Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    A folyamatirányítás és -tervezés gyakorlati módszertana

    A tantárgy angol neve: Practical Methodology of Process Control Planning

    Adatlap utolsó módosítása: 2006. július 1.

    Tantárgy lejárati dátuma: 2009. november 24.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Villamosmérnöki Szak

    Választható tárgy

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIFO9081 6.,8. 4/0/0/v 5 1/1
    4. A tantárgy előadója

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Csubák Tibor

    egyetemi docens

    Irányítástechnika és Informatika

    Dr. Nagy Dezső

    műszaki főtanácsos

    EGI Rt., IIT külső munkatárs

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    Szabályozástechnika, Irányítások számítógéptechnikája, Ipari irányítástechnika, Folyamatműszerezés

    6. Előtanulmányi rend
    Ajánlott:

    Szabályozástechnika(viau3028), Irányítások számítógéptechnikája (vifo3040)

    7. A tantárgy célkitűzése

    Az ipari és mezőgazdasági létesítmények létrehozásakor és korszerűsítésekor a folyamatokat irányító rendszerek tervezése és megvalósítása állandóan újratermelődő mérnöki feladat. A színvonalas megoldáshoz szükséges elméleti alapismeretek és készségek megszerezhetők az 5. pontban szereplő témakörökhöz kapcsolódó tantárgyak keretében. Ezeken kívül azonban feltétlenül szükség van azokra a nemzetközileg széles körben alkalmazott módszertani ismeretekre is, amelyek segítségével a tervezés menete és a megvalósítás lépései tehetők szisztematikussá és utólag is egyszerűen követhetővé. Az ilyen ismeretekkel is rendelkező villamosmérnökök egyre keresettebbek a hazai és nemzetközi munkaerő-piacon.

    A tantárgy anyagában szerepel az egyes tervezői ágak közötti adatszolgáltatások formáinak,

    a tervezési módszereknek,

    a tervekkel szemben támasztott követelményeknek,

    az üzembe helyezés technikájának,

    a megvalósulási dokumentációk elkészítésének

    a bemutatása.

    A tárgy gyakorlati példákon keresztül szemlélteti az alkalmazástechnikát is.

    8. A tantárgy részletes tematikája

    8.1.Az irányítástechnika helye a projektben

    A projekttervezés területeinek áttekintése

    Építészeti tervezés

    Gépészeti tervezés

    Villamos tervezés

    Folyamatirányítás tervezés

    Épületek, szintek, helységek aknák medencék áttörések stb.

    Technológiai rész- folyamatok, cső- vezetékek, tartályok szivattyúk, szelepek mérőcsonkok stb.

    Elosztók, betápok trafók, villamos. berendezések, kábelezés,

    helyi szekrények, motorok,

    hajtások

    Irányítástechnikai szekrények,

    HMI készülékek, kábelezés ,buszrendszer

    helyi gyűjtő dobozok, távadók

    A teljes tervezésre kiterjedő azonosító rendszer kialakítása (pl. AKS, KKS

    A P&I rajztechnika ismertetése

    Gépészeti szimbólumok

    Irányítástechnikai szimbólumok, funkciók, áttekintő összefüggések

    Alkalmazási példa

    A KKS azonosító rendszer ismertetése

    A gépészeti technológia funkcionális részfolyamatokra bontása

    (energia és anyagáramok, tartályok, részfolyamat csatlakozások,

    Gépészeti funkcionális azonosító rendszer kialakítása

    Standard irányítástechnikai jelkódok és használatuk

    Alkalmazási példa (Vízlágyító részfolyamat, olajkeverő részfolyamat)

    8.2. Az irányítástechnikai rendszer felépítése

    Hierarchia piramis

    Hierarchia szintek (egyedi ,csoport, fölérendelt irányítási szintek)

    8.3. Készülékek, berendezések kiválasztásának szempontjai .

    8.4. A technológia üzemeltetésének megtervezése

    A technológiai részfolyamatok automatizáltsági szintjének, normál üzemre és üzemzavari helyzetre vonatkozó vezérléseinek és szabályozásainak, meghatározása,

    A technológia irányítási koncepció kialakítása: helyszínről, központi vezénylőből, stb.

    A lefutó vezérlések, átkapcsoló automatikák, egyedi vezérlések listájának meghatározása

    A képernyő tervek, naplótervek, normál üzemre és üzemzavari helyzetre vonatkozó log fájlok létrehozása

    Alkalmazási példa: vízlágyító részfolyamat,

    8.5. Feladatterv a folyamatirányítás számára

    Az irányítástechnikai koncepció szöveges leírása a redundancia és a biztonsági igények figyelembevételével

    Az azonosító rendszer bővítése a folyamatirányítás igényei szerint (jelkódok, lefutó vezérlések, szabályozások, stb.)

    P&I rajzok (Csőséma rajzok azonosítókkal ellátott irányítástechnikai készülékekkel

    távadókkal, helyi mérésekkel, motorokkal, szelepekkel )

    Villamos fogyasztói lista (motorok, szelepek, stb.) felépítése

    Típustervek villamos berendezésekhez való csatlakozáshoz

    Mérőhely lista felépítése, a távadó kiválasztás követelményei

    Reteszelési lista motorokra , szelepekre, részfolyamatokra

    Vezérlési logikai tervek, lefutó vezérlések, stb.

    Egyvonalas szabályozási sémák

    Technológia kezelői képek előterve

    Esemény- és adatnaplózási követelmények

    8.6. Az irányítástechnika funkcióinak térbeli elosztása

    Működtetések, visszajelzések központi vezénylőben.

    Irányítástechnikai szekrényekben megvalósított funkciók

    Kábelrendezők funkciói

    Elosztó dobozokban, 0.4kV cellákban realizált funkciók

    Helyszíni működtető dobozokban megvalósított funkciók

    (a funkciók vándorlása, átalakulása a

    kompakt készülékek, relés rendszerek,

    kártyás rendszerek

    mikroprocesszor bázisú folyamatirányítók

    elosztott intelligenciájú ,terepi buszos folyamatirányító rendszerekben ).

    Néhány szabványban nem rögzített tipikus funkció logikai terve

    8.7. A folyamatirányítás- ( I&C ) tervező rendszer szolgáltatásai

    IEC 61131-3 szabvány

    Instruction List

    Ladder Diagram

    Functional Block Diagram

    Structured Text programozási formák

    Standard blokk készlet

    Dokumentációs formák

    Folyamatirányító állomás szokásos szolgáltatásainak áttekintése (Sematikus működés,Taskok,OB1,OB, stb.)

    8.8. Az irányítástechnikai projekt tervezésének áttekintése, lépései

    A tervezés alapját a Basic Design képezi.

    HW tervezés

    • Kábel összefüggési rajz elkészítése szekrényekkel, elosztó

    dobozokkal

    • Rendszerkonfiguráció megtervezése

    Folyamatállomások

    Kezelői, mérnöki, archiváló munkahely kialakítási szempontjai

    Az egyes állomásokhoz tartozó I/O keretek kiosztása

    • Buszrendszer a folyamatállomások, munkahelyek, I/O keretek

    információcseréjéhez, idegen rendszer csatoláshoz

    Az egyes I/O keretek kártyái csatornáinak kiosztása a fogyasztói lista és a mérőhely lista típustervei (,ill. esetleges egyedi tervek) alapján

    • Terepi készülékek tervei

    Áramútrajzok az I/O kártyák és a terepi készülékek között

    • Betáplálási tervek (24V DC,220 AC) szekrényekhez, távadókhoz,

    készülékekhez

    • Pneumatikus betáplálás, hidraulikus betáplálás tervei.

    SW tervezés

    • A konfiguráció elemeinek szoftver definiálása, paraméterezése
    • Az egyes folyamatállomásokhoz rendelt alkalmazói szoftver elkészítése a

    funkciótervek alapján

    • A képernyő képek, naplók elkészítése statikus és dinamizált részekkel
    • Tervek elkészítése átadási tesztekhez

    ÜZEMBEHELYEZÉS megtervezése

    • Helyszíni üzembe helyezési tervek, menetrendek, átvételi protokollok elkészítése
    • Próbaüzemi átvételi jegyzőkönyvek

    8.8.1. Konfiguráció tervezés

    A technológiai részrendszerek és folyamatállomások összerendelésének módszerei

    Alkalmazási példa: vízlágyító részfolyamat

    8.8.2.. Terepi műszerezés, csatlakozások tervezése

    Hagyományos ( 4-20mA, 24V-os lekérdezés) kábelezéssel

    Távadók, motorok, szelepek busz csatolással (Profibus DP, PA stb. )

    8.8.3. Felhasználói program készítés a rendszerrel szállított blokk készlet felhasználásával

    Az adott technológiai részrendszer funkcióinak hozzárendelése a folyamatállomás taszkjaihoz.

    Program készítés a logikai tervek ,képernyő tervek (mimic diagramok), log listák alapján.

    . Alkalmazás specifikus felhasználói (user) blokkok meghatározása, specifikálása és elkészítése

    Alkalmazási példa: olajrendszer felhasználói programja

    8.9. Laboratóriumi tesztek

    Teljes technológiai folyamat szimulációja külön PC-vel, kábelezéssel (Gázturbina)

    Technológiai folyamatok statikus szimulációja szoftver eszközökkel

    8.10. Az üzembe helyezés kérdései

    Üzembe helyezés megkezdésének feltételei

    Hideg próbák technológiai közeg nélkül

    Üzemi próbák

    Üzembe helyezés jegyzőkönyvei

    8.11. Az alkalmazói programrendszer dokumentálásának lehetőségei

    dokumentáció funkciók szerint

    dokumentáció elhelyezés szerint

    papírnélküli dokumentáció

    8.12. Folyamatirányító rendszer kiválasztásának értékelési szempontjai

    Elterjedtsége, várható élettartama az ill. alkalmazási területen

    A technológia lefedhetősége az ill. folyamatirányító rendszerrel

    Az I&C tervező rendszer komfort fokozata, teljessége

    Esetleges biztonsági igények kielégíthetősége

    Esetleges redundancia igények kielégíthetősége

    Konkrét referenciák száma

    Alkalmazói rendszer készítésének támogatottsága (hot line, specialisták elérhetősége)

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

    Előadás

    Előadás alapján egyéni tanulás, kiadott előadási vázlatokra egyéni jegyzetelés

    10. Követelmények

    a ) .A szorgalmi időszakban: aktív részvétel az előadáson, eredményes zárthelyi írása az aláírás megszerzéséhez

    b.) A vizsgaidőszakban: írásbeli vizsga

    Elővizsga utolsó oktatási héten

    11. Pótlási lehetőségek

    Eredménytelen ZH esetén 1 pót ZH írására van lehetőség a szorgalmi időszakban.

    12. Konzultációs lehetőségek

    Konzultációra az előadások alkalmával biztosítunk lehetőséget.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom
    • Kiadott előadási vázlatok
    • IEC 61131-3 szabvány
    • John,Tiegelkamp :SPS Programmierung mit IEC 61131-3 ,Springer Verlag 1999
    • Zacher:SPS Programmierung mit Funktionsbausteinsprache,VDE Verlag,Berlin 2000
    • Rembold,Levi: Realzeitsydteme zur Prozessautomatisierung,Hanser Verlag,1994

    Funktionsplaene nach DIN40710 und VGB R170C (www.tsi.at/eng2.htm)

    • Komponenten am Feldbus,Siemens Katalog ST PI.1999

    Interneten elérhető irodalom:

    • domino.automation.rockwell.com/Applications
    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

    Kontakt óra

    60

    Félévközi készülés órákra

    10

    Felkészülés zárthelyire

    20

    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása

    10

    Vizsgafelkészülés

    50

    Összesen

    150

    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Nagy Dezső, EGI RT

    műszaki tanácsos

    IIT külső munkatárs

    Dr. Csubák Tibor

    egyetemi docens

    IIT