Мгупб





НазваниеМгупб
страница1/9
Дата публикации18.02.2015
Размер1 Mb.
ТипМетодические указания
100-bal.ru > Информатика > Методические указания
  1   2   3   4   5   6   7   8   9


Министерство образования и науки РФ
Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования
Московский государственный университет

прикладной биотехнологии

(МГУПБ)

Кафедра автоматизации биотехнических систем

АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ПРОИЗВОДСТВ

МЕТОДОЛОГИЯ СТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА

СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Методические указания к выполнению курсового проекта

для студентов специальностей 220301, 260301, 260303, 220201, 220200



МОСКВА 2010

Учебное издание

Усков Валерий Иванович

МЕТОДОЛОГИЯ СТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов специальностей 220301, 260301, 260303, 220201, 220200

Редактор И.А. Мырсина
Подписано в печать 07.09.10. Усл. печ. л. 6,25. Тираж 150 экз.

Заказ _________ Изд. № 75

МГУПБ 109316. Москва, ул. Талалихина, 33

ООО “Полисувенир”. 109316., Москва, ул. Талалихина, 33

т. 677 – 03 – 86

Составитель: В.И. Усков, доцент

Методические указания предназначены для студентов, изучающих курс «Автоматизация технологических процессов и производств» и «Системы управления технологическими процессами», для выработки и закрепления навыков анализа технологических процессов с целью их автоматизации. Кроме того, пособие будет полезно студентам, выполняющим раздел «Автоматизация технологических процессов» при разработке функциональных схем автоматизации в дипломных проектах.
Автор выражает благодарность аспирантке МГУПБ Максимовой О.А. за помощь в подготовке методических указаний.
Переиздание утверждено кафедрой «Автоматизация биотехнических систем».


© МГУПБ, 2005
© МГУПБ, 2010

ВВЕДЕНИЕ
Автоматизация производства - это процесс, при котором функции управления и контроля, ранее выполнявшиеся человеком, передаются приборам и автоматическим устройствам. Главная цель автоматизации производства заключается в повышении производительности труда, улучшении качества выпускаемой продукции, создании условий для оптимального использования всех ресурсов производства.

Интерес человека к созданию автоматических устройств возник еще в далеком прошлом. Археологические открытия в странах с древней цивилизацией подтверждают, что в Древнем Египте создавались уникальные автоматические системы для сопровождения культовых обрядов. Например, имелось устройство, принцип действия которого был основан на использовании энергии солнца и горелки, работавшей на масле с большим содержанием легких фракций. Оно открывало двери храма с восходом светила и закрывало с заходом.

Одним из выдающихся ученых древности был Герон Александрийский (I в. до н. э.), который заложил основы автоматики. В своем труде «Пневматика» он описал ряд «волшебных фокусов», основанных на принципах использования теплоты, перепада давлений. Он сконструировал шар, который вращался силой струи пара, впоследствии названный «геронов шар».

Развитие в XVIII в. техники, в частности паровых машин, потребовало разработки автоматических устройств, осуществляющих принцип регулирования по отклонению. В 1765 г. русским изобретателем И.И. Ползуновым для регулирования уровня воды в котле был создан автоматический регулятор, а в 1784 г. английский механик Дж. Уатт использовал этот принцип при регулировании частоты вращения вала паровой машины. Поэтому регулирование по отклонению получило название принципа Ползунова-Уатта.

Наряду с регулированием по отклонению находит применение, предложенное французом Понселе регулирование по возмущению (принцип Понселе).

В 1845 г. немецкими изобретателями братьями Сименс был предложен третий принцип регулирования, по которому для воздействия на регулирующий орган используется сигнал, пропорциональный скорости изменения регулируемой величины, т. е. ее производной по времени (принцип регулирования по производной).

Основоположником классической теории автоматического регулирования является профессор И.А. Вышнеградский, который в 1876 г. построил график областей устойчивости – диаграмма Вышнеградского – и впервые стал рассматривать регулятор и объект регулирования как единую динамическую систему.

Значительный вклад в развитие теории автоматического регулирования внес русский математик А.М. Ляпунов, доказавший ряд оригинальных теорем и предложивший методы для исследования устойчивости и поведения динамических систем. Наибольшей известностью пользуются его методы для исследования нелинейных систем.

Выдающийся ученый Н.Е. Жуковский читал лекции по теории автоматического регулирования в МВТУ, конспект которых был издан в 1909 г.

Российские ученые вносят весомый вклад в развитие теории автоматического управления, и их работы получили признание во всем мире.

Автоматизация является одним из основных факторов современной научно-технической революции. В основе автоматизации производства лежит системный подход к анализу и синтезу объектов управления, а также к построению и использованию комплекса технических средств автоматического управления, регулирования и контроля. В автоматических системах широко используются новейшие достижения науки и техники.

В настоящее время в отрасли наблюдается частичная и комплексная автоматизация производственных процессов. Частичная автоматизация - это автоматизация отдельных производственных операций. Она осуществляется в тех случаях, когда непосредственное управление сложными процессами, например термической обработкой колбасных изделий или работой пастеризационно–охладительной установки, становится практически недоступно для человека.

При комплексной автоматизации производственных процессов участок, цех, завод и т. д. действуют как единый взаимосвязанный автоматический комплекс, например линия по производству сосисок. Комплексная автоматизация целесообразна в условиях высокомеханизированного производства на базе совершенной технологии и прогрессивных методов управления с применением средств измерений, автоматизации и вычислительной техники.

Наряду с автоматическими системами управления, когда человек только следит за состоянием средств автоматизации, применяют автоматизированные системы управления (АСУ), в которых он активно участвует непосредственно в самом процессе управления. Автоматизированные системы управления - это человеко-машинные системы, использующие в качестве технической базы электронные вычислительные машины (ЭВМ). В отрасли созданы и успешно работают автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП), автоматизированные системы управления предприятиями (АСУП).

Развитие теории автоматического регулирования послужило основой для развития кибернетики - науки об управлении, связи и переработке информации. В настоящее время кибернетические принципы управления нашли свое применение практически во всех сферах деятельности человека: управление технологическим процессом, производством, наукой, торговлей, бытовым обслуживанием и т. д.

В последние годы в отраслях агропромышленного комплекса наметилась тенденция широкого применения как общепромышленных, так и нестандартизированных (специальных) средств измерений. Правильный выбор средств измерений, обоснование точности измерений технологических параметров и показателей состава и качества, внедрение АСУТП обусловили необходимость метрологического обеспечения производства.

Дисциплина «Автоматизация технологических процессов и производств» является дисциплиной специального цикла. Для ее изучения студент должен уметь:

- анализировать аппараты и агрегаты как объекты управления;

- моделировать технологические процессы;

- проводить научные исследования и эксперименты по снятию статических и динамических характеристик объектов и систем автоматического управления;

- осуществлять контроль качества выпускаемой продукции;

- содействовать внедрению систем автоматического управления и автоматизированных систем управления технологическими процессами;

- использовать современную вычислительную технику;

- рассчитывать экономическую эффективность от внедрения средств измерений и систем автоматизации.

Развитие фундаментальных исследований в области теории автоматического управления, в практике разработки элементов автоматизации позволяет наметить основные перспективные направления автоматизации технологических процессов пищевых производств: разработка робототехнических систем; внедрение автоматизированных систем управления технологическими процессами на базе микропроцессорной техники; разработка системы метрологического обеспечения производства; разработка систем автоматизированного проектирования.

В заключение следует отметить, что инженеры-технологи, работающие над проблемами разработки современной технологии производства продуктов питания, должны выполнять указанные выше работы с учетом требований автоматизации производства.
1. ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ
1.1. Общие требования к курсовому проекту (КП)
Выполнение курсового проекта неотъемлемая часть учебного плана по каждой специальности. На первом и втором курсах эта работа выполняется, как правило, по одной из общетеоретических дисциплин. На третьем и четвертом - по дисциплинам специализации и является как бы ступенькой к написанию и защите дипломной работы.

Цели курсового проекта:

  • углубить и расширить теоретические знания;

  • овладеть приемами (навыками) самостоятельной
    познавательной деятельности, выработать умение
    формулировать суждения и выводы, логически последо­вательно и доказательно их излагать;

  • выработать умение публичной защиты подготовленного материала (делать доклад, отвечать на вопросы, отстаивать свое мнение и т. д.).

Ведущее требование к содержанию КП - это его достаточно высокий теоретический уровень, т.е. хотя он носит учебно-исследовательский характер, но должен опираться на новейшие достижения науки в своей сфере.

Курсовой проект строится на основе достаточного фактического материала. Теоретические положения необходимо подкреплять анализом конкретного материала. Факты дают возможность в результате их изучения и сравнения сформулировать ту или иную идею, вывод.

Требования, предъявляемые к КП можно объединить в 3 группы:

- к структуре; - к содержанию; - к оформлению.

Структурно работа должна состоять из: оглавления, введения, основной части (двух-четырех разделов), заключения, списка использованной литературы и приложений.

Объем работы около 1 печатного листа (24 с.), но не более 30.

Соответственно структуре распределяется объем:

  • введение 1,5-2 с.;

  • каждой из глав по 6-7 с.;

  • заключения 2-3 с.;

- библиографический список (должен содержать приблизительно 8-10 источников).

- ресурсы Internet.

По содержанию курсовой проект носит учебно-исследовательский характер. Он должен отразить знакомство студента с новейшими источниками, методической литературой, публицистическими выступлениями, выявить его способность к теоретическому анализу.

Требования к оформлению.

Курсовая работа должна быть отпечатана на компьютере (формат A4).

Оформление титульного листа указано в приложении А.

На 2-й странице приводится календарный план работы (приложение Б). При этом необходимо помнить, что содержание должно в точности повторять план, каждая структурная часть работы должна быть четко выделена, начиная с новой страницы, и иметь вверху заголовок.

В приложении В приводятся указания по техническому оформлению текста, в приложении Г – разметка листа рукописи.

Часто встречающейся логической ошибкой является одинаковое название КП и одной из глав.

Наибольшее число ошибок допускается при оформлении сносок. Очень часто студенты, цитируя выдержку из статьи, журнала и т.д., ограничиваются тем, что указывают название журнала, опуская название самой статьи и фамилий ее авторов. Такая же ошибка допускается при перечислении используемой литературы.

Во введении обосновывается актуальность выбранной темы со ссылками на новейшую литературу, определяются общая цель курсового проекта, конкретные его задачи и методы исследования.

Частой ошибкой при определении целей и задач исследования является неправильная их формулировка. Так, в качестве цели указывается «сделать». Правильно будет использовать глаголы «раскрыть», «определить», «установить», «показать», «выявить», «описать», «проследить» и т.д.

Что касается задач, то надо иметь в виду, что решению каждой из них, как правило, посвящена одна глава работы. Глава должна заканчиваться выводами или хотя бы подведением итогов.

В заключении следует суммировать выводы, сделанные по главам, указать на нерешенные проблемы.

Одной из распространенных ошибок при написании работы является неправильное понимание сущности метода теоретического анализа, когда вся КП сводится к переписыванию целых страниц из 2-3 источников.

Чтобы работа не граничила с плагиатом, серьезные теоретические положения необходимо давать со ссылкой на источник. Причем это не должен быть учебник по данной дисциплине. Написание курсовой работы предполагает более глубокое изучение избранной темы, нежели она раскрывается в лекционном курсе.

Другая крайность состоит в перегрузке работы длинными цитатами из авторитетной теоретической публикации. Давая, например, определение, надо своими словами пересказать, кто из ученых и в каких источниках дает определение (понятие) этого термина и обязательно сравнить разные точки зрения, показать совпадения и расхождения, а также наиболее доказательные выводы в рассуждениях ученых.

В работах, носящих, в основном, теоретический характер, анализируя литературу по теме исследования, изучая и описывая опыт наблюдаемых событий (явлений), автор обязательно высказывает свое мнение и отношение к затрагиваемым сторонам проблемы.

Курсовой проект с элементами ЭКСПЕРИМЕНТА должен содержать:

  • четкое описание методики и этапов эксперимента;

  • характеристику объекта и предмета исследования;

  • анализ полученных результатов.

1.2. Работа над рукописью исследования
Композиция научного произведения

Разумеется, нет и не может быть жесткого стандарта по выбору композиции исследовательского труда. Каждый его автор волен избирать любой строй и порядок организации научных материалов, чтобы получить внешнее расположение их и внутреннюю логическую связь в таком виде, какой он считает лучшим, наиболее убедительным для раскрытия своего творческого замысла. Однако сложилась определенная, устойчивая традиция формирования структуры научного произведения, основными элементами которой в порядке их расположения являются следующие:

  1. Титульный лист.

  2. Оглавление.

  3. Введение.

  4. Главы основной части.

  5. Заключение.

  6. Библиографический список.

  7. Приложения.

Титульный лист является первой страницей научной работы и заполняется по строго определенным правилам.

В среднем поле дается заглавие научной работы, заглавие должно быть по возможности кратким, точным и соответствовать ее основному содержанию.
1.3. Структура курсового проекта.
Введение

  1. Технико-экономическое обоснование

  2. Уровень механизации и автоматизации

  3. Описание технологии автоматизированного процесса

  4. Описание оборудования

  5. Нормативный документ на выпускаемою продукцию

  6. Функциональная схема автоматизации

  7. Описание контура регулирования

  8. Руководство по схемам и системам

  9. Тематическая рабочая тетрадь

  10. Презентация

  1   2   3   4   5   6   7   8   9

Добавить документ в свой блог или на сайт


Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
100-bal.ru
Поиск