Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»
Средства автоматизации технологических процессов
Методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 15.03.04 – «Автоматизация технологических
процессов и производств»
Воронеж 2016
2
УДК 62-192:52
Средства автоматизации технологических процессов: Методические
указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки
15.03.04 – «Автоматизация технологических процессов и производств» для
очной формы обучения / А.А. Грибанов; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ
ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2016. – 10 с.
Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТУ
Рецензент: д.т.н., профессор, зав. кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I» Афоничев Д.Н.
3
1. Введение
Учебным планом по направлению подготовки бакалавра 15.03.04 – «Автоматизация технологических процессов и производств» предусмотрено изучение курса «Средства автоматизации технологических процессов».
В результате освоения дисциплины студент должен:
–знать: основные схемы автоматизации типовых технологических объектов отрасли; структуры и функции автоматизированных систем управления; задачи и алгоритмы: централизованной обработки информации в автоматизированной системе управления технологическими процессами (АСУ ТП) отрасли, оптимального управления технологическими процессами с помощью электронно-вычислительных машин; принципы организации и состав программного обеспечения АСУ ТП, методику ее проектирования;
–уметь: 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;
–владеть: навыками анализа технологических процессов, как объекта управления и выбора функциональных схем их автоматизации.
2.Общие указания
Методические указания предназначены для бакалавров 3-го курса (6-й семестр) очного обучения. Объем дисциплины и виды учебной работы по семестрам приведены в табл. 1.
Таблица 1 – Объем дисциплины и виды учебной работы
|
Трудоемкость |
Семестр |
||
Виды учебной работы |
Всего |
В зачетных |
6 |
|
|
часов |
единицах |
||
|
|
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Общая трудоемкость дисциплины |
144 |
4 |
144 |
|
Аудиторные занятия |
72 |
2 |
72 |
|
Лекции (Л) |
36 |
1 |
36 |
|
Практические занятия (ПЗ) |
– |
– |
– |
|
Лабораторные работы (ЛР) |
36 |
1 |
36 |
|
Семинары (С) |
– |
– |
– |
|
Занятия, проводимые в интерактивной |
8 |
0,22 |
8 |
|
форме (10 % от аудиторных по ФГОС ВО) |
||||
|
|
|
||
Самостоятельная работа (Сам) |
72 |
2 |
72 |
|
4
Контроль самостоятельной работы (КСР) |
36 |
1 |
36 |
|
|
|
|
Курсовой проект (работа) |
* |
* |
* |
|
|
|
|
РГР (ГАР, РАР) |
– |
– |
– |
|
|
|
|
Реферат |
– |
– |
– |
|
|
|
|
Виды итогового контроля (зачет, экзамен) |
* |
* |
Экзамен |
Цель лекций – дать основные направления по наиболее сложным разделам дисциплины, а также изложить материал по новейшим достижениям, не получившим достаточного освящения в учебной литературе.
Обзорный характер лекций не дает основание рекомендовать их в качестве единственного источника при подготовке к зачету.
Лабораторные занятия посвящены назначению технических средств автоматизации, функций АСУТП, изучению Характеристик средств измерительной, исполнительной и информационно-управляющей частей АСУТП, систем и средств управления технологическими процессами.
1. Содержание разделов дисциплины
Раздел 1 СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ
Назначение технических средств автоматизации (ТСА). Функциональный состав ТСА. Стандартизация и система требований к ТСА. Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации. Основные характеристики надежности. ТСА и законы распределения времени безотказной работы.
Раздел 2 ОБОБЩЕННЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И ОРГАНИЗАЦИИ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ
Назначение и функции АСУТП. Характеристика средств измерительной, исполнительной и информационно-управляющей частей АСУТП. Системы и средства управления технологическими процессами. Локальные системы. Централизованные системы контроля регулирования и управления. АСУТП: прямое цифровое управление, супервизорное управление, распределенные системы. Топология распределенных АСУТП.
5
Раздел 3 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ, СПОСОБЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ И РЕАЛИЗАЦИИ АЛГОРИТМОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ
Электрические сигналы связи. Гальваническое разделение цепей. Комплекс электрических средств регулирования на интегральных микросхемах «АКЭСР». Исполнительные устройства электрических регуляторов. Контактные и бесконтактные пусковые устройства для управления электрическими исполнительными устройствами: У-252, ПМРТ-
69, У-101, ПБР-2.
Раздел 4 ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ И ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ
Пневматические средства автоматики, особенности и область применения. Функциональный и технический состав системы элементов промышленной пневмоавтоматики. Гидравлические средства автоматического регулирования.
Раздел 5 ЦИФРОВЫЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ
Цифровые средства автоматизации. Базовая организация управляющих вычислительных комплексов. Центральный процессор. Запоминающие устройства. Мультиплексный и селекторный каналы. Программные канал и канал прямого доступа к памяти. Устройства связи УВМ с объектом управления. Цифро-аналоговые преобразователи. Аналого-цифровые преобразователи. Коммутаторы и каналы управления.
Раздел 6 МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ
Микропроцессоры. Основные понятия. Микропроцессоры с наращиваемой и фиксированной разрядностью. Одно- и многокристальные микропроцессорные комплекты. Измерительные устройства на базе микропроцессоров. Ремиконт. Ломиконт.
Раздел 7 МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ ЛОКАЛЬНОЙ АВТОМАТИКИ