Рабочая программа дисциплины локальные системы управления направление подготовки
| Вид материала | Рабочая программа |
- Рабочая программа дисциплины «Интегрированные системы проектирования и управления», 208.14kb.
- Рабочая программа дисциплины «Локальные, корпоративные и глобальные информационные, 142.44kb.
- Рабочая программа дисциплины Локальные системы управления (Наименование дисциплины), 116.98kb.
- Рабочая программа дисциплины Физика, ен. Ф. 03 направление подготовки, 491.56kb.
- Рабочая программа дисциплины «Вычислительные машины, системы и сети» Направление подготовки, 231.13kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины Локальные системы автоматизации и управления, 283.55kb.
- Рабочая программа дисциплины «основы теории управления» Направление подготовки, 101.02kb.
- Рабочая программа дисциплины «Информационное обеспечение управления» Направление подготовки, 265.21kb.
- Рабочая программа дисциплины «социология управления» Направление подготовки, 427.87kb.
- Рабочая программа дисциплины «Организация и технология документированного обеспечения, 185.78kb.
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
ЛОКАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
Направление подготовки:
220700.62 АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ПРОИЗВОДСТВ
Профиль подготовки:
АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ПРОИЗВОДСТВ В ЭНЕРГЕТИКЕ
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
Очная
(очная, очно-заочная и др.)
г. Таганрог
2011
1. Цели освоения дисциплины
Целью изучения курса является получение знаний и профессиональных навыков проектирования и разработки локальных систем управления техническими объектами разной физической природы.
Организация базовой бакалаврской подготовки, позволяющей всем выпускникам продолжить свое образование как с целью получения диплома магистра, так и с целью дальнейшего самосовершенствования.
В соответствии с поставленной целью задачами дисциплины являются:
- изучение принципов построения промышленных регуляторов;
- изучение принципов построения электромеханических следящих систем;
- изучение принципов построения разомкнутых и замкнутых систем управления электроприводами постоянного и переменного тока;
- изучение методов синтеза промышленных локальных систем управления, следящих систем и систем управления электроприводами и вопросы их ремонта и эксплуатации;
Изучение данной дисциплины будет способствовать достижению цели 3 основной образовательной программы бакалавриата по направлению 220700.62 «Автоматизация технологических процессов и производств»:
Цель направления 3. Удовлетворение потребностей общества в квалифицированных кадрах путем подготовки специалистов по проектированию, разработке и эксплуатации систем автоматизации производственных и технологических процессов изготовления продукции различного служебного назначения, управления ее жизненным циклом и качеством, контроля, диагностики и испытаний.
а также будет способствовать достижению цели 2 профиля подготовки «Автоматизация технологических процессов и производств в энергетике»:
Цель 2 профиля. Подготовка высококвалифицированных специалистов, способных решать задачи проектирования, изготовления, отладки, производственных испытаний, эксплуатации и научного исследования средств технологического оснащения автоматизации, управления, контроля и диагностирования основного и вспомогательного производств в области энергетики, их математического, программного, информационного и технического обеспечени.
2.Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина «Локальные системы управления» относится к дисциплинам по выбору профессионального цикла ООП.
Для успешного обучения студенту понадобится знания в области таких дисциплин как: «Математический анализ», «Информатика», «Математические основы теории систем», «Теория автоматического управления».
Для успешного освоения данной дисциплины обучающийся должен:
- знать основные понятия и методы математического анализа и линейной алгебры;
- уметь применять математические методы и физические законы для решения практических задач;
- знать основные положения теории управления, принципы и методы построения и исследования математических моделей систем управления;
- уметь использовать стандартные пакеты прикладных программ для решения практических задач;
3.Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины (модуля) «Локальные системы управления».
В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать способность и готовность:
- (ОК–8): осознавать социальную значимость своей будущей профессии, высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности;
- (ПК–9): участвовать в разработке проектов модернизации действующих производств, создании новых;
- (ПК–32): выбирать технологии, инструментальные средства и средства вычислительной техники при организации процессов проектирования, изготовления, контроля и испытания продукции, средства и системы автоматизации, контроля, диагностики, испытаний, управления производством, жизненным циклом продукции и ее качеством;
- (ПК–35): участвовать в разработке и практическом освоении средств, систем автоматизации и управления производством продукции, ее жизненным циклом и качеством, подготовке планов освоения новой техники, составлении заявок на проведение сертификации;
- (ПК–48): выполнять работы по наладке, настройке, регулировке, опытной проверке, регламентному техническому, эксплуатационному обслуживанию оборудования, средств и систем автоматизации, контроля, диагностики, испытаний и управления, средств программного обеспечения; сертификационным испытаниям изделий;
- (ПК–51): участвовать в организации приемки и освоения вводимых в эксплуатацию оборудования, технических средств и систем автоматизации, контроля, диагностики, испытаний и управления;
- (ПК–52): составлять заявки на оборудование, технические средства и системы автоматизации, контроля, диагностики, испытаний и управления, запасные части, инструкции по испытаниям и эксплуатации данных средств и систем, техническую документацию на их ремонт.
4. Структура и содержание дисциплины (модуля) «Локальные системы управления».
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единиц 144 часов.
| Вид учебной работы | Всего часов |
| Общая трудоемкость дисциплины | 144/4 ЗЕТ |
| Аудиторные занятия | 38 |
| - лекции | 10 |
| - практические занятия | 10 |
| - лабораторные работы | 18 |
| - другие виды аудиторных занятий | - |
| Самостоятельная работа | 97 |
| Курсовой проект (работа) | - |
| Контроль самостоятельной работы | 9 |
| Аттестация | 8 Зачет (8 семестр) |
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
| № п/п 1 | 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 | Функциональные и структурные схемы систем управления с промышленными регуляторами. Назначение регуляторов в системе управления (СУ). Типовые законы, реализуемые промышленными регуляторами. | 8 | 1 | 1 | 0 | 1 | 2 | 1 | Собеседование. Оценка работы на практических занятиях. |
| 2 | Временные и частотные характеристики промышленных регуляторов. | 8 | 2 | 1 | 0 | 1 | 2 | 1 | Собеседование. Оценка работы на практических занятиях. |
| 3 | Влияние типа регулятора на качество системы управления. | 8 | 3 | 1 | 4 | 1 | 10 | 1 | Собеседование. Защита лабораторной работы. Оценка работы на практических занятиях. |
| 4 | Общий принцип выбора желаемой структуры аналоговых регуляторов. Структурные схемы аналоговых П-, ПИ- и ПИД- регуляторов. | 8 | 4 | 1 | 4 | 1 | 2 | 1 | Собеседование. Оценка работы на практических занятиях. |
| 5 | Исполнительные механизмы постоянной скорости. Устройство, структурные схемы и динамические характеристики импульсных П-, ПИ- и ПИД- регуляторов. | 8 | 5 | 1 | 0 | 1 | 2 | 1 | Собеседование. Оценка работы на практических занятиях. |
| 6 | Цифровые П-, ПИ- и ПИД- регуляторы. | 8 | 6 | 1 | 0 | 1 | 2 | 1 | Собеседование. Оценка работы на практических занятиях. |
| 7 | Позиционные регуляторы. Типы промышленных объектов управления. Структурные схемы промышленных систем управления. Постановка задачи выбора параметров регулятора. | 8 | 7 | 1 | 0 | 1 | 2 | 1 | Собеседование. Оценка работы на практических занятиях. |
| 8 | Определение параметров настройки промышленных систем управления графоаналитическим методом. Методика определения параметров настройки ПИ – и ПИД- регулятора. | 8 | 8 | 1 | 6 | 1 | 52 | 1 | Собеседование. Защита лабораторной работы, домашняя работа. Оценка работы на практических занятиях. |
| 9 | Задачи и принципы управления координатами электропривода. Настройка регуляторов систем управления на оптимум по модулю и симметричный оптимум. Понижение порядка систем управления. Ограничение промежуточных координат в системах управления электроприводами. Принцип подчиненного регулирования и его использования для синтеза систем управления. | 8 | 9 | 2 | 4 | 2 | 23 | 1 | Собеседование. Защита лабораторной работы. Оценка работы на практических занятиях. Контрольный опрос. |
| ИТОГО | 10 | 18 | 10 | 97 | 9 | | |||
5. Образовательные технологии
В рамках курса «Локальные системы управления», основными формами образовательных технологий являются лекционные, лабораторные и практические занятия.
Лекционные занятия проводятся в тесном контакте с аудиторией, чтобы обеспечить лучшее понимание материала, приводится большое число примеров построения и применения современных локальных систем управления. Объем занятий, проводимых в интерактивной форме составляет 22 а.ч.
При выполнении лабораторных работ, студенты знакомятся с современными математическими пакетами, применяемыми для анализа и синтеза САУ, а также со стендами, имитирующими работу промышленных локальных систем управления.
На практических занятиях студенты знакомятся с различными примерами построения локальных систем.
Кроме того, в ходе самостоятельной работы, учащиеся выполняют домашнее задание по теме связанной с изучаемым материалом. При его подготовке студенты учатся, как работать с литературой, так и искать информацию с помощью Интернета.
Контроль самостоятельной работы студента осуществляется с помощью регулярных собеседований, а также в ходе контрольного опроса.
6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.
Список контрольных вопросов:
1. Функциональные и структурные схемы систем управления с промышленными регуляторами. Назначение регуляторов в системе управления (СУ).
2. Типовые законы, реализуемые промышленными регуляторами. Временные и частотные характеристики промышленных регуляторов.
3. Влияние типа регулятора на качество системы управления.
4. Общий принцип выбора желаемой структуры аналоговых регуляторов. Структурные схемы аналоговых П- регуляторов.
5. Структурные схемы аналоговых ПИ- регуляторов.
6. Структурные схемы аналоговых ПИД-регуляторов.
7. Исполнительные механизмы постоянной скорости. Устройство, структурные схемы и динамические характеристики импульсных П- регуляторов.
8. Устройство, структурные схемы и динамические характеристики импульсных ПИ – и ПИД – регуляторов.
9. Позиционные регуляторы.
10. Типы промышленных объектов управления. Структурные схемы промышленных систем управления. Постановка задачи выбора параметров регулятора.
11. Определение параметров настройки промышленных систем управления методом В.Я. Ротача. Методика определения параметров настройки ПИ – регулятора.
12. Методика определения параметров настройки ПИД – регулятора графоаналитическим методом.
13. Задачи и принципы управления координатами электропривода. Настройка регуляторов систем управления на оптимум по модулю.
14. Настройка контуров системы управления на симметричный оптимум.
15. Понижение порядка систем управления. Ограничение промежуточных координат в системах управления.
16. Принцип подчиненного регулирования и его использования для синтеза систем управления.
17. Функциональная и структурная схема трехконтурной СУ ЭП с ДПТ НВ.
18. Выбор типа регулятора и определение параметров его настройки для сервопривода постоянного тока.
19. Синтез закона управления для контура положения, реализуемого по принципу подчиненного регулирования.
Тема домашнего задания: Расчет параметров настройки и схемотехнический синтез регулирующих устройств автоматики.
Для самостоятельной работы студенты получают электронную версию конспекта лекций.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля) «Локальные системы управления».
а) основная литература:
1. Черныш П.И. Локальные системы управления. Ч.1. Регуляторы. Учебное пособие. -Таганрог: Издательство ТРТУ, 1993,
2. Гайдук А. Р. Теория автоматического управления. ТРТУ. - Таганрог : Изд-во ТРТУ, 2004. - 208 с.
б) дополнительная литература:
1. Справочник по электрическим машинам.: В 2т./с.74. Под общей редакцией И.П.Копылова и С.К.Клокова. Т.1. –М.: Энергоатомиздат, 1988,
2. Справочник по электрическим машинам.: В 2т./с.74. Под общей редакцией И.П.Копылова и С.К.Клокова. Т.2. –М.: Энергоатомиздат, 1988,
3. Справочник по электрическим машинам. Кацман М.М. –М.: Академия, 2005, - 480 с.
4. Ротач В.Я. Расчет динамики промышленных автоматических систем регулирования. –М.: Энергия,1987,
5. Типовые элементы систем автоматического управления. –Инфра-М, 2002, - 384 с.
6. Кетков Ю. MATLAB: программирование, численные методы. - СПб. : БХВ-Петербург, 2005. - 737 с.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы
1. MATLAB 7;
2. Mathcad;
3. Scilab;
4. ru.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля) «Локальные системы управления».
Лабораторная работа «Влияние типа регулятора на качество системы управления» выполняется на компьютерах лабораторий кафедры с помощью необходимых математических пакетов (MATLAB, Mathcad, Scilab). Работы по разделам «Задачи и принципы управления координатами электропривода» и «Определение параметров настройки промышленных систем управления графоаналитическим методом» выполняются с помощью соответствующих стендов.
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению подготовки 220700.62 «Автоматизация технологических процессов и производств» по профилю «Автоматизация технологических процессов и производств в энергетике».
Автор ____________________________ Василенко С.В.
Зав. кафедрой _____________________ Финаев В.И.
Программа одобрена на заседании УМК ФАВТ от 20.01.2011 года, протокол № 1.