Программа междисциплинарного экзамена

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

Кафедра «Интегрированных компьютерных систем управления»

Утверждаю:

Зав. кафедрой ИКСУ

_______________

«_____»_________________2011 г.

Программа междисциплинарного экзамена

для выпускников бакалавр по направлению подготовки 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств (в нефтегазовой отрасли)»

2011

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Итоговый междисциплинарный экзамен (МДЭ) является обязательным компонентом итоговой аттестации выпускников высшего профессионального образования (бакалавров).

1.2. Целью МДЭ является выявление уровня подготовки выпускника относительно общих требований к уровню его образования, определяемых государственным образовательным стандартом данного направления.

1.3. МДЭ должен определить степень усвоения студентом основных дисциплин общепрофессионального циклов.

1.4. Междисциплинарный экзамен должен предшествовать проведению защиты выпускной квалификационной работы. К МДЭ допускаются студенты, завершающие полный курс обучения бакалаврской подготовки.

1.5. МДЭ осуществляется в виде письменного экзамена. Ответ студента на экзаменационный билет должен включать все необходимые математические расчеты, графические и текстовое пояснения, обоснование и выводы.

1.6. Продолжительность экзамена – 3 часа. Подготовка МДЭ ведется на основе “Программы МДЭ”.

1.7. В целом результат оценивается по четырехбальной системе суммированием бальных оценок членов комиссии.

1.8. В случае разделения мнения между членами комиссии выносится та оценка, которую поддержал председатель комиссии.

1.9. Результаты экзамена доводятся до студента сразу после закрытого заседания экзаменационной комиссии.

1.10. Обсуждение и окончательную оценку ответов экзаменационная комиссия проводит на закрытом заседании, определяя итоговую оценку – «отлично», «хорошо», «удовлетворительно», «неудовлетворительно».

1.11. Результаты сдачи МДЭ записываются в приложении к диплому и учитываются при установлении рейтинга студента.

1.12. Студент, получивший на экзамене оценку «неудовлетворительно» допускается к пересдаче экзамена не ранее, чем через 6 недель по приказу проректора.

1.13. В случае неявки студента на МДЭ по уважительной причине по ходатайству студента комиссия решает вопрос о новых сроках заседания для проведения экзамена в период действия полномочий комиссии, определяемой распоряжением декана факультета.

ПРОГРАММА МДЭ

2.1.   Учебные дисциплины, включаемые в экзамен и перечень теоретических тем, рекомендуемые для подготовки к МДЭ, источники учебной информации

Для подготовки студенту предлагаются теоретические вопросы по дисциплинам, задачи разбираются на консультации преподавателя, ведущего соответствую дисциплину.

Вопросы по дисциплинам «Технологические процессы и производства»:

1.  Самотёчная двухтрубная система сбора нефти. Принципиальная схема. Достоинства и недостатки.

2.  Высоконапорная однотрубная система сбора нефти. Принципиальная схема. Достоинства и недостатки.

3.  Напорная система сбора нефти. Принципиальная схема. Достоинства и недостатки.

4.  Типовые технологические схемы предварительной подготовки нефти. Назначение блочной кустовой насосной станции.

5.  Установка предварительного сброса воды в технологической схеме предварительной подготовки нефти. Назначение деэмульгатора.

6.  Место и назначение нефтяного сепаратора в системе предварительной подготовки нефти.

7.  Типовая технологическая схема дожимной насосной станции в системе предварительной подготовки нефти.

8.  Найти объём газа при изобарическом нагревании.

9.  Найти объём газа при изотермическом сжатии.

10.  Найти давление газа при изохорическом нагревании.

Вопросы по дисциплине «Силовые электронные устройства автоматики»:

1.  Автоматизированный электропривод: определение, составные части ЭП, Механические характеристики электродвигателей.

2.  Способы формирования статических, механических характеристик с помощью обратных связей.

3.  Датчики положения, скорости и тока, применяемые в электроприводе.

4.  Цифровые системы управления электроприводами. Структурная схема цифровой системы управления.

5.  Асинхронные электроприводы. Асинхронные электродвигатели систем автоматического регулирования. Режимы работы асинхронных машин. Способы регулирования частоты вращения АД. Силовые схемы асинхронных приводов.

6.  Электроприводы постоянного тока. Режимы работы. Силовые схемы приводов постоянного тока. Тиристорные и транзисторные преобразователи.

7.  Вентильный электропривод. Принцип действия. Силовые схемы вентильного электропривода. Датчики положения ротора.

8.  Шаговый электропривод. Принцип действия. Режим работы ШД. Силовые схемы шагового электропривода.

9.  Цифровые системы управления электроприводами. Структурная схема цифровой системы управления. Частотные преобразователи.

Вопросы по дисциплине «Диагностика и надёжность автоматизированных систем»:

1.  Алгоритмы диагностирования. Условные и безусловные алгоритмы диагностирования. Представление алгоритмов в виде графов.

2.  Основные понятия и определения теории надежности. Отказы и их классификация. Показатели безотказности систем, их определение и связь между собой.

3.  Поиск дефектов. Алгоритмы поиска дефектов, основанные на анализе показателей надёжности. Безусловный алгоритм поиска на основе показателей надёжности.

4.  Оценка надёжности при появлении внезапных отказов. Учёт режимов работы и возмущающих факторов при расчётах надёжности.

5.  Расчёт надёжности. Основные виды расчётов надёжности. Последовательность расчётов надёжности. Расчёт надёжности, основанный на использовании параллельно-последовательных структур.

6.  Эксплуатационная надёжность систем. Регламентное обслуживание систем. Статистическая оценка времени проведения профилактических работ.

7.  Методы повышения надежности систем. Виды резервирования. Расчет показателей надежности при различных видах структурного резервирования.

8.  Особенности расчета надежности механических систем.

9.  Расчет надежности восстанавливаемых систем без резервирования и с резервированием (на примере дублирования).

По указанным вопросам будет 10 задач.

Вопросы по дисциплине «Средства автоматизации и управления»:

1 Общие принципы построения Государственной системы промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП). Понятие унифицированного входного сигнала.

2.  Классификация устройств ГСП по функциональным признакам. Входные и выходные параметры модулей ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов.

3.  Способы коррекции и обработки результатов измерений непрерывного сигнала. Понятие полосы и глубины фильтра.

4.  Устройство ввода аналоговых сигналов. Типовая структурная схема, принцип действия и назначение модуля.

5.  Логика работы двухпозиционного регулятора. Принцип действия и назначение устройства.

6.  Принцип действия импульсных источников питания. Функциональная схема и назначение устройства.

7.  Устройство сбора дискретных сигналов. Типовая структурная схема, принцип действия и назначение модуля.

8.  Основные виды гальванической развязки. Понятия и области применения.

Вопросы по дисциплине «Автоматизация технологических процессов и производств»:

1.  Использование автоматов «Мили» в релейном управлении.

2.  Использование автоматов «Мура» в релейном управлении.

3.  Влияние дискретности времени в цифровой системе АТПП на точность регулирования.

4.  Влияние квантования уровня сигналов в цифровой системе АТПП на точность регулирования.

5.  Особенности реализации цифровых регуляторов ПИ в АТПП.

6.  Особенности реализации ПИД регуляторов в АТПП.

7.  Интегрированная система аварийной безопасности технологического производства УКПН.

8.  Особенности реализации двухпозиционных регуляторов в АТПП.

9.  Автоматизированная система управления технологическим обслуживанием и ремонтом АТПП.

Вопросы по дисциплине «Проектирование автоматизированных систем»

1.  Какие стадии и этапы установлены для выполнения проектных работ по ГОСТ 34.601-90? Привести краткое содержание основных этапов выполнения проектных работ.

2.  Принципиальная схема. Особенности проектирования релейной автоматики управления электроприводом. Контакторы. Автоматы. Тепловые реле. Кнопки пуск и останов. Обозначение. Пример релейной автоматики ручного и дистанционного управления трехфазным мотором.

3.  Выбор датчиков полевого уровня. ПИП и ВИП. HART датчики. IQ уровень измерительного устройства. Ограничения расстояния соединений датчиков с контроллерным оборудованием.

4.  Выбор коммуникационных протоколов в АС. Особенности протоколов MODBUS, ProfiBUS, CAN, Ethernet, MPI, HART.

5.  Разработка функциональной схемы автоматизации (ФСА) по ANSI.

6.  Проектирование информационных потоков АС. Основные информационные атрибуты канала измерения в базе данных SCADA.

7.  Проектирование схем внешней проводки

8.  Основные проектные решения по управлению расходом в трубопроводе. Структурные схемы регулирования расходом. Проектные решения «Функциональная схема канала автоматизации расходом».

9.  Основные проектные решения по управлению уровнем жидкости в резервуаре. Структурные схемы регулирования уровнем жидкости. Проектные решения «Функциональные схемы автоматизации канала управления уровнем жидкости».

10.  Проектирование релейного регулирования процессов нагревания и охлаждения. Типы релейного регулирования. Особенности релейного регулирования охлаждением и нагреванием. Применение гистерезиса при регулировании и сигнализации. Типы релейной сигнализации.

11.  Описать содержательную часть основных разделов технического задания на АСУ ТП согласно ГОСТ 34.602-89.

12.  Проектирование структурной схемы автоматизированной системы. Трехуровневая схема АСУ ТП насосной станции. Описание структурных решений на каждом уровне автоматизации Функциональность автоматизированного рабочего места диспетчера.

13.  Схема внешних проводок. Основные атрибуты схемы. Пример схемы внешних проводок насосной станции для двух измерительных каналов.

14.  Принципиальная схема релейной автоматики в дистанционном и ручном режимах управления включением - отключением асинхронного привода насоса.

15.  Привести основные требования заявочного листа выбора датчиков давления. Привести основные расчеты метрологии измерительных приборов. Пояснить назначение интерфейса связи их с контроллером. Описать HART - интерфейс.

16.  Экранные формы. Описать дерево экранных форм. Описать способы навигации. Описать варианты сигнализации о несоответствиях в технологическом процессе. Привести пример экранной формы диспетчерского журнала событий.

17.  Проектирование пропускной способности клапанов. Регулировочные характеристики клапана. Присоединительные атрибуты исполнительных органов.

Темы, по которым составлены задачи по ПАС

1.  Задача: Разработать функциональную схему автоматизации.

2.  Задача: Разработать функциональную схему автоматизации.

3.  Задача Разработать схему внешней проводки по функциональной схеме автоматизации.

4.  Задача: Разработать схему внешней проводки.

5.  Задача: Разработать ER модель базы данных Scada системы.

6.  Задача: Разработать схему метрологической аттестации канала измерения АСУТП

7.  Задача: По заданной упрощенной функциональной схеме автоматизации построить полную схему.

8.  Задача :По заданному узлу сбора данных разработать ER (концептуальную модель) базы данных.

9.  Задача: По заданной упрощенной функциональной схеме автоматизации построить схему внешних соединений.

10.  Задача :Для заданной схемы сигнализации, разработать LD диаграмму программного кода для контроллера управления.

11.  Задача :Для заданной схемы сигнализации, разработать LD диаграмму программного кода для контроллера управления.

12.  Задача :Для заданной схемы пуска мотора разработать программу на языке МЭК 1131.

13.  Задача: Для заданной технологической схемы разработать 3-х уровневую схему АСУТП.

14.  Задача :Для заданной структурной схемы технологического процесса разработать IDEF0 – модель.

2.1.  Критерии оценки качества устных и письменных ответов экзаменующихся

Оценки “отлично”, “хорошо” проставляются за полный ответ на все теоретические вопросы и решение задач.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЭКЗАМЕНУ

1.  Денисенко управление технологическим процессом, экспериментом, оборудованием. – М.: "Горячая линия-Телеком", 2009. – 608 с.

2.  О’Лири Дэннел ERP системы. Современное планирование и управление ресурсами предприятия. Выбор, внедрение, эксплуатация. – М.: , 2004. – 272с.

3.  Калянов , анализ, реорганизация и автоматизация бизнес-процессов. – М.: Финансы и статистика, 2007. –240 с.

4.  Хетагуров автоматизированных систем обработки информации и управления (АСОИУ). – : Высш. Шк., 2006. – 233с.

5.  Статистическое управление процессами. SPC. Перевод с англ. – Н. Новгород: АО НИЦ КД, СМЦ “ПРИОРИТЕТ”, 2001. – 181с.

6.  , Соловьев вибродиагностика и мониторинг состояния механического оборудования. – М: Машиностроение, 1996. – 276 с.

7.  Рыбаков управление процессами (SPC). Ссылочное руководство. Корпорация Крайслер, Форд Мотор компании и Дженерал Моторс корпорейшн: Пер. с англ.– Н. Новгород: “ПРИОРИТЕТ”, 2007. – 224 с.

8.  Федоров построения АСУТП взрывоопасных производств. В 2 томах. Т.1 “Методология”. – М: СИНТЕГ, 2006. – 720 с.

9.  Федоров построения АСУТП взрывоопасных производств. В 2 томах. Т.2 “Проектирование”. – М.: СИНТЕГ, 2006. – 620 с.

10.  , Корольченко веществ и материалов и средства их тушения: Справочник. В 2-х ч.; 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Пожнаука, 2004. –713 с.

11.  , , ФоминВ. И., Фёдоров и пожарная автоматика. Часть I. Производственная автоматика для предупреждения пожаров и взрывов. Пожарная сигнализация. Учебник. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2005.– 335 с.

12.  Воздействие на организм человека опасных и вредных экологических факторов. В 2-х т. Под ред. . - Т. 1.– М.: ПАИМС, 1997.– 1004 с.

13.  , Илясов детекторы газов. – М.: Энергия, 1972. – 168 с.