Рабочая программа дисциплины «Автоматизация технологических процессов и производств»

Скачать 222.79 Kb.

Название	Рабочая программа дисциплины «Автоматизация технологических процессов и производств»
Дата публикации	05.11.2014
Размер	222.79 Kb.
Тип	Рабочая программа

100-bal.ru > Математика > Рабочая программа

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПРИКЛАДНОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ
кафедра «Автоматизация биотехнических систем»

УТВЕРЖДАЮ

Первый проректор

по учебной работе, д.т.н., проф.
______________/Н.И. Дунченко/

«___» ________________20 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

ДИСЦИПЛИНЫ

«Автоматизация технологических процессов и производств»

для подготовки дипломированных специалистов по специальности –

220301 «Автоматизация технологических процессов и производств»

(по отраслям)

СД. 06.

Москва 20 г.

Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ГОС ВПО по направлению подготовки по специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств» (по отраслям) и в соответствии с примерной учебной программой дисциплины

Программу составил: Усков В.И., к.т.н., доцент

Программа рассмотрена на заседании кафедры АБТС

Протокол №__________от_____________20 г.
Зав. кафедрой _______________д.т.н., проф. М.М.Благовещенская

Программа одобрена научно-методическим советом факультета АБС
Протокол №__________от_____________20 г.
Председатель Совета _________________ проф. Шутов С.А.

Согласовано:

Начальник Управления МОиККОП ____________________ Л.В. Калинина

1. Цели и задачи дисциплины

1.1. Цель преподавания дисциплины

Цель изучения дисциплины «Автоматизация технологических процессов и производств» - изучение методических и практических основ автоматизации технологических процессов мясной и молочной промышленности. Кроме этого целью преподавания дисциплины «Автоматизация технологических процессов отрасли», завершающей профессиональное обучение будущего специалиста, является подготовка студента к самостоятельному решению практических и прикладных задач автоматизации технологических процессов мясной и молочной промышленности. В дисциплине излагаются принципы и методы построения систем регулирования и автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) на основе современных технических средств автоматизации, включая микропроцессорную технику и управляющие ЭВМ.

1.2. Задачи изучения дисциплины

Задачи преподавания дисциплины:

– формирование системных представлений о проблемах автоматизации отрасли;

– выработка практических навыков в решении актуальных проблем автоматизации общества;

– знакомство с текущим состоянием автоматизации отрасли;

– выработка практических навыков в поиске информации и подготовка к выполнению дипломного проекта.
2.Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать:

– общую тенденцию и проблемы автоматизации технологических процессов отрасли;

– основные схемы автоматизации типовых средств отрасли;

– структуры и функции автоматизированных систем управления;

– задачи и алгоритмы обработки информации и управления технологическими процессами в АСУ;

– принципы организации и состав программного обеспечения АСУТП.

Уметь:

– проводить анализ технологического процесса как объекта управления и составлять функциональную схему автоматизации;

– осуществлять идентификацию математических моделей объекта по экспериментальным данным в реальном масштабе времени;

– осуществлять смену и расчет АСР применительно к конкретному объекту;

– разрабатывать алгоритмы контроля и управления конкретными объектами отрасли.

Для изучения данной дисциплины студенты должны знать материал следующих учебных курсов: «Теория автоматического управления» (методы анализа и синтеза непрерывных и дискретных линейных и нелинейных АСР), «Математические модели в расчетах на ЭВМ», «Технические средства автоматизации» (щиты регуляторов и управляющих ЭВМ), «Моделирование объектов и систем управления отрасли» (построение моделей объектов). Знания и умения, полученные студентами при изучении данной дисциплины, используются при курсовом и дипломном проектировании.
3. Объем дисциплины и виды учебной работы:

Вид учебной работы	Всего часов	Семестры
Общая трудоемкость дисциплины	150	9
Аудиторные занятия	66	9
Лекции	33	9
Практические занятия (ПЗ)	22	9
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа	84	9
В том числе:
Курсовое проектирование	11	9
Реферат	34	9
Другие виды самостоятельной работы	50	9
Вид итогового контроля (зачет, экзамен, защита курсовых проектов или работ)	Экзамен, зачет с оценкой	Экзамен - 9, зачет с оценкой - 9

4. Содержание дисциплины.

4.1 Разделы дисциплины и виды занятий

№ п/п	Раздел дисциплины	Лекции	ПЗ
1	Введение. Современный уровень автоматизации отрасли	2	2
2	Автоматизация непрерывных технологических процессов	4	2
3	Схемы автоматизации типовых технологических процессов	2	2
4	Автоматизация транспортных операций	4	2
5	Автоматизация складов	2	2
6	Характеристики дискретных технологических процессов	4	2
7	Характеристики точности дозировочных автоматов	2	2
8	Основные функции и структура АСУТП	4	2
9	АСУТП в мясной и молочной промышленности	5	2
10	Математические модели и алгоритмы статической оптимизации технологических процессов	2	2
11	Программное обеспечение АСУТП	2	2

4.2 Наименование и содержание разделов и тем дисциплины

№	Наименование разделов и содержание тем	Объем в часах
№	Наименование разделов и содержание тем	Очная форма
1	Современный уровень автоматизации технологических процессов мясной и молочной промышленности и перспективы ее развития, экономические аспекты автоматизации. Философские аспекты автоматизации технологических процессов. Методики оценки уровня автоматизации технологических процессов отрасли. Общие сведения об автоматизированных системах управления (АСУ). Понятие об АСУТП, АСУП и ОАСУ, интегрированных и распределенных АСУ. Применение средств вычислительной техники для управления технологическими процессами.	2
2	Методика анализа технологического процесса как объекта управления. Особенности технологических процессов как объектов регулирования (распределенность выходных переменных, транспортное запаздывание, многосвязанность, нелинейность). Выбор схем автоматического управления технологических переменных (температуры, давления, уровня, расхода и т.п.) Схемы автоматизации типовых технологических процессов (дефростация мяса, сушка сырокопченых колбас, копчение колбас и т.п.) Схемы автоматического регулирования сложных технологических объектов (пастеризации молока, нормализации молока и т.п.) Автоматизация процессов непрерывного дозирования. (Основные характеристики процессов непрерывного дозирования и схема управления ими. Математические модели дозаторов непрерывного действия. Методы статического анализа процесса дозирования. Автоматические системы дозирования).	4
3	Специфика периодических и дискретных процессов как объектов управления. Анализ математических моделей и методических периодических и дискретных процессов и применение их для выбора и обоснования схем автоматизации периодических процессов. Особенности реализации систем автоматизации периодических и дискретных процессов на средствах вычислительной техники. Автоматизация складских и транспортных процессов. (Классификация складов и транспортных систем как объектов автоматизации. Основные характеристики процесса накопления материалов. Автоматизация транспортных систем складов). Автоматизация дискретных технологических процессов массового производства. (Классификация дозировочного оборудования мясной и молочной промышленности как объектов автоматизации. Основные характеристики дискретных технологических процессов массового производства как объектов автоматизации. Характеристики точности и целевые функции АСУ. Автоматическое управление точности дискретного дозирования).	2
4	Основные функции и структура систем управления технологическими процессами на базе вычислительной техники. Стадии и этапы создания АСУТП. Состав и структура создания АСУТП. Основные предпосылки для создания АСУТП мясной и молочной промышленности. Многоуровневые системы управления. Системы управления на базе микропроцессорной техники и микроЭВМ.	5
5	Функции и алгоритмы первичной обработки информации в системе управления непрерывными технологическими процессами.	2
6	Математические модели и алгоритмы статической оптимизации технологических процессов. Сравнительный анализ этих алгоритмов. Примеры алгоритмов оптимального управления статическими режимами объектов.	4
7	Состав и структура программного обеспечения системы управления. Организация работы управляющего вычислительного комплекса в режиме реального времени. Общее и специальное обеспечение АСУТП.	2
8	АСУТП термического отделения вареных колбас. АСУТП производства питьевого молока, экономическая эффективность АСУТП.	2
9	Виды экспериментальных исследований. Роль и задачи автоматизации экспериментальных исследований. Автоматизация измерений. ЭВМ в системе обработки экспериментальных данных. Развитие автоматизированных систем научных исследований в мясной и молочной промышленности.	4
10	Методы описания алгоритмов управления технологическими процессами. Методы поиска оптимальных управляющих воздействий. Организация работы управляющей ЭВМ в автоматизированных системах управления технологическими процессами.	4
11	Межпрограммный интерфейс. Базовый уровень, системный уровень, служебный уровень, прикладной уровень	2

5. Практические занятия.

№	Наименование и содержание практических занятий	Объем в часах, очная форма обучения
1	Методика анализа технологического процесса отрасли как объекта автоматизации	4
2	Математическая модель пастеризационно-охладительной установки	2
3	Разработка математической модели склада готовой продукции на молочном комбинате	4
4	Математическая модель дозировочных автоматов	2
5	Точностные характеристики дозировочных автоматов	4
6	Примеры АСУТП мясной и молочной промышленности	2
7	Алгоритмы статической оптимизации	2
8	Методика экономической эффективности АСУТП	2

6. Практические занятия по курсовому проектированию

№	Наименование и содержание практических занятий	Объем в часах, очная форма обучения
1	Методология структурного анализа САР. Общие положения.	2
2	Принципы составления системных карт.	2
3	Разработка схем влияния.	2
4	Схема поля сил.	2
5	Алгоритмы контроля и управления.	2
6	Разработка контуров автоматического контроля и регулирования.	1

7. Самостоятельная работа студентов.

№	№ темы в соответствии с раб. пр.	Наименование разделов и тем	Вид СРС	Содержание СРС (с указанием источников и стр.)	Объем в часах (очная форма обучения)	Формы контроля
1	1	Современный уровень автоматизации в отрасли	Изучение учебника и учебных пособий	1. (осн.) с. 10-53 2. (доп.) с. 7-32	8	Устный опрос
2	2	Методика анализа технологического процесса как объекта автоматизации	Изучение специальной литературы	3. (доп.) с. 93-150	8	Собеседование
3	3	Схемы автоматизации типовых технологических процессов	Использование ресурсов Интернет	1. (доп.) с. 11-133	8	Тестирование
4	4	Анализ математических моделей дискретных производств	Выполнение домашнего задания	1. (осн.) с. 54-91	8	Проверка домашнего задания
5	5	Автоматизация транспортных операций	Подготовка к студ. конфер.	5. (доп.) с. 33-75	8	Собеседование
6	6	Автоматизация складов	Подг. К собес. С препод.	7. (доп.) с. 73-92	8	Собеседоване
7	7	Автоматизация дозировочного оборудования	Изучение учебника и учебных пособий	5. (доп.) с. 11-135	8	Устный опрос
8	8	Стадии и этапы создания АСУТП	Изучение специальной литературы	1. (осн.) с. 483-507 5. (доп.) с. 306-343	8	Собеседование
9	9	Задачи и алгоритмы обработки информации	Использование ресурсов Интернет	1. (осн.) с. 256-291	10	Тестирование
10	10	Примеры АСУТП в мясной и молочной промышленности	Выполнение домашнего задания	2. (доп.) с. 175-212	10	Проверка домашнего задания

8. Контрольные материалы (вопросы, тесты, темы рефератов и т.д.) для проверки самостоятельной работы студентов.
Принципы формирования тем курсовых проектов

В курсовом проекте студенты разрабатывают систему автоматизации типового объекта управления или технологического процесса мясной и молочной промышленности. Проект носит комплексный характер и охватывает целый ряд дисциплин технологического и профессионального цикла.

Курсовой проект включает разработку функциональной схемы автоматизации, выбор технических средств контроля и управления, разработку нестандартных устройств автоматизации, в том числе методов и средств измерений показателей качества и расчет отдельных устройств и схем автоматизации, составление алгоритмов и программ для автоматизированного контроля и управления в реальном масштабе времени. Графическая часть проекта 2-4 листа формата А4 содержит функциональную и структурную схемы систем автоматизации, чертежи нестандартных технических средств автоматизации, блок-схемы алгоритмов контроля и управления, результаты экспериментальных и расчетных исследований устройств и систем автоматизации.

Примерный перечень вариантов заданий на курсовой проект

Мясная промышленность

Автоматизация технологического процесса сушки сырокопченых колбас.

Автоматизация термической обработки вареных колбас в универсальных термоагрегатах.

Автоматизация технологического процесса приготовления фарша.

Автоматизация экспедиционных работ на мясокомбинатах (складирование и транспортировка грузов).

Автоматизация холодильных установок.

Автоматизация технологического процесса размораживания мяса.

Автоматизация производства пищевых жиров.

Автоматизация производства кормовой муки.

Автоматизация процессов обработки субпродуктов.

Автоматизация производства пельменей.

Молочная промышленность

Автоматизация приемки и хранения молока.

Автоматизация нормализации молока.

Автоматизация пастеризационно-охладительной установки.

Автоматизация процесса стерилизации молока.

Автоматизация производства кисломолочных продуктов.

Автоматизация производства сыров.

Автоматизация производства сливочного масла.

Автоматизация производства творога непрерывным способом.

Автоматизация мойки тары, оборудования и молокопроводов.

Примерный перечень типовых и индивидуальных расчетов.

Принципы формирования индивидуальных заданий.

Тематика расчетных заданий способствует закреплению теоретических знаний и навыков в расчете на ЭВМ систем автоматизированного управления конкретными технологическими процессами мясной и молочной промышленности.

Тематика типовых расчетных заданий соответствует тематике практических и лабораторных занятий. Расчетные задания лабораторных занятий. Расчетные задания выполняются студентами самостоятельно в виде домашних заданий.

Индивидуализация расчетов определяется заданием на автоматизацию конкретного технологического объекта.

Примерный перечень типовых и индивидуальных заданий

Расчет конкретных технологических объектов.

Аппроксимация динамики объекта регулирования типовыми динамическими звеньями.

Проверка адекватности вычислительной модели объекта.

Расчеты погрешностей изнурительных систем.

Вопросы к экзамену

Пастеризационно-охладительная установка как объект автоматизации (математическая модель нагревательной части).
Автоматизация дозирования. Примеры ФСА.
Динамические модели гидравлических систем (емкость, где приток и сток не зависит от уровня).
АСУТП. Техническое обеспечение.
Система "Технологический процесс - АСУТП".
Модель "ТП-АСУТП".
Методика исследования объекта автоматизации.
Автоматизация ленточных дозаторов. 9.Основные положения создания АСУТП.
Предпосылки создания АСУТП в отрасли.
Сушильная камера как объект автоматизации.
Динамические модели гидравлических систем (емкость, где приток и сток не зависит от уровня).
АСУТП. Дозирование с использованием ПЭВМ. 14.Автоматизация приемки и хранения молока.
15. Характеристики точности при дозировании продуктов.
16. Принципы кибернетики в управлении.
17. Объекты автоматизации при транспортировании и складировании.
Сушильная камера как объект автоматизации (аналитический метод).
Методы оценки уровня механизации и автоматизации в технологических процессах.
Основные характеристики процесса накопления.
Автоматизация пастеризационно-охладительной установки.
Автоматические дозаторы бункерного типа. Основные характеристики.
Предпосылки создания АСУТП.
Основные характеристики процессов непрерывного дозирования.
Автоматизация приготовления фарша.
Техническое, программное, метрологическое обеспечение АСУТП.
Алгоритм разработки локальных систем автоматического регулирования.
Методика исследования систем автоматического регулирования.
Автоматизация ленточного дозатора.
Основные положения создания АСУТП.
Динамические модели гидравлических систем.
Системы логико-программного управления.
Характеристики дискретных технологических процессов массового дозирования.
Основные положения теории массового обслуживания.
Классификация технологических процессов как объектов автоматизации.
Основные цели и задачи автоматизации технологических процессов.
Предпосылки создания АСУТП.
Автоматизация дозировочно-наполнительных машин.
Динамические модели гидравлических систем.
Источники экономической эффективности автоматизации технологических процессов.
Производство сырокопченых колбас с позиции теории массового обслуживания.

9. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

9.1 Рекомендуемая литература

а) основная литература

1. Благовещенская М.М Информационные технологии систем управления технологическими процессами. Учебник для вузов/М.М. Благовещенская, Л.А. Злобин. -М.; Высшая школа, 2005.-768с.
б) дополнительная литература

Евдокимова Г.М., Селевцов Л.И. Автоматизация производственных процессов в мясной и молочной промышленности. Учебное пособие. - М.:Колос, 2000. - 240с.
Митин В.В. Автоматика и автоматизация производственных
процессов мясной и молочной промышленности: учебник /В.В.
Митин В.И. Усков. Н.Н. Смирнов. - М.: Агропромиздат, 1987. – 240 с.
Справочник проектирования АСУТП/ Г.Л. Смилянский, Л.З. Амлинский и др.- М.: Энергостройиздат. 1989г.-400с.
Усков В.И, Метрологическое обеспечение производств мясной и
молочной промышленности / В.И. Усков, В.К. Бондаренко, В.В.
Митин, И.А. Яцюта, СИ. Суханова, П.Н. Рудавка; под ред. В,И.
Ускова. - М.: Агропромиздат. 1988. - 183с.
Брусиловский Л.П., Вайнберг А.Я. АСУТП цельномолочных и молочноконсервных производств. – М.: Колос, 1993 – 363 с.
Брусиловский Л.П., Вайнберг А.Я. Приборы технологического контроля в молочной промышленности. Справочник – М.: Агропромиздат, 1990 – 288 с.
Брусиловкий Л.П.., Вайнберг А.Я. Черняков Ф.С. Система автоматизированного управления технологическими процессами предприятий молочной промышленности. – М.: Агропромиздат, 1986 – 232 с.

9.2 Методические указания

Усков В.И. Методология структурного анализа систем автоматического управления. Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов специальностей 220301, 260301, 260303.- М.: МГУПБ, 2005, 91 с.
Усков В.И. Обработка результатов измерений. Методические указания. М.: МГУПБ – 2004, 23 с.
Усков В.И. и др. Автоматизация технологических процессов и производств. Методические указания к подготовке дипломных проектов. М.: МГУПБ, 2008–73 с.
Усков В.И. и др. Автоматизация технологических процессов и производств. Методические указания по проведению производственной практике. М.: МГУПБ, 2007 – 54 с.

Список принтерных учебно-методических пособий, электронных изданий и цифровых образовательных ресурсов:

1. Усков В.И., Герасимов М.И. Сборник нормативных документов, регламентирующих работу ведомственной метрологической службы.

2. Усков В.И., Герасимов М.И. Сборник нормативных документов метрологического обеспечения производства. Организационно-распорядительные документы.

3. Усков В.И., Назойкин Е.А. Прикладная метрология. Электронное учебное издание.

4. Видеофильм. Музей-квартира Д.И. Менделеева.

5. Видеофильм №1. Виртуальная практика. Мясоперерабатывающий завод «Кампомос».

6. Видеофильм №2. Виртуальная практика. Мясоперерабатывающий завод «Кампомос».

7. Видеофильм №3. Виртуальная практика. Производство молочной продукции.

8. Словарь - справочник терминов по мясу.

9. Электронный учебно-методический комплекс «Управление качеством».

10.Сергеев А.Г., Крохин В.В. Качество и конкурентоспособность. 11.Современные технологии автоматизации. №2, 2006. Кабельная

продукция.

12.Современные технологии автоматизации. №4, 2006 SCADA.

13. Современные технологии автоматизации. №5, 2006 Соединители.

14.Современные технологии автоматизации. №6, 2006 Каталог.

15.Усков В.И., Михалев М.И. Стандартизация для АСУ ТП.

16.Усков В.И., Варванцев Д.В. Поликарпова Ю.Ф. Автоматизированный

лабораторный практикум удаленного доступа.
9.3 Материально-техническое обеспечение
Учебный процесс обеспечен современными средствами измерений показателей состава и качества мясных и молочных продуктов и щитовыми цифровыми приборами измерения температуры и влажности.

№ п/п	Наименование
1.	Портативный цифровой термометр для измерения температуры мясных и молочных продуктов «Замер-1»
2.	Портативный цифровой термометр для измерения температуры животных при ветеринарном контроле «Замер-2»
3.	Мини-термометр МиниЗамер для измерения температуры в диапазоне от - 40 до +180 С
4.	Цифровой мини-термометр (производство Германия)
5.	Переносной измеритель температуры и относительной влажности температура до +90С
6.	ИТРО100А щитовой измеритель-регулятор температуры в комплекте с датчиком Pt 100
7.	ИРТ0211А щитовой измеритель-регулятор температуры (2 канала) и относительной влажности с встроенным таймером (психрометрический) в комплекте с 3 датчиками PtlOO
8.	Щитовой измеритель температуры и влажности (емкостной) температура до +180С
9.	Температурный датчик для измерения температуры в различных технологических объектах
10.	Цифровой многорежимный таймер 4 канала
11.	Инфракрасный термометр для бесконтактного измерения температуры в труднодоступных местах
12.	Цифровой портативный рН-метр модель 2696
13.	Электронное устройство для подгона скота ЭПБ-ЗМ
14.	Стеклянный термометр СП-2П 0-100/100
15.	Ареометр АОН-1 (набор из 19 штук)
16.	Гигрометр ВИТ-1
17.	Гигрометр ВИТ-2
18.	Психрометр аспирационный МВ-4-2М
19.	Термометр ТТП №4 0-100/103
20.	Датчик ХК
21.	Термометр ТЛ-4 №2 0-55 С

Добавить документ в свой блог или на сайт

	Основная образовательная программа бакалавриата, реализуемая вузом... Автоматизация технологических процессов и производств и профилю подготовки Автоматизация технологических процессов и производств...		Основная образовательная программа высшего профессионального образования... Направление подготовки 220700-68 Автоматизация технологических процессов и производств
	Мгупб Методические указания предназначены для студентов, изучающих курс «Автоматизация технологических процессов и производств» и«Системы...		Рабочая программа учебной дисциплины «Вычислительные машины, системы и сети» Направление подготовки 220700. 62 Автоматизация технологических процессов и производств
	«Учебно-методический комплекс дисциплины «Автоматизация технологических процессов и производств»		Рабочая программа учебной дисциплины «Физико-химические методы аналитического контроля» Направление подготовки 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств»
	Основная образовательная программа бакалавриата, реализуемая вузом... Нормативные документы для разработки ооп бакалавриата по направлению подготовки 220700 Автоматизация технологических процессов и...		Программа учебной дисциплины «история техники» Автоматизация технологических процессов и производств в металлургической промышленности
	Программа учебной дисциплины «управление качеством» Автоматизация технологических процессов и производств в металлургической промышленности		Программа учебной дисциплины «введение в управление технологиями» Направление подготовки: 220700 Автоматизация технологических процессов и производств
	Программа учебной дисциплины «интегрированные системы проектирования и управления» Автоматизация технологических процессов и производств в металлургической промышленности		Рабочая программа дисциплины «технические измерения и приборы» Дисциплина “Технические измерения и приборы” призвана дать знания студенту-бакалавру по направлению 220700 “Автоматизация технологических...
	Программа учебной дисциплины «введение в управление техническими системами» Направление подготовки: 220700 Автоматизация технологических процессов и производств		Рабочая программа составлена в соответствии с фгос впо по направлению... Рабочая программа составлена в соответствии с фгос впо по направлению подготовки 220700 Автоматизация технологических процессов и...
	Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Автоматизация технологических процессов и производств в металлургической промышленности		Программа учебной дисциплины «Информационные системы управления качеством... Направление подготовки: 220700 Автоматизация технологических процессов и производств

Рабочая программа дисциплины «Автоматизация технологических процессов и производств»

Похожие: