Автоматизація та управління біотехнологічними процесами

Куросва роботаАвтоматизація та управління біотехнологічним виробництвом [Електронний ресурс] : метод. рекомендації до викон. курсової роботи для студ. напряму 6.051401 "Біотехнологія" денної та заочної форм навчання / уклад. В. М. Кушков. - К. : НУХТ, 2013. – 38 с. - Режим доступу : http://library.nuft.edu.ua/ebook/file/100.17A.pdf
 

Лектор: Кушков Володимир Миколайович




1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ
Програма вивчення навчальної дисципліни “Автоматизація та управління біотехнологічним виробництвом” складена відповідно до нормативної частини освітньо-професійної програми підготовки бакалаврів напряму «Біотехнологія». Дисципліна відноситься до циклу професійної і практичної підготовки.
Предметом дисципліни є вивчення елементів метрології і способів проведення вимірювань, принципів вимірювання основних технологічних параметрів і призначених для їх реалізиції приладів, способів і систем передачі даних на відстань, ознайомлення з основними принципами та законами регулювання, їх технічною реалізацією, засобами зворотного впливу на об’єкти керування й функціонуванням систем автоматизації в цілому, а також із промисловими контролерами і сучасними засобами людино-машинного інтерфейсу.
Міждисциплінарні зв’язки: дана дисципліна базується на таких дисциплінах, як «Вища математика», «Фізика», «Основи електротехніки», «Основи гідравліки», що вивчаються на попередніх і паралельних курсах. Засвоєні знання та вміння при вивченні дисципліни “ Автоматизація та управління біотехнологічним виробництвом” використовуються студентами при виконанні розділу “Автоматизація технологічних процесів“ у курсовому і дипломному проекті.
Мета вивчення дисципліни полягає у формуванні у студентів - біотехнологів знань з основ автоматизації технологічних процесів і можливостей сучасних систем контролю та управління біотехнологічними процесами.

Згідно з вимогами освітньо-професійної програми студенти повинні:
знати: основні поняття та визначення з автоматизації; завдання, що стоять перед автоматизацією виробничих процесів; основні принципи й методи вимірювань, загальну класифікацію вимірювальних засоб та їх основні метрологічні характеристики, поняття про уніфікацію сигналів, що передаються класифікацію приладів для вимірювання температури,
принципи дії основних первинних перетворювачів для вимірювання температури, вторинних приладів та перетворювачів, класифікацію приладів для вимірювання тиску й різниці тисків,
принципи дії основних первинних перетворювачів для вимірювання тиску і різниці тисків та їх характеристики класифікацію приладів вимірювання рівня, принципи дії основних первинних перетворювачів, класифікацію приладів для вимірювання витрати й кількості речовини, принципи дії основних первинних перетворювачів, класифікацію приладів для вимірювання фізичних властивостей речовин, принципи дії основних первинних перетворювачів, принципи автоматичного регулювання, закони зміни завдання, типові перехідні процеси в АСР, поняття про якість перехідних процесів, статичні й динамічні характеристики, математичний опис об’єктів управління, способи лінеализації нелінійних статичних залежностей, основні властивості об’єктів автоматичного регулювання, методи визначення основних параметрів об’єкта, загальну класифікацію автоматичних регуляторів, структурну схему регулятора, основні лінійні закони регулювання й типи лінійних регуляторів, поняття про нелінійні регулятори, основні поняття з мікропроцесорних систем, класифікацію і застосування виконавчих механізмів і регулювальних органів.

вміти: оцінювати об’єкти автоматизації з точки зору їх параметричного аналізу, складати структурну схему автоматизованої системи регулювання (АСР), перевіряти основні метрологічні характеристики контрольно-вимірювальних приладів і виконувати їх повірку,
оцінювати вибір первинного перетворювача для вимірювання заданого технологічного параметра, вибирати комплект приладів для вимірювання заданого технологічного параметра,
вибирати принцип регулювання і визначати якість перехідного процесу, застосовувати закон регулювання й типовий регулятор для якісного процесу регулювання, вибирати комплект виконавчого механізму та регулювального органу для створення АСР.
мати навички: параметричного аналізу об’єктів автоматизації, складання структурних схем контролю і регулювання технологічних параметрів, вибору засобів контролю і регулювання заданих технологічних параметрів, читання схем автоматизації.

Роль у підготовці майбутніх фахівців. Опанування дисципліни дозволить майбутнім фахівцям формулювати вимоги до систем автоматизації технологічних процесів, експлуатувати сучасні мікропроцесорні системи управління. Лабораторні та практичні заняття з дисципліни побудовані таким чином, щоб студенти на основі знань про загальні принципи апаратного і програмного забезпечення систем отримали практичні навички роботи з популярними засобами і грамотно застосовували їх у розробках нових і контролі існуючих процесів.
Вимоги до навчальної підготовки студентів. Для успішного опанування даної дисципліни студентам необхідно, добре орієнтуватись у технологічних процесах біотехнологічних виробництв, знати основні фізичні закономірності, на яких будуються пристрої отримання інформації, закони електротехніки, мати досвід роботи з комп’ютерною технікою, базовий рівень знання англійської мови та навички роботи в мережі Internet;.

На вивчення навчальної дисципліни відводиться:
для денної форми навчання -144 години / 4 кредитів ECTS,
для заочної форми навчання -108 годин / 3 кредити ECTS.


2. ІНФОРМАЦІЙНИЙ ОБСЯГ НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ
Модуль 1
Змістовий модуль 1. «Автоматичний контроль технологічних процесів»
Тема 1. Вступ в автоматизацію технологічних процесів. Завдання, що стоять перед автоматизацією виробничих процесів. Основні поняття і визначення з дисципліни. Структурна схема АСР і параметричний аналіз простих об’єктів автоматизації.
Тема 2. Елементи метрології і техніка проведення вимірювань. Поняття про вимірювання, їх види та методи проведення. Класифікація контрольно-вимірювальних приладів, їх основні метрологічні характеристики. Поняття про телеметрію та уніфіковані сигнали передачі даних.
Тема 3. Вимірювання температури. Загальні положення, класифікація. Прилади для вимірювання температури: термометри розширення, термоперетворювачі опору, термоелектроперетворювачі. Вторинні прилади.
Тема 4. Вимірювання тиску і різниці тисків. Загальні положення, класифікація. Рідинні манометри. Деформаційні манометри. Електричні манометри.
Тема 5. Вимірювання рівня. Загальні положення, класифікація. Рівнеміри і сигналізатори рівня: візуальні, поплавкові, буйкові, п’єзометричні, вагові, ультразвукові
Тема 6. Вимірювання витрати та кількості речовини. Загальні положення, класифікація. Об’ємні і швидкісні лічильники. Витратоміри змінного і постійного перепадів тиску. Електромагнітні витратоміри. Витратоміри сипких продуктів.
Тема 7. Контроль параметрів якості продуктів. Загальні положення, класифікація.
Густиноміри, рН-метри, контуктометри, вологоміри, рефрактометри, газоаналізатори.
Змістовий модуль 2. «Автоматичні системи регулювання»
Тема 1. Автоматичні системи регулювання. Задача автоматичного регулювання. Поняття і визначення. Основні принципи регулювання. Закони зміни завдання. Автоматичні регулятори. Класифікація, структурна схема, основні типи автоматичних регуляторів.Типові перехідні процеси в АСР. Якість процесів регулювання.
Тема 2. Об’єкти автоматичного регулювання. Основні властивості об’єктів, математичний опис. Рівняння динаміки та статики; лінеаризація нелінійних залежностей; Експериментальний та аналітичний метод визначення параметрів об’єкта.
Тема 3. Виконавчі механізми і регулювальні органи. Типи і характеристики виконачих механізмів. Типи і характеристики регулювальних органів.
Змістовий модуль 3. «Промислові контролери та засоби людино-машинного інтерфейсу»
Тема 1. Промислові контролери. Узагальнена структура, апаратні засоби, модулі контролера, типові сигнали, робочий цикл, основні функції контролера. Стандарні мови програмування, типи і адресація даних.
Тема 2. Засоби людино-машинного інтерфейсу. Сучасний підхід до побудови автоматизованих робочих місць операторів та диспетчерів. Загальні поняття про системи збирання даних, супервізорного управління та людино-машинного інтерфейсу. Класифікація програмного забезпечення. Особливості і вимоги до систем, уніфіковані функції, узагальнена програмна структура систем.
. Модуль 2
Змістовий модуль 4. Курсова робота з дисципліни
Розділ 1. Формування вимог до системи. Опис технологічниго процесу з точки зору контролю та управління. Викладення вимог до окремих видів та пристроїв автоматизації.
Розділ 2. Розробка схеми автоматизації. Вибір технічних засобів системи. Складання схеми. Опис схеми.
Розділ 3. Розробка програмної частини системи. Розробка алгоритму управління для промислового контролера. Розробка елементів АРМ оператора-технолога.

3. РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА

Базова

1. Ладанюк А.П., Трегуб В.Г., Ельперін І.В., Цюцюра В.Д. Автоматизація технологічних процесів і виробництв харчової промисловості. – К.: Аграрна освіта, 2001. – 224 с.
2. Киричук С.А., за редакцієюА.П.Ладанюка. Автоматизація виробничих процесів: Конспект лекцій з дисципліни «Автоматизація виробничих процесів» для студ.механічних та технологічних спеціальностей ден. та заоч. форм. навч. – К.: НУХТ, 2007. – 168 с.
3. Рішан О.Й. Автоматизація виробничих процесів. Курс лекцій для студ.за напрямом 6.051701 «Харчова технологія та інженерія» всіх форм навчання. ¬– К.: НУХТ, 2012.
–119 с.

Допоміжна
1. Ельперін І.В., Швед С.М. Автоматизовані системи управління технологічними процесами: Конспект лекцій до вивчення дисципліни для студентів спеціальності 6.080400 «Інформаційні управляючі системи та технології» напряму підготовки 0804 «Комп’ютерні науки» - К.: НУХТ, 2007.-71с.
2. Кіптела Л.В. Автоматизація виробничих процесів. [Текст]: Навчальний посібник / Л.В. Кіптела. – Харків. Держ. академія технол. та орг. Харчування. 2002. – 133с.


Comments