Системи автоматизованого проектування

Дисципліна викладається з метою вивчення принципів побудови та організації САПР, методики їх використання для розв’язання задач автоматизації проєктування пристроїв та систем автоматизації (ПСА); вивчення загальних відомостей про об’єкти, моделі і задачі автоматизованого проєктування; призначення, складу, принципів та особливостей функціонування різних систем автоматизованого проєктування; надання цілісної картини процесу автоматизованого проєктування ПСА, основних проблем і підходів до їх розв’язання.
Предмет курсу: вивчення загальних відомостей про об’єкти, моделі і задачі автоматизованого проєктування; основних понять САПР; призначення, складу, принципів та особливостей функціонування різних систем автоматизованого проєктування; вивчення та вибір ефективних рішень щодо моделей комп’ютерних систем, процесів, що протікають в системах, методів, які дозволяють розв’язувати завдання аналізу характеристик і ідентифікації параметрів, методики розв’язання проєктних завдань, математичного забезпечення процедур аналізу та синтезу проектних рішень, освітлення методики концептуального проєктування, складних систем, питання інтеграції САПР із автоматизованими системами керування.
Предметом вивчення навчальної дисципліни є питання, пов’язані як з теорією САПР (поняття, призначення, класифікації, загальні принципи будови САПР, види забезпечень тощо), так і з набуттям практичних вмінь щодо використання існуючих САПР, які використовуються в різних задачах при побудові автоматизованих систем керування технологічними процесами.
Тематика та види навчальних занять
Для денної форми здобуття освіти
Лекційні заняття
Лекція 1. «Вступ до автоматизованого проєктування. Поняття автоматизованого проєктування. Структура САПР. Різновиди САПР. З історії розвитку САПР. Проблеми впровадження САПР. Загальні відомості про системи автоматизованого проєктування. Основні цілі та завдання САПР».
Лекція 2. «Життєвий цикл інтегрованих автоматизованих систем. Системний підхід. Автоматизовані системи. Життєвий цикл систем згідно ISO/IEC 15288:2005 9. Водоспадна модель (Waterfall Model). V-model. Інкрементні моделі (Incremental Model). Еволюційні моделі (Iterative Model) . Мета і задачі проєктування».
Лекція 3. «Основи автоматизованого проєктування. основні терміни та визначення. Основні терміни та визначення. Види проєктування. Проєктні процедури та проєктні задачі. Евристичні і систематичні рішення. Види проєктних задач. Процедури синтезу й аналізу. Принципи побудови маршрутів проєктування. Підходи до верифікації. Типові проєктні процедури».
Лекція 4. «Об’єкти керування. Структура, види і загальна характеристика об’єктів керування. Класифікація об’єктів керування. Основні властивості об’єктів керування».
Лекція 5. «Системи керування. Класифікація систем керування. Основні властивості систем керування. Надійність в АСКТП»
Лекція 6. «Склад, структура і компоненти САПР. Колектив або персонал АС. Комплекс засобів автоматизації проєктування. Програмні комплекси та підсистеми. Системні принципи та властивості САПР».
Лекція 7. «Системи інформаційної підтримки життєвого циклу виробів. Терміни, поняття та визначення. Концепція CALS. Стратегія CALS. Задачі і напрямки впровадження CALS-технологій. Проблеми впровадження CALS-технології на етапах створення та застосування».
Лекція 8. «САПР – CAD/CAM/CAE/PDM/PLM-системи. Призначення CAD/CAE/CAM-систем. Рівні CAD/CAE/CAM-систем. Модульність CAD/CAE/CAM-систем. Функції, властивості та приклади САЕ/СAD/САМ-систем. Склад та основні функції CAD/CAM/CAE/PDM/PLM-систем. Класифікація CAD/CAM/CAE/PDM/PLM-систем. Критерії вибору САПР CAD/CAM/CAE/PDM/PLM-систем. Програмні мови».
Лекція 9. «Різновиди забезпечення САПР. Математичне забезпечення САПР. Програмне забезпечення САПР. Інформаційне забезпечення САПР. Технічне забезпечення САПР. Лінгвістичне забезпечення САПР. Методичне забезпечення САПР. Організаційне забезпечення САПР».
Лекція 10. «Технічне та математичне забезпечення САПР. Вимоги до технічного забезпечення САПР. Вимоги до математичних моделей і методів у САПР. Математичні моделі та методи аналізу на мікрорівні»
Лекція 11. «Послідовність підготовки завдань для виконання на ЕОМ. САПР технологічної підготовки виробництва. Взаємодія САПР з іншими автоматизованими системами».
Лекція 12. «Технологічні основи побудови САПР ТП. Технологічний процес як об’єкт проєктування. Різновиди технологічного проєктування. Технологічна уніфікація. Варіанти оброблення інформації в САПР ТП. Вхідна (початкова) інформація про деталь. Формалізація технологічного проєктування. Прийняття рішень при технологічному проєктуванні. Методи автоматизованого проєктування технологічних процесів».
Лекція 13. «Автоматизація розв’язання технологічних завдань. Автоматизація визначення технологічності виробів. Формалізація і автоматизація завдань забезпечення технологічності конструкцій виробів».
Лабораторні заняття
Лабораторне заняття №1 (4 часа). «Розроблення функціональної схеми автоматизації».
Мета заняття: засвоєння методики складання фрагментів функціональної схеми автоматизації (ФСА) з використання мікропроцесорних контролерів та зображення комплектів приладів, які вимірюють різні технологічні параметри, сигналізують про їх граничні значення, а також фрагментів функціональної схем автоматизації із зображенням схем автоматизованого управління електроприводами виробничих механізмів.
Лабораторне заняття №2 (4 часа). «Розроблення принципової електричної схеми».
Мета заняття: засвоєння методики визначення, підбору та зображення складових частини принципової електричної схеми на базі розробленого фрагменту функціональної схеми автоматизації (згідно отриманих результатів лабораторної роботи №1).
Лабораторне заняття №3 (2 часа). «Розроблення креслення загального виду щита автоматизації».
Мета заняття: засвоєння методики визначення та зображення складових частини креслення щита на базі розробленої принципової електричної схеми (згідно отриманих результатів лабораторної роботи №1, 2).
Лабораторне заняття №4 (4 часа). «Розроблення схеми з’єднань та підключень зовнішніх проводок».
Мета заняття: засвоєння методики визначення та зображення складових частин схеми з’єднань та підключень зовнішніх проводок на базі розробленої принципової електричної схеми та креслення загального виду щита автоматизації (згідно отриманих результатів лабораторної роботи №1-3).
Лабораторне заняття №5 (4 часа). «Розроблення монтажної схеми щита».
Мета заняття: засвоєння методики зображення складових частин монтажної схеми щита на базі розробленого креслення загального виду щита автоматизації, схеми принципової електричної та схеми з’єднань та підключень зовнішніх проводок (згідно отриманих результатів лабораторної роботи № 2, 3, 5).
Для заочної форми здобуття освіти
Лекційні заняття
Лекція 3. «Основи автоматизованого проєктування. основні терміни та визначення. Основні терміни та визначення. Види проєктування. Проєктні процедури та проєктні задачі. Евристичні і систематичні рішення. Види проєктних задач. Процедури синтезу й аналізу. Принципи побудови маршрутів проєктування. Підходи до верифікації. Типові проєктні процедури».
Лекція 8. «САПР – CAD/CAM/CAE/PDM/PLM-системи. Призначення CAD/CAE/CAM-систем. Рівні CAD/CAE/CAM-систем. Модульність CAD/CAE/CAM-систем. Функції, властивості та приклади САЕ/СAD/САМ-систем. Склад та основні функції CAD/CAM/CAE/PDM/PLM-систем. Класифікація CAD/CAM/CAE/PDM/PLM-систем. Критерії вибору САПР CAD/CAM/CAE/PDM/PLM-систем. Програмні мови».
Лабораторні заняття
Лабораторне заняття №1 (4 часа). «Розроблення функціональної схеми автоматизації».
Мета заняття: засвоєння методики складання фрагментів функціональної схеми автоматизації (ФСА) з використання мікропроцесорних контролерів та зображення комплектів приладів, які вимірюють різні технологічні параметри, сигналізують про їх граничні значення, а також фрагментів функціональної схем автоматизації із зображенням схем автоматизованого управління електроприводами виробничих механізмів.
Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.

Індивідуальна робота
для денної та заочної форми здобуття освіти
Курсова робота
Мета курсової роботи – отримати початкові навички з проєктування систем автоматизації для промисловості, оволодіти технікою проєктування систем автоматизації технологічних процесів, набути навички виконання основних схем і креслень з автоматизації.
У результаті виконання даної курсової роботи здобувачі повинні набути знання про зміст і порядок виконання проєктування робіт у галузі автоматизації та вміння виконувати проєктно-розрахункові роботи на стадії проектування.
Здобувач отримує завдання на першому лабораторному занятті.
Пояснювальна записка містить 20-25 сторінок Кількість розділів – 3. Графічна частина – чотири аркуша креслень формату А3.
Змістовна послідовність виконання роботи.
Змістовна послідовність та терміни виконання етапів роботи наведено у календарному плані Методичних вказівок до курсового проєктування з дисципліни «Проєктування систем автоматизації», розділ 3.
Перелік графічних матеріалів:
1. Схема автоматизації;
2. Принципова схема регулювання, управління;
3. Принципова схема сигналізації та живлення;
4. Особливості монтажу вимірювального комплекту для вибраної технологічної ділянки (об’єкту).
Захист курсової роботи – протягом останнього навчального тижня семестру.
Контрольна робота для здобувачів заочної форми
Завдання для виконання контрольної роботи здобувач отримує на установчій лекції.
Контрольна робота містить відповіді на питання двох тем, які надані у варіантах контрольної роботи.
Контрольна робота має бути оформлена у вигляді текстового документа PDF, що містить опис усіх етапів виконання завдань, графіки та висновки.
До роботи мають бути додані: вихідні файли даних, файли програми, файли з результатами (наприклад, графіки, текстові файли, таблиці).
Усі матеріали необхідно завантажити в архів (формат *.zip або *.rar) і надіслати не пізніше, ніж за місяць до початку сесії.
Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання
для денної форми здобуття освіти
Поточний контроль полягає у виконанні
1) 5 лабораторних робіт (чотири з них по 4 часа та одна – 2 часа). Бездоганне виконання кожної роботи оцінюється у 12 балів. Всього бездоганне виконання лабораторних робіт оцінюється у 60 балів.
2) двох модульних контрольних робіт. Модульні контрольні роботи складаються з теоретичної і практичної частин та проводяться у формі комп'ютерного тестування. Бездоганне виконання кожної модульної контрольної роботи становить 20 балів. Всього 40 балів.
3) курсової роботи. Бездоганне виконання оцінюється у 60 балів. Захист роботи – 40 балів. Максимальна оцінка, яку може отримати здобувач – 100 балів.
Підсумковий контроль – екзамен. Максимальна оцінка, яку може отримати здобувач – 100 балів.
Для заочної форми здобуття освіти
Поточний контроль полягає у виконанні
1) однієй 4-х часової лабораторної роботи. Бездоганне виконання лабораторної роботи оцінюється у 50 балів. Всього – 50 балів.
2) контрольної роботи. Бездоганне виконання контрольної роботи становить 50 балів.
3) курсової роботи. Бездоганне виконання оцінюється у 60 балів. Захист роботи – 40 балів. Максимальна оцінка, яку може отримати здобувач – 100 балів.
Підсумковий контроль – екзамен. Максимальна оцінка, яку може отримати здобувач – 100 балів.