Учебно-методический комплекс дисциплины «Автоматизированное управление химико-технологическими процессами и химико-технологичес-кими системами»
Скачать 1.24 Mb.
|
 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дальневосточный федеральный университет» (ДВФУ)  ШКОЛА ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК  УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ Автоматизированное управление химико-технологическими процессами и химико-технологическими системами Специальность – 240802.65, Основные процессы химических производств и химическая кибернетика Форма подготовки очная Школа естественных наук ДВФУ Кафедра химических и ресурсосберегающих технологий курс 5 семестр 9 лекции 34 (час.) практические занятия 34 час. семинарские занятия 0 час. лабораторные работы 0 час. всего часов аудиторной нагрузки 68 (час.) самостоятельная работа 68 (час.) реферативные работы курсовые работы 1 зачет не предусмотрен экзамен 9 семестр Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (№ Г ОС. РЕГ. 220 тех\дс от 27 марта 2000 г. ) Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден на заседании кафедры химических и ресурсосберегающих технологий протокол № 14 от 17 июня 2013 г. Заведующий кафедрой Реутов В.А. Составитель: _ Ануфриев А.В., ассистент кафедры химических и ресурсосберегающих технологий Оглавление
Аннотация учебно-методического комплекса дисциплины «Автоматизированное управление химико-технологическими процессами и химико-технологическими системами» Учебно-методический комплекс дисциплины «Автоматизированное управление химико-технологическими процессами и химико-технологичес-кими системами» разработан для студентов 5 курса специальности 240802.65 «Основные процессы химических производств и химическая кибернетика» в соответствии с требованиями ГОС 2 ВПО по данной специальности. Курс «Автоматизированное управление химико-технологическими процессами и химико-технологическими системами» является дисциплиной раздела СД.Ф.4 – Цикл специальных дисциплин, федеральный компонент. Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 136 ч. Учебным планом предусмотрены лекционные (34 ч.) и практические (34 ч.) занятия, самостоятельная работа (68 ч.). Дисциплина реализуется в 9 семестре 5 курса. Курс направлен на обучение студентов основам знаний по автоматизации производственных процессов, изучение основных методов математического моделирования, анализа и синтеза автоматических систем регулирования, ознакомление с основными функциями АСУ ТП и техническими средствами, применяемыми при построении автоматических и автоматизированных систем управления, включая ЭВМ и микропроцессорную технику. Теоретический материал разбит на 3 модуля. Теоретические знания закрепляются на практических занятиях. Курсу «Автоматизированное управление химико-технологическими процессами и химико-технологическими системами» предшествуют необходимые для его понимания курсы: «Высшая математика», «Процессы и аппараты химической технологии», «Математическое моделирование химико-технологических процессов», «Системы управления химико-технологическими процессами». Знания по курсу «Автоматизированное управление химико-технологическими процессами и химико-технологическими системами» используются в научно-исследовательской работе и при выполнении бакалаврской работы. Учебно-методический комплекс включает в себя:
Достоинством данного УМКД является проработанные контрольно-измерительные материалы и подробный план лабораторных занятий. Автор-составитель учебно-методического комплекса: доктор технических наук, ассистент кафедры химических ресурсосберегающих технологий Школы естественных наук ДВФУ Ануфриев Александр Вячеславович. Зав. кафедрой химических и ресурсосберегающих технологий _____________________ В.А. Реутов МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дальневосточный федеральный университет» (ДВФУ) ШКОЛА ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (РПУД) Автоматизированное управление химико-технологическими процессами и химико-технологическими системами Специальность – 240802.65, Основные процессы химических производств и химическая кибернетика Форма подготовки (очная) Школа естественных наук ДВФУ Кафедра химических и ресурсосберегающих технологий курс 5 семестр 9 лекции 34 (час.) практические занятия 34 час. семинарские занятия 0 час. лабораторные работы 0 час. всего часов аудиторной нагрузки 68 (час.) самостоятельная работа 68 (час.) реферативные работы курсовая работа 1 зачет не предусмотрен экзамен 9 семестр Рабочая программа учебной дисциплины комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования ( № ГОС. РЕГ. 220 тех\дс от 27 марта 2000 г.) Рабочая программа дисциплины обсуждена на заседании кафедры химических и ресурсосберегающих технологий, протокол № 14 от 17 июня 2013 г. Заведующий кафедрой Реутов В.А. Составитель: _ Ануфриев А.В., ассистент кафедры химических и ресурсосберегающих технологий Оборотная сторона титульного листа РПУД I. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры: Протокол от «_____» _________________ 200 г. № ______ Заведующий кафедрой _______________________ В.А. Реутов (подпись) (И.О. Фамилия) II. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры: Протокол от «_____» _________________ 200 г. № ______ Заведующий кафедрой _______________________ В.А. Реутов (подпись) (И.О. Фамилия) АННОТАЦИЯ Автоматизация позволяет повысить эффективность производства и качества продукции, снижает затраты, улучшает условия труда, обеспечивает безопасность производства и охрану окружающей среды. Растущая сложность и интенсивность технологических процессов, увеличение единичной мощности промышленных агрегатов приводит к тому, что управление современным производством становится эффективным только на основе его широкой автоматизации с применением управляющих вычислительных машин и микропроцессорной техники. Наибольший эффект автоматизация приносит тогда, когда ее требования учитываются еще на стадии разработки технологического процесса и его аппаратурного оформления. Цели курса - формирование у студентов знаний о методах и средствах автоматизации производственных процессов и производств отрасли и навыков их применения Задачи дисциплины: • изучение основных принципов подготовки технологических процессов и производств к автоматизации • формирование представлений об автоматизации технологических процессов на базе локальных средств и программно-технических комплексов • изучение функций автоматизированных систем управления, информационного, математического и программного обеспечения Дисциплина «Автоматизированное управление химико-технологическими процессами и химико-технологическими системами» относится к разделу СД.Ф.4 – Цикл специальных дисциплин, федеральный компонент. Курсу «Автоматизированное управление химико-технологическими процессами и химико-технологическими системами» предшествуют необходимые для его понимания курсы: «Высшая математика», «Процессы и аппараты химической технологии», «Математическое моделирование химико-технологических процессов», «Системы управления химико-технологическими процессами». Знания по курсу «Принципы математического моделирования химико-технологических систем» используются в научно-исследовательской работе и при выполнении бакалаврской работы. В результате изучения дисциплины студент должен Знать основные схемы автоматизации типовых технологических объектов, структуры и функции автоматизированных систем управления; задачи и алгоритмы централизованной обработки информации в автоматизированной системе управления технологическими процессами (АСУ ТП); задачи и алгоритмы управления технологическими процессами с помощью ЭВМ; принципы организации и состав программного обеспечения АСУ ТП; методику проектирования АСУ ТП; задачи, технические и программные средства систем управления предприятием; способы определения и повышения надежности АСУ ТП и ее элементов; экономические аспекты проектирования АСУТП. Уметь проводить анализ технологического процесса как объекта управления; выбирать для данного технологического процесса функциональную схему автоматизации; разрабатывать алгоритмы централизованного контроля координат технологического объекта; рассчитывать одноконтурные и многоконтурные системы автоматического регулирования применительно к конкретному технологическому объекту; разрабатывать алгоритмы и программы для систем программно-логического управления; разрабатывать системы визуализации и супервизорного управления на основе SCADA-систем; определять надежность и экономическую эффективность систем автоматизации. Владеть навыками работы с современными техническими и программными средствами автоматизации: измерительными преобразователями, датчиками исполнительными механизмами, программируемыми логическими контроллерами и системами их программирования, системами визуализации и супервизорного управления.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 136 часов. Лекционные занятия (34 часа) Модуль 1 Автоматизация производственного процесса (6 ч)
Общие сведения о механизации автоматизации производства. Основные понятия и определения. Роль и значение автоматизации производства в социально-экономическом раз витии общества. Основные этапы развития автоматизации. Уровни автоматизации: частичная, комплексная, полная. Автоматические и полуавтоматические системы. Степень автоматизации производственных и технологических процессов. Технико-экономические преимущества автоматизированных и автоматических систем, и процессов. Социальные последствия автоматизации производства. Состояние и перспективы автоматизации производственных и технологических процессов отрасли. Содержание, цели и задачи дисциплин, её взаимосвязь с другими дисциплинами.
Структуры современных АСУ ТП. Структура и функции производственно-хозяйственной деятельности предприятия. Производственная структура предприятия. Производственные процессы. Технологические процессы. Типы производственных и технологических процессов. Составляющие производственных процессов электроэнергетики: технологические процессы получения и транспортировки сырья, производство электрической и тепловой энергии, передача энергии и тепла.
Структура производственного предприятия как системы управления. Потоки материалов в производстве. Информационные потоки. Декомпозиция задачи управления производством. Иерархическая структура управления предприятием. Уровни управления и их задачи. Системы управления технологическими операциями. Системы управления производственными участками и технологическими линиями. Системы управления предприятием. Модуль 2 Построение автоматических систем управления химических производств (12 часов)
Математические методы анализа и синтеза систем автоматического управления. Построение автоматизированных и автоматических производственных процессов как задача проектирования и обеспечения его размерных, временных, информационных и экономических связей. Различные виды связей производственного процесса: свойств материалов, размерные, временные, информационные, экономические. Выработка решения о необходимости автоматизации производственного процесса. Анализ существующего производственного процесса и оборудования. Оценка степени подготовленности изделий к автоматизированному и автоматическому производству. Анализ источников. Патентный поиск. Подготовка технологических процессов и производств к автоматизации: модернизация и механизация оборудования, диспетчеризация. Разработка возможных вариантов технологической схемы процесса и выбор оптимального варианта.
Методология создания систем автоматического управления с заданными свойствами. Промышленные объекты регулирования и их классификация. Методы получения математического описания объектов регулирования. Аналитические методы: составление уравнений материального, электрического и т.д. балансов. Экспериментальные методы: снятие и обработка кривых разгона, частотные методы, обработка трендов методом наименьших квадратов, статистические методы. Автоматические регуляторы и их настройка. Выбор канала регулирования. Требования к промышленным системам регулирования. Возмущения в технологическом процессе. Основные показатели качества регулирования. Типовые процессы регулирования. Коэффициенты передачи элементов и блоков САР. Типовая структурная схема регулятора. Классификация регуляторов. Выбор типа регулятора. Формульный метод определения настроек регулятора. Оптимальная настройка регуляторов по номограммам. Экспериментальные методы расчета настроек регулятора: метод незатухающих колебаний, метод затухающих колебаний. Регулирование при наличии шумов. Методы настройки двухсвязных систем регулирования: метод автономной настройки регуляторов, метод итеративной настройки регуляторов. Алгоритмы цифрового ПИД регулирования. Выбор периода квантования. Упрощенная методика расчета настроек цифрового ПИД-регулятора. Расчет настроек цифрового регулятора по формулам. Модальные и адаптивные регуляторы и системы управления.
Дискретные технологические процессы. Анализ дискретных технологических процессов как объектов управления Специфика дискретных технологических процессов как объектов управления. Формализация дискретных последовательностей операций (технологических циклов). Структура формирования технологического цикла. Комбинационные детерминированные модели. Таблица истинности. Последовательные детерминированные модели. Алгоритмы программного управления заданной последовательностью операций Элементы теории дискретных автоматизированных устройств. Синтез комбинационных автоматов. Синтез последовательностных автоматов. Конечные автоматы. Модуль 3 Структура автоматических систем управления химических производств (16 часов)
Современное промышленное производство и автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП) Назначение и характеристика современных АСУТП на базе вычислительной техники. Основные функции АСУТП. Структуры АСУТП: централизованная и распределенная АСУТП. Уровни АСУТП: общая характеристика.
Подуровень датчиков и исполнительных механизмов: назначение технические средства. Измерительные преобразователи и их классификация по типу выходного сигнала. Контактные датчики. Основные типы исполнительных механизмов. Подуровень низовой автоматизации. Устройства сопряжения с объектом, регуляторы и промышленные контроллеры: назначение и технические характеристики. Устройства сопряжения с объектом. Назначение и структура. Формирование и прием стандартных информационных сигналов. Обработка аналоговых сигналов: требования к передающим и принимающим устройствам, ограничения, устройства гальванической развязки, аналого-цифровой и цифро-аналоговый преобразователи, нормирующие преобразователи. Обработка дискретных сигналов: устройства гальванической развязки, дискретно-цифровой и цифро-дискретный преобразователи, типы выходных дискретных устройств в зависимости от коммутируемых напряжения и тока. Внешние соединения контроллера (на примере КР-300И). Интеллектуальные (сетевые) УСО. Микропроцессорные регуляторы: назначение, классификация, структура. Специализированные регуляторы температуры, влажности и т.д., регуляторы с универсальными входами (на примере продукции фирмы ОВЕН). Программируемые контроллеры: назначение, классификация, структура. Модульный принцип построения контроллера. Модули центрального процессора, блоков питания, сигнальные, коммуникационных процессоров, функциональные, интерфейсные (на примере контроллеров фирмы Siemens). Критерии выбора промышленного контроллера. Варианты подключения промышленных контроллеров в составе АСУТП. Встраиваемые системы и их особенности. Программирование промышленных контроллеров. Особенности программного обеспечения контроллеров. Стандартизированные Международной электротехнической комиссией (IEC61131-3) языки программирования ST (Structured Text), SFC (Sequential Function Chart), FBD (Function Block Diagram), LD (Ladder Diagram) и IL (Instruction List). Примеры программы для контроллеров Siemens LОGO!, S7-200, Ремиконт Р130. Средства программирования. Softlogic-системы.
Управление с использованием вычислительной техники на уровне отдельных аппаратов и технологических схем. Уровень управления технологическим процессом: назначение, технические средства. Автоматизированные рабочие места технологов-операторов: основные функции, техническое и программное обеспечение. Промышленные компьютеры. Операционные системы реального времени: особенности и структура. SCADA-системы: общая характеристика и основные требования. Протоколы взаимодействия SCADA-систем с оборудованием. Стандарт OPC (OLE for Process Control) фирмы Microsoft. Разработка SCADA-системы: этапы проектирования и внедрения. Интегрированные системы проектирования и управления. Общая характеристика системы Trace Mode фирмы Adastra. Промышленные цифровые сети: назначение, особенности, основные требования к промышленным сетям. Элементы теории компьютерных сетей. Семиуровневая модель OSI. Техническое и программное обеспечение уровней на примере сетей Ethernet. Особенности реализации физического, канального и прикладного уровней промышленной сети. Краткая характеристика распространенных стандартов промышленных сетей: FieldBus, AS Interface, CAN, Profibus.
Назначение и основные функции. Техническое обеспечение административного уровня: АРМ высших руководителей предприятия, серверы. Программное обеспечение административного уровня. Системы управления предприятием в реальном времени: MES (Manufacturing execution system) - управление производством, EAM (Enterprise Asset Management) - управление основными фондами, техническим обслуживанием и ремонтами, HRM (Human Resources Management) - управление персоналом (на примере системы T-Factory фирмы Adastra).
Методы оценки устойчивости систем, аварийных и пусковых режимов. Надежность АСУТП. Расчет надежности в процессе проектирования. Технико-экономический уровень надежности АСУТП. Способы повышения надежности АСУ ТП и ее элементов. Экономические аспекты проектирования АСУТП и ее элементов. Основные источники экономической эффективности АСУТП. Учет экономической эффективности АСУТП при ее разработке. Методика расчета экономической эффективности АСУТП.
Практические работы (34 часа)
Текущий контроль проводится выполнением тестовых заданий. Вопросы к экзамену
|
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Рабоч ая учебная программа дисциплины Системы управления химико-технологическими процессами Это одна из основных дисциплин профиля, так как без знания современных систем управления технологическими процессами невозможно сознательно... | | Рабочая программа учебной дисциплины «процессы и аппараты химической технологии» Моделирование химико-технологических процессов (8-й семестр), Химические реакторы (7-ой семестр), Системы управления химико-технологическими... |
| Ресурсосберегающая химико-технологическая система водного хозяйства... Работа выполнена в гоувпо «Ивановский государственный химико-технологический университет» на кафедре общей химической технологии |  | Учебно-методический комплекс дисциплины управление образовательными... Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального... |
| «Государственно-общественное управление образовательными системами» Учебно-методический комплекс «Теория антикризисного управления предприятием» составлен в соответствии с требованиями Государственного... | | Отчет о результатах самообследования областного автономного образовательного... Оаоу спо «Новгородский химико-индустриальный техникум» провел самообследование с целью обеспечения доступности и открытости информации... |
| Конкурс лучших учителей общеобразовательных учреждений для денежного... Н. Ю. Шеленкова преподает биологию в 6-11 классах гимназии на базовом и профильном уровнях. Являлась организатором работы химико-биологического... | | Программа элективного курса по биологии для учащихся 10-х классов... Программа предназначена для изучения курса «Микробиология» в классах химико-биологического профиля и рассчитана на 34 часа, 1 час... |
| Программа элективного курса по химии для классов химико-биологического профиля 11 класс Программа предусматривает углубление знаний учащихся по химии, развитие их познавательных интересов, развитие умений и навыков выполнения... | | Учебно-методический комплекс дисциплины (модуля) Корпоративное управление... Учебно-методический комплекс «Теория антикризисного управления предприятием» составлен в соответствии с требованиями Государственного... |
| Рабочая программа по дисциплине 01«Программируемые контроллеры» К афедра «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами» | | Перечень научных специальностей для подготовки аспирантов Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность) |
| Совершенствование процесса управления охлаждением заготовок мнлз в асу тп Специальность 05. 13. 06 Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (в промышленности) | | Совершенствование процесса управления охлаждением заготовок мнлз в асу тп Специальность 05. 13. 06 Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (в промышленности) |
| Учебно-методический комплекс дисциплины «Управление качеством» Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального... | | Учебно-методический комплекс дисциплины корпоративная культура и... Учебно-методический комплекс дисциплины составлен на основании требований государственного образовательного стандарта высшего профессионального... |
