Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова»
АВТОМАТИКА И АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРО-
ЦЕССОВ
Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов
по направлению подготовки 35.03.02 – Технология лесозаготовительных и де-
ревоперерабатывающих производств;
Профиль: Технология мебели, материалов и изделий из древесины
Воронеж, 2016
УДК 658.5.011.56
Поляков, С. И. Автоматика и автоматизация производственных процессов
[Текст]: метод. указания к выполнению курсового проекта для студентов по на-
правлению подготовки 35.03.02 – Технология лесозаготовительных и деревопе-
рерабатывающих производств; Профиль: Технология мебели, материалов и из-
делий из древесины / С. И. Поляков; Мин-во обр-я и науки Рос. Фед., ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2016. 31 с.
Печатается по решению редакционно-издательского совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ»
Рецензент: профессор кафедры автоматизации технологических процес-
сов и производств Воронежского государственного архитектурно-
строительного университета В.И. Акимов
2
Введение
На современном этапе развития производства актуальной является задача всестороннего совершенствования технологии, повышения качества управления производством на всех уровнях.
Автоматизация производства как на основе традиционных, так и с использованием новейших средств компьютерной и микропроцессорной техники, является важнейшим средством решения этих задач.
Для успешного выполнения и последующей сдачи курсового проекта студент должен:
Знать – принцип действия основных элементов автоматического устройства, их достоинства и недостатки, области применения; принцип действия систем автоматического управления и регулирования, свойства объектов управления;
Уметь – составить структурную схему контура автоматизации агрегата, участка производства; экспериментально определить статические и динамические характеристики объекта автоматизации;
Иметь представление – о тенденциях развития систем автоматизации технологическими процессами, об основных направлениях технической политики создания систем управления на предприятиях деревообработки.
При разработке систем управления широко используются структурные схемы АСР, которые наглядно показывают строение системы, прохождение и преобразование сигналов. Такой подход прежде всего основан на использовании передаточных функций, а это позволит выяснить динамику системы, реализацию задающего воздействия. Модель системы управления должна достаточно точно отражать управление реальным объектом, сокращать сроки создания новых технологий.
Курсовой проект выполняется студентом в соответствии с полученным заданием, которое выдается каждому студенту индивидуально. Перед началом выполнения курсового проекта студент обязан ознакомиться с требованием настоящего руководства. В процессе выполнения курсового проекта студент должен пользоваться не только рекомендованной, но и любой другой доступной ему учебной и технической литературой. При выполнении курсового проекта особое внимание должно быть обращено на использование последних достижений отечественной и зарубежной науки и техники в области создания систем управления производственными и технологическими процессами на предприятиях деревообработки.
3
1. ОБШИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Курсовой проект является средством углубленного изучения дисциплины, позволяющим студентам на практике закрепить навыки математического моделирования систем автоматического управления при решении конкретной инженерной задачи.
Курсовой проект выполняется студентами в соответствии с полученным заданием, которое выдается преподавателем каждому студенту индивидуально. Для разработки предлагаются следующие темы:
1.Система автоматического управления расходом стружки двухагрегатного дозатора;
2.Система автоматического управления температурой в сушильной камере пиломатериалов;
3.Система автоматического управления температурой в плитах пресса;
4.Система автоматического управления процессом прессования в производстве древесностружечных плит;
5.Система автоматического управления нагрузкой главного привода станка;
6.Система автоматического управления скоростью вращения шпинделей лущильного станка с двигателем постоянного тока;
7.Система автоматического управления скоростью вращения шпинделей лущильного станка с электромагнитной муфтой скольжения.
Темы курсовых проектов выдаются студентам, как правило, из приведенного списка. В интересах подготовки студентов к выполнению последующей ВКР им могут быть предложены и другие темы, согласованные с руководителями ВКР.
Задание на курсовой проект содержит тему курсового проекта, неиз-
меняемую часть структурной схемы системы автоматического управления (САУ) и перечень исходных данных. В качестве исходных данных задаются параметры (постоянные времени и коэффициенты передачи) динамических звеньев неизменяемой части САУ и требования, предъявляемые к разрабатываемой САУ:
-требуемая точность в статическом режиме (допустимая величина статической ошибки) S в относительных единицах;
-допустимая величина перерегулирования (динамического выброса) D в процентах;
-требуемое быстродействие (допустимая продолжительность переходного процесса) T в секундах.
Общая часть содержания заданий со структурными схемами САУ приведены в прил.1. Исходные данные для проведения расчетов выдаются студентам руководителем курсовой работы.
Выполнение курсового проекта состоит из следующих этапов:
-изучение необходимой научно-технической литературы и выбор необходимых методов расчета;
4
-составление математических моделей САУ с возможными типами регуляторов (П, ПД, ПИ, ПИД) в частотной области и построение с помощью ЭВМ графиков частотных характеристик разрабатываемой АСР;
-сравнительная оценка параметров качества регулирования (S, T, D), обеспечиваемых различными регуляторами, и выбор типа регулятора, удовлетворяющего заданным требованиям;
-составление динамической математической модели замкнутой САУ во временной области в виде системы дифференциальных и алгебраических уравнений, решение полученной системы с помощью ЭВМ и анализ полученного переходного процесса.
Курсовой проект относится к самостоятельному виду работ, выпол-
няемых студентами во внеаудиторное время. В целях успешного выполнения работы студенты обязаны представлять руководителю проекта промежуточные результаты во время консультаций, назначаемых преподавателем. Рекомендуемое время выполнения проекта – 4 недели со следующим графиком выполнения:
1 неделя – подбор и изучение необходимой литературы; 2 неделя – исследование заданной САУ в частотной области и выбор наи-
более подходящего регулятора; 3 неделя – исследование разработанной САУ во временной области; вы-
полнение графической части проекта; 4 неделя – оформление курсового проекта.
После завершения работы студент защищает выполненный курсовой про-
ект.
Оформленный курсовой проект состоит из пояснительной записки с необходимыми графическими материалами, выполненными с использованием средств моделирования динамических процессов (Mathlab, Mathcad, Classik и т.д.). Общий объем пояснительной записки – 25-30 стр. на листах формата А4. Общими требованиями к материалу пояснительной записки являются:
-четкость и логическая последовательность изложения материала;
-конкретность изложения;
-обоснованность выводов.
Пояснительная записка к курсовому проекту должна содержать:
-титульный лист;
-задание на курсовой проект;
-содержание;
-введение;
-основную часть;
-заключение;
-список использованных источников.
Оформление курсового проекта (правила оформления титульного листа, содержания, поля текста пояснительной записки, порядок нумерации разделов и подразделов основной части, правила оформления списка использованных источников и т.п.) осуществляется в соответствии с ГОСТ 7.32-2001.
5