Автоматика құрылғылары

Сипаттама: «Автоматика элементтері мен құрылғылары» пәні студенттерге автоматтандырылған жүйелердің негізгі элементтерінің жұмыс принциптері, құрылымы және қызметі туралы базалық білім беруге бағытталған. Курс сенсорлар, атқарушы механизмдер, реле, контроллерлер және басқа да автоматтандыру құрылғыларын зерттеуді, сондай-ақ олардың күрделі басқару жүйелеріндегі өзара әрекетін қамтиды. Студенттер инженерлік қолданбаларда автоматтандырылған құрылғыларды талдау, жобалау және практикалық қолдану дағдыларын меңгереді, бұл автоматтандырылған технологиялық процестер мен басқару жүйелерін әрі қарай игеру үшін негіз болып табылады

Кредиттер саны: 5

Пререквизиты:

• Физика 1

Пәннің еңбек сыйымдылығы:

Жұмыс түрлері	сағат
Дәрістер	15
Практикалық жұмыстар	30
Зертханалық жұмыстар
СӨЖО	30
СӨЖ	75
Қорытынды бақылау нысаны	емтихан
Қорытынды бақылауды жүргізу нысаны	Емтихан

Компонент: ЖОО компоненті

Цикл: Кәсіптік пәндер

Мақсат

• Студенттерге автоматика элементтері мен құрылғыларының жұмыс принциптері, құрылымы және жіктелуі туралы білім беру.
• Автоматтандырылған басқару жүйелерін жобалау және қолдану әдістерін меңгерту.
• Автоматты жүйелердің компоненттерін таңдау және талдау бойынша практикалық дағдыларды дамыту.
• Өнеркәсіпте, энергетикада және ғылыми зерттеулерде автоматика элементтері мен құрылғыларын қолдануға қабілетті мамандарды даярлау.

Міндет

• Автоматика негізгі элементтері: сенсорлар, реле, атқарушы механизмдер, контроллерлердің конструкциялық ерекшеліктері мен жұмыс принциптерін үйрену.
• Автоматтандырылған жүйелерді талдау, жобалау және сынау әдістерін меңгеру.
• Автоматика электрондық және механикалық компоненттерін жинау және баптау дағдыларын қалыптастыру.
• Автоматтандырылған процестерді модельдеу және талдау үшін арнайы бағдарламалық қамтамасыз етуді қолдану қабілеттерін дамыту.
• Техникалық және технологиялық тапсырмаларды шешуде сыни ойлау және инженерлік тәсілді дамыту.
• Автоматтандырылған жүйелерді жобалау кезінде ресурстарды тиімді пайдалану және тұрақты даму принциптерін енгізу

Оқыту нәтижесі: білу және түсіну

• автоматтандыру негізгі элементтері: сенсорлар, реле, атқарушы механизмдер, контроллерлердің құрылымы, жұмыс принциптері және классификациясын білу;
• автоматтандырылған жүйелердің жұмыс істеу принциптері мен өзара әрекетін түсіну;
• өндірістік процестерді оңтайландырудағы және тұрақты дамудағы автоматтандыру рөлін түсіну

Оқыту нәтижесі: білім мен ұғымды қолдану

• автоматтандырылған жүйелерді талдау және жобалау үшін білімді қолдану;
• автоматтандыру құрылғыларын модельдеу және сынау үшін арнайы бағдарламалық қамтамасыз етуді пайдалану;
• автоматтандыру компоненттерін жинау және баптау бойынша зертханалық және практикалық жұмыстарды орындау.

Оқыту нәтижесі: талқылай білуді қалыптастыру

• автоматтандырылған жүйелердің тиімділігін және сенімділігін бағалау;
• элементтер мен схемаларды таңдауда негізделген инженерлік шешімдер қабылдау;
• өлшеу және сынау нәтижелерін талдау, қателер мен дәлсіздіктерді анықтау.

Оқыту нәтижесі: коммуникативтік қабілеттіліктер

• техникалық ақпаратты және эксперимент нәтижелерін оқытушылар мен әріптестермен тиімді бөлісу;
• зертханалық және практикалық жұмыстар бойынша есептерді жазбаша және графикалық түрде рәсімдеу;
• автоматтандырылған жүйелер жобаларын семинарлар мен конференцияларда таныстыру және қорғау;
• топтық жұмысқа қатысу, инженерлік шешімдерді бірге әзірлеу және талқылау;
• кәсіби қарым-қатынаста арнайы терминологияны пайдалану.

Оқыту нәтижесі: Оқу дағдылары немесе сабаққа қабілеттілігі

• автоматтандыру және басқару саласында жаңа теориялық және практикалық білімдерді өз бетінше меңгеру;
• білімді тереңдету үшін заманауи оқу және ғылыми ресурстарды, дерекқорларды және онлайн платформаларды пайдалану;
• техникалық ақпарат пен эксперимент деректерін талдау кезінде сыни ойлауды дамыту;
• зертханалық және жобалық жұмыстарды қоса алғанда, өз оқу қызметін жоспарлау және ұйымдастыру;
• инженерлік тапсырмаларды оқып үйрену және шешу кезінде пәндер аралық тәсілдерді қолдану.

Оқыту әдістері

арнайы бағдарламалық қамтамасыз етуді пайдалану: MATLAB, Python, SCADA жүйелері, PLC симуляторлары;

электрондық ғылыми және оқу дерекқорларымен жұмыс (IEEE Xplore, ScienceDirect, Springer);

оқу және білімді бақылау үшін онлайн-платформалар (Moodle, Google Classroom);

автоматтандырылған жүйелерді жобалау және талдау бойынша зертханалық және мини-жобаларды орындау;

деректерді өңдеу және процестерді модельдеу бойынша зерттеу тапсырмалары;

Blended Learning – дәстүрлі сабақтар мен онлайн ресурстарды біріктіру;

Flipped Classroom – теорияны өз бетінше оқып, сабақта практикалық талқылау;

автоматтандыру, басқару жүйелері және өндірістік информатика бойынша онлайн-курстар;

нақты техникалық деректерге негізделген практикалық тапсырмалар мен жобалар; сыни ойлау және шешім қабылдау дағдыларын дамыту.

Білім алушының білімін бағалау

Оқытушы ағымдағы бақылау жұмыстарының барлық түрлерін жүргізеді және академиялық кезеңде екі рет білім алушылардың ағымдағы үлгеріміне тиісті баға береді. Ағымдағы бақылау нәтижелері бойынша 1 және 2 рейтинг қалыптастырылады. Білім алушының оқу жетістіктері 100 балдық шкала бойынша бағаланады, Р1 және Р2 қорытынды бағасы ағымдағы үлгерім бағасынан орташа арифметикалық ретінде шығарылады. Академиялық кезеңде білім алушының жұмысын бағалауды пән бойынша тапсырмаларды тапсыру кестесіне сәйкес оқытушы жүзеге асырады. Бақылау жүйесі жазбаша және ауызша, топтық және жеке формаларды біріктіре алады.

Кезең	Тапсырма түрі	Өлшем
1  рейтинг	Практикалық жұмыс 1. Автоматтандыру жүйесінің негізгі элементтерімен таныстыру.	0-100
	Практикалық жұмыс 2. Автоматтандыру жүйесінің негізгі элементтерімен таныстыру.
	Практикалық жұмыс 3. Температура және қысым датчиктерін зерттеу.
	Практикалық жұмыс 4. Сигнал түрлендіргіштермен жұмыс.
	Тест ШБ 1
2  рейтинг	Практикалық жұмыс 5. Контакторлар мен стартерлер.	0-100
	Практикалық жұмыс 6. Логикалық басқару схемалары.
	Практикалық жұмыс 7. SCADA жүйелері.
	Практикалық жұмыс 8. Автоматты дабыл.
	Тест ШБ 2
Қорытынды бақылау	емтихан	0-100

Жұмыс түрлері бойынша оқыту нәтижелерін бағалау саясаты

Тапсырма түрі	90-100	70-89	50-69	0-49
	Өте жақсы	Жақсы	Қанағаттанарлық	Қанағаттанарлықсыз
Аудиториядағы белсенділік (талқылауларға қатысу, жауап беру, шағын тесттер). Практикалық\/зертханалық жұмыстар. Аралық тесттер. Рубеждік бақылау. Қорытынды емтихан немесе зачет.	«Өте жақсы» бағасы оқу материалын терең меңгерген, оны тәжірибеде қолдана білетін, ойлау дербестігін және жоғары деңгейдегі талдау қабілетін көрсеткен студентке қойылады. Студент барлық тапсырмаларды толық әрі қатесіз орындайды, бастамашылдық танытады, өз көзқарасын дәлелді қорғайды, шығармашылық тұрғыдан ойлайды және өз бетінше зерттеу жүргізуге қабілетті.	«Жақсы» бағасы оқу материалын берік меңгерген және оны қалыпты жағдайларда қолдана алатын студентке қойылады. Тақырыпты жалпы түсінуге кедергі келтірмейтін ұсақ қателіктер жіберілуі мүмкін. Студент талдау қабілетін көрсетеді, жауаптарын дәлелдейді, тапсырмалардың басым бөлігін өз бетінше орындайды, бірақ кейде түсіндіруді немесе оқытушының қосымша көмегін қажет етеді.	«Қанағаттанарлық» бағасы оқу материалының негізгі бөлігін меңгерген, бірақ білімдері жүйесіз және тәжірибеде қолдануда қиналатын студентке қойылады. Жауаптарында қателіктер мен толық емес тұстар кездеседі. Студент тапсырмаларды жартылай орындайды және үнемі түсіндіру мен оқытушының қолдауын қажет етеді.	«Қанағаттанарлықсыз» бағасы оқу материалын меңгермеген және қажетті білім мен дағдыларды көрсете алмаған студентке қойылады. Жауаптар жоқ немесе үстірт, жүйесіз болады. Тапсырмалар орындалмайды немесе елеулі қателіктермен орындалады, бұл оқу нәтижелеріне қойылатын ең төменгі талаптарға жетуге мүмкіндік бермейді.

Бағалау нысаны

Пән бойынша білім алушының білімін қорытынды бағалау 100 баллдық жүйе бойынша жүзеге асырылады және:

• Емтиханда алынған нәтиженің 40%;
• Ағымдағы үлгерімнің 60% - ы.

Қорытынды бағаны есептеу формуласы:

И= 0,6	Р1+Р2	+0,4Э
	2

 

мұндағы, Р1, Р2-тиісінше бірінші, екінші рейтингті бағалаудың сандық эквиваленттері;

Э - емтихандағы бағаның сандық баламасы.

Қортынды әріптік бағасы және оның балдық сандық эквиваленті:

Төрт балдық жүйе бойынша цифрлық баламаға сәйкес келетін білім алушылардың оқу жетістіктерін бағалаудың әріптік жүйесі:

Әріптік жүйе бойынша бағалар	Балдардың сандық эквиваленті	Балдар (%-тік құрамы)	Дәстүрлі жүйе бойынша бағалар
A	4.0	95-100	Өте жақсы
A-	3.67	90-94
B+	3.33	85-89	Жақсы
B	3.0	80-84
B-	2.67	75-79
C+	2.33	70-74
C	2.0	65-69	Қанағаттанарлық
C-	1.67	60-64
D+	1.33	55-59
D	1.0	50-54
FX	0.5	25-49	Қанағаттанарлықсыз
F	0	0-24

Дәріс сабақтарының тақырыптары

• Автоматтандыру және басқару жүйелеріне кіріспе
• Автоматты басқару жүйелерінің классификациясы және құрылымы
• Датчиктер мен түрлендіргіштер
• Сигнал түрлендіргіштері
• Атқарушы құрылғылар
• Автоматтандырудың релелік элементтері
• Контакторлар мен стартерлер
• Автоматтандырудың логикалық элементтері
• Триггерлер және есептегіштер
• Реттеушілер
• Автоматтандырудағы микропроцессорлық құрылғылар
• Мәліметтерді жинау және өңдеу жүйелері (SCADA)
• Автоматты қауіпсіздік жүйелері
• Энергетикалық және өнеркәсіптік автоматика құрылғылары
• Автоматтандырудағы заманауи тенденциялар

Негізгі әдебиет

• Воробьёв В.И. Элементы и устройства автоматики. — М.: Академия, 2021.
• Гусев В.А. Системы автоматического управления. — СПб.: Питер, 2020.
• Dorf R., Bishop R. Modern Control Systems. — Pearson, 2017.
• Кузнецов В.Н. Автоматизация технологических процессов. — М.: Юрайт, 2022.

Қосымша әдебиеттер

• Кочетов А.И., Современные системы автоматизации, М., 2021.
• Stuart A. Boyer, SCADA: Supervisory Control and Data Acquisition, ISA, 2010.
• Ogata K., Modern Control Engineering, 5th Edition, 2010.
• Hermann, Pentek, Otto, Design Principles for Industrie 4.0 Scenarios, 2016.