керування технологічними об’єктами на основі результатів дослідження властивостей об’єктів, із врахуванням характеристик сучасних технічних засобів автоматизації;
- здатність розробляти системи автоматизації, вбудовані системи автоматики на базі мікроконтролерів та промислових мікропроцесорних контролерів, мережевих технологій та комп’ютерно-інтегрованих комплексів із врахуванням принципів кібербезпеки таких систем та застосовуючи автоматизовані системи проектування.
- здатність розуміти і враховувати соціальні, екологічні, етичні, економічні аспекти, вимоги охорони праці, виробничої санітарії і пожежної безпеки під час формування технічних рішень.
Результати навчання: - знати призначення, принципи побудови і функціонування систем автоматизації неперервних технологічних процесів;
- знати типові контури регулювання параметрів неперервних технологічних процесів (витрати, тиску, рівня, температури, показників якості).
- знати властивості технологічних процесів як об’єктів керування, способи та принципи керування ними;
- знати типові схеми автоматизації механічних, теплових, масообмінних та інших неперервних технологічних процесів;
- уміти проводити аналіз неперервних технологічних процесів як об’єктів автоматичного керування та визначати координати керування об’єктами;
- уміти виконувати аналіз існуючих схем автоматизації об'єктів керування та визначати недоліки цих схем;
- уміти синтезувати схеми автоматизації технологічних об'єктів керування, які враховують конкретні умови роботи та накладені обмеження на їх роботу.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: - пререквізити:
теорія автоматичного керування;
основи робототехніки; технологічні вимірювання та прилади; автоматичні аналітичні вимірювання та прилади;
технологічні об'єкти та процеси виробництв;
технічні засоби автоматизації;
- кореквізити
теорія нелінійних і цифрових систем керування;
ідентифікація об'єктів автоматизації;
автоматизація об'єктів періодичної дії;
мікропроцесорні програмні засоби автоматизації;
проектування систем автоматизації.
Короткий зміст навчальної програми: Класифікація систем автоматизації неперервних технологічних процесів. Типові контури регулювання параметрів неперервних технологічних процесів.
Автоматизація механічних процесів (автоматизація процесів транспортування матеріалів; автоматизація процесів подрібнення твердих матеріалів; автоматизація процесів зважування та дозування матеріалів).
Автоматизація процесів нагрівання та охолодження (автоматизація теплообмінників змішування, кожухотрубних теплообмінників, конденсаторів, рибойлерів та холодильників).
Автоматизація систем теплопостачання (автоматизація теплогенеруючих установок – парових та водогрійних котлів; автоматичний захист котельних установок; автоматизація теплових пунктів; регулювання температурного режиму в приміщеннях).
Автоматизація систем вентиляції і кондиціювання повітря. Загальні зауваження. Системи автоматизації вентиляційних систем при різних режимах роботи. Кондиціонери, як об’єкти керування. Особливості роботи кондиціонерів літом і зимою. Способи автоматизації кондиціонерів. Схеми автоматизації кондиціонерів. Автоматизація повітряних завіс.
Автоматизація печей (автоматизація трубчатих нагрівальних печей нафтохімічної промисловості, скловарних печей, хлібопекарних печей.)
Автоматизація процесів випарювання в установках неперервної дії.
Автоматизація процесів сушіння (барабанні сушарки, стрічкові сушарки, сушарки киплячого шару, розпилюючі сушарки, сушарки для зерна та солоду).
Опис: ВСТУП. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ДИСЦИПЛІНИ.
РОЗДІЛ 1. КЛАСИФІКАЦІЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦІЇ
РОЗДІЛ 2. ТИПОВІ КОНТУРИ РЕГУЛЮВАННЯ.
РОЗДІЛ 3. БАГАТОКОНТУРНІ СИСТЕМИ РЕГУЛЮВАННЯ.
РОЗДІЛ 4. СИНТЕЗ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦІЇ.
РОЗДІЛ 5. АВТОМАТИЗАЦІЯ МЕХАНІЧНИХ ПРОЦЕСІВ.
РОЗДІЛ 6. АВТОМАТИЗАЦІЯ ПРОЦЕСІВ НАГРІВАННЯ ТА ОХОЛОДЖЕННЯ.
РОЗДІЛ 7. АВТОМАТИЗАЦІЯ СИСТЕМ ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ.
РОЗДІЛ 8. АВТОМАТИЗАЦІЯ ПЕЧЕЙ.
РОЗДІЛ 9. АВТОМАТИЗАЦІЯ ПРОЦЕСІВ ВИПАРЮВАННЯ.
РОЗДІЛ 10. АВТОМАТИЗАЦІЯ ПРОЦЕСІВ СУШІННЯ В ХІМІЧНІЙ ТА ХАРОВІЙ ПРОМИСЛОВОСТІ.
Методи та критерії оцінювання: - Поточний контроль (30%): письмові звіти з лабораторних робіт, усне опитування;
- Підсумковий контроль (70%, контрольний захід, екзамен); письмово-усна форма (70 %).
Критерії оцінювання результатів навчання: Навчальна дисципліна завершується семестровим контролем, із виставленням семестрової оцінки. Семестрова оцінка складається із суми балів, передбачених на поточний контроль та екзаменаційниї контроль.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Стенцель Й.І., Поркуян О.В. Автоматизація технологічних процесів хімічних виробництв. Підручник. - Луганськ.: Вид-во Східноукр. нац. ун-ту, 2010. - 302 с.
2. Лукінюк М.В. Автоматизація типових технологічних процесів: технологічні об’єкти керування та схеми автоматизації: навч. посіб. для студ. вищ. навч. закл., які навчаються за напрямом "Автоматизація і комп’ютерно-інтегровані технології". – К.: НТУУ "КПІ", 2008. – 236 с.
3. Автоматизація виробничих процесів: Підручник. / І.В Ельперін, О.М. Пупена, В.М. Сідлецький, С.М. Швед. — К. Видавництво Ліра-К, 2015 — 300 с.
4. Ладанюк А.П., Трегуб В.Г., Ельперін І.В. Автоматизація технологічних процесів і виробництв харчової промисловості. - К.: Аграрна освіта, 2001. - 224 с.
5. Автоматизация систем вентиляции и кондиционирования воздуха: Учеб. пособие / Е. С. Бондарь, А. С. Гордиенко, В. А. Михайлов, Г. В. Нимич. Под общ. ред. Е. С. Бондаря - К.: ТОВ Видавничий будинок "Аванпост-Прим". 2005. - 560 с. - ISBN 966-8571-15-0
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).
Автоматизація технологічних процесів (курсовий проєкт)
Спеціальність: Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології
Код дисципліни: 6.151.06.E.084
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології
Лектор: доцент, к.т.н. Васильківський Ігор Степанович
Семестр: 6 семестр
Форма навчання: денна
Результати навчання: - набуття умінь і навиків для вирішування завдань, пов’язаних з автоматизацією технологічних процесів;
- набуття навиків аналізу окремих технологічних апаратів і технологічного процесу в цілому як об’єктів автоматизації;
- практичне засвоєння методів та принципів синтезу систем автоматизації;
- вироблення навичок синтезу і проектування функціональної схеми автоматизації;
- уміння вибирати технічні засоби автоматизації для побудови синтезованих систем автоматизації з врахуванням технологічних особливостей процесу.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: - пререквізити:
теорія автоматичного керування та основи системного аналізу; основи робототехніки; технологічні вимірювання та прилади; сенсори роботизованих систем; мікроконтролери та виконавчі пристрої роботехнічних систем;
- кореквізити
теорія нелінійних і цифрових систем керування; ідентифікація об'єктів автоматизації; роботизовані комплекси промислових виробництв; мікропроцесорні програмні засоби автоматизації; проектування систем автоматизації.
Короткий зміст навчальної програми: Вступ.
1. Аналіз технологічного процесу як об’єкта керування (опис технологічного процесу; теоретичні основи технологічного процесу в окремих технологічних апаратах і машинах; матеріальний та тепловий баланси технологічного об’єкта; визначення і аналіз факторів, що впливають на технологічний процес; обґрунтування номінальних значень параметрів технологічного процесу; технологічна карта; складання структурної схеми взаємозв’язку між технологічними параметрам об’єкта).
2. Розроблення системи автоматичного керування технологічним процесом (аналіз структурної схеми взаємозв’язку між технологічними параметрами об’єкта; аналіз статичних та динамічних характеристик об’єкта по окремих каналах зв’язку; обґрунтування і вибір координат вимірювання, контролю, сигналізації, дистанційного керування, захисту, блокування та регулювання; визначення функціональних ознак систем автоматизації; порівняльний аналіз існуючих схем автоматизації технологічного процесу; синтез оптимальної спрощеної системи автоматизації для заданих умов роботи об’єкта; вибір технічних засобів автоматизації; специфікація на засоби автоматизації; опис функціональної схеми автоматизації).
3. Оптимальне керування технологічним процесом (постановка задачі; мінімізація тривалості процесу; максимізація виходу готового продукту; реалізація системи оптимального керування).
Висновки.
Перелік графічних матеріалів. Функціональна схема автоматизації.
Методи та критерії оцінювання: Підсумковий контроль (контрольний захід - залік); усна форма (100 %).
Рекомендована література: Автоматизація технологічного процесу: Методичні вказівки до курсового проекту з дисципліни "Автоматизація технологічних процесів та виробництв" для студентів напряму підготовки 6.050202 "Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології" / Укл. Я.П. Юсик, В.О. Фединець., І.С. Васильківський - Львів: Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2016. - 25 с.