Рабочая программа по дисциплине сдм. 01 Автоматизация технологических процессов полиграфии По направлению

Вид материала

Рабочая программа

Содержание 1. Цели и задачи дисциплины, требования Основной задачей 1.2. Требования к уровню освоения 1.3. Перечень дисциплин с указанием разделов (тем) 2. Содержание дисциплины Окончание таблицы 2.2. Содержание разделов и тем дисциплины Раздел 1. Локальные системы управления Тема 3. Системы управления электроприводом Тема 4. Динамические свойства гидравлических объектов управления Тема 5. Системы управления гидравлическими объектами Тема 6. Динамические свойства тепловых объектов управления Тема 7. Системы управления тепловыми процессами Тема 8. Динамические свойства элементов лентопитающих систем рулонных печатных машин Тема 9. Системы автоматического управления подачей бумаги Тема 10. Динамические свойства участков проводки бумаги как объекта управления Тема 11. Системы приводки красок и бумаги Тема 12. Системы предварительной настройки красочных аппаратов и управления качеством оттисков Тема 13. Системы управления резальными и фальцевальными машинами Раздел 2. Интегрированные системы ... Полное содержание

Подобный материал:

• Рабочая программа по дисциплине сдм. 02 Эксплуатация средств автоматики в полиграфии, 338.23kb.
• Рабочая программа наименование дисциплины Оборудование и технология послепечатных процессов, 375.21kb.
• Рабочая программа дисциплины Теория автоматического управления (Наименование дисциплины), 169.28kb.
• Рабочая программа по дисциплине сд. 08 Моделирование систем По специальности 220301, 246.52kb.
• Рабочая программа по дисциплине дс. 01. 06 Надежность систем управления По специальности, 269.67kb.
• Программа Вступительного экзамена в магистратуру по направлению 220700-Автоматизация, 57.14kb.
• Рабочая программа по дисциплине опд. В. 01 Устройства тепловой автоматики По специальности, 187.25kb.
• Рабочая программа По дисциплине «Оборудование и технология печатных процессов» По специальности, 546.72kb.
• Программа вступительных испытаний для приема в магистратуру по направлению подготовки, 75.45kb.
• Профессиограмма направления 22070062 Автоматизация технологических процессов и производств, 200.29kb.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ


Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕЧАТИ»


УТВЕРЖДАЮ

Т.В. Маркелова

« 17 » июня 2010 г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

По дисциплине	СДМ.01 Автоматизация технологических процессов полиграфии
По направлению	220200.68 – Автоматизация и управление
Факультет	Цифровых систем и технологий
Кафедра	Автоматизации полиграфического производства

Форма обучения	Курс	Семестр	Трудоемкость дисциплины в часах								Форма итогового контроля
			Всего часов	Аудиторных часов	Лекции	Семинарские (практические) занятия	Лабораторные занятия	Курсовая работа	Курсовой проект	Самостоятельная работа
Очная	5	9	160	34	34				40	86	Экзамен
Очно-заочная
Заочна

Москва – 2010 г.

Составитель:	Щербина Ю.В., канд. техн. наук, доцент
Рецензент:

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры «Автоматизация полиграфического производства» 25.05.10 , протокол № 11 .


Зав. кафедрой Самарин Ю.Н.


Одобрена Советом факультета цифровых систем и технологий 01.06.10 , протокол № 12 .


Председатель Иванова А.Е.


1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ТРЕБОВАНИЯ

К ЗНАНИЯМ И УМЕНИЯМ


1.1. Цели и задачи изучения дисциплины


Цель изучения дисциплины – сформировать у студентов знания о методах и средствах автоматизации производственных процессов полиграфического производства.

Основной задачей изучения дисциплины является освоение студентами принципов и методов построения комплексных автоматизированных систем управления технологическими процессами полиграфии, изучение их архитектуры, освоение методов расчета и настройки локальных подсистем автоматизации полиграфического оборудования, а также методов эксплуатации микропроцессорных автоматизированных систем.


1.2. Требования к уровню освоения

содержания дисциплины


В результате изучения дисциплины студент должен

знать:

• основные схемы автоматизации типовых технологических объектов;
  
• принципы работы, технические характеристики, конструктивные особенности разрабатываемых и используемых технических средств
  
• структуры и функции автоматизированных систем управления;
  
• методы анализа эксплуатационных характеристик средств и систем автоматизации и управления;
  
• задачи и алгоритмы централизованной обработки информации в автоматизированной системе управления технологическими процессами (АСУ ТП);
  
• задачи и алгоритмы оптимального управления технологическими процессами с помощью ЭВМ;
  
• принципы организации и состав программного обеспечения АСУ ТП, методику проектирования АСУ ТП;
  

владеть:

• методами разработки проектов автоматизации процессов и производств (соответствующей отрасли национального хозяйства) с учетом механических, технологических, конструкторских, эксплуатационных, эстетических, экономических, управленческих параметров и использованием информационных технологий;
  
• методами разработки функциональной, логической и технической организации автоматизации процессов и производств полиграфии, автоматических и автоматизированных систем контроля и управления, их технического, алгоритмического и программного обеспечения на основе современных методов, средств и технологий проектирования;
  
• методами проектирования архитектуры аппаратно-программных комплексов автоматических и автоматизированных систем контроля и управления общепромышленного и специального назначений в различных отраслях национального хозяйства;
  
• методами выбора средств автоматизации процессов и производств, аппаратно-программных средств для автоматических и автоматизированных систем контроля и управления;
  
• принципами разработки (на основе действующих стандартов) технической документации для регламентного эксплуатационного обслуживания средств и систем автоматизации и управления;
  

уметь:

• проводить анализ технологического процесса как объекта управления;
  
• 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.
  

1.3. Перечень дисциплин с указанием разделов (тем),

усвоение которых студентами необходимо

для изучения данной дисциплины

• Математика (дифференциальные уравнения; функции комплексного переменного; ряды Фурье; преобразования Лапласа и Фурье; теория вероятностей; случайные процессы; вариационное исчисление и оптимальное управление).
  
• Физика (основы термодинамики; явления тепло- и массопереноса; основы светотехники; лазеры; электричество и магнетизм; оптика).
  
• Теоретическая механика (вращение твердого тела вокруг неподвижной оси; динамика и элементы статики; задачи динамики; относительное движение материальной точки; механическая система; дифференциальные уравнения движения механической системы).
  
• Электротехника и электроника (методы анализа линейных цепей с двухполюсными и многополюсными элементами; переходные процессы в линейных цепях и методы их расчета; нелинейные электрические и магнитные цепи постоянного и переменного тока; переходные процессы в нелинейных цепях).
  
• Теория управления (линейные непрерывные модели и характеристики систем управления; способы математического описания динамических свойств объектов; нелинейные модели систем управления; методы линеаризации нелинейных моделей; модели и характеристики случайных сигналов, прохождение случайных сигналов через линейные звенья; анализ; оптимальные системы управления: задачи оптимального управления, критерии оптимальности; методы адаптивного управления).
  
• Технические средства автоматизации и управления (классификация, назначение, основные характеристики типовых технических средств автоматизации; электрические средства автоматизации, способы преобразования сигналов и реализации алгоритмов регулирования; регулирующие устройства и автоматические регуляторы, исполнительные механизмы, интерфейсные устройства; микропроцессорные средства автоматизации и управления; программное обеспечение систем автоматизации и управления).
  
• Моделирование систем (принципы построения и основные требования к математическим моделям систем; формы представления математических моделей; методы исследования математических моделей систем и процессов, имитационное моделирование; методы упрощения математических моделей; современные технические и программные средства моделирования).
  

2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


2.1. Наименование тем, разделов, их содержание

и объем в часах

Наименование тем, разделов	Общая трудоемкость (часов)
	Аудиторные занятия (всего часов)	Лекции	Практические занятия (Семинары)	Лабораторные занятия
1	2	3	4	5
Тема 1. Введение. Основные этапы развития средств автоматизации в полиграфии	2	2
Раздел 1. Локальные системы управления печатными и послепечатными процессами Тема 2. Информационное и аппаратное обеспечение локальных подсистем	2	2
Тема 3. Системы управления электроприводом	2	2
Тема 4. Динамические свойства гидравлических объектов управления	2	2
Тема 5. Системы управления гидравлическими объектами	2	2
Тема 6. Динамические свойства тепловых объектов управления	2	2
Тема 7. Системы управления тепловыми процессами	2	2
Тема 8. Динамические свойства элементов лентопитающих систем рулонных печатных машин	2	2
Тема 9. Системы автоматического управления подачей бумаги	2	2
Тема 10. Динамические свойства участков проводки бумаги как объекта управления	2	2

Окончание таблицы

1	2	3	4	5
Тема 11. Системы приводки красок и бумаги	2	2
Тема 12. Системы предварительной настройки красочных аппаратов и управления качеством оттисков	2	2
Тема 13. Системы управления резальными и фальцевальными машинами	2	2
Раздел 2. Интегрированные системы компьютерного управления в полиграфии Тема 14. Архитектура интегрированных автоматизированных систем	2	2
Тема 15. Программные и аппаратные средства построения интегрированных АСУ	2	2
Тема 16. Управление поточными линиями и робототехническими комплексами	2	2
Тема 17. Интегрированные полиграфические комплексы. Цифровые печатные машины	2	2
Итого	34	34

2.2. Содержание разделов и тем дисциплины


Тема 1. Введение. Основные этапы развития средств автоматизации в полиграфии

Сущность автоматизации производства. Классификация технологических процессов по уровню автоматизации. Основные этапы развития средств автоматизации и управления в полиграфии.


Раздел 1. Локальные системы управления

печатными и послепечатными процессами


Тема 2. Информационное и аппаратное обеспечение локальных подсистем

Датчики линейных и угловых перемещений, угловой скорости вращения, световых сигналов. Классификация датчиков. Аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи сигналов. Способы их соединения с ЭВМ. Усилительные устройства. Усилители напряжения и мощности. Операционные усилители. Исполнительные и регулирующие устройства. Классификация исполнительных устройств.


Тема 3. Системы управления электроприводом

Назначение и классификация электроприводов. Механические характеристики электроприводов. Механические характеристики электродвигателей. Управление пуском и торможением двигателей. Управление угловой скоростью электроприводов. Схемы систем регулирования скоростью электроприводов. Микропроцессорная система управления электроприводом. Анализ динамики электропривода. Частотные характеристики электропривода. Передаточная функция следящего электропривода. Электропривод с числовым программным управлением. Схема управления шаговым двигателем. Схема коммутатора управляющих импульсов.


Тема 4. Динамические свойства гидравлических объектов управления

Гидравлическая емкость как объект управления. Вывод уравнения гидравлических объектов со свободным оттоком и принудительным оттоками. Линеаризация дифференциального уравнения гидравлического объекта со свободным оттоком. Математические модели и переходные характеристики.


Тема 5. Системы управления гидравлическими объектами

Принципы построения систем управления гидравлическими объектами. Схема красочной станции. Регулирование параметров гидравлических объектов. Датчики уровня, исполнительные устройства систем регулирования. Уравнения работы нелинейной системы управления. Двухпозиционный нелинейный элемент релейного типа. Методы решения нелинейных уравнений. Исследование возможности автоколебаний в системах регулирования.


Тема 6. Динамические свойства тепловых объектов управления

Вывод дифференциальных уравнений работы тепловых объектов с теплообменником и электронагревателем. Линеаризация дифференциального уравнения теплового объекта с электронагревателем. Передаточные функции, математические модели и переходные характеристики тепловых объектов.


Тема 7. Системы управления тепловыми процессами

Датчики систем управления тепловыми процессами. Схемы регуляторов. Передаточные функции систем. Двухпозиционная система регулирования температуры. Сушильные устройства. Методы сушки. Сушильные устройства печатных машин. Структурные схемы сушильных камер. Системы кондиционирования воздуха. Датчики температуры и влажности. Схемы систем управления температурой и влажностью воздуха.


Тема 8. Динамические свойства элементов лентопитающих систем рулонных печатных машин

Рулонные бумагопитающие устройства. Вывод и линеаризация уравнения рулона. Его статические и переходные характеристики. Амортизаторы бумажной ленты. Тормозные муфты. Функциональная и структурная схемы лентопитающего устройства.


Тема 9. Системы автоматического управления подачей бумаги

Динамика бумагопитающего устройства. Влияние пружинного амортизатора на динамику. Влияние переменного момента инерции рулона на динамику бумагопитающего устройства. Системы управления натяжением бумажного полотна. Датчики и исполнительные устройства системы натяжения. Уравнения, описывающие функционирование системы. Переходные процессы в системе натяжения. Листовые бумагопитающие устройства. Устройства подачи и контроля бумажных листов на печать.


Тема 10. Динамические свойства участков проводки бумаги как объекта управления

Вывод уравнения участка бумажной ленты. Понятие «жесткость» бумажной ленты. Математическая модель участка бумажной ленты и ее переходные характеристики. Динамические свойства участка бумажной ленты пружинным амортизатором. Математическая модель лентопроводящей системы многокрасочной рулонной печатной машины.


Тема 11. Системы приводки красок и бумаги

Системы продольной приводки красок. Методы измерения рассогласования приводки красок. Исполнительные устройства системы приводки красок. Микропроцессорная система управления приводкой красок. Динамика системы приводки красок. Уравнения работы импульсной системы. Передаточные функции импульсной системы. Переходные функции импульсной системы. Системы поперечной приводки бумажного полотна. Датчики и исполнительные устройства системы. Уравнения работы системы. Ошибки приводки полотна. Системы приводки красок в листопечатных машинах. Методы контроля приводки красок.


Тема 12. Системы предварительной настройки красочных аппаратов и управления качеством оттисков

Динамика передачи краски в красочном аппарате. Дифференциально-разностные уравнения, описывающие передачу краски с одного валика на другой. Уравнения работы красочного аппарата. Передаточные функции красочных аппаратов. Системы управления подачей краски. Структурная схема системы подачи краски. Датчики оптической плотности оттисков. Требования к оптической плотности оттисков различных красок. Исполнительные устройства системы. Задачи, выполняемые системой настройки. Методы настройки аппарата. Методы сканирования изображений. Алгоритмы обработки информации, вырабатываемой сканирующим аппаратом. Схемы микропроцессорных систем управления настройкой аппарата.


Тема 13. Системы управления резальными и фальцевальными машинами

Системы программного управления работой одноножевой резальной машин. Интерфейс оператора. Системы автоматической блокировки зоны реза. Автоматическое управление положением упора. Программная настройка фальцевальной машины. Блокировочные и защитные устройства. Системы управления подачей бумаги.


Раздел 2. Интегрированные системы

компьютерного управления в полиграфии


Тема 14. Архитектура интегрированных автоматизированных систем

Задачи информационного обмена в полиграфическом производстве. Цифровые интерфейсы CIP3 и CIP4. Технология рабочего потока для реализации эффективного процесса обмена электронных данных. Каналы передачи информации из допечатной стадии в печатное и отделочное производства. Автоматизированные системы управления печатью PECOM, DATA CONTROL и ЭРГОТРОНИК.


Тема 15. Программные и аппаратные средства построения интегрированных АСУ

База данных предприятия. Уровень сбора данных и управления. Уровни управления производством (MES-системы) и производственного планирования (ERP-системы). Источники и приемники цифровых данных. Контроллеры, промышленные компьютеры, рабочие станции, серверы и рабочие консоли. Роль программного обеспечения. Современные операционные платформы. WEB-технологии.


Тема. 16. Управление поточными линиями и робототехническими комплексами

Структура, классификация и производительность поточных линий. Линии формного, печатного и брошюровочно-переплетного производства. Системы управления поточными линиями. Робототехнические технологические комплексы. Назначение и классификация производственных роботов. Робототехнические комплексы с программным, адаптивным и интеллектным управлением. Робототехника в полиграфии. Роботизация транспортно-складских работ. Системы логистики, обеспечивающие автоматизированную подачу бумаги в печатное производство и хранение готовой продукции.


Тема 17. Интегрированные полиграфические комплексы. Цифровые печатные машины

Структура интегрированных комплексов. Варианты построения интегрированных комплексов. Цифровые печатные машины как типичный пример интегрированного полиграфического комплекса. Их классификация и принципы функционирования. Перспективы развития цифровые печатных систем.


2.3. Лабораторные занятия, их наименование

и объем в часах


Не предусмотрены.


2.4. Курсовой проект (работа) и его характеристика


Цель выполнения курсового проекта заключается в приобретении практических навыков в области задач научно-исследовательской и проектно-конструкторской деятельности.

В научной области студент должен осуществить построение математической модели автоматизируемого процесса, разработать алгоритм и программу управления заданной системой, использовать современные аппаратно-программные средства и провести моделирование разработанной системы с помощью современных вычислительных средств.

В проектно-конструкторской области студент должен осуществить проектирование структуры заданной системы контроля и управления, выбрать аппаратно-программные средства, обеспечивающие эффективное решение поставленной задачи. Разработать функциональную, структурную и принципиальную схемы системы автоматизации технологического процесса, обосновать практические преимущества и экономическую обоснованность предложенного способа решения задачи управления.


2.5. Организация самостоятельной работы

Наименование тем, разделов	Виды и формы самостоятельной работы * (распределение часов по формам обучения)
	Подготовка к практическому (семинару, лаб. работе)			Подготовка рефератов (докладов, сообщений, информационных материалов и т.п.)			Выполнение домашних, контрольных и иных заданий			Подготовка к промежуточной аттестационной работе (в т.ч. к коллоквиуму, тестированию и пр.)			Подготовка к зачету (экзамену)
	Очная	Очно-заочная	Заочная	Очная	Очно-заочная	Заочная	Очная	Очно-заочная	Заочная	Очная	Очно-заочная	Заочная	Очная	Очно-заочная	Заочная
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
Тема 1. Введение. Основные этапы развития средств автоматизации в полиграфии													3

Продолжение таблицы

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
Раздел 1. Локальные системы управления печатными и послепечатными процессами Тема 2. Информационное и аппаратное обеспечение локальных подсистем				17									3
Тема 3. Системы управления электроприводом													3
Тема 4. Динамические свойства гидравлических объектов управления													3
Тема 5. Системы управления гидравлическими объектами													3
Тема 6. Динамические свойства тепловых объектов управления													3
Тема 7. Системы управления тепловыми процессами													3
Тема 8. Динамические свойства элементов лентопитающих систем рулонных печатных машин													3
Тема 9. Системы автоматического управления подачей бумаги													3
Тема 10. Динамические свойства участков проводки бумаги как объекта управления													3
Тема 11. Системы приводки красок и бумаги													3
Тема 12. Системы предварительной настройки красочных аппаратов и управления качеством оттисков													3
Тема 13. Системы управления резальными и фальцевальными машинами													3
Раздел 2. Интегрированные системы компьютерного управления в полиграфии Тема 14. Архитектура интегрированных автоматизированных систем				18									3
Тема 15. Программные и аппаратные средства построения интегрированных АСУ													3

Окончание таблицы

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
Тема 16. Управление автоматизированными поточными линиями и робототехническими комплексами.													3
Тема 17. Интегрированные полиграфические комплексы. Цифровые печатные машины													3

* Могут быть предложены иные формы СРС.


3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

3.1. Литература


Основная


1. Дроздов В.Н. Автоматизация технологических процессов в полиграфии: Учеб. пособие. – М.: Изд-во МГУП, 2006.

2. Ефимов М.В. Автоматизированное управление полиграфическим производством: Учебник. – М.: Изд-во МГУП «Мир книги», 1998.

3. Олсон Г. Цифровые системы автоматизации и управления / Г. Олсон, Дж. Пиани. – СПб.: Невский диалект, 2001.

4. Щербина Ю.В. Автоматизация технологических процессов и производств: Задания и методические указания по выполнению курсового проекта. – М.: Изд-во МГУП, 2006.

5. Щербина Ю.В. Автоматизация технологических процессов и производств: Лабораторные работы / Ю.В. Щербина, Г.В. Богомолов. – М.: МГУП, 2006.


Дополнительная


6. Ефимов М.В. Автоматизация технологических процессов полиграфии: Учебник / М.В. Ефимов, Г.Д. Толстой. – М.: Книга, 1989.

7. Клюев А.С. Наладка средств автоматизации и автоматических систем управления: Справочное пособие / А.С. Клюев, А.Т. Лебедев, С.А. Клюев, А.Г. Товарнов. – М.: Энергоатомиздат, 1989.

8. Клюев А.С. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справочное пособие / А.С. Клюев, Б.В. Глазов, А.Х. Дубровский, А.А. Клюев. – М.: Энергоатомиздат, 1990.


Сайты

www.icos.ru

www.prosoft.ru

www.adastra.ru

www.ni.ru

www.mzta.ru

www.kontar.ru

www.montalvo.com


3.2. Перечень наглядных и других пособий,

методических указаний по проведению

конкретных видов учебных занятий,

а также используемых в учебном процессе

технических средств

• Лаборатория автоматизации технологических процессов и производств, оснащенная оборудованием, проекционными установками, стендами на базе ПТК «Контар», образцами средств автоматизации и управления, контрольно-измерительными приборами.
  

• Компьютерный класс, оснащенный персональными компьютерами не ниже Pentium 2000 МГц с ОС Windows ХР или Windows NT, сетевой доступ на сервер iPab, Интернет-браузер IE-7, сетевой доступ в Интернет.
  
• Плакаты, видеофильмы, медиапрезентации.
  

Программное обеспечение

• Компьютерные базы отраслевых данных по технологическим процессам, оборудованию, средствам автоматизации, системам управления.
  
• Компьютерные программы проектирования изделий технологических процессов и оборудования отрасли.
  
• Пакеты прикладных программ автоматизации инженерных расчетов (MathCAD и др.).
  
• Инструментальная система проектирования программно-технических комплексов «Конграф», программа наладки микропроцессорных контроллеров «Консоль».