Контроль та керування хіміко-технологічних процесів

Мета вивчення дисципліни: забезпечити сталий розвиток професійних компетенцій здобувачів вищої освіти, надати актуальні знання до сучасних приладів, методик і протоколів здійснення контролю та керування технологічних процесів на хімічному виробництві, а також принципи та правила побудови схем автоматизації адаптованих до хімічних технологій, забезпечити поглиблення та удосконалення навичок з аналізу хіміко-технологічних систем їх функціональних, принципових та операторних схем відображення, використання сучасних комп’ютерних і мережевих технологій до аналізу, синтезу та цифрового прототипування технологічних процесів. Надати новітні якісні тренди у практиці сенсорної, вимірювальної, індикаторної та виконавчої технологій для здійснення автоматизованого і автоматичного контролю та керування технологічними процесами на виробництві і в науково-дослідних лабораторіях.
Практичне значення та використання отриманих знань: сформувати у здобувача сталу базу знань про принципи та методи побудови автоматизованих систем контролю та керування технологічними процесами на підставі сучасних засобів автоматизації, завдань автоматизації реальних об'єктів хімічної технології; надати можливість опанування практикою ведення командної асинхронної дистанційної проектної роботи з цифрової трансформації та автоматизації технологічних процесів із застосуванням методологій сучасних наукових досліджень і новітньої техніко-програмної бази; отримання сталих навички застосування методів виконання експериментів з цифровим прототипом технологічного обладнання з метою визначення оптимальних схем контроля і керування технологічними процесами і результативним функціюванням хіміко-технологічних систем (далі за текстом ХТС); засвоєння алгоритмів використання ефективними стратегіями індикації та візуалізації роботи ХТС за технологічними, безпековими та економічними показниками з глибоким зануренням до сучасних стратегій автоматизованого контролю та керування у присутності обмежень за технологічними умовами.
Тематика та види навчальних занять

Лекційні заняття
Лекція 1. “Вступ до курсу, огляд технологій курсу, складання роадмапу за проєктами та обґрунтування цифрових інструментів курсу. Автоматизовані системи управління (АСУ), основні визначення, класифікація, протоколи розбудови та експлуатації”.
Лекція 2. “Особливості метрології до хіміко-технологічного виробництва, теорія та практика організації та постійного забезпечення точності контролю та керування технологічних параметрів”.
Лекція 3. “Системи та прилади вимірювання температури. Основні визначення, класифікація, порівняльні характеристики і особливості використання. Позначення приладів та каналів на схемі автоматизації ХТС”.
Лекція 4. “Системи та прилади вимірювання тиску та розрідження. Основні визначення, класифікація, порівняльні характеристики і особливості використання. Позначення приладів та каналів на схемі автоматизації ХТС ”.
Лекція 5. “Системи та прилади вимірювання витрати та кількості речовини. Основні визначення, класифікація, порівняльні характеристики і особливості використання. Позначення приладів та каналів на схемі автоматизації ХТС ”.
Лекція 6. “Системи та прилади вимірювання рівнемірів для рідких та сипучих речовин. Основні визначення, класифікація, порівняльні характеристики і особливості використання. Позначення приладів та каналів на схемі автоматизації ХТС ”.
Лекція 7. “Системи та прилади вимірювання та контролю складу і фізичних властивостей речовин. Основні визначення, класифікація, порівняльні характеристики і особливості використання. Позначення приладів та каналів на схемі автоматизації ХТС ”.
Лекція 8. “Методи та прилади вимірювання концентрації речовин у розчинах. Організація потрібної точності при відповідних вимірюваннях та контролі”.
Лекція 9. “Особливості проектування, організації та експлуатації систем дистанційних вимірювань та контролю до хіміко-технологічних систем ”.
Лекція 10. “Сучасні стратегії проєктування локальних систем автоматизованого управління технологічними процесами: методології, законодавча та нормативна бази, інструментарій та програмне забезпечення”.
Лекція 11. “Особливості організації безперервного функціювання технології контролю якості”.
Лекція 12. “Огляд сучасних застосунків, платформ, розрахункових та моделюючих програм до розробки, впровадження та забезпечення коректного функціювання автоматизованих систем управління технологічними процесами на хімічних виробництвах”.
Лекція 13. “Сучасні технології тотальної цифровізації та децентралізації систем контролю та керування виробничих процесів”.
Лекція 14. “Огляд сучасних методологій безперервної інтеграції та безперервної доставки у ракурсі глобальних змін до бережливого та відповідального виробництва і стратегій сталого розвитку”.
Лекція 15. “Новітні та перспективні інновації у виробничому циклі хіміко-технологічних виробництв з впровадженням досягнень п’ятої індустріальної революції та тотальної галузевої автоматизації”.

Практичні заняття
Практичне заняття №1. “Вивчення принципу дії та конструкції термоелектричних приладів”.
Мета заняття: Практичне дослідження принципу дії та особливостей роботи термоелектричних термометрів.
Практичне заняття №2. “Вивчення принципу дії та особливостей повірки деформаційних та тензометричних манометрів”.
Мета заняття: Вивчити принцип дії та конструктивні особливості запропонованих приладів вимірювань тиску.
Практичне заняття №3. “Вивчення принципу дії та конструкції манометричного термометра”.
Мета заняття: Розглянути принцип дії та конструкцію манометричного термометра.
Практичне заняття №4. “Дослідження принципу дії, конструкції та повірки електромагнітного витратоміра”.
Мета заняття: Вивчити принцип дії, конструкцію та особливості повірки електромагнітного витратоміра.
Практичне заняття №5. “Вивчення принципу дії та конструкції відеграфічного реєстратора”.
Мета заняття: Опанувати конструкцію та принцип дії відеографічного реєстратора.
Практичне заняття №6. “Вивчення принципу дії інфрачервоного безконтактного термометра”.
Мета заняття: Дослідити особливості функціювання та характеристики безконтактного термометра.
Практичне заняття №7. “Розрахунки теплового потоку через теплову ізоляцію трубопроводу”.
Мета заняття: Опанувати особливості дослідження та розрахунку теплового потоку через ізоляцію трубопроводу.

Консультації. Консультації за питаннями курсу та активностях здобувачів на курсі здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу, та додатково у рамках встановленої на курсі методології командного спілкування та проектної комунікації у цифровому інструментарії по запитах команди та індивідуальним запитам здобувачів. Інструментарієм підтримки консультацій є практично всі цифрові інструменти за курсом, онлайн консультації за запитом, форуми та Q&A сесії, а також очне спілкування на кафедрі та у лабораторії iXTF Labs.
Індивідуальна робота

Курсова робота
Мета курсової роботи – практичне застосування лекційного матеріалу до вирішення метрологічних, інженерних та професійних задач з аналізу ХТС на предмет контролю та керування її технологічними потоками, розвиток компетенцій використання професійного програмного забезпечення до моделювання та оптимізації ХТС, закріплення вмінь візуальної презентації отриманих інженерних рішень.
Технічне завдання до курсової роботи є персональним до кожного здобувача та відкривається у системі цифрової підтримки освітнього процесу відразу при старті семестру.
Курсова робота містить всі необхідні розділи до аналізу, моделювання та оптимізації роботи схеми контролю та керування отриманої ХТС із висновками по кожному розділу та включає графічну частину – 1 аркуш формату А1 або аналогічна у обсягу частина у інших форматах. Кількість змістовних розділів складає 3.
Змістова послідовність виконання курсової роботи:
1. Опрацювання отриманої ХТС та аналіз особливостей функціювання, послідовності обчислення та моделювання її блоків, пропозиції до математичних моделей та до цифрової прототипізації.
2. Проектування економічно-доцільної схеми розташування вимірювальних приладів та організації контролю та керування до заданих режимів функціювання ХТС.
3. Проробка стратегії еколого-економічної оптимізації роботи ХТС та цифрового трансформування з урахуванням сучасних технологічних та апаратно-технічних можливостей.
Висновки по результатам роботи.
Захист курсової роботи – протягом останнього навчального тижня семестру.

Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання

Поточний контроль полягає у виконанні:
1) практичних робіт, бездоганне виконання яких сумарно оцінюється у 42 балів. Практичні роботи поділяються на 3 етапи, кожний з яких оцінюється окремо:
– опрацювання завдання до роботи, підготовка теоретичної, розрахункової та програмної частин, створення цифрового протоколу та відповідь на контрольні запитання – 2 бала;
– виконання експериментально-дослідної та розрахунково-інфографічної частин практичних робот – 2 бала;
– активна презентація роботи та захист протоколів – 2 бала.
2) двох модульних контрольних робіт. Модульні контрольні роботи складаються з теоретичної (5 запитань) і практичної частин (1 задача) та виконуються у письмовій формі. Відповідь на кожне теоретичне питання оцінюється максимум 4 балами. Правильне розв’язання задачі оцінюється в 9 балів. Бездоганне виконання кожної модульної контрольної роботи становить 29 балів.
3) курсової роботи. Бездоганне виконання оцінюється у 60 балів. Захист роботи – 40 балів. Максимальна можлива оцінка за бездоганне виконання та захист курсової роби становить 100 балів. Мінімальна оцінка, яка дозволяє отримати «задовільно» – 60 балів.
Підсумковий контроль – екзамен. Максимальна оцінка, яку може отримати здобувач – 100 балів. Мінімальна оцінка, яка дозволяє здобувачу отримати доступ до екзамену становить 60 балів.