Соответствие между разделами вкр, курсовыми работами и практиками

Соответствие между содержанием разделов типовой ВКР, дисциплинами учебного плана, практиками и курсовыми работами представлено в таблице:

№	Раздел	Предварительно	Сем.	Окончательно	Сем.
1	Описание объекта и выбор средств автоматизации	1 УП КР ТИП	2 3	ПП КР ПАС	6 7
2	Идентификация каналов	«Моделирование…» «Идентификация…»	6 5	ПП	6
3	Синтез и моделирование АСР	КР ТАУ	4	КР АТПП	8
4,5	Реализация АСР	«Программирование..,» «САУ» «САПР»	6 5 5	КР ПАС	7
6	Нестандартное (при наличии)			ПдП	8
7	Заключение			ПдП	8

Отсюда следуют требования к курсовым работам и отчетам по практикам:

Первая учебная практика (1УП, 2й семестр).

1. Описание предприятия, технологии, оборудования, последовательности операций и условий проведения технологического процесса с указанием исходных и конечных продуктов процесса, технологических потоков и процессов химического превращения или получения конечных продуктов критерий качества оценки технологического процесса.

2. Предварительное выделение границ объекта управления в технологической схеме (оборудования, контура, контуров) управления, его (словесный) анализ, определение проблемы, которую предполагается решать средствами автоматизации.

Курсовая работа по «Техническим измерениям и приборам» (КР ТИП, 3й семестр)

1. Предварительный подбор оборудования для выбранного контура управления.

2. Составление предварительной спецификации на средства автоматизации.

Производственная практика (ПП, 6-й семестр).

1. Уточнение описания технологического объекта управления. Приводится словесный или блочный алгоритм технологического процесса, где указываются входные и выходные материальные и энергетические потоки процесса и необходимые циклы, если они существуют. В отдельных случаях технологический процесс можно представить в виде блок схемы или сетевого графика с указанием технологических операций и циклов. Описание должно быть последовательным, начинаться с указания параметров состояния и свойств входных потоков, а не с описания функционирования отдельных аппаратов или описания химических реакций. Не допускается разнородность в идентификации аппаратов, трубопроводов, наименовании продуктов и т.д.

2. Уточнение критерия качества оценки технологического процесса. На основании описания технологического процесса разрабатывается информационная модель технологического процесса. Модель рассматривается в виде черного ящика и отражает входные и выходные потоки, управляющие и возмущающие воздействия. Определяются статические характеристики каналов, на основании этого делаются выводы о линейности или нелинейности каналов. Определяются возмущения, которые необходимо стабилизировать, и возмущения, которыми можно пренебречь. Определяется величина возмущающих воздействий. Модель служит для конкретизации контура, подлежащего расчету

3. Изучение существующих: точек контроля, исполнительных механизмов, контроллеров и других средств автоматизации.

Описание должно быть со ссылками на позиции функциональной схемы. Каждый вид обоснования (контроля, регистрации, регулирования) желательно выделять отдельными подзаголовками. Желательно закончить раздел сводной таблицей, наподобие следующей:

Поз.	Технологический параметр	I	R	C	A	S
12	Температура верха колонны синтеза	+		+		+

Каждый пункт обоснования должен отвечать на вопрос «зачем?». Это может быть связано с ведением технологического процесса, вводом новых контуров управления, безопасностью и т.д.

4. Получить всю возможную документацию об объекте

5. Окончательно выбрать канал(-ы) объекта.

6. Получить данные для идентификации каналов (см. выше – активным экспериментом, пассивным экспериментом, по модели, выпросить).

При проведении активного эксперимента раздел должен содержать функциональную и структурную схему проведения эксперимента и подробное описание действий при проведении эксперимента со ссылкой на позиции приведенных схем. Если используются SCADA системы, то приводятся необходимые скриншоты, которые редактируются в графических редакторах с указанием соответствующих подписей и т.д. Эксперимент должен быть описан таким образом, чтобы на основании этого описания его можно было повторить.

7. В идеале – идентифицировать каналы (получить W(s)) и оценить погрешность.

Раздел заканчивается получением передаточных функций по каналам, идентифицированным на структурной схеме. Раздел не представляет каких-либо трудностей, т.к. имеется все необходимое программное обеспечение по его реализации. Основные требования к данному разделу – это рациональное расположение таблиц и графиков, их однотипность, соблюдение ГОСТ, текстовых комментариев. В частности, окна с графиками должны быть одинакового размера, нанесенные сетки должны иметь соответствующий масштаб, чтобы визуальный размер ячеек различных графиков совпадал, оси координат должны быть подписаны, для физических переменных должны быть указаны размерности.

Делаются выводы о порядках полученных передаточных функций и возможности их сокращений. Анализируются частотные характеристики объектов управления.

Курсовая работа по «Проектированию автоматизированных систем» (КР ПАС, 7й семестр)

1. Завершение описания технологического объекта управления. При описании технологического оборудования делается ссылка на схему автоматизации. Постановка цели работы – решение конкретной проблемы производства средствами автоматизации.

2. Разработка окончательной схемы автоматизации (может отличаться от «заводской»). Схема автоматизации, как правило, содержит не только те средства автоматизации, которые используются в КР/ВКР, но и «находящиеся рядом», то есть в составе того же технологического объекта, участка или комплекса. Примерный объем схемы – 20…60 точек контроля и/или исполнительных механизмов, в зависимости от объекта управления и наполнения ВКР научными и исследовательскими результатами.

3. Обоснование проектируемой системы автоматизации, в т.ч. «своего» контура регулирования.

Делается обоснование отборных устройств, первичных преобразователей, вторичных приборов, локальных регуляторов или контроллеров, исполнительных механизмов.

Здесь также, как и в предыдущем разделе, необходимо отвечать на вопрос «зачем?».

Обоснование производится на основании оценки необходимой точности контроля и регулирования, унифицированности используемых средств, опыта эксплуатации, удобства обслуживания и ремонта, технологических сред, категории помещений, экономических соображений.

4. Окончательный и обоснованный выбор контуров, являющихся предметом расчетов для ВКР. Уточнение перечней оборудования для них, составление окончательной спецификации.

Описание должно быть кратким и лаконичным. Четко указывается регулируемый параметр и регулирующее воздействие. Например: «регулирование уровня в барабане котла изменением расхода питательной воды». Желательно привести фрагменты функциональных схем.

Описываются используемые контуры управления. Приводятся значения уставок регуляторов.

5. Программная реализация контура (-ов) управления на выбранном контроллере.

В данном разделе приводится структура АСУ ТП, выбор контроллеров, УСО, рабочих станций, программного обеспечения.

Приводятся функциональные (FBD) и структурные схемы рассчитанной АСР (форматки) с указанием используемых локальных регуляторов, функциональных блоков (инструкций) контроллеров и их особенности при работе в данной схеме регулирования. Производится пересчет коэффициентов передачи. Приводятся таблицы или программы и описываются методы установки масштабных, временных и ограничивающих коэффициентов используемых средств автоматизации. Не рекомендуется описывать не используемые в конкретной схеме реализации возможности контроллеров, функциональные блоки, и т.д. Также не рекомендуется указывать на схемах, не используемые входы и выходы, коэффициенты и т.д. Если используются дополнительные возможности функциональных блоков, такие как зона нечувствительности, ограничение выходного сигнала, фильтры низких частот, то необходимо указать численные значения этих параметров и их обоснование или расчетные значения.

Техническая реализация на контроллере или имитаторе не является обязательным и включается по согласованию с руководителем. Суть раздела – сконструировать реальную систему управления (объект и управляющие устройства) на одном из имеющихся в лаборатории кафедры контроллере.

6. Техническая реализация САР (план трасс, внешние соединения, возможно, питание и/или сигнализация).

В данном разделе необходимо указать основные требования к монтажу средств автоматизации со ссылками на разработанные чертежи (план трасс, схемы внешних соединений, схемы электропитания (при необходимости), схемы сигнализации и блокировки) для расчетной части.

В основном данный раздел должен содержать пояснения к графической части проекта. Обоснование выбранных типов кабелей, блоков питания, коммутационной аппаратуры и т.д. Более подробно описываются схемы сигнализации и блокировки, согласование выходных сигналов контроллеров с используемыми релейными схемами. Описание согласования используемых схем сигнализации и блокировки со схемами электриков.

7. Разработка всех листов чертежей, связанных с вышеперечисленным.

Курсовая работа по «Автоматизации технологических процессов и производств» (КР АТПП, 8й семестр)

1. Разработка листа (-ов) чертежей, связанных с идентификацией, и пояснений к ним. Идентификация объекта управления выполняется в ходе ПП, однако никакие листы там не разрабатываются, только сейчас.

Приводится структурная и функциональная схемы, а также порядок проведения эксперимента. Полученные результаты в виде экспериментальных и аппроксимированных динамических характеристик. Полученные передаточные функции и при необходимости их частотные характеристики.

2. Синтез САР (получение настроек регуляторов и компенсаторов)

Минимальный объем данного раздела ограничен расчетом комбинированной системы управления. Для такой системы раздел содержит следующие пункты:

• обоснование и выбор законов регулирования;

• расчет одноконтурной системы по основному каналу;

• расчет внутреннего контура;

• обоснование выбора передаточной функции эквивалентного объекта;

• расчет каскадной системы;

• обоснование выбора компенсирующего устройства и схемы включения компенсирующего устройства;

• расчет настроек компенсирующего устройства.

В связи с тем, что при выполнении данного раздела используется различное программное обеспечение, рекомендуется использовать несколько методов расчета настроечных параметров, различные законы регулирования (в частности ПИ, ПИД), различные методы включения компенсирующих устройств и т.д. Полученные результаты в дальнейшем проверяются и сравниваются в разделе исследования динамики САР с целью выбора наиболее оптимальных значений.

Иногда, по объективным причинам, в зависимости от технологического процесса конкретного производства, когда каскадно-комбинированная система себя не оправдывает, по согласованию с руководителем работы производится расчет альтернативных систем или управление альтернативными методами. Это может быть:

• синтез оптимального регулятора (не в составе каскадно-комбинированной системы), например, с переменной структурой, адаптированного под объект и т.п.;

• управление по модели в пространстве состояний;

• расчет нескольких компенсирующих устройств для одноконтурной системы;

• расчет системы с односторонними, или двухсторонними взаимосвязанными параметрами;

• расчет самонастраивающейся или адаптирующейся системы.

3. Исследование динамики САР (получение переходных процессов)

Производится в одной из существующих сред моделирования, позволяющей получить графики переходных процессов. Графики переходных процессов должны иметь оси с указанием единиц и нанесенную сетку. В результате исследования необходимо получить графики следующих переходных процессов:

• переходные процессы по управлению и возмущению в одноконтурной системе регулирования;

• переходные процессы по управлению и возмущению в каскадной системе регулирования;

• переходные процессы по возмущению в комбинированной системе регулирования без компенсирующего устройства и с компенсирующим устройством.

Допускается совместить данный раздел с расчетом схемы регулирования, особенно в тех случаях, когда используются различные варианты расчета. В этом случае каждый расчет тут же проверяется на модели динамики САР.

В связи с тем, что исследование динамики можно осуществлять в различных программных продуктах, имеется возможность сопоставить результаты различных моделей. Все это должно сопровождаться текстовыми комментариями и обоснованиями. Варьирование параметрами моделей также призвано для того, чтобы убедиться в правильности сделанных расчетов или погрешности моделей, а также доказать оптимальность полученных настроек на основе полученных показателей качества переходных процессов.

4. Анализ качества САР по переходным процессам

В данном разделе приводятся сводные таблицы показателей качества различных систем регулирования. Строятся годографы частотных характеристик замкнутых систем по управлению и возмущению (одноконтурная, каскадная) с указанием частот и проверкой соответствия экстремумов графиков переходных процессов резонансной частоте в замкнутом контуре регулирования.

Для наглядности желательно представить отдельные графики переходных процессов в одной системе координат, например графики переходных процессов по возмущению (для основного параметра) одноконтурной системы, каскадной системы, комбинированной системы без компенсатора и комбинированной системы с компенсатором. На основании сделанного анализа осуществляется выбор схемы регулирования, подлежащей реализации.

5. Заключение о положительных технических или экономических эффектах для производства по результатам внедрения рассчитанной САР

6. Разработка листа (-ов) чертежей, связанных с вышеперечисленным.

Преддипломная практика (ПдП, 8й семестр)

1. Выполнение нестандартного решения (с участием руководителя ВКР) – при наличии.

2. Окончательное оформление пояснительной записки к ВКР и сдача ее в качестве отчета по ПдП.

3. Предварительное оформление листов чертежей ВКР.

Отчет о ПдП представляет собой первую редакцию пояснительной записки и чертежей ВКР.