МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Бузулукский гуманитарно-технологический институт (филиал)
федерального государственного бюджетного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«Оренбургский государственный университет»
Кафедра общей инженерии
|
Утверждаю
Декан факультета промышленности и транспорта
Спирин А.В.
(подпись, расшифровка подписи)
“____”______________20.… г
|
|
Утверждаю
Декан факультета заочного обучения
Дребнева И.М.
(подпись, расшифровка подписи)
“____”______________20.… г
|
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«Автоматизация технологических процессов»
Направление подготовки:
051000.62Профессиональное обучение (по отраслям)
Профиль подготовки:
Энергетика
Квалификация выпускника:
бакалавр
Форма обучения
очная, заочная
Бузулук 2011
Рецензент
Кандидат педагогических наук, доцент кафедры физики, информатики, математики О.А. Степунина
Рабочая программа дисциплины«Автоматизация технологических процессов» /сост. Т.Г. Конопля – Бузулук: (филиал) ОГУ, 2011. -16 с.
Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины по выбору вариативной части профессионального цикла студентам очной и заочной формы обучения по направлению подготовки 051000.62 Профессиональное обучение (по отраслям) в 7 семестре.
Рабочая программа составлена с учетом Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 051000.62 Профессиональное обучение (по отраслям), утвержденного приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 22 декабря 2009 г. № 781.
Составитель ____________________ Т.Г. Конопля
(подпись)
|
Конопля Т.Г.,2011
|
|
БГТИ (филиал) ОГУ, 2011
|
Содержание
|
|
с.
|
1
|
Цели и задачи освоения дисциплины………………………………………
|
4
|
2
|
Место дисциплины в структуре ООП ВПО.......……………………………
|
4
|
3
|
Требования к результатам освоения содержания дисциплины...................
|
4
|
4
|
Содержание и структура дисциплины (модуля)....………………………
|
5
|
4.1
|
Содержание разделов дисциплины.................................................................
|
5
|
4.2
|
Структура дисциплины....................................................................................
|
6
|
4.3
|
Лабораторные работы………………………………………………………
|
9
|
4.4
|
Практические занятия…………………....…………………………………
|
9
|
4.5
|
Курсовой проект………………………….......................................................
|
10
|
4.6
|
Самостоятельное изучение разделов дисциплины…………….…………
|
10
|
5
|
Образовательные технологии..........................................................................
|
10
|
5.1
|
Интерактивные образовательные технологии, используемые в аудиторных занятиях……………………………………………………….
|
10
|
6
|
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации.............................................................................
|
11
|
6.1
|
Вопросы к экзаменам………………………………………………………
|
11
|
7
|
Учебно-методическое обеспечение дисциплины (модуля)..........................
|
13
|
7.1
|
Основная литература………………………………………………………
|
13
|
7.2
|
Дополнительная литература…………………………………………………
|
13
|
7.3
|
Периодические издания.....…………………………………………………
|
14
|
7.4
|
Интернет-ресурсы............................................................................................
|
14
|
7.5
|
Методические указания к лабораторным занятиям ………………………
|
14
|
7.6
|
Методические указания к практическим занятиям ......................................
|
14
|
7.7
|
Программное обеспечение современных информационно-коммуникационных технологий ....................................................................
|
14
|
8
|
Материально-техническое обеспечение дисциплины……………………
|
14
|
|
Лист согласования рабочей программы дисциплины…..…………………
|
15
|
|
Дополнения и изменения в рабочей программе дисциплины ……………
|
16
|
1 Цели и задачи освоения дисциплины
Цели: формировании у студентов знаний и умений анализа и синтеза систем автоматизации и управления различных классов объектов.
Задачи: ознакомить студентов с современными техническими средствами САПР, автоматизированными рабочими местами, автоматизированными проектными бюро и методами их использования; научить использовать современные программные средства для проектирования технологической документации.
2 Место дисциплины в структуре ООП ВПО
Дисциплина относится к дисциплинам по выбору вариативной части профессионального цикла (Б.3.2.9.1.2)
Эта дисциплина базируется на таких дисциплинах, как «Математика» (код Б.2.1.1); «Физика» (Б 2.1.3); «Теоретические основы электротехники» (Б.3.2.1).
Методы дисциплины «Автоматизация технологических процессов» (Б.3.2.9.1.2) используются при изучении таких дисциплин, как «Электропривод в современных технологиях» (Б.3.2.5); «Автоматизированный электропривод» (Б 3.2.7)и при выполнение дипломного проекта.
3 Требования к результатам освоения содержания дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование элементов следующих компетенций в соответствии с ФГОС ВПО и ООП ВПО по данному направлениюподготовки (специальности):
профессиональных (ПК):
- готовностью к организации образовательного процесса с применением интерактивных, эффективных технологий подготовки рабочих (специалистов) (ПК-27);
-способностью использовать передовые отраслевые технологии в процессе обучения рабочей профессии (специальности) (ПК-31).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать:
- основные компоненты систем автоматизированного проектирования технологических процессов, построенных на методах аналогий и синтеза, подсистемы графического обеспечения технологического проектирования;
Уметь:
спроектировать технологический процесс в среде САПР ТП;
создать или дополнить информационную базу системы;
разработать электронные технологические документы;
создать операционные эскизы.
Владеть:
- научно-технической лексикой (терминологией);
- общими принципами функционирования автоматических систем управления различного назначения.
Приобрести опыт разработки общего технологического процесса для заданного класса деталей.
4 Содержание и структура дисциплины (модуля)
4.1 Содержание разделов дисциплины
№ раздела
|
Наименование
раздела
|
Содержание раздела
|
Форма текущего
контроля
|
1
|
2
|
3
|
4
|
1
|
Подготовка технологических процессов и производств к автоматизации
|
Введение. Общие сведения об автоматизации производства. Роль и значения автоматизации производства. Состояние современного промышленного производства. Модернизация и механизация оборудования, диспетчеризация: частичная, комплексная, полная. Автоматические и полуавтоматические системы.
Степень автоматизации производственных и технологических процессов. Состояние и перспектива автоматизации производственных и технологических процессов отрасли. Основные понятия и определения. Содержание, цели и задачи дисциплины, ее взаимосвязь с другими дисциплинами.
|
Т
|
2
|
Структура и составляющие производственного процесса
|
Особенности современных технологических процессов их классификация и структура. Технологические процессы как объекты управления. Идентификация объектов управления по их переходным характеристикам.
|
ЛБ
|
3
|
Локальные системы автоматизации
технологических процессов
|
Характеристики и модели оборудования. Автоматизация технологических процессов на базе локальных средств. Выбор, разработка и внедрение локальных автоматических систем.
|
Т
|
4
|
Автоматизация системы управления
технологическими процессами
|
Категории систем автоматизации. Общие характеристики систем автоматизированного управления технологическими процессами их функции и структуры. Структурные элементы систем автоматизируемых с помощью ЭВМ. Автоматизация управления на базе программно-технических комплексов.
Структуры микропроцессорных САУ. Обоснование и разработка функций систем управления, информационного, математического и программного обеспечения. Общие вопросы построений регуляторов систем автоматического управления. Разработка алгоритмов управления технологическими процессами. Прямое цифровое регулирование. Управляющие ЭВМ.
|
ЛБ
|
5
|
Интеграция систем управления технологическими процессами
|
Интегрированные системы автоматизации и управления технологическими процессами и производствами. Иерархические системы управления. Микропроцессор как основа нового поколения автоматизированных систем управления технологическими процессами. Этапы разработки и внедрения автоматизированных систем управления технологических процессов и производств.
|
ЛБ, Т
|
В графе 4 приводятся планируемые формы текущего контроля: защита лабораторной работы (ЛР), выполнение курсового проекта (КП), тестирование (Т) и т.д.
4.2 Структура дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы
( 72 часа)
Очная форма обучения
Вид работы
|
Трудоемкость, часов
|
7семестр
|
Всего
|
Общая трудоемкость
|
72
|
72
|
Аудиторная работа:
|
38
|
38
|
Лекции (Л)
|
19
|
19
|
Практические занятия (ПЗ)
|
19
|
19
|
Лабораторные работы (ЛР)
|
-
|
-
|
Самостоятельная работа:
|
34
|
34
|
Курсовой проект (КП), курсовая работа (КР)
|
-
|
-
|
Расчетно-графическое задание (РГЗ)
|
-
|
-
|
Реферат (Р)
|
-
|
-
|
Эссе (Э)
|
-
|
-
|
Самостоятельное изучение разделов
|
30
|
30
|
Контрольная работа (К)
|
-
|
-
|
Самоподготовка:
проработка и повторение лекционного материала и материала учебников и учебных пособий; подготовка к лабораторным занятиям; подготовка к практическим занятиям и т.д.
|
4
|
4
|
Подготовка и сдача зачёта
|
-
|
-
|
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)
|
зачёт
|
зачёт
|
Заочная форма обучения (полный и сокращенный срок)
Вид работы
|
Трудоемкость, часов
|
7семестр
|
Всего
|
Общая трудоемкость
|
72
|
72
|
Аудиторная работа:
|
12
|
12
|
Лекции (Л)
|
4
|
4
|
Практические занятия (ПЗ)
|
4
|
4
|
Лабораторные работы (ЛР)
|
4
|
4
|
Самостоятельная работа:
|
55,5
|
55,5
|
Курсовой проект (КП), курсовая работа (КР)
|
-
|
-
|
Расчетно-графическое задание (РГЗ)
|
-
|
-
|
Реферат (Р)
|
-
|
-
|
Эссе (Э)
|
-
|
-
|
Самостоятельное изучение разделов
|
30
|
30
|
Контрольная работа (К)
|
-
|
-
|
Самоподготовка:
проработка и повторение лекционного материала и материала учебников и учебных пособий; подготовка к лабораторным занятиям; подготовка к практическим занятиям и т.д.
|
8
8
9.5
|
8
8
9,5
|
Подготовка и сдача зачёта
|
4,5
|
4,5
|
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)
|
зачёт
|
зачёт
|
Разделы дисциплины, изучаемые в 7 семестре
Очная форма обучения
№
раз-
дела
|
Наименование разделов
|
Количество часов
|
Всего
|
Аудиторная
работа
|
Вне-
ауд.
работа
СР
|
Л
|
ПЗ
|
ЛР
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
1
|
Подготовка технологических процессов и производств к автоматизации
|
14
|
3
|
4
|
-
|
7
|
2
|
Структура и составляющие производственного процесса
|
14
|
4
|
3
|
-
|
7
|
3
|
Локальные системы автоматизации
технологических процессов
|
15
|
4
|
4
|
-
|
7
|
4
|
Автоматизация системы управления
технологическими процессами
|
14
|
4
|
4
|
-
|
6
|
5
|
Интеграция систем управления технологическими процессами
|
15
|
4
|
4
|
-
|
7
|
|
Итого:
|
72
|
19
|
19
|
-
|
34
|
Заочная форма обучения (полный и сокращенный срок)
№
раз-
дела
|
Наименование разделов
|
Количество часов
|
Всего
|
Аудиторная
работа
|
Вне-
ауд.
работа
СР
|
Л
|
ПЗ
|
ЛР
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
1
|
Подготовка технологических процессов и производств к автоматизации
|
13,5
|
1
|
1
|
1
|
11
|
2
|
Структура и составляющие производственного процесса
|
13,5
|
1
|
-
|
1
|
11
|
3
|
Локальные системы автоматизации
технологических процессов
|
13,5
|
1
|
1
|
-
|
11
|
4
|
Автоматизация системы управления
технологическими процессами
|
13,5
|
-
|
1
|
1
|
11
|
5
|
Интеграция систем управления технологическими процессами
|
13,5
|
1
|
1
|
1
|
11,5
|
|
Итого:
|
67,5
|
4
|
4
|
4
|
55,5
|
4.3 Лабораторные работы
Заочная форма обучения (полный и сокращенный срок)
№
ЛР
|
№
раздела
|
Наименование лабораторных работ
|
Кол-во часов
|
1
|
2
|
3
|
4
|
1
|
2
|
Идентификация объектов управления по их переходным характеристи кам
|
4
|
2
|
4
|
Алгоритмы управления исполнительными механизмами и систем
|
1
|
3
|
5
|
Цифровые системы управления.
|
1
|
Итого
|
4
|
4.4 Практические занятия (семинары)
Очная форма обучения
№
занятия
|
№
раздела
|
Тема
|
Кол-во часов
|
1
|
2
|
3
|
4
|
1-2
|
1
|
Первичная обработка информации в УВМ. Определение разрядности пред ставления информации
|
4
|
3-4
|
2
|
Структура и составляющие производственного процесса
|
3
|
5-6
|
3
|
Определение частоты опроса измерительных преобразователей
|
4
|
7-8
|
4
|
Непосредственное цифровое управление
|
4
|
9-10
|
5
|
Интеграция систем управления технологическими процессами
|
4
|
Итого
|
19
|
Заочная форма обучения (полный и сокращенный срок)
№
занятия
|
№
раздела
|
Тема
|
Кол-во часов
|
1
|
2
|
3
|
4
|
1
|
1
|
Первичная обработка информации в УВМ. Определение разрядности пред ставления информации
|
1
|
2
|
3
|
Определение частоты опроса измерительных преобразователей
|
1
|
3
|
4
|
Непосредственное цифровое управление
|
2
|
Итого
|
4
|
4.5 Курсовой проект
Курсовой проект программой не предусмотрен.
4.6 Самостоятельное изучение разделов дисциплины
№
раздела
|
Вопросы, выносимые на самостоятельное изучение
|
Кол-во часов
|
1
|
2
|
3
|
1
|
Состояние и перспектива автоматизации производственных и технологических процессов отрасли.
|
6
|
2
|
Идентификация объектов управления по их переходным характеристикам.
|
6
|
3
|
Влияние параметров на ее устойчивость. Изменение параметров звена путем введения обратных связей.
|
6
|
4
|
Общие вопросы построений регуляторов систем автоматического управления.
|
6
|
5
|
Иерархические системы управления.
|
6
|
Итого
|
30
|
5 Образовательные технологии
5.1 Интерактивные образовательные технологии, используемые в аудиторных занятиях
Семестр
|
Вид занятия
(Л, ПР, ЛР)
|
Используемые интерактивные образовательные технологии
|
Количество
часов
|
7
|
Л
|
Лекция-презентация по теме: Этапы разработки и внедрения автоматизированных систем управления технологических процессов и производств.
|
2
|
Итого:
|
2
|
6 Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации
6.1 Вопросы к зачету
Назвать отличие управляющего и возмущающего воздействия объекта управления?
Назвать основное отличие АСУ и САУ.
Достоинства систем, построенных на основе принципа управления по отклонению.
Начертить функциональную схему САУ, работающей по принципу отклонения, объясните назначение ее основных элементов.
Привести пример измерительной системы, построенной с использованием принципа управления по отклонению.
Характер изменения задающего воздействия в системах стабилизации, программного управления и слежения.
Перечислить виды дискретизации сигнала, используемых в дискретных САУ.
Требования, предъявляемые к переходному процессу.
Требования, предъявляемые к математической модели САУ.
Отличии уравнения статики и динамики.
Порядок составления уравнения статики и динамики.
Формулы для передаточной функции последовательно соединенных звеньев.
Формулы для передаточной функции параллельно соединенных звеньев.
Формулы для передаточной функции звена охваченного обратной связью.
Отличии переходных процессов в устойчивой и неустойчивой системах.
Объяснить что определяет устойчивость дифференциального уравнения .
Условия удовлетворения коэффициентов характеристического уравнения устойчивой системы.
Отличии статического и динамического установившегося режима САУ.
Влияние увеличение коэффициента усиления разомкнутой системы на величину статической ошибки САУ.
Поясните суть устранения статической ошибки введением астатизма.
Изменение коэффициентов ошибок системы с повышением порядка астатизма.
Частотные характеристики, используемые для косвенной оценки качества переходных процессов.
Характеристики, относящиеся к существенно нелинейным.
Особенности преобразования структурных схем нелинейных систем.
Отличительные особенности фазового портрета устойчивой и неустойчивой нелинейных систем, автоколебательной нелинейной системы.
Случаи возможного использования линейной модели системы, и содержащей цифровое вычислительное устройство.
Поясните понятие - микропроцессор.
Поясните суть микропроцессорной системы управления.
Содержание понятий система, регулирование, управление, объект управления, управляемая величина, возмущающее воздействие.
Основные принципы регулирования, принципы действия САУ, блок-схема САУ.
Классификация САУ. Классификация САУ по характеру входного воздействия: системы автоматического регулирования, программного управления, следящие системы, адаптивные системы, статические и астатические системы.
Классификация САУ по характеру внутренних динамических процессов: линейные и нелинейные, стационарные и нестационарные.
Математическое описание линейных систем. Понятие о моделировании. Физическое и математическое моделирование.
Понятие об установившемся процессе. Статические характеристики САУ.
Описание связей между входной и выходной величинами параметров (статические характеристики, уравнения статики, передаточные коэффициенты).
Виды соединений звеньев.
Уравнения динамики объектов. Динамические характеристики, сигналы, воздействующие на САУ, переходные характеристики.
Какие задачи решаются при подготовке технологических процессов и производств к автоматизации.
Уровни автоматизации производственных процессов и их характеристика.
Основные направления развития автоматизации производственных процессов .
Непрерывные и периодические технологические процессы и особенности управления ими.
Дискретные процессы и системы управления ими.
Методы и функции управления технологическими процессами .
Технологический объект управления и его параметрическая схема.
Свойства технологических объектов управления (ТОУ) и классификация ТОУ.
Методы исследования ТОУ.
Математические модели объектов управления.
Экспериментальное исследование ТОУ и методы идентификации.
Модели и методы управления дискретными процессами.
Функции локальных систем автоматизации.
Структура и классификация одноконтурных систем автоматического регулирования.
Методы расчета настроек регуляторов в одноконтурных САР.
Комбинированные САР.
Каскадные САР.
Взаимосвязанные САР.
Управление нестационарными объектами.
Системы управления дискретными процессами.
Структура и основные функции автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП).
Классификация АСУ ТП.Распределенные АСУ ТП.
Задачи первичной обработки информации в АСУ ТП.
Фильтрация сигналов измерительной информации.
Контроль достоверности исходной информации в АСУ ТП.
Вычисление интегральных и усредненных значений в АСУ ТП.
Структура интегрированной системы управления (ИСУ) предприятием и упрощенная иерархия систем управления в ней.
Информационное обеспечение ИСУ. Серверы баз данных.
Программное обеспечение ИСУ. Операционные системы реального времени . Языки программирования контроллеров.
Методы искусственного интеллекта в управлении техническими объектами.
7 Учебно-методическое обеспечение дисциплины (модуля)
7.1 Основная литература
Автоматизация технологических процессов и производств в теплоэнергетике [Текст] : учеб. для вузов / Г. П. Плетнев.- 4-е изд., стер. - М. : Изд-во МЭИ, 2007. - 352 с. : ил. - Библиогр.: с. 349. - Предм. указ.: с. 350-351. - Прил.: с. 336-348. - ISBN 978-5-903072-85-9
Основы автоматизации технологических процессов и производств [Текст] : учеб. пособие для вузов / О. М. Соснин . - М. : Академия, 2007. - 240 с. - (Высшее профессиональное образование. Автоматизация и управление). - Прил.: с. 203-236. - Библиогр.: с. 237. - ISBN 978-5-7695-3623-6.
Проектирование систем автоматизации технологических процессов [Текст] : справ. пособие / А. С. Клюев [и др.]; под ред. А. С. Клюева.- 3-е изд., стер., перепеч. с изд. 1990 г.. - М. : Альянс, 2008. - 464 с. : ил. - Прил.: с. 457. - ISBN 978-5-903034-44-4.
Техника проектирования систем автоматизации технологических процессов [Текст] : справ. пособие / под ред. Л. И. Шипетина.- 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Машиностроение, 1976. - 496 с. : ил
7.2 Дополнительная литература
Автоматизация производственных процессов в машиностроении [Текст] : учеб. для вузов / Ю. З. Житников [и др.] ; под общ. ред. Ю. З. Житникова. - Старый Оскол : ТНТ, 2009. - 656 с. : ил.. - Библиогр.: с. 647-655. - ISBN 978-5-94178-217-8
Кузьмин,А.В. Теория систем автоматического управления [Текст] : учеб. для вузов / А. В. Кузьмин, А. Г. Схиртладзе. - Старый Оскол : ТНТ, 2009. - 224 с.: ил. - Библиогр.: с. 223. - ISBN 978-5-94178-189-8.
Проектирование систем автоматизации технологических процессов [Текст] : справ. пособие / А. С. Клюев [ и др. ] ; под ред. А. С. Клюева.- 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Энергоатомиздат, 1990. - 464 с - ISBN 5-283-01505-Х.
7.3 Периодические издания
Журналы: «Электричество», «Энергетик», «Приводная техника».
7.4 Интернет-ресурсы
|
