Ви переглядаєте архівну версію офіційного сайту НУЛП (2005-2020р.р.). Актуальна версія: https://lpnu.ua
Автоматизація та управління біотехнологічним виробництвом
Спеціальність: Біотехнології та біоінженерія
Код дисципліни: 6.162.00.O.73
Кількість кредитів: 3
Кафедра: Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології
Лектор: доцент, к.т.н. Юсик Ярослав Петрович
Семестр: 7 семестр
Форма навчання: денна
Результати навчання:
- знати основні методи та прилади вимірювання технологічних параметрів біотехнологічних процесів, методи розрахунку похибок засобів вимірювання;
- будувати структурні схеми систем автоматичного вимірювання конкретних технологічних параметрів та вибирати засоби вимірювання з необхідними технічними та метрологічними характеристиками для їх реалізації;
- розраховувати похибки систем автоматичного вимірювання;
- знати статичні та динамічні властивості об’єктів управління, методи побудови математичних моделей об’єктів управління;
- знати класифікацію, призначення, структурні схеми, принцип дії систем управління біотехнологічними виробництвами;
- визначати параметри, що характеризують властивості об’єктів управління;
- будувати структурні схеми систем автоматичного регулювання, сигналізації, захисту, дистанційного керування та блокування;
- знаходити, оцінювати й використовувати інформацію з різних джерел, необхідну для рішення завдань з автоматизації біотехнологічних виробництв (зокрема, технічна література, довідкові матеріали, чинні стандарти, інструкції та інші документи в галузі автоматизації).
- будувати структурні схеми систем автоматичного вимірювання конкретних технологічних параметрів та вибирати засоби вимірювання з необхідними технічними та метрологічними характеристиками для їх реалізації;
- розраховувати похибки систем автоматичного вимірювання;
- знати статичні та динамічні властивості об’єктів управління, методи побудови математичних моделей об’єктів управління;
- знати класифікацію, призначення, структурні схеми, принцип дії систем управління біотехнологічними виробництвами;
- визначати параметри, що характеризують властивості об’єктів управління;
- будувати структурні схеми систем автоматичного регулювання, сигналізації, захисту, дистанційного керування та блокування;
- знаходити, оцінювати й використовувати інформацію з різних джерел, необхідну для рішення завдань з автоматизації біотехнологічних виробництв (зокрема, технічна література, довідкові матеріали, чинні стандарти, інструкції та інші документи в галузі автоматизації).
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни:
- пререквізити:
процеси та апарати біохімічної інженерії; загальна біотехнологія; процеси та апарати біотехнологічних виробництв; біотехнологія лікувально-косметичних засобів;
- кореквізити
основи фармацевтичної біотехнології; біоенерго та біогеотехнології; проектування та устаткування біотехнологічних виробництв; організація біотехнічного виробництва (проектування та устаткування); біотехнологія бродіння; комп'ютерні технології в біотехнології; комп'ютерні технології в промисловій біотехнології
процеси та апарати біохімічної інженерії; загальна біотехнологія; процеси та апарати біотехнологічних виробництв; біотехнологія лікувально-косметичних засобів;
- кореквізити
основи фармацевтичної біотехнології; біоенерго та біогеотехнології; проектування та устаткування біотехнологічних виробництв; організація біотехнічного виробництва (проектування та устаткування); біотехнологія бродіння; комп'ютерні технології в біотехнології; комп'ютерні технології в промисловій біотехнології
Короткий зміст навчальної програми:
Завдання і значення автоматизації. Основні поняття дисципліни. Ступені автоматизації: часткова, комплексна і повна.
Класифікація систем автоматизації.
Класифікація систем автоматизації: системи автоматичного вимірювання і контролю, регулювання і керування, захисту і блокування, сигналізації і дистанційного керування. Означення систем автоматизації, їх призначення, приклади систем автоматизації, структурні схеми, принцип дії і елементи схем. Системи автоматичного регулювання. Поняття зворотного зв’язку. Класифікація систем автоматичного регулювання: системи стабілізуючого, програмного, слідкуючого, екстремального та оптимального регулювання. Принципи регулювання: за відхиленням, за збуренням і комбінований.
Основні поняття про вимірювання і контроль параметрів технологічних процесів.
Основне рівняння вимірювання. Класифікація вимірювань: прямі вимірювання; непрямі вимірювання; комбіновані вимірювання. Одиниці вимірювання. Засоби вимірювальної техніки. Вимірювальні перетворювачі, їх класифікація і характеристики. Вторинні прилади та їх класифікація. Похибки методів вимірювання та засобів вимірювання. Основні метрологічні характеристики засобів вимірювальної техніки.
Вимірювання основних технологічних параметрів.
Вимірювання тиску. Тиск, його означення і одиниці вимірювання. Класифікація тисків: абсолютний, надлишковий, розрідження (вакуум), барометричний та різницевий. Класифікація приладів для вимірювання тиску. Рідинні прилади для вимірювання тиску. Деформаційні прилади для вимірювання тиску. Вантажопоршневі манометри. Вимірювання різниці тисків. Сучасні засоби вимірювання тиску.
Вимірювання температури. Означення температури та її одиниці вимірювання. Температурні шкали. Класифікація методів та приладів вимірювання температури. Термометри розширення: рідинні термометри, електроконтактні термометри, дилатометричні та біметалеві термометри, манометричні термометри. Термоперетворювачі опору. Вторинні прилади, що працюють в комплекті з термоперетворювачами опору: логометри, лабораторні мости, автоматичні мости. Термоелектричні перетворювачі температури. Вторинні прилади, що працюють в комплекті з термоелектричними перетворювачами: пірометричні мілівольтметри, лабораторні і автоматичні потенціометри. Основні похибки вимірювання температури та способи їх мінімізації. Сучасні засоби вимірювання температури.
Вимірювання витрати і кількості речовини.
Означення витрати та кількості речовини, одиниці їх вимірювання. Класифікація основних методів вимірювання витрати. Метод змінного та постійного перепаду тисків. Метод швидкісного напору. Електромагнітні витратоміри. Лічильники кількості.
Вимірювання рівня рідин
Класифікація методів і приладів вимірювання рівня рідин. Візуальні рівнеміри. Поплавкові рівнеміри. Гідростатичні рівнеміри. П’єзометричні та дифманометричні рівнеміри. Електричні рівнеміри ємнісні, резистивні. Радіоактивні та ультразвукові рівнеміри. Методи і прилади вимірювання рівня сипких матеріалів.
Контроль складу і якості речовин
Вимірювання густини речовин. Означення густини, одиниці вимірювання, класифікація методів та приладів вимірювання густини, їх принцип дії. Означення концентрації речовини, одиниці її вимірювання. Аналіз складу газів і рідин. Класифікація методів та приладів вимірювання концентрації, їх принцип дії. Вимірювання pH. Прилади для вимірювання pH, їх принцип дії.
Об’єкти регулювання (ОР) та їх основні властивості. Класифікація ОР. Режими роботи ОР. Статичні і динамічні характеристики ОР та методи їх визначення. Основні властивості типових ОР: інерційність, ємність, самовирівнювання, запізнення. Математичні моделі типових ОР. Експериментальне визначення параметрів ОР.
Рекомендована література:
1. Трегуб В.Г. Автоматизація об’єктів періодичної дії: підручник. – К.: Видавництво Ліра-К, 2017. ? 136 с.
2. Ельперін І.В, Пупена О.М., Сідлецький В.М., Швед С.М. Автоматизація виробничих процесів - К.: Видавництво Ліра-К, 2015 - 300 с.
3. Лукінюк М.В. Технологічні вимірювання та прилади. К.: НТУУ "КПІ", 2007. ? 436 с.
4. Лукінюк М.В. Контроль і керування хіміко-технологічними процесами. Кн. 1 Методи та технічні засоби автоматичного контролю хіміко-технологічних процесів. К.: НТУУ "КПІ", 2012. ? 336 с.
5. Стенцель Й.І., Поркуян О.В. Автоматизація технологічних процесів хімічних виробництв. Підручник. – Луганськ.: Вид-во Східноукр. нац. ун-ту, 2010. – 302 с.
6. Стенцель Й.І. Автоматика та автоматизація хіміко-технологічних процесів. Підручник. – Луганськ.: вид-во Східноукр.нац.ун-ту, 2004. – 376 с.
7. Ладанюк А.П., Трегуб В.Г., Ельперін І.В. Автоматизація технологічних процесів і виробництв харчової промисловості. – Київ.: Аграрна освіта, 2001. – 224 с.
8. Широков Л. А., Михайлов В. И.,. Фельдман Р. 3. Автоматизация производственных процессов и АСУ ТП в пищевой промышленности. - М.: Агропромиздат, 1986. - 311 с.
9. Автоматизация технологических процессов пищевых продуктов. Учебное пособие. (Под редакцией Е.Б.Карпина). - М.: Агропромиздат,1985. - 536 с.
10. Соколов В.А., Яценко В.Ф. и др. Основы автоматизации технологических процессов пищевых производств. – М.: Легкая промышленность, 1983. – 400 с.
11. Шувалов В.В., Огаджанов Г.А., Голубятников В.А. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. - М.: Химия, 1991. - 480 с.
12. Автоматическое управление в химической промышленности: Учебник для вузов. (под редакцией Е.Г. Дудникова). - М.:Химия,1987. - 368 с.
2. Ельперін І.В, Пупена О.М., Сідлецький В.М., Швед С.М. Автоматизація виробничих процесів - К.: Видавництво Ліра-К, 2015 - 300 с.
3. Лукінюк М.В. Технологічні вимірювання та прилади. К.: НТУУ "КПІ", 2007. ? 436 с.
4. Лукінюк М.В. Контроль і керування хіміко-технологічними процесами. Кн. 1 Методи та технічні засоби автоматичного контролю хіміко-технологічних процесів. К.: НТУУ "КПІ", 2012. ? 336 с.
5. Стенцель Й.І., Поркуян О.В. Автоматизація технологічних процесів хімічних виробництв. Підручник. – Луганськ.: Вид-во Східноукр. нац. ун-ту, 2010. – 302 с.
6. Стенцель Й.І. Автоматика та автоматизація хіміко-технологічних процесів. Підручник. – Луганськ.: вид-во Східноукр.нац.ун-ту, 2004. – 376 с.
7. Ладанюк А.П., Трегуб В.Г., Ельперін І.В. Автоматизація технологічних процесів і виробництв харчової промисловості. – Київ.: Аграрна освіта, 2001. – 224 с.
8. Широков Л. А., Михайлов В. И.,. Фельдман Р. 3. Автоматизация производственных процессов и АСУ ТП в пищевой промышленности. - М.: Агропромиздат, 1986. - 311 с.
9. Автоматизация технологических процессов пищевых продуктов. Учебное пособие. (Под редакцией Е.Б.Карпина). - М.: Агропромиздат,1985. - 536 с.
10. Соколов В.А., Яценко В.Ф. и др. Основы автоматизации технологических процессов пищевых производств. – М.: Легкая промышленность, 1983. – 400 с.
11. Шувалов В.В., Огаджанов Г.А., Голубятников В.А. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. - М.: Химия, 1991. - 480 с.
12. Автоматическое управление в химической промышленности: Учебник для вузов. (под редакцией Е.Г. Дудникова). - М.:Химия,1987. - 368 с.
Методи і критерії оцінювання:
- Поточний контроль (30%): письмові звіти з лабораторних робіт, усне опитування;
- Підсумковий контроль (70%, контрольний захід, екзамен); письмово-усна форма (70 %).
- Підсумковий контроль (70%, контрольний захід, екзамен); письмово-усна форма (70 %).