Ipari irányítástechnika

A tantárgy angol neve: Industrial Control

Adatlap utolsó módosítása: 2017. június 27.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar
Villamosmérnöki Szak
Első ciklus
Beágyazott és irányítórendszerek szakirány

Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIIIAC03 5 2/1/0/v 4  
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Kiss Bálint,
A tantárgy tanszéki weboldala www.iit.bme.hu
4. A tantárgy előadója

Név:

Beosztás:

Tanszék, Intézet:

Dr. Kiss Bálint

egyetemi docens

Irányítástechnika és Informatika

Kovács Gábor

egyetemi tanársegéd

Irányítástechnika és Informatika

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Digitális technika, Programozás alapjai, Szabályozástechnika, Fizika
6. Előtanulmányi rend
Kötelező:
(Szakirany("AVINbeagy", _) VAGY
Szakirany("AVINirrend", _) VAGY
Szakirany("AVINszgepalrend", _) VAGY
Szakirany("AVIbeágy", _) VAGY
Szakirany("AVIirány", _) VAGY
Szakirany("AVIszgalr", _) VAGY
Szakirany("VIABV-EMBCS", _) )

ÉS NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIIIA349" , "jegy" , _ ) >= 2
VAGY
TárgyEredmény("BMEVIIIA349", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

Ajánlott:

A szakiránybesoroláshoz szükséges követelmények teljesítése. Kredit megszerzése a Szabályozástechnika tárgyból.

7. A tantárgy célkitűzése

A tantárgy célja a beágyazott irányító rendszerekben és az ipari folyamatirányítási gyakorlatban széles körben alkalmazott programozható irányítóberendezések, valamint a hozzájuk kapcsolódó érzékelő eszközök főbb jellemzőinek bemutatása, továbbá a fejlesztésükhöz, alkalmazástechnikájukhoz és üzemeltetésükhöz szükséges legfontosabb ismeretek átadása. A tárgy követelményeit sikeresen teljesítő hallgató képes lesz

  • (K2) bemutatni az ipari irányítórendszerek elemeit, felépítését,
  • (K2) ismertetni a programozható irányítóberendezések (PLC) működési és programozási modelljét, gyakran használt moduljait,
  • (K3) ipari gyakorlatban tipikus vezérlési feladatokat megvalósítani PLC-k segítéségével,
  • (K2) bemutatni a folyamirányításban és gyártásautomatizálásban leggyakrabban használt érzékelők működési elvét,
  • (K3) folyamatműszerezési körök egyszerűbb mérési elrendezéseit megtervezni, a hozzájuk tartozó érzékelőket kiválasztani
8. A tantárgy részletes tematikája

Előadások

Bevezetés (1 előadás): Ipari irányítórendszerek fejlődéstörténete, az ipar négy forradalma. Korszerű elosztott irányítórendszerek felépítése, hardver- és szoftverelemei.

PLC-k felépítése és működési elve (1 előadás): A PLC fogalma, PLC-k osztályozása, kompakt és moduláris vezérlők. A központi egység feladata és felépítése, be- és kimeneti modulok típusai. A PLC-k általános memóriamodellje, ciklikus működési mód fogalma és hatása a programozási modellre.

Az IEC-61131-3 szabvány szoftvermodellje (2 előadás): Korszerű PLC operációs rendszerek szolgáltatásai, ütemezés, programszervezési egységek, adattípusok, szabványos függvények és funkcióblokkok.
Érzékelők jellemzése (1 előadás): Érzékelők jellemzői, statikus karakterisztika, hibák, nemlineáris karakterisztika lineáris közelítése. Érzékelők kiválasztásának szempontjai.

Hőmérsékletérzékelők (2 előadás): Ellenálláshőmérők, hőelemek, termisztorok és IC hőmérők működésének fizikai alapjai, illesztőáramkörei, alkalmazástechnikájuk.

Elmozdulás-, közelítés- és szintérzékelés (2 előadás): Elmozdulás mérése: potenciométerek, differenciáltranszformátorok, kapacitív érzékelők, kódadók. Közelítésérzékelők: végálláskapcsolók, optikai, mágneses, induktív és kapacitív érzékelők. Szintkapcsolók, differenciális nyomáson alapuló, kapacitív, ultrahangos és radaros szintérzékelők.

Erő- és nyomásérzékelők (2 előadás): Nyúlásmérő bélyegen alapuló erőérzékelés elve, illesztőáramkörei. Erőmérő cellák felépítése, nyomatékmérési módszerek. A nyomásmérés elve, nyomásérzékelők felépítése és jellemző típusai.

Áramlásmérés (2 előadás): Áramlástani alapfogalmak, az áramlásmérés elvei. Nyomáskülönbségen alapuló, ultrahangos, térfogatkiszorításos, Coriolis-elvű, örvényleváláson alapuló és turbinás áramlásmérők.
Irányítórendszerek jelkapcsolatai (1 előadás): Irányítórendszerek analóg és digitális be- és kimeneteinek típusai, IO-modulok tipikus felépítése. Analóg áramtávadók.

Gyakorlatok:

PLC-k programozása (5 gyakorlat): Az IEC-61131-3 szabvány programozási nyelvei: létradiagram, utasításlista, funkcióblokk-diagram, strukturált szöveg, sorrendi folyamatábra. A programozási nyelvek sajátosságai, tipikus feladatok megoldása, esettanulmányok.

HMI és SCADA rendszerek (1 gyakorlat): Az ember-gép interfész eszközei, operátori panelek típusai, kommunikáció az irányítórendszerrel. Esettanulmány: a felhasználói felület tervezésének alapvető elvei, HMI-rendszerek tipikus szolgáltatásai.

DCS rendszerek (1 gyakorlat): Elosztott folyamatirányító rendszerek szolgáltatásai, felépítése, funkcióblokkos programozás. Esettanulmány: folyamatirányító rendszer egy részének megvalósítása.

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

Heti 2 óra előadás, minden második héten 2 óra gyakorlat.

10. Követelmények

A szorgalmi időszakban: aláírás megszerzése az alábbi két követelmény teljesítésével

  1. A félév során kiadott két otthoni feladat önálló megoldásának eredményes beadása (értékelés: elfogadva/nem elfogadva).
  2. Összegző értékelés: egy darab 90 perces zárthelyi dolgozat (ZH) eredményes (legalább elégéges) megírása. A ZH-n számonkért anyagrész a teljes féléves tananyag 40%-a. A ZH eredménye a vizsgajegybe 40%-kal beszámít.

A vizsgaidőszakban: A vizsga írásbeli teljesítményértékelésből és az évközi teljesítményértékelésen elért eredmények beszámításából áll. Az évközi teljesítményértékelések eredményének javítására a vizsgaidőszakban nincsen mód.

11. Pótlási lehetőségek A ZH a szorgalmi időszakban egy alkalommal pótolható, vagy annak eredménye javítható. A ZH a pótlási héten nem pótolható, illetve nem javítható. A két házi feladat közül az egyik a pótlási héten is beadható.
12. Konzultációs lehetőségek

Az oktatók fogadóóráin, illetve hallgatói igény szerint előre egyeztetett időpontban, a ZH időpontját és vizsgaalkalmakat megelőzően.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom
  1. Dr. Csubák Tibor: Programozható irányítóberendezések és szenzorrendszerek (elektronikus jegyzet, 2014)
  2. Frank D. Petruzella: Programmable Logic Controllers. McGraw-Hill, 2005, ISBN 0-07-829852-0
  3. W. Bolton: Programmable Logic Controllers, Elsevier, 2009, ISBN 978-1-85617-751-1
  4. Elektronikus segédanyagok a tárgy honlapján. 
14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
Kontakt óra 42
Félévközi készülés előadásokra 10
Félévközi készülés gyakrolatokra 10
Felkészülés zárthelyire 12
Otthoni feladatok megoldása 14
Vozsgafelkészülés 32
Összesen 120
15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Név:

Beosztás:

Tanszék, Intézet:

dr. Katona László

egyetemi adjunktus

Irányítástechnika és Informatika

Kovács Gábor

egyetemi tanársegéd

Irányítástechnika és Informatika

Dr. Csubák Tibor

egyetemi docens

Irányítástechnika és Informatika

Dr. Prohászka Zoltán

egyetemi docens

Irányítástechnika és Informatika

IMSc tematika és módszer Az IMSc hallgatók számára a tananyaghoz kapcsolódó készségek és kompetenciák mélyebb elsajátítását segítjük az érintett hallgatóknak tartott konzultációk során.
IMSc pontozás

A tárgyból IMSc pontok csak jeles vizsgaeredmény elérése esetén járnak. A tárgyból mindösszesen 20 IMSc pont szerezhető az alábbiak szerint:

  1. A ZH emelt szintű feladatainak megoldásával 10 IMSc pont szerezhető.
  2. A vizsga emelt szintű feladatainak megoldásával 10 IMSc pont szerezhető.

Mind az ZH, mint a vizsga emelt szintű feladatainak esetében részpontszámok is szerezhetők. Az IMSc pontok megszerzése a programban nem résztvevő hallgatók számára is biztosított.