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: Design Methodology of IMC for Complex Industrial Processes

    Adatlap utolsó módosítása: 2009. november 2.

    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
    VIIIJV81   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 c. egyetemi docens

    Dr. Katona László egyetemi adjunktus

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Digitális technika, Szabályozástechnika
    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    NEM ( TárgyTeljesítve("BMEVIFO9081") )

    VAGY

    NEM KépzésLétezik("5N-08") VAGY
    NEM KépzésLétezik("5N-A8") VAGY
    NEM KépzésLétezik("5N-M8")

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

    A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

    Ajánlott:

    Digitális technika

     

    A tantárgyat nem vehetik fel azok, akik már előzőleg teljesítették a VIFO9081 (A folyamatirányítás és -tervezés gyakorlati módszertana) tantárgyat.

    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 

    8.9. Konfiguráció tervezés

                A technológiai részrendszerek és folyamatállomások összerendelésének módszerei

    Alkalmazási példa: vízlágyító részfolyamat 

              Terepi műszerezés, csatlakozások tervezése 

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

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

    8.10. 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

    8.11. Laboratóriumi tesztek

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

                            Technológiai folyamatok statikus szimulációja szoftver eszközökkel

    8.12. Az üzembe helyezés kérdései

                            Üzembe helyezés megkezdésének feltételei

                            Hideg próbák technológiai közeg nélkül

                            Üzemi próbák

                            Üzembe helyezés jegyzőkönyvei

    8.13. Az alkalmazói programrendszer dokumentálásának lehetőségei

                            dokumentáció funkciók szerint

                            dokumentáció elhelyezés szerint

                            papírnélküli dokumentáció

    8.14. 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 alapján egyéni tanulás, kiadott előadási vázlatokra egyéni jegyzetelés

    10. Követelmények

    a ) .A szorgalmi időszakban: eredményes zárthelyi írása az aláírás megszerzéséhez

    b.) A vizsgaidőszakban: írásbeli vizsga

    c.) Elővizsga utolsó oktatási héten

    11. Pótlási lehetőségek

    A zárthelyi egy ismételt alkalommal a pótlási héten is pótolható.

    12. Konzultációs lehetőségek

    Konzultációra az előadások alkalmával biztosítunk lehetőséget.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

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

    ·        www.modicon.com

    ·        www4.ad.siemens.de

    ·        www.festo.com 

    ·        www.vgb-power.de 

    ·        www.kronebach.com

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra56
    Félévközi készülés órákra10
    Felkészülés zárthelyire20
    Házi feladat elkészítése0
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása14
    Vizsgafelkészülés20
    Összesen120
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Dr. Nagy Dezső c. egyetemi docens, EGI ZRt., műszaki tanácsos

    Dr. Csubák Tibor egyetemi docens, Irányítástechnika és Informatika Tanszék

    Dr. Katona László egyetemi adjunktus, Irányítástechnika és Informatika Tanszék