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.
Villamosmérnöki Szak
Szabadon választható tárgy
Dr. Csubák Tibor egyetemi docens
Dr. Nagy Dezső c. egyetemi docens
Dr. Katona László egyetemi adjunktus
A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.
A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.
Digitális technika
A tantárgyat nem vehetik fel azok, akik már előzőleg teljesítették a VIFO9081 (A folyamatirányítás és -tervezés gyakorlati módszertana) tantárgyat.
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.
8.1.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 .
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)
Előadás alapján egyéni tanulás, kiadott előadási vázlatokra egyéni jegyzetelés
a ) .A szorgalmi időszakban: eredményes zárthelyi írása az aláírás megszerzéséhez
b.) A vizsgaidőszakban: írásbeli vizsga
c.) Elővizsga utolsó oktatási héten
A zárthelyi egy ismételt alkalommal a pótlási héten is pótolható.
Konzultációra az előadások alkalmával biztosítunk lehetőséget.
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
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