Проєктування систем автоматизації
Спеціальність: Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології
Код дисципліни: 6.151.00.O.038
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології
Лектор: старший викладач Николин Григорій Андрійович
професор Матіко Федір Дмитрович
Семестр: 7 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Внаслідок вивчення навчальної дисципліни студент повинен бути здатним продемонструвати такі результати навчання:
1) знання змісту і у виконання проектних робіт в галузі автоматизації технологічних процесів хімічних і харчових виробництв;
2) знання сучасного стану і тенденцій розвитку, перспективних вітчизняних та зарубіжних розробок і новітніх технологій в хімічнчй та харчовій промисловості, та методики розробки оптимальних проектів по їх автоматизації ;
3) уміння обґрунтовано вибирати для реального проектованого процесу структуру та технічні засоби для проектування функціональних схем автоматизації (ФСА)
4) уміння обґрунтовано вибирати та розробляти принципові схеми з врахуванням умов експлуатації, вибухо-пожежо безпеки.
5) уміння правильно вибрати найоптимальніші ергономічні рішення при проектуванні щитів і пультів та облаштовуванні приміщення для їх розміщення ;
6) уміння проектувати схеми зовнішніх з’єднань засобів автоматизації, з використанням способів та принципів проектування електричних та трубних проводок систем автоматизації для виробництв різних категорій безпеки ;
7) уміння проектувати плани трас систем автоматизації та АСКТП;
Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у студентів компетентностей:
загальних:
1) здатність використовувати набуті на попередніх освітніх рівнях знання й практичні навики для освоєння професійно-орієнтованих дисциплін;
2) здатність до аналізу та синтезу;
3) уміння ефективно спілкуватися на професійному та соціальному рівнях;
4) креативність, здатність до системного мислення;
5) розуміння необхідності навчання протягом життя та трансферу набутих знань;
Результати навчання: Результати навчання даної дисципліни деталізують такі результати навчання:
- здатність продемонструвати знання основ професійно-орієнтованих дисциплін спеціальності, що стосуються теорії автоматичного керування, теорії інформації, електротехніки, електроніки та схемотехніки, мікропроцесорної техніки та програмування, технологічних вимірювань та метрології, типових технологічних об’єктів та процесів, методів побудови та дослідження математичних моделей систем керування, технічних засобів автоматизації, принципів побудови і функціонування систем автоматизації, сучасних комп’ютерних та інформаційних технологій у системах автоматизації;
- здатність продемонструвати знання та розуміння методологій проектування, відповідних нормативних документів, чинних стандартів і технічних умов;
- здатність продемонструвати знання сучасного рівня та новітніх технологій в галузі автоматизації та комп’ютерно-інтегрованих технологій, зокрема, знання будови, функціональних можливостей, інтерфейсів, мов програмування мікропроцесорних контролерів, знання принципів побудови баз даних, систем збору та опрацювання даних, знання основ програмування пристроїв реального часу;
- здатність продемонструвати розуміння впливу технічних рішень в суспільному, економічному, соціальному і екологічному контексті;
- системно мислити та застосовувати творчі здібності до формування принципово нових ідей;
- розробляти системи автоматичного вимірювання, контролю, регулювання, блокування, захисту технологічних процесів; вміти синтезувати структуру цих систем та вибирати технічні засоби автоматизації для реалізації необхідних функціональних можливостей;
- застосовувати методи теорії автоматичного керування, аналітичні та числові методи для розроблення математичних та імітаційних моделей автоматизованих систем, для аналізу їх якості з використанням новітніх комп’ютерних технологій.
- вміти розробляти проектну та конструкторську документацію під час розроблення спеціалізованих пристроїв та систем автоматизації з врахуванням вимог відповідних нормативно-правових документів, стандартів, інструкцій в умовах автоматизованого та неавтоматизованого робочого місця;
- мати навики налагодження технічних засобів автоматизації та систем керування;
- виконувати відповідні експериментальні дослідження та застосовувати дослідницькі навички за професійною тематикою;
- оцінювати отримані результати та аргументовано захищати прийняті рішення.
- здатність адаптуватись до нових ситуацій та приймати рішення;
- здатність усвідомлювати необхідність навчання впродовж усього життя з метою поглиблення набутих та здобуття нових фахових знань.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Пререквізити:
Електроніка та схемотехніка (6.151.00.O.015)
Технологічні вимірювання та прилади (6.151.00.O.027)
Засоби автоматизації систем життєзабезпечення (6.151.05.E.062)
Мікропроцесорна техніка (6.151.04.E.050)
Сенсори роботизованих систем (6.151.04.E.048)
Автоматизація технологічних процесів (6.151.06.E.081)
Мікроконтролери та виконавчі пристрої робототехнічних систем (6.151.04.E.056)
Технічні засоби автоматизації (6.151.06.E.083)
Мікропроцесорні програмні засоби автоматизації (6.151.00.O.037)
Короткий зміст навчальної програми: Дисципліна передбачає вивчення основних принципів та правил проектування систем автоматизації хімічних і харчових виробництв. Розглянуто загальні відомості про проектування, організацію проектування і характеристика проектної документації локальних систем автоматизації і АСК ТП. Подано основи синтезу та правила виконання структурних схем систем автоматизації, функціональних схем систем автоматизації, принципових електричних схем сигналізації, керування електроприводами, живлення систем автоматизації, автоматичного вимірювання, регулювання, захисту та блокування. Особливої уваги надано розробці проектної документації загальних видів щитів та пультів з врахуванням новітніх розробок ергономіки. Доведено вимоги стандартів та надано приклади виконання електричних та трубних проводок на схемах зовнішніх проводок. Передбачено вивчення методики розробки планів розташування засобів автоматизації і проводок для локальних систем керування технологічними процесами і АСК ТП.
Опис: Загальні відомості про проектування. Організація проектування і характеристика проектної документації. Структурні схеми систем автоматизації. Функціональні схеми систем автоматизації. Принципові електричні схеми. Схеми сигналізації. Схеми керування електроприводами. Принципові електричні схеми автоматичного вимірювання, регулювання, захисту та блокування. Принципові пневматичні схеми. Принципові пневматичні схеми живлення засобів автоматизації.. Проектна документація на щити і пульти. Електричні проводки. Трубні проводки. Схеми зовнішніх проводок. Плани розташування засобів автоматизації і проводок. Проектування автоматизованих систем керування технологічними процесами (АСКТП).
Методи та критерії оцінювання: Усне опитування під час практичних занять, три поточні контролі,опитування під час захисту розрахунково графічної роботи, іспит.
Поточний контроль на практичних заняттях проводиться з метою виявлення готовності студента до занять у таких формах:
• вибіркове усне опитування перед початком занять;
• фронтальне стандартизоване опитування за картками, тестами протягом 5-10 хв.;
• фронтальна перевірка виконання домашніх завдань;
• оцінка активності студента у процесі занять, внесених пропозицій, оригінальних рішень, уточнень і визначень, доповнень попередніх відповідей і т. ін.
Контрольні запитання поділяються на:
• а) тестові завдання – вибрати вірні відповіді;
• б) проблемні – створення ситуацій проблемного характеру;
• в) питання-репліки – виявити причинно-наслідкові зв’язки;
• г) ситуаційні завдання – визначити відповідь згідно певної ситуації;
• д) питання репродуктивного характеру – визначення практичного значення;
• е) інтерактивні завдання вікторинного та ігрового характеру.
Підсумковий контроль проводиться за результатами поточного контролю та виконання контрольної роботи.
Критерії оцінювання результатів навчання: - Письмовий поточний контроль, (15%);
- підсумковий контроль (контрольний захід, іспит): письмовр форма (85%).
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. М.М.Дранчук «Проектування систем автоматизації технологічних процесів в нафтовій та газовій промисловості» Навчальний посібник, - Івано-Франківськ, 2003.-941с.
2. Пушкар, М.С. П 91 Проектування систем автоматизації [Текст]: навч. посібник / М.С. Пушкар, С.М. Проценко – Д.: Національний гірничий університет, 2013. – 268 с. ISBN 978 – 966 – 350 – 423 – 0.
3 Ніколаєнко, А.М. Мікропроцесорні та програмні засоби автоматизації [Текст]: навчальний посібник / А.М. Ніколаєнко, Н.О. Міняйло. – Запоріжжя, ЗДІА, 2011. – 444 с.
4. Кучерук, В. Ю. К95 Умовні графічні позначення на електричних схемах: довідник / В. Ю. Кучерук, В. М. Севастьянов, О. Г. Ігнатенко. – Вінниця: ВНТУ, 2013. – 113 с.
5. Трегуб В.Г. Проектування систем автоматизації: Навч. посібник. ? К.: Видавництво Ліра-К, 2017. ? 344 с.
6. Мірошник М.А. Системи автоматизації проектування пристроїв і систем автоматики. Основи систем автоматизації проектування: Конспект лекцій. – Харків: УкрДАЗТ, 2014. – 102 с.
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).
Проєктування систем автоматизації (курсовий проєкт)
Спеціальність: Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології
Код дисципліни: 6.151.00.O.039
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології
Лектор: старший викладач Николин Григорій Андрійович
Семестр: 7 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Розвиток даної дисципліни повинен бути скерований на сучасні тенденції проектування систем автоматизації для сучасних технологій в хімічній та харчовій промисловості з широким використанням комп’ютерної техніки як для проектування систем автоматизації так і для реалізації основних задач по керуванню технологічними процесами.
Формування у студентів знань в області проектування систем автоматизації. принципів дослідження об’єкту і вибору раціонального рівня автоматизації, критеріїв вибору структури керування об’єктом та технічних засобів автоматизації для реального – процесу хімічної, чи харчової галузі, набуття вмінь та компетентностей що забезпечують здатність виконувати проектно-конструкторські роботи по створенню проектної документації систем автоматизації технологічних процесів хімічних і харчових виробництв.
Результати навчання: Результати навчання даної дисципліни деталізують такі результати навчання:
- здатність продемонструвати знання основ професійно-орієнтованих дисциплін спеціальності, що стосуються теорії автоматичного керування, теорії інформації, електротехніки, електроніки та схемотехніки, мікропроцесорної техніки та програмування, технологічних вимірювань та метрології, типових технологічних об’єктів та процесів, методів побудови та дослідження математичних моделей систем керування, технічних засобів автоматизації, принципів побудови і функціонування систем автоматизації, сучасних комп’ютерних та інформаційних технологій у системах автоматизації;
- здатність продемонструвати знання та розуміння методологій проектування, відповідних нормативних документів, чинних стандартів і технічних умов;
- здатність продемонструвати знання сучасного рівня та новітніх технологій в галузі автоматизації та комп’ютерно-інтегрованих технологій, зокрема, знання будови, функціональних можливостей, інтерфейсів, мов програмування мікропроцесорних контролерів, знання принципів побудови баз даних, систем збору та опрацювання даних, знання основ програмування пристроїв реального часу;
- здатність продемонструвати розуміння впливу технічних рішень в суспільному, економічному, соціальному і екологічному контексті;
- системно мислити та застосовувати творчі здібності до формування принципово нових ідей;
- розробляти системи автоматичного вимірювання, контролю, регулювання, блокування, захисту технологічних процесів; вміти синтезувати структуру цих систем та вибирати технічні засоби автоматизації для реалізації необхідних функціональних можливостей;
- застосовувати методи теорії автоматичного керування, аналітичні та числові методи для розроблення математичних та імітаційних моделей автоматизованих систем, для аналізу їх якості з використанням новітніх комп’ютерних технологій.
- вміти розробляти проектну та конструкторську документацію під час розроблення спеціалізованих пристроїв та систем автоматизації з врахуванням вимог відповідних нормативно-правових документів, стандартів, інструкцій в умовах автоматизованого та неавтоматизованого робочого місця;
- мати навики налагодження технічних засобів автоматизації та систем керування;
- виконувати відповідні експериментальні дослідження та застосовувати дослідницькі навички за професійною тематикою;
- оцінювати отримані результати та аргументовано захищати прийняті рішення.
- здатність адаптуватись до нових ситуацій та приймати рішення;
- здатність усвідомлювати необхідність навчання впродовж усього життя з метою поглиблення набутих та здобуття нових фахових знань.
-
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Електроніка та схемотехніка (6.151.00.O.015)
Технологічні вимірювання та прилади (6.151.00.O.027)
Засоби автоматизації систем життєзабезпечення (6.151.05.E.062)
Мікропроцесорна техніка (6.151.04.E.050)
Сенсори роботизованих систем (6.151.04.E.048)
Автоматизація технологічних процесів (6.151.06.E.081)
Мікроконтролери та виконавчі пристрої робототехнічних систем (6.151.04.E.056)
Технічні засоби автоматизації (6.151.06.E.083)
Мікропроцесорні програмні засоби автоматизації (6.151.00.O.037)
Короткий зміст навчальної програми: На основі аналізу та вивчення технологічного процесу студент повинен правильно підійти до проектування системи автоматизації, прийнявши до уваги необхідні критерії ефективності системи, структуру управління об’єктом, стан на ринку ТЗА, сьогоднішній рівень науково-технічних досягнень в обласні автоматизації аналогічних технологічних процесів.
Для виконання курсового проекту студент отримує індивідуальне завдання. Основою завдання є технологічний процес, що автоматизується. Результати виконання курсового проекту можуть частково бути використані у бакалаврській кваліфікаційній роботі
Опис: Об’єм і зміст курсового проекту
2.Опис технологічного процесу.
3.Технологічна карта процесу.
4. Структурна схема управління і контролю (аркуш А4 в записку без основного надпису).
5.Обгрунтування і вибір контурів регулювання, вимірювання, сигналізації, захисту та блокування.
6.Вибір технічних засобів автоматизації.
7.Складання повної функціональної схеми автоматизації згідно структурної схеми управління і контролю (аркуш А4 або А3 в записку без основного надпису).
8.Опис функціональної схеми автоматизації.
9.Специфікація на ТЗА.
10.Обгрунтування вибору конструкції щита (пульта).
11.Обгрунтування ергономічних рішень прийнятих в роботі.
12.Розробка проектних матеріалів креслень загального виду щита: (аркуші в записку без основного надпису: аркуш А4-вид на фасадну площину щита, аркуш А4-надписи в табло і рамках , аркуш А3-вид на внутрішні площини щита, аркуші А4-специфікації).
13. Розробка принципової електричної схеми (контур регулювання, вимірювання, схема живлення, сигналізації … визначені у завданні) (аркуш А4 або А3 в записку без основного надпису) .
14. Складання переліку елементів.
15. Розробка монтажно-комутаційної схеми (адресним або табличним способом)- згідно завдання для розробленої принципової електричної схеми (аркуш А4 в записку без основного надпису).
16. Розробка схем зовнішніх з’єднань та підключень електричних і трубних проводок.(індивідуальне завдання) (аркуш А4 в записку без основного надпису).
Методи та критерії оцінювання: 1 Огляд відомих рішень можливих розв`язків задачі, поставленої у курсовому проекті, за науково-технічною літературою, реферативними журналами та патентами. 5 балів
2 Вибір структурної схеми керування об’єктом, що автоматизується. 5
Графічні матеріали
3 Розгорнута функціональна схема автоматизації (ФСА) технологічного процесу. Специфікація. 10 балів
4 Принципова електрична схема (пневматична або гідравлічна схема живлення, контролю, автоматичного регулювання, керування, сигналізації, захисту та блокування). Перелік елементів 5 балів
5 Креслення фасадної площини щита і креслення виду на внутрішні площини. Специфікація. 15 балів
6 Схема з’єднань щитів і пультів виконана адресним способом. 15 балів
7 Схеми зовнішніх електричних і трубних проводок, плани трас. Специфікація. 10 балів
Пояснювальна записка
1 Вступ. Короткий опис технологічного процесу.
Основні параметри технологічного процесу і методи їх стабілізації. 5 балів
2 Опис і розрахунок принципових електричних, пневматичних і гідравлічних схем живлення, контролю, автоматичного регулювання, керування, сигналізації, захисту та блокування. 5 балів
3 Обґрунтування розміщення засобів автоматизації в приміщенні керування на щитах, пультах і штативах.
Опис електричних і трубних проводок. 10 балів
Всього 80 балів
Обгрунтування і захист прийнятих рішень 20 балів.
Критерії оцінювання результатів навчання: Графічний матеріал та пояснювальна записка (80%)
-Обгрунтування та захист прийнятих рішень (20%)
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. М.М.Дранчук «Проектування систем автоматизації технологічних процесів в нафтовій та газовій промисловості» Навчальний посібник, - Івано-Франківськ, 2003.-941с.
2. Пушкар, М.С. П 91 Проектування систем автоматизації [Текст]: навч. посібник / М.С. Пушкар, С.М. Проценко – Д.: Національний гірничий університет, 2013. – 268 с. ISBN 978 – 966 – 350 – 423 – 0.
3 Ніколаєнко, А.М. Мікропроцесорні та програмні засоби автоматизації [Текст]: навчальний посібник / А.М. Ніколаєнко, Н.О. Міняйло. – Запоріжжя, ЗДІА, 2011. – 444 с.
4. Кучерук, В. Ю. К95 Умовні графічні позначення на електричних схемах: довідник / В. Ю. Кучерук, В. М. Севастьянов, О. Г. Ігнатенко. – Вінниця: ВНТУ, 2013. – 113 с.
5. Трегуб В.Г. Проектування систем автоматизації: Навч. посібник. ? К.: Видавництво Ліра-К, 2017. ? 344 с.
6. Мірошник М.А. Системи автоматизації проектування пристроїв і систем автоматики. Основи систем автоматизації проектування: Конспект лекцій. – Харків: УкрДАЗТ, 2014. – 102 с.
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).