MISKOLCI EGYETEM VILLAMOSMÉRNÖKI INTÉZET AUTOMATIZÁLÁSI TANSZÉK

Átírás

1 MISKOLCI EGYETEM VILLAMOSMÉRNÖKI INTÉZET AUTOMATIZÁLÁSI TANSZÉK ZÁRÓVIZSGA TEMATIKA Főiskolai szintű Villamosmérnöki szak Levelező tagozat FOLYAMATIRÁNYÍTÁSI SZAKISMERETEK (FVA)

2 ZÁRÓVIZSGA TÁRGYAK 1. DIGITÁLIS RENDSZEREK FOLYAMATIRÁNYÍTÁSI SZAKISMERETEK (FVA) 2. FOLYAMATIRÁNYÍTÁS 3. PROGRAMOZHATÓ AUTOMATÁK

3 FŐISKOLAI SZINTŰ VILLAMOSMÉRNÖKI SZAK ZÁRÓVIZSGA TEMATIKA 1. sz. záróvizsga tantárgy: DIGITÁLIS RENDSZEREK 1. Logikai függvények megadási módszerei: indexszámos, grafikus, diszjunktív, konjunktív, mintermes, maxtermes alakok. 2. Logikai függvények egyszerűsítési módszerei: algebrai, grafikus, numerikus módszer. 3. Logikai függvények realizálása: ÉS/VAGY, VAGY/ÉS, NAND/NAND, NOR/NOR alakban. 4. A TTL áramkör család: felépítés, TP, OC, TS kimenetek, transzfer karakterisztika, fanout, specifikáció. 5. A CMOS áramkör család: jellemzés, inverter, NAND, NOR elem, bufferelt CMOS kapu. 6. Aritmetikai funkciók realizálása logikai elemekkel: félösszeadó, teljes összeadó, párhuzamos összeadó, NBCD összeadó, komparátor. 7. Kódolás, kódátalakítás, dekódolás: kódtípusok, súlyozott kódok: bináris, NBCD, egyátmenetű kódok (Gray), hibafelfedő és javító kódok (Hamming). 8. Multiplexerek, demultiplexerek: felépítés, működés, alkalmazás programozható áramkörökben, logikai függvények realizálása MUX és DEMUX áramkörökkel. 9. Sorrendi hálózatok és flip-flopok: leírás, aszinkron és szinkron hálózat, RS1, RSO, D, JK, T flip-flopok logikai jellemzése és felépítése (ms flip-flop). 10. Számlálók és alkalmazásuk: aszinkron és szinkron számlálók felépítése, működése, tervezése, programozható számlálók realizálása szoftver úton (µp, PLC). 11. Regiszterek és alkalmazásuk: jobbra és balra léptető regiszterek, kétirányú regiszterek felépítése, működése, alkalmazása (S P ill. P S átalakító), léptetési funkciók realizálása szoftver úton (µp, PLC). 12. Félvezető memóriák és alkalmazásuk: ROM, PROM, EPROM, EEROM alkalmazástechnikája, SRAM és DRAM alkalmazástechnikája. 13. Mikroprocesszorok hardver jellemzése I. Neumann modell, CPU, MEM, I/O funkciói, sínrendszer: címsín, adatsín, vezérlősín, gépi állapot, gépi ciklus, utasítás ciklusok (FETCH, MR, MW, I/OR, I/OW). 14. Mikroprocesszorok hardver jellemzése II.: megszakításkezelés (INT), tartáskérés, DMA lebonyolítás, várakozás, időzítés. 3

4 15. Mikroprocesszorok programozása I.: utasítások jellemzése, adatmozgató, aritmetikai, logikai utasítások ismertetése példák kapcsán. 16. Mikroprocesszorok programozása II.: utasítások jellemzése, vezérlésátadó utasítások (JMP, CALL, RET, JMPIF, CALL IF, RET IF) 17. Párhuzamos és soros I/O kezelés: a 8255 MOD 0, MOD 1, MOD 2 ismertetése, kézfogásos I/O kezelés, soros I/O kezelés. 18. Az MCS 86 család bemutatása: EU, BIU funkció, szegmentált címzés, regiszterek, címzési mód bájt, speciális utasítások: gépi kódú szorzás, osztás, táblázat kezelés stb. 19. A µp bázisú PLC-k felépítése, programozása létradiagramos, funkció blokkos módszerrel. Programozási példák. Számlálók, flip-flopok, regiszterek programozása PLC-vel. 20. Programozható logikai tömbök: PLA, FPLA, PAL, GAL, isplsi, CPLD és FPGA struktúrák ismertetése és programozása. A., Folyamatirányítási Szakirány (FVA) 2. sz. záróvizsga tantárgy: FOLYAMATIRÁNYÍTÁS 1. Analóg jelek mintavételezése. Kvantálás, mintavételi törvény. D/A átalakítás. A/D átalakítás. Átalakítók lehetséges meghibásodásai. Kétszeresen integráló átalakító. Kétoldali közelítéses átalakító. A D/A és az A/D átalakítók méréstechnikai és elektronikai jellemzői. 2. Számítógéppel támogatott mérésadatgyűjtés hardware és software feltételei. On-line és off-line mérőrendszerek. Számítógépes adatgyűjtő rendszer felépítése és elemei. Számítógépes mérésadatgyűjtő rendszerek által, a PC-n belül alkalmazott adattovábbítási módszerek. Multifunkcionális mérésadatgyűjtő kártyák jellemzői, egységei. Mérési adatok tárolása és vizualizálása. 3. Mérési adatgyűjtők hardver felépítése, működése és alkalmazása méréstechnikai feladatokra. A jelcsatorna felépítése és kapcsolata a szenzorokkal. Adatgyűjtő modulok elvi felépítése, a részegységek jellemzése. Hardver jellemzők ismertetése, beállítási lehetőségek. Összehasonlító elemzés az egyes modulok teljesítménye közötti különbségre alapozva. A PCL 711, a PCL 718 és 818 modulok felépítésének ismertetése. 4. Számítógépes mérőrendszerek funkcionális felépítése, a műszerek és a számítógép (vagy számítógépek) rendszerbe szervezése. Soros és párhuzamos jelátvitel. Szabványos kommunikációs protokollok: RS232, IEEE488, RS 485/ADAM és HART protokollal. 5. A mérési adatgyűjtő szoftverek jellemzése: a C-driverek ismertetése. A menü vezérelt mérési adatgyűjtő szoftverek: az ACQUIRE, a CONTROL EG és a LabDas programok felépítése, programozása és alkalmazása. Oszcilloszkóp emulációs programok: a SCOPE szoftver felépítése, működése, fájl-kezelése és alkalmazása szenzorok bemérésére. A GENIE, objektumorientált mérőrendszer jellemzése. 4

5 6. Nemvillamos mennyiségek mérése induktív, kapacitív és nyúlásmérő bélyeges szenzorok segítségével. Az IC-szenzor, ellenállás hőmérő és hőelem jellemzése és jellegzetes mérőkapcsolásai. 7. A szint- és a hőmérsékletmérés módszerei. A szintmérés korrekciós módszere: a HIU (Hydrostatic Interface Unit). A hőmérséklet mérés hagyományos és villamos módszerei. Hőmérséklet távadók: analóg és digitális. 8. A mennyiség és összmennyiség mérése. A mérőeszközök metrológiai jellemzése. Az összenyomhatatlan és az összenyomható közegek áramlásmérésének alapelvei, különös tekintettel a szűkítő elemeken átfolyó közegekre. 9. Mechanikai jellemzők mérése. Az erő- (súly-), nyomaték-, hossz- és (szög) elfordulásmérés szenzorai, analóg és digitális mérési módszerei. A nyomás, a nyomáskülönbség és vákuum mérésének villamos módszerei. Nyomás-távadók: analóg és digitális. 10. A robbanásveszélyes terek műszerezése. A robbanás veszélyes terek jellemzése az MSZ 1600 szabványsorozat alapján. Gyújtószikramenetes védelmi osztályok. A gyújtószikramenetes védelmi móddal ellátott rendszerek hardver felépítése és üzemeltetése. Folyamatműszerezési tervek. 11. Szabályozástechnikai alapfogalmak. A szabályozási kör elvi felépítése és működése, matematikai leírása. 12. A lineáris szabályozási kör analízise. Alaptagok lerásának módszerei. A súlyfüggvény és az átmeneti függvény. A frekvencia függvény és átviteli függvény (definíciók, fogalmak, grafikus ábrázolási módok). 13. A lineáris szabályozási kör stabilitása. Matematikai meghatározás, gyakorlati értelmezés. Hurwitz kritérium. Stabil működés biztosítása Bode diagram segítségével. 14. A lineáris szabályozási kör minőségi mutatói. Az állandósult hiba és a felnyitott szabályozási kör struktúrája közötti kapcsolat. A tranziens állapot kezdeti tartományának minőségi jellemzői. Integrál kritériumok. 15. A lineáris szabályozási kör szintézise. A kompenzáció fogalma, szükségessége. Kompenzáló módszerek. P, PI, PD, PID kompenzálás. P, I, D paraméterek megválasztása. 16. Az állásos szabályozás elve. A folyamatos (folytonos) szabályozás és az állásos szabályozás összehasonlítása. (pl.: szabályozás pontossága stb.) 17. Összetett szabályozások: arány, kaszkád, zavarkompenzáció stb. * * * Javasolt irodalom: Dr. Czekkel János által összeállított segédlet. (Internet: 5

6 3. sz. záróvizsga tantárgy: PROGRAMOZHATÓ AUTOMATÁK 1. A számítógépes folyamatirányító rendszerek rendszertechnikai felépítésének fejlődése. A technológia és a számítógép közötti kapcsolat eszközei és módszerei analóg illetve digitális jelek esetén. 2. Az analóg jelek és jelzések szokásos feldolgozási feladatai egy számítógépes folyamatfelügyelő rendszerben. 3. A program megszakítás szükségessége, hardver és szoftver lekezelése, a prioritás fogalomköre a számítógépes folyamatirányítás esetén. 4. A szabályozási feladatok számítógépes megoldásának lehetőségei, a klasszikus PID kompenzáció realizálása. További kompenzációs algoritmusok felépítésének jellemzői. Mintavételezési tételek. 5. A programozható vezérlők (PLC-k) rendszertechnikai felépítése, működési elve. A PLC-k fejlődésének főbb állomásai. 6. A PLC-k programozási módszereinek ismertetése, összehasonlítása. 7. A létradiagramos programozási módszer bemutatása kombinációs illetve sorrendi funkciók kapcsán. 8. A funkcióblokkos és utasításlistás programozási módszer bemutatása kombinációs illetve sorrendi funkciók kapcsán. 9. Adattípusok és címzési módok az S7-200 PLC-nél. 10. Számlálási, időzítési funkciók programozásának bemutatása. 11. A PLC technikában alkalmazott kommunikációs kapcsolatok ismertetése (RS 232, RS 485, hálózat). Master-slave kommunikáció. 12. A PLC hálózatok előnyei, hardver és szoftver feltételei. Táviratozási protokollok, Modbus és PPI kommunikáció jellemzői és alkalmazása. 13. Nagysebességű pulzus sorozat előállítása (PTO, PWM) és számlálása S7-200 PLC-vel. 14. A folyamatvizualizáló szoftverek jellemzése, alkalmazási feltételei. A folyamatvizualizálás és a vezérlés funkcionális összekapcsolása. 15. A folyamatirányító rendszerekben alkalmazott adatbáziskezelési módszerek bemutatása. 16. DCS rendszerek rendszertechnikai kialakítása, előnyei. 17. A programozható automaták főbb hardver egységeinek bemutatása: CPU, memóriák, be/ki egységek, optoleválasztású fokozatok. 18. Programozható vezérlők kiválasztásának szempontjai, a program méretének becslése, a programok tesztelése, beüzemelése, dokumentálása. A személyi számítógépes fejlesztői környezet legfontosabb jellemzői. 6