Рабочая программа дисциплины промышленные регуляторы в системах управления направление подготовки
| Вид материала | Рабочая программа |
- Рабочая программа дисциплины Промышленные регуляторы (Наименование дисциплины), 147.26kb.
- Рабочая программа дисциплины «Интегрированные системы проектирования и управления», 208.14kb.
- Рабочая программа дисциплины «Компьютерные сети» Направление подготовки, 100.91kb.
- Рабочая программа дисциплины «Машинно-зависимые языки программирования» Направление, 136.33kb.
- Рабочая программа дисциплины «основы теории управления» Направление подготовки, 101.02kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины " технические средства автоматизации и управления", 221.12kb.
- Рабочая программа дисциплины «Информационное обеспечение управления» Направление подготовки, 265.21kb.
- Рабочая программа дисциплины «Организация и технология документированного обеспечения, 185.78kb.
- Рабочая программа дисциплины «Система Государственного и муниципального управления», 210.05kb.
- Рабочая программа дисциплины «теоретические основы теплотехники» Направление подготовки, 554.69kb.
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
ПРОМЫШЛЕННЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ В СИСТЕМАХ 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
Целями освоения дисциплины "Промышленные регуляторы в системах управления" являются: изучение устройства, принципа действия и методов настройки современных регуляторов в системах автоматического и автоматизированного управления технологическими процессами.
Изучение данной дисциплины будет способствовать достижению цели 3 основной образовательной программы по направлению подготовки 220700.62 «Автоматизация технологических процессов и производств»:
Цель 3 направления. 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 локальной цели 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 обеспечения;
2.Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина "Промышленные регуляторы в системах управления" относится к вариативной части профессионального цикла и является дисциплиной по выбору студентов (Б3.ДВ6). Дисциплина "Промышленные регуляторы в системах управления" базируется на курсах "Микропроцессорная техника в системах управления", "Технические средства автоматизации и управления", "Программирование контроллеров", "Теория автоматического управления". Для освоения дисциплины студент должен знать: основы микропроцессорной техники, принципы автоматического управления, способы обработки и преобразования сигналов, цифровую и аналоговую схемотехнику.
Освоение данной дисциплины необходимо как предшествующее для выпускной квалификационной работы.
3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения
В результате освоения дисциплины формируются следующие компетенции:
ПК-23: способность разрабатывать локальные поверочные схемы и выполнять проверку и отладку систем и средств автоматизации технологических процессов, контроля, диагностики, испытаний, управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством, а также их ремонт;
ПК-32: готовность способностью 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: способностью 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: способностью 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: способностью участвовать в организации приемки и освоения вводимых в эксплуатацию оборудования, технических средств и систем автоматизации, контроля, диагностики, испытаний и управления.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
знать:
- типы, структурные и функциональные схемы регуляторов.
уметь:
- выполнять настройку параметров цифровых и аналоговых регуляторов.
владеть:
- методами выбора типов и настройки регуляторов в соответствии с требованиями задачи.
4. Структура и содержание дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет _4_ зачетных единицы, __144__ часа.
| Вид учебной работы | Всего часов |
| Общая трудоемкость дисциплины | 144 час./4 ЗЕТ |
| Аудиторные занятия | 38 |
| - лекции | 10 |
| - практические занятия | 18 |
| - лабораторные работы | 10 |
| - другие виды аудиторных занятий | - |
| Самостоятельная работа | 97 |
| Курсовой проект (работа) | - |
| Контроль самостоятельной работы | 9 |
| Аттестация | Зачет (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 | Основы построения промышленных автоматических регуляторов | 8 | 1-2 | 2 | 2 | 2 | 10 | 2 | Письменная работа | |
| 2 | Аналоговые автоматические регуляторы | 8 | 3-4 | 2 | 2 | 4 | 18 | 3 | Собеседование | |
| 3 | Цифровые автоматические регуляторы | 8 | 5-6 | 2 | 2 | 4 | 25 | 3 | Собеседование | |
| 4 | Интерфейсы промышленных регуляторов | 8 | 7-8 | 2 | 2 | 4 | 18 | 2 | Письменная работа | |
| 5 | Методики настройки цифровых регуляторов | 8 | 9-10 | 2 | 2 | 4 | 26 | 2 | Собеседование | |
| ИТОГО | 10 | 10 | 18 | 97 | 9 | | ||||
4.2. Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. Основы построения промышленных автоматических регуляторов.
Классификация автоматических регуляторов. Типовые законы регулирования. Структурные схемы аналоговых регуляторов.
Раздел 2. Аналоговые автоматические регуляторы.
Импульсные регуляторы. Позиционные регуляторы. Автоматические регуляторы прямого действия. Принципы построения автоматических аналоговых регуляторов.
Раздел 3. Цифровые автоматические регуляторы.
Структурные схемы цифровых регуляторов. Уравнение регулятора в дискретной форме. Особенности программной реализации цифровых регуляторов. Модификации цифровых автоматических регуляторов. Реализация регулятора на базе промышленного контроллера.
Раздел 4. Интерфейсы промышленных регуляторов.
Ввод аналоговых и дискретных сигналов в цифровые регуляторы. Вывод аналоговых и дискретных сигналов на исполнительные механизмы. Протоколы передачи данных в распределенных системах с цифровыми регуляторами.
Раздел 5. Методики настройки цифровых регуляторов.
Методы выбора параметров промышленного регулятора. Определение параметров настройки регулятора графоаналитическим методом. Метод Зиглера-Николса. Выбор параметров регулятора по модели объекта.
Автоматическая настройка ПИД регулятора. Типовые алгоритмы автоматической настройки.
5. Образовательные технологии
Лекции читаются блоками с последующим подкреплением материала примерами и ответами на возникающие вопросы студентов. Перед каждой новой темой дается введение о необходимости ее дальнейшего изучения и дальнейшего практического применения. После изучения новой темы составляется алгоритм практического использования изученных методов и составляется таблица достоинств и недостатков.
На практических занятиях по новой теме преподавателем всегда решается на доске один-два примера. Далее студенты решают предложенные примеры у доски самостоятельно с детальным разбором.
На лабораторных работах преподавателем дается теоретическое введение по теме и разбираются пункты для выполнения работы. После этого студенты изучают порядок выполнения работы и получают допуск к ее выполнению.
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. Для промежуточного контроля студентами выполняются контрольные работы.
Итоговым средством оценки уровня знаний по курсу является зачет, который проводится в устной форме (в форме собеседования) на основании перечня контрольных вопросов по предмету..
6.1. Контрольные работы
Контрольная работа №1
1. Аналоговые регуляторы непрямого действия.
2. Аналоговые регуляторы прямого действия.
3. Цифровые регуляторы.
4. Структурные схемы аналоговых регуляторов.
Контрольная работа №2
1. Ввод аналоговых сигналов.
2. Ввод дискретных сигналов.
3. Вывод аналоговых сигналов.
4. Вывод дискретных сигналов.
6.2. Лабораторный практикум
| № | Наименование работы | Часов |
| 1 | Исследование системы с аналоговым регулятором | 4 |
| 2 | Исследование цифрового регулятора | 4 |
| 3 | Программная настройка цифрового регулятора | 2 |
6.3. Темы практических занятий
| № | Тема занятия | Часов |
| 1 | Типовые законы автоматического регулирования | 2 |
| 2 | Импульсные и позиционные регуляторы | 2 |
| 3 | Исследование процессов в системе с аналоговым регулятором | 2 |
| 4 | ПИД регулятор и его характеристики | 2 |
| 5 | Уравнение регулятора в дискретной форме | 2 |
| 6 | Реализация регулятора на базе промышленного контроллера | 2 |
| 7 | Интерфейсы промышленных регуляторов | 2 |
| 8 | Методики настройки цифровых регуляторов | 2 |
| 9 | Автоматическая настройка регуляторов | 2 |
6.4. Контрольные вопросы
1. Классификация автоматических регуляторов.
2. Типовые законы регулирования.
3. Структурные схемы аналоговых регуляторов
4. Импульсные регуляторы.
5. Позиционные регуляторы.
6. Автоматические регуляторы прямого действия.
7. Принципы построения автоматических аналоговых регуляторов.
8. Структурные схемы цифровых регуляторов.
9. Уравнение регулятора в дискретной форме.
10. Ввод аналоговых и дискретных сигналов в цифровые регуляторы.
11. Вывод аналоговых и дискретных сигналов на исполнительные механизмы.
12. Протоколы передачи данных в распределенных системах с цифровыми регуляторами.
13. Методики настройки цифровых регуляторов.
14. Графоаналитический метод настройки регулятора.
15. Метод Зиглера-Николса.
16. Выбор параметров регулятора по модели объекта.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)
а) основная литература:
1. Шандров Б.В. Чудаков А.Д. Технические средства автоматизации. Учебник для ВУЗов. Москва Академия - 2007.
2. Олссон Г., Пиани Д. Цифровые системы автоматизации и управления. СПб.: Невский Диалект, 2001.
3. Елизаров И.А. Технические средства автоматизации. Программно-технические комплексы и контроллеры. М 2004.
б) дополнительная литература:
1. Наладка средств автоматизации и автоматических систем регулирования: Справочное пособие/А.С.Клюев, А.Т.Лебедев, С.А.Клюев, А.Г.Товарнов: под ред. А.С. Клюева, 3-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 2000.
2. Гостев В.И. Системы управления с цифровыми регуляторами. К.: Тэхника 2001.
3. Черныш П.И. Локальные системы управления. Ч.1. Регуляторы. Учебное пособие. -Таганрог: Издательство ТРТУ, 1993,
4. Гайдук А. Р. Теория автоматического управления. ТРТУ. - Таганрог : Изд-во ТРТУ, 2004. - 208 с.
5. Денисенко В.В. Компьютерное управление технологическим процессом, экспериментом, оборудованием. - М.: Горячая линия-Телеком, 2009. - 608 с.
6. Парр Э. Программируемые контроллеры : руководство для инженера / Э. Парр ; пер. 3-го англ. изд. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. - 516 с.
7. . Курсовое и дипломное проектирование по автоматизации производственных процессов: Учеб. пособие для вузов по спец. «Автоматизация и комплексная механизация химико-технологических процессов» / И. К. Петров, Д. П. Петелин, М. С. Тюльпанов, М. В. Козлов; Под ред. И. К. Петрова. - М.: Высш. шк., 1986. - 352 с.
8. Ротач В.Я. Расчет динамики промышленных автоматических систем регулирования. –М.: Энергия,1987,
9. Подлесный Н.И., Рубанов В.Г. Элементы систем автоматического управления и контроля. –Киев: Высшая школа, 1991.
10. Кетков Ю. MATLAB: программирование, численные методы. - СПб. : БХВ-Петербург, 2005. - 737 с.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы
1. ссылка скрыта - Диспетчеризация, автоматизация зданий, промышленные контроллеры, системы автоматизации.
2. ссылка скрыта - КИПиА для АСУ ТП: измерители температуры, пид-регуляторы, контроллеры, модули ввода-вывода.
3. ссылка скрыта - датчики, контроллеры, регуляторы, измерители, блоки питания и терморегуляторы.
4. ссылка скрыта все материалы по дисциплине в электронном виде.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
1. Компьютерный класс, оснащенный ПК с установленным программным и методическим обеспечением для проведения лабораторных работ.
2. Программируемый логический контроллер ПЛК-154 (лабораторный стенд)
3. Объект управления (лабораторный стенд)
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению подготовки ФАВТ 220700.62 «Автоматизация технологических процессов и производств»
Автор Молчанов А.Ю., к.т.н., доц. каф. САУ
Рецензент: Финаев В.И., д.т.н., проф., зав. каф. САУ
Программа одобрена на заседании УМК ФАВТ от 20.01.2011 года, протокол № 1.