Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

460

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
08.01.2021
Размер:
200.55 Кб
Скачать

Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»

Автоматизация проектирования систем и средств управления

Методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 15.03.04 – «Автоматизация технологических

процессов и производств»

Воронеж 2016

2

УДК 62-192:52

Автоматизация проектирования систем и средств управления:

Методические указания для самостоятельной работы студентов по

направлению подготовки 15.03.04 – «Автоматизация технологических

процессов и производств» для очной формы обучения / А.А. Грибанов; М-во

образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2016. – 9 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТУ

Рецензент: д.т.н., профессор, зав. кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I» Афоничев Д.Н.

3

1. Введение

Учебным планом по направлению подготовки бакалавра 15.03.04 – «Автоматизация технологических процессов и производств» предусмотрено изучение курса «Автоматизация проектирования систем и средств управления».

В результате освоения дисциплины студент должен:

знать: возможности автоматизации процесса проектирования СУ; структуру и обеспечение САПР СУ; методы построения математических моделей СУ;

уметь: применять эти знания для анализа существующих САПР и выбора необходимых для автоматизации проектирования СУ; использовать пакеты прикладных программ (ПП) для конструкторского проектирования; использовать LabView для анализа СУ; применять современные информационные технологии в задачах автоматизации проектирования СУ;

владеть: знанием программы LabView для анализа и синтеза линейных, нелинейных и импульсных САУ.

2.Общие указания

Методические указания предназначены для бакалавров 4-го курса (8-й семестр) очного обучения. Объем дисциплины и виды учебной работы по семестрам приведены в табл. 1.

Таблица 1 – Объем дисциплины и виды учебной работы

 

Трудоемкость

Семестр

Виды учебной работы

Всего

В зачетных

8

 

часов

единицах

 

 

1

2

3

4

Общая трудоемкость дисциплины

108

3

108

Аудиторные занятия

40

1,11

40

Лекции (Л)

20

0,56

20

Практические занятия (ПЗ)

Лабораторные работы (ЛР)

20

0,56

20

Семинары (С)

Занятия, проводимые в интерактивной

4

0,11

4

форме (10 % от аудиторных по ФГОС ВО)

 

 

 

Самостоятельная работа (Сам)

32

0,89

32

Контроль самостоятельной работы (КСР)

36

1,00

36

 

 

 

 

Курсовой проект (работа)

 

 

 

 

РГР (ГАР, РАР)

 

 

 

 

4

Реферат

 

 

 

 

Виды итогового контроля (зачет, экзамен)

*

*

Экзамен

Цель лекций – дать основные направления по наиболее сложным разделам дисциплины, а также изложить материал по новейшим достижениям, не получившим достаточного освящения в учебной литературе.

Обзорный характер лекций не дает основание рекомендовать их в качестве единственного источника при подготовке к зачету.

Лабораторные занятия посвящены изучению современных промушленых протоколов передачи данных.

3. Содержание разделов дисциплины

Раздел 1. СТРУКТУРА, СВОЙСТВА И КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

Введение. Основные определения и понятия теории управления. Механизация и автоматизация производственных процессов. Классификация систем управления по степени автоматизации. Классификация систем управления по признакам сложности и характеру функционирования. Структуры систем управления. Основные свойства систем управления.

Раздел 2. СТРУКТУРА УПРАВЛЕНИЯ ГИБКИМИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫМИ СИСТЕМАМИ

Характеристика предприятия с точки зрения управления. Характеристика систем управления производством и производственным процессом. Уровни управления производственной системой. Общая структура управления гибкими производственными системами. Описание процессов управления гибкой производственной системой на основе функциональных автоматов.

Раздел 3. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ И ГИБКИМИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫМИ СИСТЕМАМИ

Автоматизированные системы управления гибкими производственными системами. Терминальные системы управления. Автоматизированные системы управления технологическими процессами. Функциональная структура автоматизированных систем управления технологическими процессами. Функционирование автоматизированных систем управления технологическими процессами в информационном режиме, в режиме советчика, в режиме супервизорного управления, в режиме цифрового управления, в режиме натурно-математического моделирования. Техническое, программное, математическое, информационное обеспечение автоматизированных систем управления технологическими процессами.

5

Раздел 4. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ

Оценка эффективности систем управления. Задачи проектирования систем управления. Этапы проектирования систем управления. Особенности процесса проектирования систем управления. Теоретические основы проектирования систем управления. Количественные методы принятия решений при проектировании систем управления. Техническое задание на проектирование системы управления. Предварительное проектирование системы управления. Эскизное проектирование системы управления. Техническое проектирование системы управления.

Раздел 5. ПРИНЦИПЫ И ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ

Человек-оператор как звено системы управления. Характеристики оператора. Распределение функций между оператором и машиной. Моделирование человеко-машинных систем управления. Моделирование систем управления техническими объектами. Имитационное моделирование систем управления техническими объектами.

Раздел 6. СИНТЕЗ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ОБОРУДОВАНИЕМ

Методика синтеза систем автоматического управления технологическим оборудованием. Выбор технических средств системы автоматического управления технологическим оборудованием.

Раздел 7. ТЕХНОЛОГИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ В САПР.

CAD/CAE/CAM-СИСТЕМЫ

Технологии проектирования в САПР. Введение в CAD/CAE/CAM-системы. Традиционная трехуровневая классификация CAD/CAE/CAM-систем. История развития САПР (CAD/CAE/CAM). Введение в PDM-системы. Функции PDMсистемы.

4. Лабораторные занятия

Перечень лабораторных работ по курсу для студентов очного обучения представлен в табл.2.

Таблица 2 – Перечень лабораторных работ

Номер раздела

Наименование лабораторных работ

пп

дисциплины

 

 

 

 

1

2

3

1.

Раздел 3

Арифметические функции. Создание виртуального

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

прибора «Преобразование °C в °F» (2 часа)

2.

Раздел 3

 

Графическое представление данных в LabView (4

 

 

 

часа)

3.

Раздел 4

 

Исследование автоматической системы регулирования

 

 

 

с ПИД-регулятором (6 часов)

4.

Раздел 4

 

Модуляция передаваемых информационных сигналов

 

 

 

(4 часа)

5.

Раздел 4

 

Создание АСУТП подачи воды на основе

 

 

 

лабораторно-промышленного комплекса (ЛПК)

 

 

5. Самостоятельная работа бакалавров

Часть материала курса вынесена на самостоятельное изучение бакалавров. Темы этой работы представлены в табл.3.

Таблица 3 – Перечень вопросов, выносимых на самостоятельное изучение

Тема самостоятельной работы

Номер

п/п

 

источника

 

 

 

1

2

3

 

 

 

1.

Свойства систем управления

3 д (С. 210-216)

 

4 д (С. 119-122)

 

 

2.

Уровни управления производственной системой

1 о (С. 181-190)

3.

Методы испытаний СУ и их применение в САПР

1 о (С. 230-236)

4.

Создание схемы передающего пункта в САПР

2 о (С. 122-158)

 

DipTrace

 

5.

Векторизация растровых чертежей проектной

1 о (С. 199-202)

 

документации

 

Контроль самостоятельной работы бакалавров осуществляется преподавателем. Контроль качества освоения дисциплины проводится посредством текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации обучающихся. Результаты контроля отражаются в баллах модульно-рейтинговой системы оценки знаний бакалавра.

После прослушивания курса лекций, выполнения лабораторных работ бакалавр допускается к сдаче экзамена. Контрольные вопросы к экзамену для бакалавров очного обучения приведены ниже.

6.Контрольные вопросы

1.Механизация и автоматизация производственных процессов.

2.Классификация систем управления производственными процессами.

7

3.Структуры систем управления.

4.Пример иерархической структуры системы управления леспромхозом.

5.Основные свойства систем управления.

6.Характеристика предприятия с точки зрения управления.

7.Характеристика систем управления производством и производственным процессом.

8.Уровни управления производственной системой.

9.Гибкие производственные системы.

10.Общая структура управления гибкими производственными системами.

11.Описание процессов управления гибкой производственной системой на основе функциональных автоматов.

12.Автоматизированные системы управления гибкими производственными системами.

13.Терминальные системы управления.

14.Автоматизированные системы управления технологическими процессами.

15.Функциональная структура автоматизированных систем управления технологическими процессами.

16.Функционирование автоматизированных систем управления технологическими процессами в информационном режиме.

17.Функционирование автоматизированных систем управления технологическими процессами в режиме советчика.

18.Функционирование автоматизированных систем управления технологическими процессами в режиме супервизорного управления.

19.Функционирование автоматизированных систем управления технологическими процессами в режиме непосредственного цифрового управления.

20.Программное и математическое обеспечения автоматизированных систем управления технологическими процессами.

21.Оценка эффективности систем управления.

22.Задачи проектирования систем управления. Этапы проектирования систем управления.

23.Теоретические основы проектирования систем управления.

24.Техническое задание на проектирование системы управления.

25.Предварительное проектирование системы управления.

26.Эскизное проектирование системы управления.

27.Техническое проектирование системы управления.

28.Человек-оператор как звено системы управления.

29.Моделирование человеко-машинных систем управления.

30.Моделирование систем управления техническими объектами.

31.Имитационное моделирование систем управления техническими объектами.

32.Общие сведения о графической среде програмирования LabView.

8

33.Создание программ в графической среде программирования LabVIEW 34.Палитра элементов управления и индикаторов. Палитра функций.

Палитра Инструментов. 35.Типы данных в LabVIEW.

36.Язык графического программирования G. Палитра «Structures». Цикл For Loop, While Loop.

37.Структура Варианта (Case).

38.Элементарные функции в LabVIEW. Узел «Formula»

Библиографический список

Основная литература

1.Меньков, А. В. Теоретические основы автоматизированного управления [Текст] : рек. УМО вузов по унив. политехн. образованию в качестве учеб. для студентов высш. учеб. заведений / А. В. Меньков, В. А. Острейковский. – М. : ОНИКС, 2005. – 640 с.

2.Пестрецов, С. И. CALS-технологии в машиностроении: основы работы

вCAD/CAE-системах [Электронный ресурс] : учеб. пособие/ С. И. Пестрецов. – Тамбов: Издательство ТГТУ, 2010. – 104 с. // ЭБС Единое окно доступа к

образовательным

ресурсам.

Режим

доступа: http://window.edu.ru/resource/171/73171. – Загл. с экрана.

 

Дополнительная литература

3.Основы автоматизированного проектирования изделий и технологических процессов [Текст] : доп. УМО по образованию в обл. лесн. дела в качестве учеб. пособия для студентов вузов / П. Ю. Бунаков, А. В. Виноградов, Ю. И. Рудин, А. В. Стариков; под ред. С. Н. Рыкунина; Гос. образоват. учреждение высш. проф. образования «Моск. гос. ун-т леса». – М. :

МГУЛ, 2008. – 312 с.

4.Грибанов, А.А. Интегрированные системы проектирования и управления [Текст] : учеб. пособие / А. А. Грибанов ; Фед. агенство по образованию, ГОУ ВПО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2008. – 144 с.

5.Грибанов, А. А. Автоматизация проектирования систем и средств управления [Электронный ресурс] : методические указания к лабораторным работам для студентов по направлению подготовки 15.03.04 – Автоматизация технологических процессов и производств / А. А. Грибанов ; А. А. Грибанов; ВГЛТУ. – Воронеж, 2016. – 69 с. . // ЭБС ВГЛТУ.

Грибанов Андрей Анатольевич

9

Автоматизация проектирования систем и средств управления

Методические указания для самостоятельной работы по направлению

подготовки бакалавра 15.03.04 – «Автоматизация технологических процессов и

производств» для очной формы обучения

Редактор С.Ю. Крохотина

Подписано в печать

Формат бумаги

Заказ

Объем

п.л.

Усл. п.л.

Уч-изд. л.

Тираж

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]