Рабочая программа учебной дисциплины \"системы автоматизации и управления\" Цикл icon

Рабочая программа учебной дисциплины "системы автоматизации и управления" Цикл


Смотрите также:
Рабочая программа учебной дисциплины «автоматизация конструирования рэа» Цикл...
Рабочая программа учебной дисциплины Локальные системы автоматизации и управления ф тпу 1-21/01...
Рабочая программа учебной дисциплины экономика и управление производством цикл...
Рабочая программа учебной дисциплины Интегрированные системы управления для специальности 230105...
Рабочая программа учебной дисциплины “ информационное обеспечение систем управления цикл...
Рабочая программа учебной дисциплины “ проектирование асу промышленных объектов цикл...
Рабочая программа учебной дисциплины "электротехника и электроника" Цикл...
Рабочая программа учебной дисциплины «электродинамика и распространение радиоволн» Цикл...
Рабочая программа учебной дисциплины "техническая электродинамика" Цикл...
Рабочая программа учебной дисциплины "теория автоматического управления" Цикл...
Рабочая программа учебной дисциплины "гидравлические приводы и системы автоматики" Цикл...
Рабочая программа учебной дисциплины «системы и устройства автоматического управления...



Загрузка...
скачать
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ


(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)


ИНСТИТУТ ТЕПЛОВОЙ И АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИТАЭ)
____________________________________________________________________
_______________________________________


Направление подготовки: 140100 Теплоэнергетика и теплотехника

Профиль подготовки: 3 Автоматизация технологических процессов в теплоэнергетике

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

^ "СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ"



Цикл:

профессиональный




^ Часть цикла:

Вариативная




дисциплины по учебному плану:

Б.3. 25.03




^ Часов (всего) по учебному плану:

108




Трудоемкость в зачетных единицах:

3

8 семестр – 3;

Лекции

45 час.

8 семестр

Лабораторные работы

15 час

8 семестр

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

48час

8 семестр

Зачет




8 семестр

Курсовая работа

1 з.е.

8 семестр



Москва - 2010

^ 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является изучение основ автоматизации теплоэнергетических объектов, принципов построения систем управления теплоэнергетическими объектами и методов их проектирования.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

  • самостоятельно работать, принимать решения в рамках своей профессиональной деятельности (ОК-7);

  • анализировать различного рода рассуждения, публично выступать, аргументировано вести дискуссию и полемику (ОК-12);

  • собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научно-техническую информацию по тематике исследования, использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии (ПК-6);

  • осуществлять сбор и анализ исходных данных для расчета и проектирования систем управления (ПК-9);

  • выбирать стандартные средства автоматики, измерительной и вычислительной техники для проектирования систем автоматизации и управления в соответствии с техническим заданием (ПК-10);

  • выполнять эксперименты на действующих объектах по заданным методикам и обрабатывать результаты с применением современных информационных технологий и технических средств (ПК-19);

  • проводить вычислительные эксперименты с использованием стандартных программных средств с целью получения математических моделей процессов и объектов автоматизации и управления (ПК-20);

Задачами дисциплины являются

  • познакомить обучающихся c основными принципами построения систем управления теплоэнергетическими объектами, методами их проектирования и расчета;

  • познакомить обучающихся с типовыми структурами автоматических систем управления, используемыми в системах автоматизации теплоэнергетических объектов управления;

  • научить принимать и обосновывать конкретные технические решения при проектировании систем управления теплоэнергетическими объектами и систем локальной автоматики.

^ 2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла по выбору Б.3.25.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю «Автоматизация технологических процессов в теплоэнергетике» направления 140100 Теплоэнергетика и теплотехника.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Котельные установки", "Вычислительные машины, системы и сети", "Технические средства автоматизации", “Теплотехнические измерения и приборы”, “Теория автоматического управления”

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и изучении дисциплин " Микропроцессорные средства автоматизации и управления” "Моделирование систем управления ”, а также программы магистерской подготовки “Автоматизация технологических процессов в теплоэнергетике”.

^ 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:


Знать:

  • функциональное назначение и принципы построения систем автоматизации и управления теплоэнергетическими объектами;

  • назначение, расположение технических средств автоматизации на объекте управления и отображение их на функциональных схемах;

  • источники научно-технической информации (журналы, сайты Интернет) по системам автоматизации и управления теплоэнергетическими объектами (ПК-17).


Уметь:

  • технически грамотно проводить анализ структуры и динамики объекта и выбор

структурной схемы одноконтурных, многоконтурных и многомерных систем

автоматического управления;

  • проводить поверочный расчет регулирующих органов с определением перестано-

вочного усилия, выбором исполнительного механизма и вида сочленения;

  • уметь составлять заказные спецификации на технические средства автоматизации;

  • проводить поиск и анализировать научно-техническую информацию по системам автоматизации и управления (ПК-6);

  • выбирать необходимые технические средства автоматизации управления (ПК-6).



Владеть:

  • терминологией в области систем автоматизации и управления (ОК-2);

  • навыками дискуссии по профессионально тематике (ОК-12);

  • навыками проектирования, построения и анализа функциональных схем систем

автоматизации и управления теплоэнергетическими объектами.


^ 4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часа.



п/п

Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации
(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)


лк

пр

лаб

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Системы автоматизации и управления. Основные понятия.

6

8

4




-

2

Тест на знание терминологии

2

Модели ТОУ на стадиях проектирования и внедрения САиУ

14

8

4




4

6

Тест: динамические характеристики ТОУ

3

Требования, предъявляемые к САиУ

6

8

4




-

2

Тест: требования, предъявляемые к САиУ

4

Основные ТОУ в теплоэнергетике как объекты управления

14

8

6




4

4

Тест на знание объектов управления в теплоэнергетике

5

Функции САиУ

14

8

6







8

Тест: функции САиУ


6

Проектирование САиУ

12

8

4







8

Контрольная работа по выбору структуры САиУ для заданного ТОУ

7

Схемы регулирования основных параметров ТОУ в теплоэнергетике

23

8

8




7

8

Подготовка реферата

8

Регулирующие органы в САиУ

17

8

9







8

Подготовка реферата




Зачет

2

8

--

--




2

Защита реферата




Итого:

108




45




15

48






^ 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции

1. Системы автоматизации и управления. Основные понятия.


Задачи автоматизации и управления теплоэнергетическими процессами; современное состояние и перспективы развития автоматизации. Получение и преобразование энергии. Понятие о технологическом объекте управления (ТОУ) и автоматизированном технологическом комплексе (АТК). Режимы работы ТОУ. Принципы принятия и реализации решения в системах управления. Иерархия управления. Назначение и определение АСУТП, АСУП. Распределенная вычислительная сеть для управления ТЭС. Структура, основные компоненты, их назначение. Объемы информации ввода/вывода.

^ 2. Модели ТОУ на стадиях проектирования и внедрения САиУ

Модели ТОУ на стадиях проектирования и внедрения САиУ. Математическое описание ТОУ в виде дифференциальных уравнений. Пять характерных свойств ТОУ в теплоэнергетике. Динамические, нестационарные, нелинейные, стохастические, многомерные. Экспериментальное определение динамических характеристик ТОУ. Понятие аппроксимации. Критерии аппроксимации и системный подход. Структуры модели. Структурное моделирование динамических систем на ПЭВМ. Методы поиска экстремума функции нескольких аргументов. Метод деформируемого многогранника. Примеры моделей.


^ 3. Требования, предъявляемые к САиУ

Требования, предъявляемые к САиУ. ГОСТы и другие нормативные документы по АСУ. Требования к АСУ в целом. Требования к функциям АСУ. Виды обеспечений. Требования к информационному, техническому, программному, организационному, лингвистическому, правовому и др. обеспечениям. Требования к надежности, экономичности, безопасности. Порядок испытаний при вводе, комплектность, гарантии. Командные посты и структура управления на примере ТЭС с поперечными связями. Виды щитов, размещение технических средств, отражение их на функциональных схемах. Спецификации на средства автоматизации.


^ 4. Основные ТОУ в теплоэнергетике как объекты управления.

Основные ТОУ в теплоэнергетике как объекты управления. Назначение элементов технологического оборудования, значения технологических параметров. Регулируемые величины и регулирующие воздействия. Технологическая схема энергоблока ТЭС. Основные регулируемые величины и регулирующие воздействия газовоздушного и пароводяного трактов прямоточного и барабанного котлоагрегатов. Особенности динамических и статических характеристик каналов регулирующих и возмущающих воздействий. Технологическая схема энергоблока АЭС с водо-водяным энергетическим реактором. Основные регулируемые величины и регулирующие воздействия первого и второго контуров энергоблока. Компенсатор объема первого контура. Назначение и особенности управления. Энергоблок с ПГУ. Основные регулируемые величины и регулирующие воздействия котла-утилизатора. Особенности ТОУ и сравнительные характеристики.


^ 5. Функции САиУ

Функции САиУ. Информационные функции. Виды сигналов. Аналоговые, дискретные, инициативные, псевдо-аналоговые. Проверка сигналов на достоверность. Паспорта. Мгновенная и оперативная базы данных. Отображение информации на мониторах и приборах. Технологическая сигнализация. Виды. Регистрация событий. Регистрация аварийных ситуаций. Архивы. Создание и хранение информации. Расчет ТЭП. Отчеты и сводки. Информация в другие АСУ.

Управляющие функции. Дистанционное управление.(ДУ) Требования к ДУ. Структурная схема реализации. Индивидуальное, избирательное, групповое и функционально- групповое управление. Логическое управление.

Автоматическое регулирование. Требования к АР. Тепловые защиты и блокировки (ТЗиБ). Требования к ТЗиБ. Схемы включения датчиков Автоматический ввод резерва. Автоматизация процессов пуска и останова оборудования. Оптимизация в САиУ. Задачи оптимизации. Целевая функция. Метод штрафных функций.


^ 6. Проектирование САиУ

Стадии создания САиУ. Концепция, эскизное проектирование, техническое задание, техническое и рабочее проектирование, ввод в действие, сопровождение. Стадии создания систем автоматизации. Автоматизированное проектирование систем автоматизации (САПР). Алгоритм САПР САиУ. Анализ динамики объекта и выбор структурной схемы системы автоматического управления. SCADA-системы для распределенных микропроцессорных систем управления. Назначение, инструментальная и исполнительная системы. Системы реального времени.

Система автоматизации фирмы Сименс SPPA T-3000. Назначение. Структура и архитектура. Состав ПТК. Взаимодействие компонентов. Проектирование САиУ простым объектом. Последовательность создания и реализации проекта. Режимы конфигурирования и работы. Библиотека алгоритмических модулей.

Оценка экономического эффекта от внедрения мероприятий по САиУ. Физический, технический и экономический эффект. Пример расчета эффектов.


^ 7. Схемы регулирования основных параметров ТОУ в теплоэнергетике

Факторы, влияющие на технологический процесс. Технологические параметры объекта управления как показатели материальных и тепловых балансов Регулирование расходов, соотношения расходов, уровня в баках и барабанах котлов, сигнал по теплоте и его формирование. Регулирование давления. Главный регулятор. Регулирование горения топлива, воздуха, разрежения. Регулятор экономичности. Регулирование температур в промежуточной точке пароводяного тракта, острого и вторичного пара. Сетевой подогреватель и шаровая барабанная мельница как объекты комплексной автоматизации.

^ 8. Регулирующие органы в САиУ

Регулирующие органы в САиУ. Классификация. дозирующие и дросселирующие РО. Регулирование производительности насосов с помощью гидромуфты. ЧРП.

Дросселирующие РО. Элементы седло-затвор. конструктивные характеристики. Пропускная способность РО. Гидродинамические характеристики. Понятие кавитации. Расходные характеристики РО. Требования к расходным характеристикам. Конструктивный и поверочный расчет РО. сочленения РО и ИМ. Виды сочленения.


^ 4.2.2. Практические занятия

Практические занятия учебным планом не предусмотрены.


4.3. Лабораторные работы

8 семестр

  1. Аппроксимация переходных характеристик объектов управления.

  2. Одноконтурная автоматическая система регулирования с ПИД регулятором при случай-

ных возмущениях.

  1. Каскадная автоматическая система регулирования.



^ 4.4. Расчетные задания

Расчетные задания учебным планом не предусмотрены.


4.5. Курсовая работа.

8 семестр

Курсовая работа: “Система автоматизации ТОУ”.

Конкретные темы включаются в Учебно-методический комплекс по дисциплине.

^ 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в форме традиционных лекций и лекций с использованием презентаций и видео роликов. Презентации лекций содержат определения, структурные и принципиальные схемы систем управлении, графики, примеры решения задач.

^ Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и лабораторным работам, оформление реферата и курсовой работы и подготовку его презентации к защите, подготовку к зачету.

^ 6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, устный опрос, защита курсовой работы.

Аттестация по дисциплине – зачет.

Оценка за освоение дисциплины рассчитывается из условия: 0,3(среднеарифметическая оценка за контрольные и тесты) + 0,3оценка за курсовую работу + 0,4оценка на зачете.

В приложение к диплому вносится оценка за 8 семестр.

^ 7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

  1. Плетнев Г.П. Автоматизированное управление объектами тепловых электростанций. М.: Энергоатомиздат,1995 г. 362 с.

  2. Плютинский В.И., Погорелов В.И. Автоматическое управление и защита теплоэнергетических установок АЭС. М.: Энергоатомиздат,1983 г. 296 с.

  3. Благов Э.Е., Ивницкий Б.Я. Дроссельно-регулирующая арматура ТЭС и АЭС. М.: Энергоатомиздат,1990 г. 288 с.

  4. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ «Моделирование динамических систем на ПЭВМ с использованием программы "20 - sim 2.3 Pro"


б) дополнительная литература:

  1. А.С. Клюев и др. Проектирование систем автоматизации технологических процессов. Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат,1990 г. 464 с.

  2. Г.Олссон, Д.Пиани. Цифровые системы автоматизации и управления. Спб.: Невский диалект, 2001. – 557 с.


^ 7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

20 - sim 2.3 Pro , SPPA-T3000.

б) другие:

Matlab (Simulink).


^ 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов.


Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО направлению подготовки 140100 «Теплоэнергетика и теплотехника» и профилю 3 «Автоматизация технологических процессов в теплоэнергетике»


ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доцент Зверьков В.П.


"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Автоматизированные системы управления тепловыми процессами

д.т.н., профессор Андрюшин А.В.




Скачать 150,34 Kb.
оставить комментарий
Дата26.09.2012
Размер150,34 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
Загрузка...
Документы

наверх