Рабочая программа дисциплины Судовые энергетические установки (Наименование дисциплины)
| Вид материала | Рабочая программа |
- Программа по специальности 180103 «Судовые энергетические установки», направление 652900, 207.3kb.
- Рабочая программа дисциплины Судовые электроэнергетические системы (Наименование дисциплины), 110.17kb.
- Рабочая программа дисциплины Судовые исполнительные механизмы (Наименование дисциплины), 72.77kb.
- Рабочая программа дисциплины Автоматизированные судовые системы (Наименование дисциплины), 105.08kb.
- Рабочая программа дисциплины Энергетические комплексы морской техники (Наименование, 109.14kb.
- Программа дисциплины опд. Ф. 09. Компьютерный практикум для студентов специальности, 61.42kb.
- Рабочая программа дисциплины Судовые цифровые управляющие системы (Наименование дисциплины), 126.48kb.
- Рабочий процесс судового двс с комбинированным смесеобразованием и воспламенением, 337.73kb.
- Программа кандидатского экзамена по специальности 05. 08. 05 «Судовые энергетические, 116.31kb.
- Программа дисциплины сд. Ф техническая термодинамика для студентов специальности 140305, 105.32kb.
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ В Г. ТАГАНРОГЕ
(ТТИ Южного федерального университета)
Факультет автоматики и вычислительной техники
УТВЕРЖДАЮ
Декан ФАВТ ______________ Ю.М.Вишняков
"_____"__________________2011 г.
Рабочая программа дисциплины
Судовые энергетические установки
(Наименование дисциплины)
Направление подготовки
180800.62 «Корабельное вооружение»
Профиль подготовки
Системы управления морской техникой
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
Очная
(очная, очно-заочная и др.)
г. Таганрог
2011
1. Цели освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины «Судовые энергетические установки» является формирование у выпускников навыков практической реализации и внедрения инженерных решений, включающих вопросы эксплуатационной и технико-экономической оценки систем управления подводных аппаратов и средств корабельного вооружения, обеспечения их безопасной эксплуатации, ремонтопригодности и ремонта различных образцов морской техники специального назначения, а также инструкций их технического обслуживания.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла ООП. В процессе изучения дисциплины студенты знакомятся с устройством и режимами работы судовых энергетических установок и их подсистем и элементов как объектов автоматизации и управления, принципами построения и основными схемами систем автоматического регулирования судовых энергетических установок.
Для изучения дисциплины студенту необходимы знания в области следующих дисциплин: «Энергетические комплексы морской техники», «Теория автоматического управления», «Электротехника и электроника», «Информационные сети и телекоммуникации», «Микропроцессорная техника в системах управления». Для освоения дисциплины студент должен знать: устройство и принципы работы энергетических установок, применяемых на судах, методы и алгоритмы математического моделирования технических объектов. Студент должен владеть основами теории автоматического управления, уметь выполнять расчет замкнутых систем автоматического регулирования.
Материалы дисциплины должны использоваться в курсовом и дипломном проектировании.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
В результате освоения дисциплины формируются следующие компетенции:
ОК-11: умение использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования;
ПК-4: способность применять современные методы обеспечения технологичности и ремонтопригодности морской техники;
ПК-5: готовность участвовать в технологической проработке морской оборонной техники;
ПК-10: способность анализировать технологический процесс как объект управления.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
знать:
- устройство и режимы работы судовых энергетических установок;
- принципы построения систем автоматического и автоматизированного управления судовыми энергетическими установками;
уметь:
- проектировать системы автоматического и автоматизированного управления судовыми энергетическими установками;
- выполнять математическое моделирование и расчеты характеристик систем автоматического и автоматизированного управления судовыми энергетическими установками;
владеть:
- основными методами расчета замкнутых систем автоматического управления;
- современными методами и программными средствами настройки автоматических регуляторов судовых энергетических установок.
4. Структура и содержание дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц, 216 часов.
| Вид учебной работы | Всего часов |
| Общая трудоемкость дисциплины | 216 / 6 ЗЕТ |
| Аудиторные занятия | 50 |
| - лекции | 18 |
| - практические занятия | 12 |
| - лабораторные работы | 20 |
| - другие виды аудиторных занятий | - |
| Самостоятельная работа | 124 |
| Курсовой проект (работа) | 72 |
| Аттестация | Экзамен (8 семестр) |
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
| № п/п | Раздел Дисциплины | Семестр | Неделя семестра | Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах) | Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам) | ||||
| лек | лаб | пр | СРС | КСР | |||||
| 1 | Общие принципы автоматизации судовых энергетических установок | 8 | | 2 | | | 2 | 2 | Устный опрос по теме занятий |
| 2 | Судовые ЭУ как объекты автоматизации и управления | 8 | | 6 | 6 | 2 | 14 | 2 | Реферат, письменный опрос по теме занятий |
| 3 | Средства автоматизации главных энергетических установок | 8 | | 4 | 8 | | 12 | 2 | Индивидуальное задание, письменный опрос по теме занятий |
| 4 | Проектирование судовых систем автоматического управления ЭУ | 8 | | 4 | 4 | 4 | 12 | 2 | Индивидуальное задание, письменный опрос по теме занятий |
| 5 | Настройка судовых систем автоматического управления ЭУ. | 8 | | 4 | 8 | 4 | 12 | 2 | Индивидуальное задание, письменный опрос по теме занятий |
| ИТОГО | 20 | 22 | 10 | 52 | 10 | | |||
4.2. Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. Общие принципы автоматизации судовых энергетических установок.
Понятие автоматизации. Автоматическое и автоматизированное управление. Автоматическое регулирование. Классификация судовых энергетических установок (ЭУ). Цели и задачи автоматизации. Степени автоматизации судовых ЭУ. Требования к системам автоматизации судовых ЭУ.
Раздел 2. Судовые ЭУ как объекты автоматизации и управления.
Принципы построения математических моделей объектов управления.
Дизельный двигатель как объект управления. Режимы движения судна. Задачи управления дизельной энергетической установкой (ДЭУ). ДЭУ как объект регулирования частоты вращения. ДЭУ как объект регулирования температуры воды.
Паровой котел как объект управления. Задачи управления процессами в паровом котле судовой ЭУ. Уравнения динамики парового котла.
Атомная энергетическая установка. Задачи управления и автоматизации.
Газотурбинные энергетические установки. Режимы работы. Задачи управления и автоматизации.
Раздел 3. Средства автоматизации главных энергетических установок.
Объем автоматизации ЭУ. Регуляторы частоты вращения дизелей. Регуляторы температуры и вязкости. Средства автоматизации топливных и смазочных систем. Дистанционные системы управления ДЭУ. Системы автоматической защиты и сигнализации. Микропроцессорные системы автоматизации главных энергетических установок.
Средства автоматизации котельных установок.
Раздел 4. Проектирование судовых систем автоматического управления ЭУ.
Структурные схемы и передаточные функции систем автоматического регулирования (САР) ЭУ. Критерии устойчивости САР ЭУ. Оценка качества регулирования САР ЭУ.
Динамика автоматического управления движением судна. Способы ограничения нагрузки ЭУ. Регулирование ЭУ с винтом регулируемого шага.
Раздел 5. Настройка судовых систем автоматического управления ЭУ.
Особенности выбора и настройки параметров регуляторов прямого действия.
Особенности выбора и настройки параметров регуляторов непрямого действия.
Настройка регуляторов температуры.
Особенности регулирования ЭУ при параллельной работе.
5. Образовательные технологии
При чтении лекционного курса в рамках лекции проводится разбор и обсуждение конкретных примеров автоматизированных систем и подходов к автоматизации судовых энергетических установок. При чтении лекций используются интерактивные наглядные учебные пособия в форме интерактивных презентаций и учебных фильмов. В рамках подготовки студентам выдаются индивидуальные задания для самостоятельной подготовки к лекциям, которые выполняются в форме устных сообщений и способствуют закреплению материала. Лабораторные занятия проводятся в форме интерактивного компьютерного моделирования. Студент выполняет и защищает индивидуальное задание в форме реферата и ряд расчетных работ. Защита реферата проводится в форме доклада с последующим обсуждением. Ход решения индивидуальных заданий обсуждается в ходе практических занятий.
Пакет заданий студенту формируется на основе индивидуального подхода. Темы рефератов и индивидуальных заданий представляют собой различные аспекты одной практической задачи и результаты выполнения индивидуальных заданий входят в состав курсовой работы по дисциплине и используются в дальнейшем при подготовке дипломного проекта.
6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
Для оценки уровня теоретических и практических знаний используется контрольный устный или письменный опрос студентов по тематике предшествующих лекционных занятий, выполняются и защищаются в форме устного опроса лабораторные работы. Итоговым средством оценки уровня знаний по курсу является экзамен, который проводится в устной форме (в форме собеседования) на основании перечня контрольных вопросов по предмету и результатов выполнения курсовогопроекта.
6.1. Лабораторный практикум
| № | Раздел дисциплины | Наименование работы | Часов |
| 1 | 2 | Ознакомление с работой автоматизированной системы дизельной энергетической установки | 4 |
| 2 | 2 | Исследование динамики системы управления судовой ЭУ | 4 |
| 3 | 5 | Выбор параметров автоматического регулятора ЭУ | 4 |
| 4 | 5 | Система автоматического регулирования температуры | 4 |
6.2. Темы практических занятий
| № | Раздел дисциплины | Тема | Часов |
| 1 | 2 | Судовые ЭУ как объекты автоматизации и управления | 2 |
| 2 | 4 | Проектирование судовых систем автоматического управления ЭУ | 4 |
| 3 | 5 | Настройка судовых систем автоматического управления ЭУ | 4 |
6.3. Индивидуальные задания
1. Разработать структурную схему системы автоматического управления одним из параметров выбранной ЭУ (по заданию преподавателя)
2. Выполнить расчет устойчивости системы регулирования ЭУ (по заданию преподавателя).
3. Выбрать параметры настройки автоматического регулятора ЭУ по заданному критерию качества.
6.4. Темы курсовых работ
1. Разработка проекта системы автоматического регулирования судовой ЭУ (по выбору).
2. Разработка проекта системы автоматизации судовой ЭУ в составе интегрированной системы автоматизации (по выбору).
6.5. Контрольные вопросы
1. Задачи автоматизации судовых энергетических установок.
2. Классификация судовых ЭУ.
3. Судовая ЭУ как объект автоматизации.
4. Задачи автоматического регулирования судовых ЭУ.
5. Дизельная ЭУ как объект управления.
6. Паровой котел ЭУ как объект управления.
7. Атомная ЭУ как объект управления.
8. Газотурбинная ЭУ как объект управления.
9. Регуляторы частоты вращения.
10. Регуляторы температуры и вязкости.
11. Автоматизация топливных систем.
12. Автоматизация смазочных систем.
13. Дистанционное управление ЭУ.
14. Автоматическая защита и сигнализация.
15. Микропроцессорные системы управления ЭУ.
16. Автоматизация котельной установки.
17. Методы оценки качества САР.
18. Динамика автоматического управления движением судна.
19. Настройка регуляторов частоты вращения дизельных ЭУ.
20. Настройка регуляторов температуры.
21. Особенности регулирования ЭУ при параллельной работе.
6.4. Темы рефератов
1. Современные регуляторы дизельных ЭУ
2. Газотурбинные ЭУ и управление ими
3. Современные системы управления судовыми ЭУ (по выбору)
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
а) основная литература:
1. Сизых В.А. Судовые энергетические установки. – М.: ТРАНСЛИТ, 2006 – 352 с.
2. Толшин В.И., Сизых В.А. Автоматизация судовых энергетических установок: Учебник. – М.: ТРАНСЛИТ, 2006 – 352 с.
б) дополнительная литература:
1. Ржепецкий К.Л., Сударева Е.А. Судовые двигатели внутреннего сгорания. – Л: Судостроение, 1984.
2. Хряпченков А.С. Судовые вспомогательные и утилизационные котлы. – Л: Судостроение, 1988 – 296 с.
3. Возницкий И.В., Михеев Е.Г. Судовые дизели и их эксплуатация. – М: Транспорт, 1990.
4. Краткий справочник судового механика (Техническое использование судовых дизелей) / М.А.Малиновский, А.А.Фока, В.И.Ролинский, Ю.З.Вахрамеев. – Одесса: Маяк, 1987 – 168 с.
5. Гогин А.Ф., Кивалкин Е.Ф., Богданов А.А. Судовые дизели. – М: Транспорт, 1988.
6. Судовые вспомогательные механизмы и системы / под ред В.М.Харина. – М: Транспорт, 1992 – 319 с.
7. Гусаров А.Б. Особенности устройства и эксплуатации паровых котлов корабельных КТЭУ: учеб. Пособие/ А.Б. Гусаров. – Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2006. – 120с.
8. Гусаров А.Б. Особенности устройства и эксплуатации вспомогательных механизмов корабельных КТЭУ: Учеб. пособие. - Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2004. – 101 с.
9. Манушин Э.А. Газовые турбины: Проблемы и перспективы. - М.: Энергоатомиздат, 1986.-168 с.
10. Уваров В.В. Газовые турбины и газотурбинные установки. Учеб. пособие для машиностронт. вузов и факультетов. М.: «Высшая школа», 1970.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы
1. tsure.ru/ru/forstudent/library
2. Matlab
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)
Компьютерный класс, оснащенный ПК с установленным программным и методическим обеспечением для проведения лабораторных работ.
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению подготовки 180800.62 «Корабельное вооружение» по профилю «Системы управления морской техникой».
Автор ____________________________ Молчанов А.Ю.
Зав. кафедрой _________________________ Финаев В.И.
Программа одобрена на заседании УМК ФАВТ от 20.01.2011 года, протокол № 1.