Елементи та пристрої систем управління та автоматики

Мета вивчення дисципліни: формування у здобувачів комплексу знань про принципи функціонування, влаштування і галузі практичного застосування технічних засобів, які використовуються в даний час для побудови систем автоматики різного ступеня складності і різного призначення.
Практичне значення та використання отриманих знань: вивчення загальних питань управління технологічними об'єктами та підходів до створення систем управління; навчання здобувачів основам розробки локальних систем і виконання перевірки і налагодження систем і засобів автоматизації технологічних процесів.
Тематика та види навчальних занять

Для денної форми здобуття освіти
Лекційні заняття
Лекція 1. «Функціонування основних елементів та вузлів систем автоматики. Властивості операційного підсилювача. Інженерний розрахунок найпростіших схем на операційному підсилювачі».
Лекція 2. «Основні лінійні схеми на операційному підсилювачі».
Лекція 3. «Основні нелінійні схеми на операційному підсилювачі».
Лекція 4. «Погодження пристроїв обробки цифрової інформації з зовнішніми пристроями».
Лекція 5. «Узгодження додатних та заперечних логік».
Лекція 6. «Вторинні джерела живлення».
Лекція 7. «Попередня обробка вхідних аналогових сигналів».
Лекція 8. «Технічні і функціональні вимоги до датчиків. Основні параметри і характеристики датчиків».
Лекція 9. «Датчики і первинні перетворювачі температури».
Лекція 10. «Датчики і первинні перетворювачі тиску та витрат, рівня, сили та маси, переміщення та швидкості».
Лекція 11. «Датчики і контроль складу та концентрації речовини, освітлення, вологості».
Лекція 12. «Контроль механічних величин».
Лекція 13. «Аналого-цифрові перетворювачі (АЦП)».
Лекція 14. «Інтелектуальні датчики».
Лекція 15. «Виконання заземлення в системах з помішаними сигналами».
Лабораторні заняття
Лабораторне заняття №1. «Дослідження підсилювальних властивостей інвертуючого підсилювача».
Мета заняття: навчитися досліджувати підсилювальні властивості інвертуючого підсилювача.
Лабораторне заняття №2. «Дослідження властивостей неінвертуючого підсилювача».
Мета заняття: вміти досліджувати підсилювальні властивості неінвертуючого підсилювача.
Лабораторне заняття №3. «Дослідження властивостей диференційного підсилювача».
Мета заняття: вміти досліджувати властивості диференційного підсилювача.
Лабораторне заняття №4. «Дослідження властивостей інструментального підсилювача».
Мета заняття: вміти досліджувати властивості інструментального підсилювача.
Лабораторне заняття №5. «Дослідження властивостей інтегратора».
Мета заняття: вміти досліджувати властивості інтегратора.
Лабораторне заняття №6. «Дослідження властивостей диференціатора».
Мета заняття: вміти досліджувати властивості диференціатора.
Лабораторне заняття №7. «Дослідження тригера Шмітта».
Мета заняття: вміти досліджувати властивості тригера Шмітта.
Лабораторне заняття №8. «Дослідження синусоїдального генератора на операційному підсилювачі».
Мета заняття: навчитися проводити дослідження синусоїдальний генератор на операційному підсилювачі.
Лабораторне заняття №9. «Дослідження роботи одновібратора на логічних елементах та його загальні характеристики».
Мета заняття: вміти досліджувати роботу одновібратора на логічних елементах та його загальні характеристики.
Лабораторне заняття №10. «Дослідження роботи мультивібратора на логічних елементах».
Мета заняття: досліджувати роботу мультивібратора на логічних елементах.
Лабораторне заняття №11. «Дослідження перетворювача цифрового коду в напругу або струм».
Мета заняття: вміти досліджувати перетворювач цифрового коду в напругу або струм.
Лабораторне заняття №12. «Вивчення перехідних характеристик пропорційної, інтегральної та диференціюючої ланок».
Мета заняття: вміти отримати та розрахувати перехідні характеристики пропорційної, інтегральної та диференціюючої ланок.
Лабораторне заняття №13. «Вивчення перехідних характеристик паралельного включення ланок».
Мета заняття: вміти отримувати та розраховувати перехідні характеристики паралельного включення ланок.
Лабораторне заняття №14. «Вивчення перехідних характеристик ПІД-регулятора».
Мета заняття: вміти отримувати та розраховувати перехідні характеристики ПІД-регулятора.
Лабораторне заняття №15. «Розробка та моделювання принципової схеми ПІД-регулятора».
Мета заняття: навчитися розробляти та моделювати принципову схему ПІД-регулятора.
Для заочної форми здобуття освіти
Лекційні заняття
Лекція 1. «Функціонування основних елементів та вузлів систем автоматики. Властивості операційному підсилювачі. Інженерний розрахунок найпростіших схем на операційному підсилювачі».
Лекція 2. «Технічні і функціональні вимоги до датчиків. Основні параметри і характеристики датчиків».
Лабораторні заняття
Лабораторне заняття №1. «Вивчення перехідних характеристик ПІД-регулятора».
Мета заняття: отримати та розрахувати перехідні характеристики ПІД-регулятора.
Лабораторне заняття №2. «Розробка та моделювання принципової схеми ПІД-регулятора».
Мета заняття: навчитися розробляти та моделювати принципову схему ПІД-регулятора.
Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.
Індивідуальна робота

Курсова робота
Мета курсової роботи – Закріплення знань в галузі проектування та розрахунку основних пристроїв автоматики. Набуття вміння синтезувати загальну схему окремих пристроїв, вибрати найбільш прийнятий варіант структурної, функціональної та принципової схеми. Опанування навичками розробки блоків цифрової та аналогової обробки сигналів.
Здобувач отримує завдання на першому лабораторному занятті.
Пояснювальна записка містить 20-25 сторінок Кількість розділів – 3. Графічна частина – три аркуша креслень формату А3 та один аркуш формату А1.
Змістовна послідовність виконання роботи.
1. Обґрунтування структурної, функціональної та принципової схем пристрою;
2. Електричний розрахунок та вибір елементів принципової схеми;
3. Результати моделювання на ЕОМ за допомогою моделювальника MicroCap;
4. Розрахунок характеристики розробленого пристрою;
5. Дослідження впливу елементів електронного блоку на його властивості, за допомогою моделі блока.
Перелік графічних матеріалів:
• схема електрична структурна ПІД-регулятора;
• схема електрична функціональна ПІД-регулятора;
• схема електрична принципова ПІД-регулятора;
• графіки моделювання.
Захист курсової роботи – протягом останнього навчального тижня семестру.
Контрольна робота для здобувачів заочної форми
Завдання для виконання контрольної роботи здобувач отримує на установчій лекції.
Робота містить 10 теоретичних питань та 2 практичних завдання.
Обсяг відповіді на кожне теоретичне питання: не менше, ніж 2 сторінки машинописного тексту. Текст відповіді повинен бути виконаний самостійно, а не скопійованим з навчального посібника.
Термін надання виконаної контрольної роботи на перевірку – 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) 15-ти індивідуальних поточних завдань. Індивідуальні поточні завдання виконуються письмово і полягають в розв'язуванні типових задач відповідно до мети та завдань лабораторних занять. Бездоганне виконання індивідуального поточного завдання №1-6 оцінюється у 3,5 балів; індивідуальних поточних завдань №7 – 4,0 бала; №8 – 5,0 балів; індивідуальних поточних завдань №9 – 3,0 бали, №10-15 – 4,5 балів.
2) курсової роботи. Бездоганне виконання оцінюється у 60 балів. Захист роботи – 40 балів.
3) 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.
Підсумковий контроль – екзамен. Екзамен усний. Максимальна оцінка, яку може отримати студент – 100 балів.
Для заочної форми здобуття освіти
Виконання та захист двох лабораторних робіт – 20 балів (по 10 балів за кожну).
Захист контрольної роботи. Бездоганне виконання контрольної роботи оцінюється у 40 балів. При її захисті студент може отримати до 40 балів.
Захист курсової роботи. Бездоганне виконання курсової роботи оцінюється у 60 балів. Захист роботи – 40 балів.
Підсумковий контроль – екзамен. Екзамен усний. Максимальна оцінка, яку може отримати студент – 100 балів.