679

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

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

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ

Методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 15.04.04 - Автоматизация технологических

процессов и производств

Воронеж, 2016

УДК 658.5.011.56

Поляков, С. И. Проектирование систем автоматизации и управления [Текст]:

метод. указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 15.04.04 - Автоматизация технологических процессов и производств / С. И. Поляков; Мин-во обр-я и науки Рос. Фед., ФГБОУ ВО

«ВГЛТУ». – Воронеж, 2016. 20 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ».

Рецензент: профессор кафедры автоматизации технологических процессов и производств Воронежского государственного архитектурно-

строительного университета В.И. Акимов

2

проведению самостоятельной работы студентов составлены в соответствии с содержанием рабочей программы настоящей учебной дисциплины.

При формировании у студентов навыков самостоятельной работы,

необходимо иметь в виду две тесно связанные между собой задачи. Первая состоит в том, чтобы развивать у студентов самостоятельность в познавательной деятельности, то есть научить их самостоятельно овладевать знаниями. Вторая задача заключается в том, чтобы научить студентов самостоятельно применять знания в учении и практической деятельности.

Под самостоятельной работой студентов понимается такая работа,

которую они выполняют без непосредственного участия преподавателя, но по его заданию, под его наблюдением и руководством, в специально предоставленное для этого время. Самостоятельная работа предполагает активные умственные действия студентов, связанные с поисками наиболее рациональных способов выполнения предложенных преподавателем заданий,

с анализом результатов работы.

Самостоятельная подготовка студентов предполагает следующие виды и формы работы: конспектирование лекций, самостоятельное изучение материала с помощью учебников и учебных пособий, написание и защита реферата, доклада; подготовка к сообщению или беседе на практическом занятии, исследовательская работа, подготовка презентаций, выполнение домашних экспериментов, самостоятельных (индивидуальных) заданий,

систематическая работа со справочными материалами, с таблицами, схемами;

подготовка к промежуточной аттестации, зачету и экзамену.

По основной дидактической цели названные виды самостоятельной работы можно подразделить на три группы: работы по приобретению новых знаний, работы по формированию умений и навыков, работы по применению знаний, умений и навыков. Указанные группы работ тесно связаны между

3

собой. Эта связь обусловлена тем, что одни и те же средства могут быть использованы для решения различных дидактических задач. Например, с

помощью лабораторно - практических работ достигается формирование умений и навыков, приобретение некоторых новых знаний, а также применение ранее полученных знаний.

Содержание самостоятельной работы на каждом этапе должно быть посильным для студентов.

Чтобы самостоятельная работа способствовала формированию инициативы и познавательных способностей учащихся, нужно предлагать такие задания, выполнение которых не допускало бы действий по готовым рецептам и шаблону. Только тогда будет достигнут нужный результат.

Методические указания призваны помочь студентам правильно организовать самостоятельную работу и рационально использовать свое время при овладении содержанием настоящей дисциплины, практическими умениями и навыками.

Самостоятельная работа направлена на освоение студентами следующих практических умений и знаний согласно требованиям рабочей программы учебной дисциплины:

–знать: содержание и порядок выполнения проектных работ в области автоматизации; принципы организации и функционирования систем автоматизированного проектирования; организацию работ по монтажу и наладке средств и систем автоматизации; организацию эксплуатации и ремонта средств и систем автоматизации;

–уметь: составлять технические задания на проектирование систем автоматизации; выполнять проектно-расчетные работы на стадиях технического и рабочего проектирования; использовать системы автоматизированного проектирования и компьютеры в проектных работах;

организовать монтаж средств и систем автоматизации; оценивать эксплуатационную надежность средств и систем автоматизации.

– владеть: навыками анализа технологических процессов, как объекта

4

управления и выбора функциональных схем автоматизации.

Методические указания по организации и проведению самостоятельной работы студентов могут быть использованы преподавателями на учебных занятиях по данной дисциплине, студентами при освоении дисциплины.

Методические указания руководства самостоятельной работой студентов:

Четко ставить задачу предстоящей самостоятельной работы.

Добиваться, чтобы студенты выполняли самостоятельную работу осознанно, то есть ясно представляли теоретические основы выполняемых действий.

Вовремя предупреждать студентов о типичных ошибках и возможных способах их избегания.

Оказывать студентам помощь, не вмешиваясь в их работу без необходимости.

При допущении студентами ошибок подводить их к осознанию и пониманию сути и причин ошибок, с тем чтобы студенты самостоятельно нашли способ их предупреждения и устранения.

Практиковать промежуточный контроль хода и результатов самостоятельной работы студентов.

Рационально распределять задания самостоятельной работы по сложности с учетом индивидуальных особенностей и способностей студентов.

Стимулировать и поощрять проявления творческого подхода студентов к выполнению заданий.

Умело сочетать индивидуальную и коллективную работу студентов.

При оценке хода и итогов самостоятельной работы студентов исходить из положительных моментов в их работе.

Постоянно практиковать в ходе самостоятельной работы обращение студентов к разным источникам информации.

5

Методические рекомендации для студентов при выполнении

самостоятельной работы:

1.Внимательно прочитайте материал по конспекту, составленному на учебном занятии при изложении материала преподавателем.

2.Прочитайте тот же материал по учебнику, учебному пособию.

3.Постарайтесь разобраться с непонятным, в частности новыми терминами. Часто незнание терминологии мешает студентам воспринимать материал на теоретических и лабораторно - практических занятиях на должном уровне.

4.Составьте план прочитанного, то есть объедините главные мысли в единое целое.

5.Ответьте на контрольные вопросы для самопроверки, имеющиеся в учебнике или предложенные преподавателем.

6.Кратко перескажите содержание изученного материала «своими словами».

7.Заучите «рабочие определения» основных понятий, законов.

8.Освоив теоретический материал, приступайте к выполнению заданий, упражнений; решению задач, расчетов самостоятельной работы;

составлению графиков, таблиц.

1. Содержание разделов дисциплины

Раздел 1. Общие сведения о проектировании и внедрении систем автоматизации.

Общие сведения о проектировании. Цель и задачи проектирования.

Связь проектирования с НИР и ОКР. Организация проектного дела в стране,

характеристика проектно-конструкторской документации, использования систем государственных стандартов. Применение ЭВМ в проектировании.

Учет требований по охране окружающей среды на стадии проектирования.

Общие сведения о внедрении и эксплуатации систем автоматизации.

6

Задачи и содержание монтажных и наладочных работ, организация этих работ в отрасли. Индустриальные методы монтажа. Автоматизация наладочных работ. Общие сведения об эксплуатации систем автоматизации.

Задачи эксплуатации. Служба эксплуатации систем автоматизации в отрасли.

Раздел 2. Общие принципы проектирования систем автоматизации.

Жизненный цикл технических систем. Общий алгоритм процесса проектирования. Системный подход к проектированию систем автоматизации, его сущность и основные принципы. Методология проектирования иерархических систем. Сетевая модель процесса проектирования, ее оптимизация.

Принципы проектирования эргатических систем. Методы рационального распределения функций между человеком и машиной.

Организация рабочего места и представление информации оператору.

Раздел 3. Организация проектирования и характеристика проектной документации.

Содержание проектных работ по исследованию объекта и выбора рационального уровня автоматизации. Задание на проектирование локальных систем автоматики и техническое задание на создание АСУ ТП, их содержание и утверждение; разработка технико-экономического обоснования проекта. Стадии и этапы проектирования. Состав и содержание графической и текстовой частей проекта. Пояснительная записка, заявочные ведомости и заказные спецификации. Согласование и утверждение проекта.

Организация проектирования автоматизированных систем управления.

Состав и содержание технического и рабочего проектов АСУ ТП. Краткое содержание общесистемной документации; документации по функциональной части; организационному, информационному и техническому обеспечению. Особенности проектирования автоматизированных систем управления для действующих и вновь создаваемых объектов.

7

Раздел 4. Структуризация проектируемой системы.

Построение функциональной, технической и организационной структур. Проектирование структурных схем управления.

Выбор комплекса технических средств. Выбор типовых технических средств сбора, преобразования, переработки и отображения информации с учетом их метрологических характеристик. Особенности выбора информационного и управляющего вычислительных комплексов. Оценка надежности.

Особенности проектирования распределенных АСУ ТП.

Раздел 5. Проектирование схем автоматизации и принципиальных

схем.

Схемы автоматизации. Выбор точек контроля, сигнализации и управления. Выполнение схем автоматизации.

Принципиальные электрические и пневматические схемы. Схемы сигнализации и управления, составление алгоритма их работы, аппаратурная реализация схем.

Схемы питания. Расчет показателей надежности принципиальных схем.

Раздел 6. Проектирование пунктов управления и линий связи.

Бесщитовые пункты управления. Выбор и размещение аппаратуры.

Рабочая документация на бесщитовые пункты управления.

Проектирование щитов и пультов. Выбор их типа и конструкций.

Компоновка приборов и аппаратуры на щитах и пультах, размещение электрической и трубной проводок. Размещение щитов и пультов в пунктах управления. Эргономические требования к проектированию щитов и пультов управления.

Внешние электрические и трубные проводки. Выбор кабелей, проводок и трассовых конструкций. Проектирование трасс, минимизация их протяженности. Схемы соединения и подключения внешних проводок.

Раздел 7. Проектирование информационного и программного обеспечения АСУ.

8

Массивы данных, входные и выходные документы. Проектирование основных документов информационного обеспечения. Понятие об информационных языках. Базы данных. Защита информации. Рабочая документация на информационное обеспечение.

Проектирование программного обеспечения АСУ.

Программное (общее и специальное) обеспечение. Разработка специального программного обеспечения. Выбор операционной системы,

программных модулей и пакетов прикладных программ.

Применение имитационного моделирования для исследования и отладки алгоритмов и программ контроля и управления. Оценка надежности программного обеспечения. Рабочая документация на программное обеспечение.

Программное обеспечение распределенных АСУ. Проектирование специального программного обеспечения локальных сетей передачи данных и технологических станций.

Программное обеспечение бесщитовых систем управления. Состав программных модулей и пакетов прикладных программ и машинной графики.

Раздел 8. Автоматизация проектных работ.

Общие сведения о системах автоматизированного проектирования

(САПР). Технические средства механизации и автоматизации проектирования. Понятие об автоматизированных технологических линиях проектирования.

Информационное и программное обеспечение САПР. Базы данных и принципы их построения. Организация и программное обеспечение диалогового режима. Пакеты прикладных программ.

Раздел 9. Внедрение и эксплуатация систем автоматизации.

Организация и производство монтажных работ.

Наладочные работы, их назначение и организация. Содержание работ по наладке технических средств и отладке программного обеспечения.

9

Организация опытной эксплуатации системы и сдача ее в постоянную эксплуатацию.

Служба эксплуатации систем автоматизации, организуемая в виде метрологической службы и службы АСУ. Технические и программные средства для профилактических проверок и наладки оборудования.

Эксплуатационная надежность систем автоматизации. Сбор и первичная обработка данных об отказах и восстановлениях средств автоматизации. Техническая документация и ее введение на стадии эксплуатации. Подбор и обучение кадров для эксплуатации систем автоматизации. БЖД и охрана окружающей среды.

2. Самостоятельная работа студентов

Поскольку лекции читаются не в полном объеме дисциплины, то студентам на самостоятельное изучение выносится ряд разделов. Преподаватель сообщает студентам содержание данных разделов и организует контроль знаний по заявленным темам.

Самостоятельно студенты в лаборатории 406 кафедры автоматизации производственных процессов дорабатывают лабораторно-практические работы, готовят отчеты по каждой из них.

10