Рабочая программа дисциплины автоматизация технологических процессов Направление подготовки
| скачать Заявка на участие в конкурсе рабочих программ учебной дисциплины, разработанную по проекту учебного плана соответствующего ФГОС третьего поколения Наименование дисциплины Автоматизация технологических процессов Наименование цикла (ГСЭ, МЕН, П) согласно проекту ФГОС профессиональный Фамилия, имя, отчество Коростелев Владимир Федорович Основное место работы Владимирский государственный университет Кафедра Автоматизация технологических процессов Должность зав. кафедрой Ученая степень, ученое звание д. т. н., профессор ^ giess 300 @ mail. ru Телефон 8(903)8303870 (моб) 8(4922)432412 (дом) «УТВЕРЖДАЮ» Проректор по учебной работе _______________В.Г. Прокошев «_____»__________________2010 г. ^ ______Автоматизация технологических процессов_____ Направление подготовки 220700 Автоматизация технологических процессов и производств ^ 220701 – Автоматизация технологических процессов и производств Квалификация (степень) выпускника ___«бакалавр»______________________ Форма обучения ___________очная______________________________________
Владимир 2010 г.
Учебная дисциплина «Автоматизация технологических процессов» - обязательная дисциплина федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств» (квалификация (степень) «бакалавр»). Основной целью образования по дисциплине «Автоматизация технологических процессов» является формирование профессиональной культуры автоматизации, под которой понимается готовность и способность личности использовать в профессиональной деятельности приобретенную совокупность знаний, умений и навыков для обеспечения высокой эффективности управления технологическими процессами, характера мышления и ценностных ориентаций, при которых проблемы автоматизации рассматриваются в качестве приоритетных. ^ Основными обобщенными задачами дисциплины (компетенциями) являются: • приобретение обучающимися понимания проблем, связанных с улучшением качества жизни, способностями к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК – 6); • развитие способностей участвовать в разработке обобщенных вариантов решения проблем, связанных с автоматизацией производств, выборе на основе анализа вариантов оптимального, прогнозировании последствий решения (ПК – 7); • развитие способностей участвовать в разработке проектов изделий с учетом технологических, конструкторских, эксплуатационных, эстетических, экономических и управленческих параметров (ПК – 8); • развитие способностей участвовать в разработке проектов модернизации действующих производств, создании новых (ПК – 9); • способность выбирать средства автоматизации технологических процессов и производств (ПК – 11); • способность проводить предварительные технико–экономические обоснования проектных расчетов (ПК – 15); • способность участвовать в разработке проектов по автоматизации производственных и технологических процессов, технических средств и систем автоматизации, контроля, диагностики, испытаний, управление процессами, жизненным циклом продукции и её качеством (ПК – 19); • способность к практическому освоению и совершенствованию систем автоматизации производственных и технологических процессов, контроля, диагностики, испытаний, управления процессами, жизненным циклом продукции и её качеством (ПК – 20); • способность выполнять работы по автоматизации технологических процессов и производств, их обеспечению средствами автоматизации и управления; использовать современные методы и средства автоматизации, контроля, диагностики, испытаний и управления процессами, жизненным циклом продукции и её качеством (ПК – 21). • изучение состояния и уровней развития автоматизации, выявление зависимости между эффективностью автоматического управления технологическими процессами и конкурентоспособностью выпускаемой продукции; • формирование представлений о роли человека в контуре управления, о роли специалиста в системе «человек – машина», о значении новых знаний в управлении производственными процессами.
Дисциплина «Автоматизация технологических процессов» относится к профессиональному циклу ООП ВПО. Данная дисциплина по своему содержанию создает основу для применения ранее приобретенных знаний в решении практических вопросов, связанных с автоматизацией конкретных технологических процессов. Технологический процесс рассматривается как последовательность действий, направленная на повышение потребительских свойств продукции. В свою очередь, действия, выполняемые при реализации технологического процесса, включают основные и вспомогательные операции. При выполнении основных операций обрабатываемый материал переводится в такое состояние, в котором обработка осуществляется при минимальных затратах ресурсов. Эффективность технологического процесса зависит от сочетания технологических параметров обработки и подбирается в зависимости от принятого критерия оптимальности. В этих условиях автоматизация обеспечивает сбор, хранение и обработку информации о процессе и состоянии оборудования, оценку состояния системы «процесс – оборудование» как единого объекта управления, реализацию алгоритма управления, достижение заданных целей управления с применением соответствующих технических, электрических, программно-аппаратных и других средств. Данная дисциплина рассчитана на глубокую теоретическую подготовку обучающихся по таким дисциплинам как математика, физика, химия, теоретическая механика, информационные технологии, экология, компьютерные технологии и др. Знание дисциплин гуманитарного, социального и экономического цикла важно для студентов с точки зрения адаптации их в процессе трудовой деятельности к условиям конкурентной среды и осознания особенностей инженерного образования и необходимости непрерывного образования. Изучение дисциплины «Автоматизация технологических процессов» предшествует изучению таких дисциплин как Проектирование автоматизированных систем управления, Компьютерная диагностика, Интегрированные системы управления, а также предопределяет содержание и уровень ВКР. Для освоения данной дисциплины обучающийся должен отвечать следующим требованиям к «входным» знаниям, умениям и готовностям. Прежде всего обучающийся должен уметь проектировать, рассчитывать, моделировать, выбирать современное оборудование, средства измерения, контроля и управления. Для этого знания по математике, физике, теории автоматического управления, инженерной и компьютерной графике, прикладной механике, электротехнике и электронике, программированию и алгоритмизации, по компьютерным и микропроцессорным системам управления и др. должны быть доведены до уровня умений. Обобщение этих знаний при изучении дисциплины «Автоматизация технологических процессов» способствует формированию системного мышления, развивает способности творческого решения инженерно-научных вопросов и проблем. Логическая взаимосвязь предшествующих дисциплин с дисциплиной «Автоматизация технологических процессов» может быть построена на мотивации обучающегося к овладению приемами и средствами самостоятельной работы в области автоматизации. Для этого необходим фундамент дисциплин естественнонаучного цикла, базовые общепрофессиональные дисциплины и специальные, профильные дисциплины. В условиях формирования инновационной экономики значительные изменения происходят и в самой дисциплине. Из прикладной науки, связанной со средствами управления техническими системами, автоматизация приняла на вооружение достижения таких наук как термодинамика необратимых процессов, теория сложных систем, кибернетика, информатика и др. Программный принцип управления в режиме реального времени поставил перед разработками программно-аппаратных средств задачи высокого уровня по объему и скорости обработки информации, по развитию территориально распределенных систем, по многоканальному высокоскоростному обмену информацией в системах автоматизированного управления. Освоение дисциплины «Автоматизация технологических процессов» по учебному плану направления 220700 предшествует изучению таких дисциплин как Интегрированные и распределенные системы управления, Проектирование систем управления, Автоматизированная диагностика, Инновационные технологии. В объеме ВКР удельный вес дисциплины «Автоматизация технологических процессов» составляет не менее 50%.
В результате освоения дисциплины «Автоматизация технологических процессов» обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:
• технологические процессы отрасли: классификацию, основное оборудование и аппараты, принципы функционирования, технологические режимы и показатели качества функционирования, методы расчета основных характеристик, оптимальных режимов работы (ПК – 1, ПК – 2); • методы анализа технологических процессов и оборудования для их реализации как объектов автоматизации и управления (ПК – 7, ПК – 8); • управляемые выходные переменные, управляющие и регулирующие воздействия, статические и динамические свойства технологических объектов управления (ПК – 19, ПК – 20, ПК – 21); • производства отрасли, структурные схемы построения, режимы работы, математические модели производств как объектов управления; технико-экономические критерии качества функционирования и цели управления (ПК – 9, ПК – 15); • основное схемы автоматизации типовых технологических объектов отрасли (ПК – 11); • структуры и функции автоматизированных систем управления (ПК – 7); • задачи и алгоритмы: централизованной обработки информации в автоматизированной системе управления технологическими процессами (АСУТП) отрасли: оптимального управления технологическими процессами с помощью ЭВМ (ПК – 7, ПК – 11, ПК – 15, ПК – 19, ПК – 20, ПК – 21).
• выбирать рациональные технологические процессы изготовления продукции отрасли, эффективное оборудование (ПК – 7); • определить технологические режимы и показатели качества функционирования оборудования, рассчитывать основные характеристики и оптимальные режимы работы (ПК – 11, ПК – 15); • выполнять анализ технологических процессов и оборудования как объектов автоматизации и управления (ПК – 19); • составлять структурные схемы производства, их математические модели как объектов управления, определять критерии качества функционирования и цели управления (ПК – 20); •выбирать для данного технологического процесса функциональную схему автоматизации (ПК – 20, ПК – 21).
• навыками проектирования типовых технологических процессов изготовления продукции (ПК – 7); • навыками выбора оборудования для реализации технологических процессов изготовления продукции (ПК -8, ПК -9, ПК – 11); • навыками анализа технологических процессов как объекта управления и выбора функциональных схем их автоматизации (ПК – 19, ПК – 20, ПК – 21); •навыками работы с программной системой для математического и имитационного моделирования (ПК – 15, ПК – 19, ПК – 20, ПК – 21). ^ Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 102 часа.
^
^ Кафедра «Автоматизация технологических процессов» в настоящее время располагает тем набором технических, программных, мульти-медийных, электронных, печатных и аппаратных средств, которые в процессе реализации Рабочей программы по дисциплине «Автоматизация технологических процессов» позволяют в полной мере применять метод проблемного изложения материала в сочетании с рейтинговой системой аттестации студентов. При изложении лекционного материала используются ЭСО, проекторы, компьютеры, ноутбуки. На кафедре накоплен большой объем материала на электронных носителях, обеспечивающий возможность демонстраций результатов исследований, опытных образцов изделий, современного оборудования как в статике, так и в процессе работы. В качестве примера проблемной ситуации на лекции можно привести моделирование гибкой производственной системы с учетом данных об изделиях и применяемом оборудовании. При выполнении лабораторных работ используются оригинальные методические разработки, выполненные на кафедре. Все лабораторные работы выполняются на инновационном оборудовании с демонстрацией автоматического сбора и обработки информации, регулирования и управления. Практические занятия проводятся в компьютерном классе с демонстрацией видеоматериалов, с использованием Баз данных, научных отчетов и публикаций. Одним из важных подходов, используемым для развития мотивации к изучению автоматизации, является освещение на всех видах занятий, включая и практики, и курсовое и дипломное проектирование, результатов, достигнутых преподавателями, аспирантами, магистрантами и бакалаврами в процессе выполнения научных исследований. 7. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов Тесты для контроля знаний по дисциплине «Автоматизация технологических процессов» 1. Что является источником информации при адаптивном управлении процессом резания? Выберите один ответ
2. Что является объектом управления в автоматизации? Выберите один ответ
3. В чем главное преимущество системы ЧПУ? Выберите один ответ
4. Какая система управления может быть отнесена к классу адаптивных? Выберите один ответ
5. Что такое структура системы управления? Выберите один ответ
6. Как осуществляется числовое программное управление? Выберите один ответ
7. Что означает «Управление в режиме реального времени»? Выберите один ответ
8. Какое управление называется позиционным? Выберите один ответ
9. Как обеспечить управление в режиме реального времени? Выберите один ответ
10. Что такое Автоматизация? Выберите один ответ
11. Что такое система управления? Выберите один ответ
12. Какие параметры определяют состояние системы «станок – процесс резания»? Выберите один ответ
13. Какой режим управления можно считать устойчивым? Выберите один ответ
14. Что такое моделирование? Выберите один ответ
15. Что такое переходный процесс? Выберите один ответ
16. В чем состоит недостаток систем ЧПУ? Выберите один ответ
17. В чем состоит назначение спутника? Выберите один ответ
18. Что такое управляющая программа для станка с ЧПУ? Выберите один ответ
19. В чем преимущество систем ЧПУ со встроенным компьютером? Выберите один ответ
20. Что такое передаточная функция? Выберите один ответ
^ а) основная литература: 1. Соснин О.М. Основы автоматизации технологических процессов и производств: Учеб. пособие для вузов / О.М. Соснин. – 2-е изд., стер. – М.: Изд. центр «Академия», 2009. – 240 с. ISBN 978-5-7695-6487-1. 2. Автоматизация производственных процессов в машиностроении: учебник для вузов / под ред. Н.М.Капустина. – М.: Высшая школа, 2004. 3. Сосонкин В.Л., Мартинов Г.М. Системы числового программного управления: Учебное пособие. – М.: Логос, 2005. – 296 с. 4. Ротач В.Я. Теория автоматического управления: Учебник для вузов. – 3-е изд., стереотип. – М.: Изд-во МЭИ, 2005. – 400 с. 5. Тюкин И.Ю., Терехов В.А. Адаптация в нелинейных динамических системах. – М.: Editorial URSS, 2008. – 386 с. 6. Довбня Н.М. и др. Роботизированные технологические комплексы в ГПС. – М.; Машиностроение, 1990. – 303 с.; ил. 7. Козырев А.Г. Промышленные роботы. Справочник, 1988. – 392 с.: ил. 8. Станочное оборудование гибких производственных систем: Справ. пособие / Е.С.Пуховский, А.Б.Кукарин, И.В.Вовченко, Г.С.Грачев; Под общ. ред.Е.С.Пуховского. – Киев Техника, 1990. – 175 с.: ил. 9. Испи Т. и др. Мехатроника. Пер. с яп. Масленникова Г.Л. – М.: Мир, 1988. – 314 с.: ил. 10. Микропроцессорное управление электроприводами станков с ЧПУ / Э.Л.Тихомиров, В.В.Васильев, Б.Ккоровин, В.А.Яковлев – М.: Машиностроение, 1990.– 320 с.; ил. 11. Сосонкин В.Л. Микропроцессорные системы числового программного управления станками. – М.: Машиностроение, 1985. – 288 с.: ил. 12. Кузнецов М.М, Усов В.А., Стародубов В.С. Проектирование автоматизированного оборудования. Учебное пособие для ВУЗов. – М.: Машиностроение, 1987. – 288 с.: ил. 13. Брюханов В.Н., Косов М.Г., Протопопов С.П. и др. Теория автоматического управления: Учебн. для машиностроит. вузов. Под общ. ред. Ю.М.Соломенцева. 2-е изд. – М.: Высшая школа, 1999. – 268 с.: ил. 14. Ковальчук Е.Р., Косов М.Г., Митрофанов В.Г., Соломенцев Ю.М., Султан-Заде Н.М., Схиртладзе А.Г. Основы автоматизации машиностроительного производства / Под ред. чл.-корр. РАН Ю.М. Соломенцева. – М.: Высшая школа, 1999. – 312 с.: ил. 15. Баранчукова И.М. Гусев А.А., Крамаренко Ю.Б., Новиков В.Ю., Соломенцев Ю.М., Схиртладзе А.Г., Тимирязев В.А. Проектирование технологии автоматизированного машиностроения / Под ред. чл.-корр РАН Ю.М. Соломенцева. – М.: Высшая школа, 1999 – 416 с.: ил. 16. Капустин Н.М. Автоматизация машиностроения: Учеб. для Втузов / Н.М.Капустин, Н.П.Дьяконова, П.М.Кузнецов; Под ред. Н.М.Капустина. – М.: Высшая школа, 2002. – 223с.:ил. 17. Сосонкин В.Л., Мартинов Г.М. Системы числового программного управления. Учеб. пособие. – М.: Логос, 2005. – 296 с. 18. Шемелин В.К., Хазанова О.В. Управление системами и процессами: Учебник для вузов. – Старый Оскол: ООО «ТНТ», 2007. – 320 с. 19. Сосонкин В.Л. Программное управление технологическим оборудованием: Учебник для вузов по специальности «Автоматизация технологических процессов и производств». – М.: Машиностроение, 1991. – 512 с. ISBN 5-217-01239-0. 20. Автоматизация технологических процессов в машиностроении. Часть 2. Программируемые логические контроллеры. / Сост. В.К. Шемелин. – М.: ГОУ ВПО МГТУ «Станкин», 2010. – 48 с. б) дополнительная литература: 1. Плащей Г.И., Марголин Н.У. Конструкции приспособлений агрегатных станков и автоматических линий. – М.: Машиностроение, 1990 – 240 с.; ил. 2. Автоматизация измерений и контроля электрических и неэлектрических величин:Учебн. пособие для ВУЗов по спец. «Информю измерит. техника» / Н.Д.Дубовой и др. Под ред. А.А.Сазонова. – М.: Изд-во стандартов, 1987. – 326 с.: ил. 3. Автоматизация и роботизация производственных процессов: Межвузовский сб. науч. трудов / ВГТУ. – Воронеж, 1996. – 134 с.: ил. 4. Автоматизация информационного обеспечения научных исследований / А.А.Сточний, Ю.П.Каширин, С.К.Полумиенко и др.; Под ред. А.А.Сточния; АН Укр. ССР. Институт кибернетики им. В.М.Глушкова. 0- Киев. Наукова думна, 1990. – 296 с.: ил. 5. Автоматизация обработки сложной графической информации: Межвуз. сб. науч.тр. /Горьк. гос. ун-т им. Н.И.Лобачевского; Редкл.: Ю.Г.Васин (отв.ред.) и др. - Горький: ТУ, 1988 – 122 с.: ил. 6. Автоматическая загрузка технологических машин.: Справ. / И.С.Бляхеров, Г.М. Варьяш, А.А. Иванов и др.; Под ред. И.А. Клусова. – М.; Машиностроение, 1990. – 400 с.: ил. 7. Автоматические роторные линии / И.А. Клусов, Н.В.Волков, В.И. Золотухин и др. – М.: ашиностроение, 1987. – 288 с.:ил. 8. Программирование обработки на станках с ЧПУ: Справочник. – Л.: Машиностроение, 1990. – 583 с.: ил. 9. Козырев А.Г. Промышленные роботы. Справочник, 1988 – 392 с.: ил. 10. Советов Б.Я., Яковлев Г.А. Моделирование систем. Учебник для Вузов по специальности «Автоматизированные системы управления». – М.: Высш. школа, 1985. – 271 с. в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы: Интерактивный курс лекций по I разделу смотрите в Интернете по адресу : http://aep.mpei.ac.ru/ ^ В качестве материально-технического обеспечения используются электронные средства обучения, размещенные в электронной библиотеке ВлГУ. На кафедре существует электронная библиотека по дисциплине:
В качестве материально-технического обеспечения используются также ресурсы и программно-аппаратное обеспечение компьютерного класса в ауд. 114б-2. При выполнении лабораторных, научно-исследовательских, опытно-конструкторских, хоздоговорных и госбюджетных работ используются современные средства измерения и контроля фирм АКТАКОМ, ОВЕН и др.. На кафедре имеются и используются оснащенные компьютерными системами управления исследовательские стенды и технологические комплексы для лазерного упрочнения, для лазерной сварки и резки металлов, для формирования нанокристаллической структуры сплавов в условиях программного положения давления и др. В распоряжение студентов предоставлен полный комплект материалов учебно-методического комплекса УМК, размещенный на сайте дистанционного образования ВлГУ, на компьютерах кафедры, на электронных носителях. Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению и профилю подготовки 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств» Автор: д.т.н., профессор, заведующий кафедрой АТП Коростелев В.Ф. Рецензенты: д.т.н., профессор каф. АиМС Кобзев А.А. и д.т.н., профессор каф. БЖ Веселов О.В. Программа одобрена на заседании кафедры АТП (протокол № 6 от 13.12.2010 г.).
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
)
плохо
2 Разместите кнопку на своём сайте или блоге: