Рабочая программа дисциплины icon

Рабочая программа дисциплины



Смотрите также:
Рабочая программа дисциплины (наименование дисциплины (модуля)) Направление подготовки...
Рабочая программа учебной дисциплины название дисциплины...
Рабочая программа...
Рабочая программа учебной дисциплины ф тпу 1 21...
Рабочая учебная программа ( Syllabus ) дисциплины Наименование дисциплины: социальная психология...
Рабочая программа учебной дисциплины ен...
Рабочая программа учебной дисциплины ен...
Рабочая программа дисциплины Культурология опд...
Рабочая программа дисциплины «уголовное право» рабочая программа дисциплины...
Рабочая программа дисциплины...
Рабочая программа дисциплины (наименование дисциплины)...
Рабочая программа дисциплины опд. Ф. 02. «Механика»...



скачать
Федеральное агентство по образованию

Воронежская государственная технологическая академия


«УТВЕРЖДАЮ»

Декан факультета экологии и химической

технологии ___________ проф. С.И.Корыстин

«____»______________ 2005г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

ДИСЦИПЛИНЫ


«Системы управления химико-технологическими процессами»


для специальности 170500 «Машины и аппараты химических производств»


направление 655400 «Энерго-ресурсосберегающие процессы в химической

технологии, нефтехимии и биотехнологии»


^ Рабочая программа рассмотрена:

на заседании кафедры «Информационные

и управляющие системы»

____________________2005г. (протокол №___ )

Заведующий кафедрой ИУС ___________проф. В.К. Битюков

на заседании методической комиссии

по образованию в области специализации

механического профиля

протокол №______от_______________2005г.

Председатель методической комиссии ___________ В.Н. Шаршов

Согласовано:

Заведующий выпускающей кафедры МАХП ________проф. Ю.Н. Шаповалов


Воронеж

2005


Рабочая программа составлена в соответствии с программой курса «Системы управления химико-технологическими процессами» общих профессиональных дисциплин (ОПД) Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности 170500 - «Машины и аппараты химических производств».


  1. ^ Цели и задачи дисциплины

Дисциплина «Системы управления химико-технологическими процессами» относится к специальным дисциплинам и является федеральной компонентой Ф.07 инженеров-механиков по специальности 170500 «Машины и аппараты химических производств».

Цель изучения дисциплины - иметь представление:

- о видах систем управления (САУ) технологическими процессами;

- о роли микропроцессорной техники в САУ;

- об основных понятиях и определениях автоматизации, информатизации и теории

автоматического управления;

- о методах и способах управления технологическими процессами;

- об особенностях управления непрерывными, периодическими и дискретными

процессами;

- об использовании информационных технологий в управлении;

- о проектировании систем автоматизации.


^ 2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины

  1. знать и уметь использовать:

- принципы построения и динамические характеристики САУ;

- методы измерения параметров технологических процессов;

- методы и средства теоретического и экспериментального исследования

технологических процессов и как объектов управления;

- технологию принятия управленческих решений;

2) иметь опыт:

- применения измерительной техники для исследования технологических процессов;

- проведения метрологической оценки приборного обеспечения производства;

- разработки технического задания на автоматизацию производства.


^ 3. Объем дисциплины и виды учебной работы


Виды работы

Общая трудоемкость, ч

8 семестр

9 семестр

Аудиторная работа

- лекции


34


34




- лабораторные занятия

17

17




-практические занятия

Итого

17

68

17

68




Внеаудиторная работа










Курсовая работа

-выбор технических средств

автоматизации

-оформление ПЗ

-чертеж ФСА

Самостоятельная работа


42


42


26

7


6

13



Итоговый контроль




зачет

экзамен




Общая трудоемкость дисциплины

136







Дисциплина входит в цикл ОПД.07

Общие профессиональные дисциплины





^ 4. Тематический план изучения дисциплины

4.1. разделы дисциплины и виды занятий




Тема

Количество часов

Всего

Аудиторная работа

Внеаудиторная работа

Лекции

Практ.

Лабор.

Самоподг.

Подг.к лаб.-пр. з.

КР

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

ВВЕДЕНИЕ

3

2

-

-

1

-

-

2

Тема 1. Основные понятия и определения

11

4

2

-

3

2

-

3

Тема 2. Элементы теории автоматического управления

25,5

8

4

4

6,5

3

-

4

Тема 3. Технические средства автоматизации

31

6

2

7

5

4

7

5

Тема 4. Составление и чтение принципиальных схем автоматизации

37

4

7

-

5

2

19

6

Тема 5. Автоматизация контроля производства. Измерения.

28,5

10

2

6

6,5

4

-




Итого

136

34

17

17

27

15

26


4.2. Содержание разделов дисциплины

Лекционные занятия (34 часа)

^ ВВЕДЕНИЕ – 2 часа.

Системы управления. Основные виды систем управления технологическими процессами. Производственные (технические процессы). Рабочие операции, операции управления (понятие функции). Значение и перспективы автоматического управления. Автоматические и автоматизированные системы управления. Механизация и автоматизация технических процессов. История развития и примеры автоматических устройств и систем. Организационно-технические и социально-экономические предпосылки автоматизации отдельных процессов и отраслей. Литература. Автоматизация производственных процессов и повышение качества продукции. Государственные Стандарты приборов и средств автоматизации.


^ Тема 1. Основные понятия и определения, относящиеся к процессу автоматического регулирования – 4 часа.

Управление техническим процессом. Регулирование. Методы и принципы управления (по разомкнутому циклу, по отклонению, по возмущению, комбинированные системы, по адаптации). Функциональная схема, виды и принцип действия АСР (стабилизирующие, программные, следящие, самонастраивающиеся, статические и астатические). Принципы регулирования. ГОСТ 21.404-85 «Автоматизация систем управления технологических процессов в промышленности (термины и определения)». Примеры АСР.


^ Тема 2. Элементы теории автоматического управления. Этапы создания АСР. Пути изучения свойств объектов регулирования и АСР – 8 часов.

Математическое описание АСР и их элементов. Методы получения моделей. Использование преобразования Лапласа для анализа свойств АСР. Передаточная функция, переходной процесс и частотные характеристики АСУ.

Критерии и признаки устойчивости систем. Запас устойчивости. Технологические объекты регулирования. Статические и динамические свойства объектов управления и технологических процессов. Математические модели различных объектов.

Качество процессов регулирования. Критерии и оценки качества переходных процессов АСУ. Запаздывания при регулировании и их влияние на качество регулирования. Пути повышения устойчивости и качества переходных процессов АСУ.

Исследование статических и динамических характеристик объектов путем эксперимента.

Определение характеристик технологических объектов управления путем эксперимента. Кривые разгона объекта. Постоянная времени, коэффициент самовыравнивания. Неустойчивые объекты. Аппроксимация. Способы соединения элементов АСР.

Характеристики и примеры реализации типовых блоков (звеньев) объектов регулирования и АСУ; их статические и динамические характеристики. Устойчивые и неустойчивые звенья.

Охват звеньев обратными связями. Назначение и примеры реализации обратных связей. Характеристики соединения звеньев. Структурные преобразования схем АСР.


^ Тема 3. Технические средства автоматизации – 6 часов.


Структура АСУ, функциональные элементы. Первичные преобразователи и измерительные устройства. (Классификация и возможности важнейших типов).

Усилители и преобразователи вида сигнала. Их общая характеристика и важнейшие типы (основы расчета).

Исполнительные устройства и регулирующие органы (механические, электрические, гидравлические, пневматические).

Статические и динамические характеристики важнейших типов. Сравнительные возможности и особенности. Вспомогательная аппаратура (фильтры, стабилизаторы, редукторы, преобразователи и т.д.).

Автоматические регуляторы. Их классификация (по регулируемой величине, роду сигнала, способу воздействия, источнику энергии, виду рабочего тела, закону регулирования).

Схема, устройство и принцип действия одного из регуляторов (ПР 3.31, ПР3.33. ПР 3.34 . . .)

Релейные элементы, их характеристики. Примеры реализации на них простейших логических операций. Системы приборов и регуляторов ГСП.

Цифровые регуляторы. Микропроцессоры.


Тема 4. Составление и чтение принципиальных схем автоматизации производственных процессов – 4 часа.


Условное изображение трубопроводов и отдельных элементов на схемах автоматизации. Составление принципиальных схем АСУ. Примеры выполнения и чтение схем автоматизации, электрических схем управления.


^ Тема 5. Автоматизация контроля производства. Измерения. Автоматические измерительные приборы – 10 часов.


Основы измерительной техники. Методы измерения. Основные измерительные схемы (мостовые, дифференциальные, компенсационные). Погрешности измерений. Обработка результатов измерений. Классификация измерительной аппаратуры. Статические характеристики приборов.

Дистанционная передача показаний на расстояние (примеры схем, сравнительные возможности).

Методы измерения давления и разрежения. Приборы и датчики давления и области их применения. Ошибки при измерении давления и методы их устранения.

Приборы и датчики для измерения температуры. Их назначение. Методы измерения температуры. Общеметодическая погрешность датчиков температуры. Термометры расширения, манометрические термометры, пирометры излучения, термометры сопротивления и области их применения.

Приборы и датчики для измерения количества и расхода жидкости и газа. Их назначение. Методы измерения. Принцип действия различных устройств (турбинных, ротамеров, сужающих, дифманометров, поплавковых, емкостных, напорные трубки, анемометры). Измерение количества твердых сыпучих материалов. Автоматические весы и дозаторы. Уровнемеры.

Измерение плотности жидкости и газа. Измерение рН и химического состава жидкостей и газа.

Измерение вязкости жидкостей.


^ 5. Лабораторный практикум




П/п

Объем в

часах

Тема занятий

Характер и цель

1

0,5

Выбор рационального алгоритма

измерений и класса точности приборов

контроля отдельных показателей

Анализ возможных вариантов,

расчет погрешностей

2

1

Знакомство с ГОСТ21.404-85 и 14202-69

Усвоение условных обозначений на схемах автоматизации

3

1

Типовые схемы контроля

Составление типовых схем контроля технологических параметров

4

1

Типовые схемы регулирования

Составление типовых схем регулирования технологических параметров

5

1

Составление технического задания на автоматизацию технологического процесса

Дать обоснование выбора средств контроля, регулирования и сигнализации

6

1

Выбор средств автоматизации по заданию

Работа со справочником на технические средства автоматизации

7

1

Составление схем автоматизации:

- подготовки и непрерывной подачи раствора компонентов;

- процесса сушки продукта при использовании реакции горения в качестве источника теплоты

- и т.п.

Нахождение возможных вариантов более полной автоматизации и более надежного алгоритма контроля и регулирования

8

2

Пример состРఴ猸?ノタ゚रȜȘ舞ȡ舞ȟ舜舠舢舚Ȟ舥舡舟ȠȘș舝舚舞Ȝ舧舠Ȝ舠舟ȟ舝Ȧ舛ȟșȘ舞Ȝ舚Ȟ舝ȟȝȘ舝Ȧ舞舥舢ȑ舐ȈȜ舡舟ȠȘș舝舧ȧ舤舚舙ȟș舥舣Ȝ舠舝Ȝȡ舚舝ьного комплекса

Составление 2-ух уровневой системы управления по заданному техпроцессу

9

2

Контрольная работа.

Составить схемы АСР и подобрать необходимые средства автоматизации для заданного технологического процесса (сушка крошки каучука, склад хранения готовой продукции и т.д.)

Составить схему автоматизации, таблицу технического задания и таблицу выбранных средств контроля и регулирования



^ 6. Лабораторные работы, их наименование и объем в часах.

(17 часов)




П/п

Объем

в часах

Наименование и краткое содержание

Характер занятий и цель

1

2+2

Измерение давления

Измерение температуры

Изучение принципа действия измерительных приборов и устранение простейших неисправностей

2

2

Измерение расхода газа и жидкости методом постоянного перепада давления

-//-

определить тип ротаметра

2*




Измерение расхода газа и жидкости методом переменного перепада давления

-//-

3

2

Двухпозиционная система регулирования температуры

Изучение технических средств АСР (регуляторов, исполнительных механизмов, щитов и т.п.)

4

2

Система программного управления КЭП-12у

Изучение принципа действия и конструкции прибора

4*




Автоматический циклический процесс (формирование и термообработка – программное управление)

Снять циклограмму. Оценить отклонения при повторных циклах

5

2

Автоматическая система регулирования уровня (РУКЦ)

Изучение принципов действия АСР, исследование переходных процессов в ней

6

2

АСР расхода жидкости

-//-

7

2

Двухпозиционная АСР уровня (ЭСУ)

Снять переходной процесс и оценить диапазон нечувствительности

8

1

Изучение исполнительных устройств АСР (электрические реле, электродвигатели, электромагнитные клапаны, мембранные исполнительные механизмы, поршневые…)

Снять циклограммы и переходные процессы

ПРИМЕЧАНИЕ: Работы, отмеченные *, являются необязательными. Лабораторные работы выполняются в общем объеме 17 часов.


^ 7. Курсовая работа и ее характеристики


Курсовая работа предусматривает автоматизацию одного из процессов химической технологии согласно заданию.

При выполнении курсовой работы студент должен провести анализ технологического процесса, обосновать необходимость контроля и регулирования технологических параметров, провести анализ возможных рабочих и аварийных ситуаций. Выбрать алгоритмы управления и регулирования, составить техническое задание на автоматизацию, подобрать технические средства автоматизации (КИП, регуляторы (локальные), исполнительные механизмы и дублирующие их устройства микроэлектроники и УВК) и провести расчетно-графические работы в соответствии с заданием.


^ 8. Формы и содержание текущего, промежуточного и итогового контроля.

8.1. Методические указания по проведению основных видов учебных занятий

- Основная часть материала дисциплины излагается преподавателем на лекциях и дополнительно изучается студентами по рекомендованной литературе. Некоторые вопросы (главным образом описательного характера) вынесены на самостоятельное изучение.

- Проведение практических занятий предполагает самостоятельную работу студентов, выполняющих расчеты по общим заданиям и по индивидуальным. Методическими материалами для практических занятий служат конспект лекций и рекомендуемая литература. На практических занятиях студентами используется ЭКВМ, ПЭВМ. Необходимые пояснения даются преподавателем.

- Лабораторный практикум выполняется на специально оборудованных стендах. Исследования проводятся бригадами по 3-4 человека. К выполнению лабораторных работ студенты приступают после ознакомления их с инструкцией по ТБ и ПБ при работе в лаборатории кафедры ИУС, проводимого преподавателем. Методические указания по проведению лабораторного практикума содержатся в специальных руководствах.


^ 8.2. Текущий контроль знаний студентов

Текущий контроль за усвоением студентами лекционного материала осуществляется путем выборочного краткого опроса их в начале каждого лабораторного занятия и в ходе защиты отчета для получения рейтинговой оценки.

Контроль за результатами лабораторного практикума осуществляется при защите оформленных отчетов по исследованиям, проведенным на предыдущих занятиях. После сдачи отчетов по всему практикуму студент получает допуск к экзамену.


^ 8.3. Итоговый контроль знаний студентов – экзамен

Экзаменационный билет включает три вопроса:

  1. Элементы (основы) теории автоматического регулирования

  2. Элементы и устройства техники автоматического контроля и регулирования

  3. Составить схему автоматического управления заданного технологического процесса (объекта).



^ 8.4. Организация самостоятельной работы студентов

Самостоятельная работа студентов по данному курсу заключается в изу­чении теории, методики выполнения практических и лабораторных работ, оформлении отчётов и их сдаче, выполнении курсового проекта, а также в изучении и анализе систем автоматического (автоматизированного) управления отдельными производствами отрасли. Эта работа осуществляется при методической помощи преподавателя, обеспечивающего организацию работы, методическое руководство, консультации и контроль за её выполнением.

Предусмотрены следующие виды самостоятельной работы:

  1. Выполнение задач по заданному алгоритму или способу выполнения задания. К ней относятся домашние задания, работа с учебником, конспектом лекций и т.д.

  2. Самостоятельная работа этого типа состоит в том, что в задании сообщается принцип решения и выдвигается требование к обучаемым развить этот принцип в способ применительно к данным условиям. При этом необходимо проанализировать описание объекта, различные возможные пути выполнения задания, выбрать наиболее рациональные из них. К этому виду работ относятся отдельные этапы лабораторных и практических занятий, а также курсовой проект.


^ 9. Учебно-методический материал по дисциплине


9.1. Основная литература

  1. Технологические измерения и приборы для химических производств. М. В. Кулаков.-М.: Машиностроение, 1983.-424 с.

  2. Основы теории автоматического регулирования химико-технологических процессов. В. Л. Петров; под редакцией чл.-корр. АН СССР В. В. Кафарова.-М.: Химия, 1970.-352 с.

  3. Автоматика и автоматизация производственных процессов пищевой промышленности. В. В. Ануфриев, Е. Я. Демидов, Ю. С. Сербулов.-Воронеж, 1983.-176 с.

  4. Автоматизация производственных процессов и АСУП в химической промышленности. В. А. Голубятников, В. В. Шувалов.-М.: Химия, 1982.-364 с.


^ 9.2. Дополнительная литература

  1. Автоматические приборы, регуляторы и управляющие машины: справочник; под редакцией Б. Д. Кошарского.-3-е изд.-М.: Машиностроение, 1976.-485 с.

  2. Проектирование автоматизированных систем управления технологическими процессами: справочное пособие. А. И. Емельянов, О. В. Капник.-М.: Энергия, 1974.-499 с.

  3. Технологические измерения и приборы, Учебник для ВУЗов. Н. Г. Фарзане, Л. В. Ильясов, А. Ю. Алим-Заде.-М., Высшая школа, 1989.-456 с.

  4. Персональные ЭВМ в организационном управлении. А. Ф. Иоффе.-М.: Наука, 1988.-342 с.

  5. Автоматизация проектирования предприятий. В. А. Егоров.-Л.:1983.-377 с.


^ 9.3. Перечень наглядных и других пособий, методических указаний и методических материалов к техническим средствам обучения

  1. Лабораторный практикум по курсу «Основы автоматизации производственных процессов» - Воронеж,1976.-82 с.

  2. Методические указания к лабораторным работам «Двухпозиционное регулирование уровня жидкости» и «Автоматическая система регулирования уровня жидкости».- Воронеж, 1984.- 34с.

  3. Методические указания к лабораторной работе «Двухпозиционная система регулирования температуры».- Воронеж, 1991.- 12с.

  4. Методические указания к лабораторной работе «Измерение давления и температуры».- Воронеж, 1995.- 24с.

  5. Методические указания к лабораторной работе «Элементы УСЭППА и регулятор системы СТАРТ».- Воронеж, 1991.- 20с.

  6. Методические указания к лабораторной работе «Измерение расхода газа и жидкости по методу постоянного перепада давления» и «АСР расхода воды».- Воронеж, 1995.- 24с.

  7. Методические указания к лабораторным работам «Измерение расхода жидкости методом переменного перепада давления» и «АСР расхода воды».- Воронеж, 1984.- 20с.

  8. Методические указания к лабораторной работе «Система программного управления с использованием командного прибора КЭП-12У».- Воронеж, 1991.- 16с.

  9. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Автоматика и автоматизация производственных процессов».- Воронеж, 1992.- 20с.






п/п

Вид СРС и расчет трудоемкости,

час

Трудоемкость,

час

Всего

8 сем.

9 сем.

1


2


3


4


5


Проработка конспекта лекций

34*0,5=17

Проработка материала по учебникам

148/24*1,5=9,7

Подготовка к лабораторным занятиям

- проработка методических материалов

17*3/16*1,5=4,8

- оформление отчетов по лабораторным

работам

17*3*0,2=7,2

Подготовка к практическим занятиям

17*3/24*1,5=3,2

Выполнение курсовой работы

- выбор технических средств автоматизации

102/24*1,5=7

- оформление пояснительной записки

15*0,4=6

- чертеж функциональной схемы

автоматизации

13*1=13


17


9,7

4,8

7,2


3,2


17


9,7

4,8

7,2


3,2



7


6

13




Всего

42

42

26



Программу составил

доцент В.К. Лебединский




Скачать 194,57 Kb.
оставить комментарий
Дата28.09.2011
Размер194,57 Kb.
ТипРабочая программа, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Документы

наверх