Автоматизація виробничих процесів


Щотижневий календар

Лекція 1. Розвиток і сучасний стан автоматизації виробництва. Види систем автоматики. Загальні визначення і поняття.

Основні питання:

  • Етапи розвитку автоматизації виробництва. Сучасний рівень автоматизації і електронної промисловості. Сучасна структура автоматизованої системи управління, функції, призначення. Види забезпечення АСУ. Сучасна схема АСУП. Загальний розвиток автоматизації, переваги та недоліки існуючих систем.
  • 1 розділ

Завдання на СРС:

  • Засвоїти матеріал щодо розвитку та структури автоматизованих систем управління виробничими процесами.

Практичні заняття:

  • Практична робота №1. Визначення похибок вимірювання.

Лекція 2. Елементи автоматики. Класифікація і функції. Загальні характеристики.

Основні питання:

  • Функції, які виконують елементи автоматики. Класифікація елементів автоматики за фізичною природою. Лінеаризація функції. Загальні характеристики елементів автоматики незалежно від фізичного принципу та конструктивного виконання.
  • 2 розділ

Завдання на СРС:

  • Вивчити елементну базу автоматики виробничих процесів, їх властивості, основні технічні характеристики та галузі застосування.

Практичні заняття:

  • Практична робота №2. Метрологічні характеристики засобів вимірювання.

Лабораторні роботи:

  • Лабораторна робота 1. Дослідження електромагнітних і електронних реле.

Лекція №3. Датчики активного опору, індуктивні та ємнісні.

Основні питання:

  • Коефіцієнт чутливості датчиків. Контактні датчики. Реостатні і потенціометричні, тензодатчики переваги та недоліки їх застосування. Індуктивні датчики з рухомим якорем, індуктивні датчики з рухомим осердником, переваги та недоліки. Структура та властивості ємнісних датчиків. Види генераторних датчиків та їх застосування у промисловості під автоматизації виробництва. Їх властивості.
  • 3 розділ

Завдання на СРС:

  • Вивчити будову та принципи застосування у автоматиці.

Практичні заняття:

  • Практична робота №3. Оброблення результатів прямих спостережень.

Лекція №4. Термоелектричні, індукційні, фотоелектричні датчики

Основні питання:

  • Конструкції термоелектричних термометрів та межі їх використання. Властивості та основні технічні характеристики. Тахогенератори. Види, переваги та недоліки. П’єзоелектричні датчики, межі використання та основні характеристики. Конструкції фотоелектричних датчиків.

Завдання на СРС:

  • Вивчити матеріали та конструкції термоелектричних термометрів. Засвоїти матеріал лекції та вивчити методику градуювання термометрів.

Практичні заняття:

  • Практична робота №4. Оброблення результатів непрямих вимірювань.

Лабораторні роботи:

  • Лабораторна робота 2. Дослідження реле часу.

Лекція №5. Релейні елементи. Загальні поняття. Класифікація. Електромагнетні та електронні реле. Реле часу. Кінцеві вимикачі.

Основні питання:

  • Класифікація типів реле. Конструктивні рішення реле. Основні технічні характеристики. Переваги та недоліки у системах автоматики. Нейтральні та поляризовані реле. Тягова та механічна характеристика реле. Види електромагнітних реле. Застосування магнітоелектричних та електродинамічних реле у системах автоматики. Класифікація типів реле часу. Переваги та недоліки застосування у автоматизації виробничих процесів. Основні технічні характеристики. Різновиди кінцевих вимикачів та їх застосування.

Завдання на СРС:

  • Засвоїти принцип управління релейними елементами та методику розраховувань основних характеристик реле та реле часу. Визначити, які похибки найбільш впливають на роботу електронних та моторних реле часу. Підготовка до лабораторних робіт. Вивчення прийомів роботи з вимірювальною технікою і засобами автоматики. Умовні позначення у схемах автоматизації

Практичні заняття:

  • Практична робота №5. Побудова нелінійних залежностей за експериментальними даними

Лекція №6. Підсилювачі, стабілізатори, розподільники, двигуни в системах автоматики

Основні питання:

  • Класифікація підсилювачів. Принципи застосування підсилювачів у системах автоматики. Основні характеристики. Класифікація стабілізаторів. Стабілізатори струму та напруги. Коефіцієнт стабілізації. Класифікація розподілювачів.  Призначення розподільників та межі їх застосування. Типи двигунів. Конструктивні рішення під час застосування у автоматизації виробничих процесів.
  • 4 розділ

Завдання на СРС:

  • Засвоїти матеріал лекції, вивчити галузі використання вивчених елементів автоматики.

Лабораторні роботи:

 

  • Лабораторна робота 3. Автоматичні мости і потенціометри

Лекція №7. Автоматичні мости і потенціометри. Системи дістанційної передачи показань

Основні питання:

  • Незбалансовані системи вимірювань. Збалансовані системи. Структури автоматичних вимірювальних систем. Автоматичні мости. Автоматичні потенціометри. Недоліки і переваги автоматичних систем вимірювання. Системи дистанційного вимірювання. Засоби, що забезпечують наочність лекцій: слайди, роздавальний матеріал.

Завдання на СРС:

  • Засвоїти матеріал лекції, вивчити галузі застосування та конструктивні рішення систем автоматизованого контролю. Вивчити методику вимірювань на автоматичних потенціометрах. Підготовка до лабораторних робіт. Вивчення прийомів роботи з вимірювальною технікою і засобами автоматики

Лекція 8. Системи вимірювання температури.

Основні питання:

  • Класифікація систем автоматичного вимірювання. Класифікація систем вимірювання температури. Термометри розширення. Біметалеві термометри. Манометричні термометри. Електричні термометри опору. Вимірювання температури логометром. Термоелектричні термометри. Подовжуючи термоелектродні дроти. Схеми з’єднання термометрів із вторинним приладом. Пірометри випромінювання.  Переваги та недоліки застосування різноманітних конструктивних рішень систем вимірювань

Завдання на СРС:

  • Засвоїти матеріал лекції. Вивчити будови та принципи роботи приладів для автоматичного вимірювання температури. Підготовка до лабораторних робіт. Вивчення прийомів роботи з вимірювальною технікою і засобами автоматики. Умовні позначення у схемах автоматизації

Лабораторні роботи:

  • Лабораторна робота 4. Дослідження систем дістанційної передачи показань.

Лекція 9. Системи вимірювання тиску і витрати рідин та газу. Автоматичні газоаналізатори.

Основні питання:

  • Класифікація систем автоматичного вимірювання тиску. Застосування пружинних та мембранних манометрів. Сильфоні манометри. Рідинні манометри. Трубні, поплавкові та дзвонові і кільцеві манометри. Переваги та недоліки. Електричні та електронні манометри. Прилади для вимірювання витрат рідини та газів. Витратоміри постійного перепаду, швидкісні лічильники. Основні функції та призначення. Витратоміри змінного перепаду. Звужуючі пристрої. Застосування рівномірів у системах автоматичного контролю.
  • 5 розділ

Завдання на СРС:

  • Засвоїти матеріал лекції. Вивчити будови та принципи роботи приладів для автоматичного вимірювання витрат та тиску рідин і газів. Підготовка до лабораторних робіт. Вивчення прийомів роботи з вимірювальною технікою і засобами автоматики

Лекція 10. Автоматичні газоаналізатори.

Основні питання:

  • Класифікація методів аналізу газів. Теплові газоаналізатори. Магнітні газоаналізатори. Оптичні газоаналізатори. Оптико-акустичні газоаналізатори. Газові хроматографи.

Завдання на СРС:

  • Засвоїти матеріал лекції. Вивчити будови та принципи роботи приладів для автоматичного вимірювання складу газів.

Лабораторні роботи:

  • Лабораторна робота 5. Градуювання термоелектричних термометрів.

Лекція 11. Системи автоматичного регулювання. Визначення, структура, класифікація.

Основні питання:

  • Структура  систем автоматичного регулювання. Класифікація автоматичних регуляторів. Запізнювання при автоматичному регулюванні, визначення та його усунення. Типи регуляторів: функціональне призначення та застосування.

Завдання на СРС:

  • Засвоїти матеріал лекції. Підготовка до лабораторних робіт. Вивчення прийомів роботи з вимірювальною технікою і засобами автоматики.

Лекція 12. Елементи теорії автоматичного регулювання.

Основні питання:

  • Класифікація автоматичних регуляторів. Призначення та межі застосування. Регулятори прямої дії. Регулятори непрямої дії. Електричні регулятори. Гідравлічні регулятори. Пневматичні регулятори. Регулятори  релейної  дії. Імпульсні регулятори.

Завдання на СРС:

  • Засвоїти матеріал лекції. Вивчити конструкцію та принцип дії регуляторів прямої і непрямої дії.

Лекція 13. Характеристики і закони автоматичного регулювання. Вибір систем автоматичного регулювання.

Основні питання:

  • Види законів регулювання. Переваги, недоліки та межі їх застосування. Основні принципи вибору законів регулювання.

Завдання на СРС:

  • Вивчити основні принципи вибору законів регулювання.

Перелік питань, що виносяться на МКР:

Робочою програмою передбачається проведення 2-х частин модульної контрольної роботи за розділами 1…3 та 4…6. Метою контрольних робіт є перевірка рівня засвоєння теоретичних знань. Контрольні роботи проводяться на 8 та 16 учбовому тижні по розпису лекційних занять. На кожну контрольну роботу студенту відводиться 1 година.

  1. Екстремальне регулювання.
  2. Газові хроматографи.
  3. Класифікація регуляторів за цільовим призначенням.
  4. Функції САК. Загальна структура системи автоматичного контролю
  5. Системи автоматичного вимірювання.
  6. Структура системи автоматичного вимірювання (загальний вигляд).
  7. Збалансовані системи
  8. Структури автоматичних вимірювальних систем
  9. Прямі і непрямі методи вимірювання.
  10. Система безперервного балансування
  11. Потенціометричні методи вимірювання
  12. Види похибок та способи їх визначення.
  13. Види систематичних похибок.
  14. Способи виключення систематичних похибок.
  15. Види розподілення випадкових величин.
  16. Перевірка нормальності розподілення результатів спостережень.
  17. Інтегральна і диференційна функції розподілення випадкових величин.
  18. Довірчий інтервал, довірча границя і довірча ймовірність результатів спостережень.
  19. Визначення промахів і грубих похибок у результатах спостережень.
  20. Оброблення результатів нерівноточних спостережень.
  21. Побудова графічних залежностей з урахуванням довірчих інтервалів по х та у.
  22. Сутність метода найменших квадратів.
  23. Побудова графічних залежностей першогопорядку за методом найменших квадратів.
  24. Системи одиниць вимірювання фізичних величин.
  25. Основні і додаткові одиниці системи СІ.
  26. Параметричні датчики. Класифікація і порівняльна характеристики.
  27. Двигуни в системах автоматики.
  28. Датчики генераторного типу. Класифікація і порівняльна характеристики.
  29. Датчики для вимірювання температур. Види, порівняльна оцінка.
  30. Підсилювачі та розподільники. Призначення, види та конструкціїї.
  31. Дати визначення: автомат, програма автомату, автоматика, автоматизація.
  32. Визначення, призначення та мета  АСУТП
  33. Похибка, її види
  34. Визначення, призначення та складові АСУ
  35. Класифікація випадкових погрішностей
  36. Функції САК. Загальна структура системи автоматичного контролю
  37. Системи автоматичного вимірювання.
  38. Структура системи автоматичного вимірювання (загальний вигляд).
  39. Збалансовані системи
  40. Структури автоматичних вимірювальних систем
  41. Прямі і непрямі методи вимірювання.
  42. Система безперервного балансування
  43. Потенціометричні методи вимірювання
  44. Автоматичні мости безперервного балансування.
  45. Біметалевий термометр.
  46. Автоматичні мости періодичного балансування.
  47. Системи дистанційного вимірювання.
  48. Системи автоматичного контролю. Класифікація.
  49. Електричні термометри.
  50. Системи автоматичного вимірювання температури
  51. термометри розширення.
  52. Пірометри випромінювання.
  53. Електричні манометри.
  54. Термометри опору.
  55. Статичне регулювання.
  56. Ємнісні датчики.
  57. Види систем та рівні автоматизації виробничих процесів
  58. Розподільники в системах автоматики
  59. Класифікація датчиків.
  60. Фотодіоди.
  61. Похибки елементів автоматики. Види і причини їх виникнення.
  62. Похибки і поріг чутливості елементів автоматики.
  63. Потенціометричні датчики.
  64. Термоелектричні датчики.
  65. Перехідні процеси у пропорційних ланках.
  66. Підсилювачі в системах автоматики.
  67. Електромагнітні реле. Призначення, конструкція, характеристики.
  68. Аперіодичні ланки першого порядку.
  69. Вимірювання температур термоелектричними термометрами: конструкція, переваги, недоліки.
  70. Параметричні датчики. Класифікація і порівняльна характеристики.
  71. Двигуни в системах автоматики.
  72. Датчики генераторного типу. Класифікація і порівняльна характеристики.
  73. Датчики для вимірювання температур. Види, порівняльна оцінка.
  74. Підсилювачі та розподільники. Призначення, види та конструкції.
  75. Дати визначення: автомат, програма автомату, автоматика, автоматизація.
  76. Визначення, призначення та мета  АСУТП
  77. Похибка, її види
  78. Структурна схема типового функціонально-модульного блоку АСУТП
  79. Релейні елементи в системах автоматики. Характеристики, призначення.
  80. Види  забезпечення. Функціонування АСКТП.

Іспит

  • Рейтинг дисципліни Автоматизація виробничих процесів ливарного виробництва» складається з наступних складових:
  • – виконання лабораторних робіт;
  • – виконання практичних робіт;
  • – написання МКР;
  • – творча складова (за бажанням студента);
  • – кількість балів за пропуски лабораторних робіт.

Література

Силабус

Що буде вивчатися: Вивчатись будуть основні принципи та методи елементної бази автоматики з метою дослідження фізичних процесів під час вимірювання, конструкції та принцип дії перетворювачів для вимірювання параметрів технологічного процесу. Теоретичні основи розраховування параметрів перетворювачів, методи їх визначення, регулювання та налаштування.

Чому це цікаво/треба вивчати: Автоматизація – створення та застосування технології для контролю та управління технологічним процесом, виробництвом. Отриманні знання з автоматизації дають можливість вирішувати складні проблеми у багатьох важливих аспектах промисловості та її процесах. Робота фахівців з автоматизації є надзвичайно важливою для збереження здоров’я, безпеки та благополуччя громадськості, а також для забезпечення стабільності та покращення якості життя.

Чому можна навчитися (результати навчання): Проводити експериментальні вимірювання, обробляти результати вимірювань та аналізувати їх, забезпечувати метрологічне супроводження технологічних процесів з використанням типових методів контролю параметрів,

Як можна користуватися набутими знаннями і уміннями (компетентності): Використовувати принципи механізації і автоматизації процесів виробництва, вибору та експлуатації обладнання і оснащення, що забезпечують ефективне, екологічно і технічно безпечне виробництво.

Інформаційне забезпечення: Навчальна та робоча програми дисципліни із РСО, електронні методичні рекомендації до виконання лабораторних робіт, мультимедійні презентації лекцій

Форма проведення занять: Лекції, лабораторні роботи, на яких студенти досліджують вплив технологічних факторів (часу витримки, температури тощо) на властивості елементів автоматики.

Інформаційний матеріал:

 

Література