 |
Требования к оформлению текстовых документов
|
|
|
|
КАФЕДРА «Системы управления»
Н.И. Шиянова А.А. Алексеев Е.Г. Каримова
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
Методические указания по выполнению курсовой работы
для бакалавров по направлению подготовки 220700.62
всех форм обучения
Www.mfmgutu.ru
Мелеуз 2015
УДК 621
ББК 34.5
Шиянова Н.И., Алексеев А.А., Каримова Е.Г. Автоматизированные системы управления: Методические указания по выполнению курсовой работы – Мелеуз, филиал ФГБОУ ВО «МГУТУ им. К.Г. Разумовского (ПКУ)», 2015. – 84 с.
Методические указания по выполнению курсовой работы написаны в соответствии со стандартом ФГОС ВПО по направлению подготовки 220700.62 «Автоматизация технологических процессов и производств» и предназначено для бакалавров по направлению подготовки 220700.62 «Автоматизация технологических процессов и производств» всех форм обучения.
В методических указаниях изложены содержание пояснительной записки, исходные данные и материалы, необходимые для составления пояснительной записки и графической части курсовой работы, а также практические рекомендации по ее выполнению.
Материалы методических указаний обсуждены и утверждены на заседании кафедры «Системы управления» филиала ФГБОУ ВО «МГУТУ им. К.Г. Разумовского (ПКУ)» в г. Мелеузе 01 сентября 2015 г., протокол №1.
Печатается по решению редакционно-издательского совета филиала ФГБОУ ВО «МГУТУ им. К.Г. Разумовского (ПКУ)» в г. Мелеузе.
Рецензенты:
Колязов К.А., к.т.н., доцент
кафедры «Системы управления» филиала
МГУТУ им. К.Г. Разумовского (ПКУ) в г. Мелеузе
Попова Е.В., к.т.н., доцент кафедры «АТИС»
Стерлитамакский филиал УГНТУ
|
|
|
Содержание
| Введение | |
| 1 Общие сведения | |
| 2 Содержание пояснительной записки | |
| 3 Требования к оформлению текстовых документов | |
| 3.1 Пояснительная записка к КП | |
| 3.2 Требования к оформлению графических документов | |
| 3.2.1 Форматы | |
| 3.2.2 Основные надписи | |
| 3.3 Обозначение конструкторских документов | |
| 4 Содержание раздела «Анализ существующей системы управления» | |
| 4.1 Описание технологического процесса | |
| 4.2 Анализ функциональной схемы | |
| 4.3 Постановка задачи | |
| 5 Содержание раздела «Синтез АСУ» | |
| 5.1 Структурная схема автоматизированной системы управления | |
| 5.2 Выбор датчиков | |
| 5.3 Выбор исполнительных устройств 5.4 Выбор контроллера | |
| 5.5 Выбор АРМ оператора 5.6 Выбор SCADA – системы | |
| 6 Содержание раздела «Синтез автоматической системы регулирования» 6.1 Построение экспериментальной переходной функции объекта управления | |
| 6.2 Определение параметров передаточной функции объекта управления | |
| 6.3 Идентификация объекта управления | |
| 6.4 Выбор закона регулирования и типа регулятора | |
| 6.4.1 Определение параметров настройки регулятора | |
| 6.4.2 Расчеты параметров настройки ПИ-регулятора с учетом типового процесса регулирования | |
| 6.4.2 Расчеты параметров настройки ПИД - регулятора с учетом типового процесса регулирования | |
| 6.5 Синтез замкнутой САР | |
| 6.6 Анализ устойчивости САР по критерию Найквиста | |
| 6.6.1 Синтез разомкнутой САР с ПИ – регулятором | |
| 6.6.2 Синтез разомкнутой САР с ПИД – регулятором | |
| 6.6.3 Оценка устойчивости САР 6.7 Определение показателей качества управления замкнутой САР | |
| 6.7.1 Построение переходной функции замкнутой САР с ПИ- регулятором по ее передаточной функции | |
| 6.7.2 Расчет показателей качества управления замкнутой САР с ПИ- регулятором | |
| 6.7.3 Построение переходной функции замкнутой САР с ПИД- регулятором по ее передаточной функции | |
| 6.7.4 Расчет показателей качества управления замкнутой САР с ПИД- регулятором | |
| Выводы по разделу 3 | |
| Заключение | |
| Приложения А-Д |
Введение
|
|
|
Курсовое проектирование является самостоятельной работой бакалавра, в которой систематизируются, закрепляются и расширяются теоретические знания и практические навыки, полученные при изучении дисциплин, предусмотренных основной образовательной программой подготовки: «Теория автоматического управления», «Технологические процессы и производства», «Технологические измерения и приборы», «Средства автоматизации и управления».
Работа над проектом способствует проявлению у бакалавров самостоятельности, творческих способностей и инженерной инициативы при решении научных и технических задач.
Целью курсового проекта является:
• закрепление и расширение теоретических и практических знаний по направлению подготовки;
• развитие навыков самостоятельной работы со специальной литературой, выполнение задач учебно-исследовательского характера по теории и практике решения задач автоматизации технологических процессов;
• получение практических навыков программирования контроллеров;
• приобретение навыков по обоснованию выбора, разработке и расчету систем автоматического регулирования технологическими процессами.
Исходными данными и материалами для выполнения курсового проекта являются отчет по производственной практике и литературные источники.
Для выполнения курсового проекта необходимо иметь:
• технологический регламент или выписку из технологического регламента с перечнем всех технологических параметров, подлежащих управлению или контролю и/или сигнализации;
• технологическую схему процесса;
• исходные данные для математического моделирования;
• перечень информационных и управляющих функций в автоматизированной системе управления.
Общие сведения
Важным этапом в разработке систем автоматизации является анализ основных стадий ТП как объектов управления, т.е. выявление всех существующих входных и выходных переменных и анализ статических и динамических характеристик каналов возмущения и регулирования. Исходными данными при этом служат математическая модель ТП и (как первое приближение) статическая модель в виде уравнений материального и энергетического балансов. На основе этих уравнений, с учетом условий работы аппарата, все факторы, влияющие на ТП, разбиваются на группы.
|
|
|
Возмущения, допускающие стабилизацию. К таким параметрам относятся некоторые показатели входных потоков. Так, расход жидкости можно стабилизировать, если перед аппаратом имеется буферная емкость, сглаживающая колебания расхода на выходе из предыдущего аппарата; стабилизация температуры входного потока возможна, если перед аппаратом установлен теплообменник и т.п. Очевидно, при проектировании систем управления целесообразно предусмотреть стабилизацию таких возмущений.
Контролируемые возмущения. К ним условно относятся те возмущения, которые можно измерить, но невозможно или недопустимо стабилизировать (расход жидкости, подаваемой непосредственно из предыдущего аппарата, температура окружающей среды и т.п.). Наличие существенных нестабилизируемых возмущений требует применение либо замкнутых по основному параметру ТП систем регулирования, либо комбинированных АСР.
Неконтролируемые возмущения. К ним относятся те возмущения, которые невозможно или нецелесообразно измерять непосредственно. Первые – это, например, падение активности катализатора, изменение коэффициентов тепло-массопередачи и т.п. Примером вторых может служить давление греющего пара в заводской сети, которое изменяется случайным образом. Наличие таких возмущений требует обязательного применения замкнутых по основному параметру ТП систем автоматизации.
Регулирующие воздействия. Это материальные и тепловые потоки, которые можно автоматически изменять для поддержания регулируемых (выходных) переменных ТП.
Выходные переменные. При построении замкнутых АСР, в качестве регулируемых координат, выбирают технологические параметры, изменение которых свидетельствует о нарушении материального или теплового баланса в аппарате, что в конечном итоге влияет на качество готового продукта. К ним, например, относятся: уровень жидкости – показатель баланса по жидкой фазе; давление – показатель баланса по газовой фазе; температура – показатель энергетического баланса в аппарате; концентрация –показатель материального баланса по компоненту.
|
|
|
Анализ возможных регулирующих воздействий и выходных координат объекта управления позволяет предварительно выбрать каналы регулирования. Окончательный выбор каналов регулирования проводят на основе сравнительного анализа статических и динамических характеристик различных каналов. При этом учитываются такие показатели, как коэффициент усиления, время чистого запаздывания, его отношение к наибольшей постоянной времени канала τ/ Т.
Выбор структуры АСР. На основе анализа ТП как объекта управления производится выбор структуры АСР, обеспечивающей решение поставленной задачи автоматизации. Структура АСР выбирается в зависимости от τ/ Т, методика выбора представлена в [1].
Содержание пояснительной записки
Пояснительная записка курсового проекта должна содержать структурные элементы и разделы, которые располагают в следующей последовательности:
- титульный лист (приложение А);
- задание на курсовое проектирование (приложение Б);
- рецензия на КП (приложение В, заполняется руководителем КП)
- содержание (приложение Г);
- введение (является разделом пояснительной записки, но не нумеруется);
- разделы пояснительной записки (ПЗ), раскрывающие содержание курсового проекта (КП), нумеруются арабскими цифрами последовательно: 1, 2, 3 и т.д.;
- заключение (раздел без нумерации);
- список использованных источников (раздел без нумерации, приложение Д);
- приложения (схемы, спецификации, таблицы, графики и т.д.).
Рассмотрим элементы пояснительной записки подробнее.
Титульный лист – официальный документ, является первым листом ПЗ. Пример его оформления приведен в приложении А.
Задание на курсовое проектирование – второй лист ПЗ, подписанный бакалавром и руководителем проекта. Пример оформления задания приведен в приложении Б.
Рецензия на курсовой проект – третий лист КП, заполняется руководителем КП. Пример оформления рецензии приведен в приложении В.
Введение (обосновывается актуальность темы курсового проекта, определяется цель и задачи проекта).
1 Анализ существующей системы управления
1.1 Анализ технологического процесса (обосновывается выбор технологической стадии или аппарата, лимитирующего качество готового продукта или производительности технологического процесса (ТП)).
|
|
|
1.2 Анализ функциональной схемы (описывается функциональная схема технологического процесса, обосновывается выбор входных воздействий, выходных координат, определение областей изменения входных и выходных переменных, определяется перечень контролируемых и регулируемых параметров).
1.3 Постановка задачи (формулировка задач стабилизации и/ или программного, оптимального управления, контроля, сигнализации и блокировки и др.).
2 Синтез автоматизированной системы управления
2.1 Структурная схема автоматизированной системы управления
2.2 Выбор датчиков
2.3 Выбор исполнительных устройств
2.4 Выбор контроллера
2.5 Выбор SCADA системы
2.6 Выбор АРМ оператора
3 Синтез одноконтурной АСР технологического параметра
3.1 Описание объекта управления (ОУ)(математическая модель строится графо - аналитическим методом на основе экспериментальных данных).
3.2 Идентификация переходной функции ОУ(проводятся имитационные исследования объекта управления на основе математической модели, расчет динамических характеристик объекта управления с целью выявления управляющих воздействий и наиболее существенных возмущений).
3.3 Выбор закона регулирования и типа регулятора.
3.4 Синтез замкнутой САР (из анализа статических, динамических характеристик, обосновывается выбор одноконтурной, комбинированной или каскадной АСР).
3.5 Анализ устойчивости САР (по критерию Найквиста провести анализ замкнутой САР с ПИ- и ПИД – регулятором).
3.6 Определение показателей качества управления замкнутой САР (определить показатели качества управления замкнутой САРс ПИ- и ПИД – регулятором).
Заключение
Список использованных источников
Графическая часть
1 Схема функциональная автоматизации
2 Схема структурная АСУ
Содержание включает название всех разделов и подразделов ПЗ с указанием номера страницы, на которой размещается начало раздела, подраздела. Нумерация страниц документа – сквозная, начиная с титульного листа, на котором номер не проставляется. Страницы ПЗ нумеруются арабскими цифрами, слово «Содержание» записывают в виде заголовка (симметрично тексту) с прописной буквы. Наименования, включенные в содержание, записывают строчными буквами, начиная с прописной. Пример оформления содержания ПЗ приведен в приложении В.
В заключении приводят основные выводы по всем разделам ПЗ и графической части, которые должны отражать особенности КП. Кратко формулируют основные результаты (положительные и отрицательные), полученные в ходе выполнения проекта.
В списке использованных источников указываются современная отечественная и зарубежная техническая и патентная литература по теме проекта, а также перечень нормативных документов: государственных и отраслевых стандартов, технических условий и технологических инструкций, методических указаний и рекомендаций, проспекты отечественных и зарубежных фирм. Правила оформления списка приведены в приложении Г.
В приложениях могут быть выписки из официальных документов, спецификации оборудования и т.д.
Требования к оформлению текстовых документов
|
|
|
