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

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Ipari irányítástechnika

    A tantárgy angol neve: Industrial Process Control

    Adatlap utolsó módosítása: 2015. március 5.

    Tantárgy lejárati dátuma: 2015. június 30.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Villamosmérnöki Szak

    Szabadon választható tárgy

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIIIJV52   4/0/0/v 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Csubák Tibor,
    4. A tantárgy előadója

    Dr.Csubák Tibor egyetemi docens

    Dr. Nagy Dezső címzetes egyetemi docens

    Dr. Pilászy György egyetemi adjunktus

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    Digitális technika, Informatika, Méréstechnika

    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    NEM ( TárgyTeljesítve("BMEVIFO9352") )

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

    A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

    Ajánlott:
    nincs
    7. A tantárgy célkitűzése Az ipari irányítástechnikában egyre nagyobb szerepet kapnak az intelligens, kihelyezett vezérlés és szabályozástechnikai eszközök. A rendszerek nagy térbeli kiterjedésű technológiákat felügyelnek térben is egymástól távol levő területeken. Külön problémát jelent a különböző gyártóktól vásárolt berendezések, különböző hálózati protokollal működő kommunikációs egységek rendszerré történő integrálása. A kialakuló információs rendszerek tervezése a különböző ipari irányítástechnikai berendezések, terepi hálózatok ismeretét igényli, speciális módszertannal együtt. A tárgy az e területen alkalmazható eszközökről és ezek alkalmazástechnikájáról kíván ismereteket adni.

     

    8. A tantárgy részletes tematikája

    8.1. Analóg és digitális szabályozók

    Analóg szabályozók felépítése, főbb jellemzői, tipikus jelformáló áramkörei

    PI szabályozás megvalósítása,

    PD szabályozás megvalósítása, Kézi végrehajtójel kialakítása és kézi automatikus átkapcsolás megvalósítási módjai

    8.2. Digitális szabályozók 

    Kompakt szabályozók hardver felépítése és főbb jellemzői,

    Tipikus ellenőrzőjel képzők megvalósítási módjai:

    ellenálláshőmérő bemenet: kétvezetékes, háromvezetékes, négyvezetékes kialakítás előnyei, hátrányai, alkalmazási követelményei

    hőelem-bemenet: hidegponti hőmérséklet kompenzáció megvalósítási módjai: elektronikus hidegpontkompenzáció,  hidegponti hőmérséklet mérése és digitális kompenzálása

    távadó árambemenet kialakítása, bemenetek galvanikus leválasztása .

    8.3. Végrehajtójel képzése: 0/4-20 mA analóg jel kialakitási módjai, kimenőjel galvanikus leválasztása,

     kétállásos, - háromállásos szabályozás tipikus  kimeneti áramkörei

    Kompakt szabályozók ember-gép kapcsolatának tipikus áramkörei

    Billentyűzet kialakítási módjai, tipikus illesztő áramkörei 

    kijelző elemek (LED, LCD, fluoreszensz) alkalmazástechnikai sajátosságai, tipikus illesztő áramkörei

    8.4. Kompakt szabályozók  tipikus számítási algoritmusai

    Normalizálás, bemenőjel, kimenőjel értelmezése,  érzéketlenségi sáv,

    Szűrés, helyzet és sebesség algoritmusok, differenciáló hatás zavarérzékenységének csökkentése  végrehajtó jel határolása,  bemeneti,- kimeneti zavarkompenzáció,

    kétállásos, háromállásos szabályozás algoritmusai

    8.5. Mérésadatgyűjtő és monitoring rendszerek

    Rendszertechnikai felépítés 

    Kompakt és moduláris rendszerek tervezési szempontjai

    Tipikus adatgyűjtő modulok (analóg be kimenetei modul, frekvencia bement, ellenálláshőmérő bemenet) főbb jellemzői, kialakítási szempontjai

    8.6. Az adatgyűjtés tipikus  számítási algoritmusai :

    Fizikai mértékegységre számítás

    Hiszterézises határérték   vizsgálat

    Hihetőség vizsgálat

    Szűrési algoritmusok

    Integrálás

    Származtatott mennyiségek képzése (pl gőz mérése)

    Adattárolási funkciók, adatvédelem

    8.7. Adatgyűjtő rendszerek alkalmazástechnikája.

    Az előadás során egy gőz elszámolási mérés tervezési lépéseit vesszük át:

    Feladat specifikálása, távadók kiválasztása,az elszámolási adatgyűjtő modulkészletéből a megfelelő modulok kiválasztása, a szükséges számítási és korrekciós algoritmusok áttekintése

    8.8. Az irányítástechnikai rendszerek tervezésének eszközei

    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.   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.)

     

    8.7. Az irányítástechnikai projekt tervezésének áttekintése, lépései. A tervezés alapját a Basic Design képezi.

    HW tervezés (Irányító rendszer kiválasztása PLC vagy DCS)

    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, áramút rajzok 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)

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) A tárgy ismeretanyaga előadásokon kerül ismertetésre, amelyeket rendszeresen bemutatók egészítenek ki. 

     

    10. Követelmények
    1. A szorgalmi időszakban :         Az aláírás megszerzésének feltétele egy darab nagy zárthelyi  sikeres (legalább 2-es) megírása 

    1. A vizsgaidőszakban: A vizsgára bocsátás feltétele az aláírás megléte. A vizsga írásbeli, amely tesztfeladatokból és tervezési feladatokból   áll.

    c.       Elővizsga: nincs.

    11. Pótlási lehetőségek

    A zárthelyihez a TVSZ előírásai szerint mind a szorgalmi, mind a pótlási időszakban 1-1 pótlási lehetőséget biztosítunk.

    12. Konzultációs lehetőségek Minden vizsga előtt konzultációs lehetőséget biztosítunk.

     

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    1.       Dr. Ajtonyi I. - Dr. Gyuricza I: Programozható irányítóberendezések, hálózatok és rendszerek. Műszaki Könyvkiadó 2002, ISBN 963 16 1897 8

    2.  Dr. Csubák T.: Folyamatirányító rendszerek és ipari folyamatok jelkapcsolata. Elektronikus Segédlet1.

    3.   Dr. Csubák Tibor : Folyamatirányító rendszerek felépítése. Elektronikus Segédlet2

    4. Dr. Nagy Dezső: Kiterjedt ipari folyamatok irányítástechnika-tervezésének gyakorlata. Oktatási segédlet. 2008. Műegyetemi kiadó. 

    Az elektronikus segédleteket a hallgatók az első oktatási héten CD-n megkapják.

    5.      Kiadott előadási vázlatok

     

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra56
    Félévközi készülés órákra10
    Felkészülés zárthelyire20
    Házi feladat elkészítése-
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása14
    Vizsgafelkészülés20
    Összesen120
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Dr. Csubák Tibor egyetemi docens - Irányítástechnika és Informatika Tanszék

    Dr. Nagy Dezső - Irányítástechnika és Informatika Tanszék