Автоматизовані системи вимірювань та контолю

Мета вивчення дисципліни – полягає у формуванні у здобувачів третього освітньо-наукового рівня вищої освіти комплексної системи теоретичних знань та прикладних навичок щодо архітектури, принципів дії та методів проектування сучасних засобів промислової автоматизації. Курс спрямований на детальне опанування повного тракту проходження сигналу: від фізичних принципів роботи первинних перетворювачів температури, тиску та рівня через процеси аналого-цифрового перетворення та нормування до реалізації алгоритмів керування у промислових контролерах. Особлива увага приділяється вивченню теорії автоматичного регулювання, зокрема налаштуванню замкнених контурів з ПІД-регуляторами, а також опануванню верхніх рівнів автоматизації, що включають SCADA-системи, промислові мережеві протоколи та новітні концепції Індустрії 4.0.
Практичне значення та використання отриманих знань – полягає у набутті фахівцем компетенцій, необхідних для самостійного вирішення інженерних задач з розробки, впровадження та експлуатації систем керування технологічними процесами. Здобувачі будуть здатні обґрунтовано обирати сенсори та виконавчі механізми (частотні перетворювачі, регулюючі клапани) під конкретні умови виробництва, виконувати оптимальне налаштування регуляторів для забезпечення стійкості та якості перехідних процесів, а також створювати ефективні людино-машинні інтерфейси для моніторингу обладнання. Отриманий базис дозволить фахівцям інтегрувати традиційні засоби автоматизації з сучасними технологіями промислового Інтернету речей (IIoT) та хмарними обчисленнями, забезпечуючи надійність та енергоефективність виробничих активів у різних галузях промисловості.
Дисципліна «Автоматизовані системи вимірювань та контролю» спрямована на надання  здобувачам третього освітньо-наукового рівня вищої освіти системних знань та прикладних вмінь щодо побудови багаторівневих систем керування, охоплюючи весь цикл обробки інформації: від вибору первинних давачів та виконавчих механізмів до синтезу законів регулювання та організації промислових мереж, що дозволяє фахівцям ефективно вирішувати задачі моніторингу та автоматизації технологічних процесів будь-якої складності в умовах сучасного виробництва.

Тематика та види навчальних занять
Лекційні заняття
Лекція 1. «Вступ до автоматизованих систем вимірювань та контролю».
Лекція 2. «Давачі та первинні перетворювачі». 
Лекція 3. «Нормування та обробка сигналів».
Лекція 4. «Виконавчі механізми та регулюючі органи».
Лекція 5. «Алгоритми та системи автоматичного регулювання».
Лекція 6. «Промислові мережі та SCADA-системи».
Лекція 7. «Застосування автоматизованих систем та сучасні тенденції».
Лекція 8. Сучасні тенденції розвитку автоматизації: Індустрія 4.0, IIoT та інтелектуальні системи.

Практичні заняття.
Практичне заняття 1. Вивчення давачів температури та вимірювання їх статичних характеристик. 
Мета заняття: Вивчити з принципами роботи різних типів давачів температури (термопари, термометри опору Pt100/Pt1000, термістори) та практично виміряти їх статичні характеристики. 
Практичне заняття 2. Основні положення Закону України «Про інноваційну діяльність».
Мета заняття: Ознайомитися з принципами роботи та практично дослідити характеристики давачів тиску та рівня.
Практичне заняття 3. Нормування та аналого-цифрове перетворення сигналів.
Мета заняття: Вивчити необхідність нормування сигналів, принципи їх посилення та аналого-цифрового перетворення. 
Практичне заняття 4. Вивчення виконавчих механізмів та регулюючих органів.
Мета заняття: Оволодіти з конструкцією та принципами керування електричними та пневматичними виконавчими механізмами, а також основними типами регулюючих органів.
Практичне заняття 5. Реалізація та налаштування ПІД-регулятора.
Мета заняття: Набути практичних навичок у програмуванні та налаштуванні ПІД-регулятора для підтримки заданого параметра.
Практичне заняття 6. Створення системи моніторингу на базі SCADA-системи та промислової мережі.
Мета заняття: Набути навичок у розробці SCADA-проектів, налаштуванні комунікацій з ПЛК та створенні мнемосхем.
Практичне заняття 7. Вивчення промислових мережевих протоколів (Modbus, Profibus або Industrial Ethernet). 
Мета заняття: Поглибити знання про принципи побудови промислових мереж та роботу основних протоколів.

Оцінювання результатів навчання

Підсумковий контроль з навчальної дисципліни проводиться після завершення її вивчення з метою встановлення досягнення здобувачем вищої освіти заявлених програмних результатів навчання і оцінювання рівня цих досягнень. Форма підсумкового контролю екзамен. Оцінювання результатів навчання з дисципліни здійснюється за накопичувальною системою, яка дає можливість здобувачеві протягом семестру отримати 100 балів. 
Здобувачі протягом семестру готуються до лекційних та практичних занять, виконують 2 модульні контрольні роботи. Модульні контрольні роботи №1 та №2 виконуються у письмовій формі. Максимальна оцінка за їх бездоганне виконання становить 30 балів (у формі тестових запитань). Накопичувальна частина дисципліни оцінюється 20 балами, за виконання практичних завдань 10 балів та за поточне контрольне опитування на практичних заняттях 10 балів. Для допуску до екзамену треба отримати не менш них 60 балів.

Політика освітнього процесу та умови допуску до підсумкового контролю

Здобувач зобов’язаний своєчасно та якісно виконувати всі отримані завдання, дотримуючись принципів академічної доброчесності; відвідувати консультації викладача за наявності незрозумілих питань. Викладач на першому аудиторному занятті надає повну інформацію щодо усіх складових дисципліни, роз’яснює кількісне та якісне наповнення змістовних модулів, рекомендує відповідну літературу, інформує щодо критеріїв оцінювання рівня навчальних досягнень здобувача з усіх видів навчальної діяльності та термінів контрольних заходів. Викладач зобов’язаний здійснювати консультації відповідно до затвердженого завідувачем кафедри графіка консультацій. Невиконання здобувачем МКР оцінюється у 0 балів, перескладання модулів відбувається за встановленим відділом аспірантури та докторантури розкладом. Здобувач допускається до заліку, якщо самостійно і логічно відтворює фактичний і теоретичний матеріал та наводить приклади; володіє навчальним матеріалом і використовує набуті знання, уміння у стандартних ситуаціях; самостійно виконує практичні завдання відповідно до методичних рекомендацій; робить релевантні висновки з опрацьованого матеріалу.