ĶVT771 Procesu automatizācija un modelēšana

Kods ĶVT771
Nosaukums Procesu automatizācija un modelēšana
Statuss Obligātais/Ierobežotās izvēles
Līmenis un tips Pamatstudiju, Akadēmiskais
Tematiskā joma Ķīmija un ķīmijas tehnoloģija
Struktūrvienība Vispārīgās ķīmijas tehnoloģijas katedra
Mācībspēks Juris Vanags, Imants Kreicbergs
Kredītpunkti 4.0 (6.0 ECTS)
Daļas 1
Anotācija Studiju kurss rada padziļinātu izpratni par ķīmijas, ķīmijas tehnoloģijas un izvēlētas apakšnozares procesu aprakstīšanu ar matemātiskajiem modeļiem, algoritmizāciju un automatizāciju. Studējošais iegūst zināšanas par procesu modelēšanu, algoritmizāciju un modeļos bāzētu procesu vājo posmu noteikšanu, kā arī par automatizācijas galvenajiem principiem, dažādu fizikālo lielumu noteikšanas sensoriem, tehnoloģisko procesu vadības izpildelementiem, procesu regulācijas principiem, automatizācijas attīstības tendencēm mūsdienās un kontrolieru programmēšanu. Studiju kurss ir pielāgots kombinēto studiju metodikai, un ietver asinhronas un sinhronas studiju aktivitātes, kā arī nepieciešamos atbalsta materiālus studiju asinhronām aktivitātēm. Studiju kursā izmantota augstas veiktspējas skaitļošanas platforma, lai studentim dotu piekļuvi virtuālajām mašīnām, kurās izvietoti zinātniskās programmēšanas rīki (Aspen, MatLab) studiju kursa uzdevumu risināšanai. Studiju kursā studējošie apgūst Eiropas iedzīvotāju digitālās kompetences ietvaram (DigComp) atbilstošās augstāko līmeņu digitālās prasmes..
Studiju kursa saturs
Saturs Pilna un nepilna laika klātienes studijas Nepilna laika neklātienes studijas
Kontaktstundas Patstāvīgais darbs Kontaktstundas Patstāvīgais darbs
Ievads. Modeļa jēdziens, uzbūve. Ideālie un abstraktie modeļi. 2 2 0 0
Praktiskais darbs Nr. 1 - Ķīmiski tehnoloģiskā procesa modeļa izveide. 2 2 0 0
Matemātisko modeļu izmantošana ķīmijā un ķīmijas tehnoloģijā. 6 8 0 0
Praktiskais darbs Nr. 2 - Tehnoloģiskā procesa matemātiskā modeļa pielāgošana, izmantojot MatLab. 2 2 0 0
Praktiskais darbs Nr. 3 - Modelis kā izziņas avots. Darbs MatLab vai Aspen vidē, pieslēdzoties HPC darba stacijai. 4 4 0 0
Vispārīgie procesu automatizācijas principi. 4 6 0 0
Praktiskais darbs Nr. 4 - Ražošanas procesu automatizācijas blokshēma. 2 2 0 0
Tehnoloģisko procesu algoritmizācija Aspen vidē. 8 10 0 0
Praktiskais darbs Nr. 5 - Ražošanas procesu automatizācijas uzdevumu algoritmizācija. 2 2 0 0
Praktiskais darbs Nr. 6 - Tehnoloģisko procesu optimizācijas segmentēšana, vājo posmu detektēšana. 2 2 0 0
Sensori un izpildelementi kā automatizācijas realizācijas instrumenti. 8 12 0 0
Praktiskais darbs Nr. 7 - Sensoru atbilstības klases noteikšana. 2 2 0 0
Programmējamo loģisko kontrolieru (PLC) princips, definīcija un programmēšana. 6 8 0 0
Procesu vizualizācijas sistēmas (SCADA) principi un lietošanas piemēri. 2 4 0 0
Praktiskais darbs Nr. 8 - Programmēšana ar Siemens LOGO – Loģiskie uzdevumi. 2 2 0 0
Praktiskais darbs Nr. 9 - Programmēšana ar Siemens LOGO – Reaktoru pielietošanas uzdevumi. 2 2 0 0
Praktiskais darbs Nr. 10 - Programmēšana ar Siemens LOGO – Plūsmas uzdevumi. 2 2 0 0
Praktiskais darbs Nr. 11 - Programmēšana ar Siemens LOGO – PID regulācija. 2 2 0 0
Ķīmijas, ķīmiski tehnoloģisko un apakšnozaru ražošanas procesu automatizācijas piemēri. 4 6 0 0
Konsultācija pirms eksāmena. 12 0 0 0
Eksāmens. 4 0 0 0
Kopā: 80 80 0 0
Mērķis un uzdevumi, izteikti
kompetencēs un prasmēs
Studiju kursa mērķis ir attīstīt studējošo izpratni par ķīmisko, ķīmiski tehnoloģisko procesu automatizāciju un modelēšanu, matemātisko modeļu piemērošanu procesu aprakstam, kā arī pilnveidot profesionālas prasmes un iemaņas analizēt un optimizēt ražošanas procesus, izmantojot modelēšanas un automatizācijas zināšanas. Studija kursa uzdevumi: - attīstīt prasmes automātikas elementu pielietojumā atkarībā no procesa tehnoloģiskā rakstura; - radīt izpratni par procesa regulācijas shēmu principiem un pielietojamību; - attīstīt iemaņas tehnoloģisko procesu kritisko punktu determinēšanā, spēju analizēt un optimizēt ražošanas procesus izmantojot modelēšanas un automatizācijas zināšanas.
Sasniedzamie studiju
rezultāti un to vērtēšana
Pārzinot un izprotot modeļa jēdzienu, spēj izstrādāt matemātisku modeli, kas apraksta un ļauj izvērtēt ķīmijas tehnoloģijas procesus (DigComp 7. līmenis). - Pārbaudes veidi: pārbaudes darbs, praktiskais darbs, mājasdarbs, eksāmens. Kritēriji: no esošajiem modeļiem patstāvīgi kombinē jaunus matemātiskos modeļus, lai augstā līmenī izvērtētu jebkuru ķīmijas, ķīmijas tehnoloģijas procesu kopas, kuras sevī ietver starpdisciplināras jomās.
Pārzinot matemātiskos modeļus un ķīmijas tehnoloģijas pamatprincipus, spēj izstrādāt risinājumus (procesu nepārtrauktības shēmas, procesu optimizācijas risinājumus, u.c.) sarežģītām ar ķīmijas tehnoloģiju saistītām inženiertehniskām problēmsituācijām ar daudziem mainīgajiem (temperatūra, izejvielu koncentrācijas, spiediena, laika. u.c.) un izvērtēt iegūtos rezultātus (DigComp 7. līmenis). - Pārbaudes veidi: pārbaudes darbs, praktiskais darbs, mājasdarbs, eksāmens. Kritēriji: risina sarežģītas inženiertehniskas problēmsituācijas ar vairākiem, dažādiem modelēšanas rīkiem, salīdzina un izvērtē iegūtos rezultātus.
Pārzina un izprot automatizācijas motivāciju un priekšnosacījumus, prot pamatot automatizācijas nepieciešamību. - Pārbaudes veidi: pārbaudes darbs, praktiskais darbs, mājasdarbs, eksāmens. Kritēriji: spēj izveidot automatizācijas blokshēmu nozares ražošanas procesam.
Izprot algoritmizācijas principus, pārzina to sastādīšanas un pierakstu veidus, prot analizēt ražošanas procesus pēc to algoritmiem. - Pārbaudes veidi: pārbaudes darbs, praktiskais darbs, mājasdarbs, eksāmens. Kritēriji: spēj sastādīt procesa algoritmu un identificēt tā kritiskos kontroles punktus.
Pārzina un izprot sensorus un izpildelementus, to darbību un lietojumu dažādos automatizācijas uzdevumos. - Pārbaudes veidi: pārbaudes darbs, praktiskais darbs, mājasdarbs, eksāmens. Kritēriji: spēj izvēlēties un pamatot sensoru izvēli procesa automatizācijas realizēšanai.
Izprot programmējamo loģisko kontrolieru darbības principus, pārzina kontrolieru programmēšanas vidi. - Pārbaudes veidi: pārbaudes darbs, praktiskais darbs, mājasdarbs, eksāmens. Kritēriji: spēj programmēt loģisko kontrolieri, lai risinātu nozares automatizācijas uzdevumus.
Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji
Mājasdarbi - 10%
Pārbaudes darbi - 20%
Praktiskie darbi - 20%
Eksāmens - 50%
 
Priekšzināšanas Zināšanas augstākajā matemātikā. Programmēšanas iemaņas MatLab vidē.
Studiju kursa plānojums
Daļa KP EKPS Stundas Pārbaudījumi
Lekcijas Prakt. d. Lab. Ieskaite Eksāmens Darbs
1 4.0 6.0 2.5 1.5 0.0 *

Kursa apgūšanas cena klausītājam Pilna laika studijas
Klātiene
Nepilna laika studijas
Klātiene
Nepilna laika studijas
Neklātiene
Pieteikties uz šo kursu

[Kursa apraksts PDF formātā]