Управление производственными активами / РП автоматиз. упр. электроэнер

азвание

Рабочая программа учебной дисциплины системы автоматического управления электроэнергетическими объектами предприятий

Дата конвертации

20.02.2013

Размер

264.32 Kb.

Тип

Рабочая программа

источник

http://portal.tpu.ru/fond/download_doc/7748/RP_SAU.doc

Содержание

ПРЕРЕКВИЗИТЫ: «Электроснабжение», «Электроэнергетические системы и сети» КОРЕКВИЗИТЫ: отсутствуют Лабораторные занятия Самостоятельная работа 1. Цели освоения дисциплины 2. Место дисциплины в структуре ООП 3. Результаты освоения дисциплины 4.1 Структура дисциплины по разделам, формам организации и 4.2 Содержание разделов дисциплины Практические занятия Практические занятия Практические занятия Общие понятия и определения Практические занятия Источники информации (датчики, измерительные приборы, чувствительные элементы). Практические занятия 4.3. Распределение компетенций по разделам дисциплины Разделы дисциплины 5. Образовательные технологии Методы и формы активизации деятельности 6. Организация и учебно – методическое обеспечение СР студентов ... Полное содержание

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» УТВЕРЖДАЮ Проректор-директор ЭНИН _____________Боровиков Ю.С. «___»________________2011 г. Рабочая программа учебной дисциплины СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ ПРЕДПРИЯТИЙ НАПРАВЛЕНИЕ ООП: 140400 «ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА» ПРОФИЛИ ПОДГОТОВКИ: «Электроснабжение промышленных предприятий» СТЕПЕНЬ: Бакалавр БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2011 г. КУРС 4; СЕМЕСТР 8; КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ: 4 ^

ПРЕРЕКВИЗИТЫ: «Электроснабжение», «Электроэнергетические системы и сети»

КОРЕКВИЗИТЫ: отсутствуют

ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:

ФОРМА ОБУЧЕНИЯ очная ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ: ЗАЧЕТ ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ: каф. «Электроснабжения промышленных предприятий» ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ: д.т.н., проф. Лукутин Б.В. РУКОВОДИТЕЛЬ ООП: к.т.н., доцент А.В. Глазачев ПРЕПОДАВАТЕЛИ: к.т.н., доцент Е.А. Шутов 2011 г. ^ 1. Цели освоения дисциплины Основными целями дисциплины являются: получение теоретических знаний и практических навыков, необходимых для создания, реконструкции и эксплуатации структур управления; принципы действия, микропроцессорная техническая реализация автоматических устройств управления нормальными режимами работы электроэнергетических систем и противоаварийного управления. В результате освоения данной дисциплины обеспечивается достижение целей Ц1, Ц4 и Ц5 основной образовательной программы «Электроэнергетика и электротехника»; приобретенные знания, умения и навыки позволят подготовить выпускника: – к проектно-конструкторской деятельности, способного к анализу, проектированию и расчету систем управления электроснабжения промышленных предприятий с использованием современных средств автоматизации проектных разработок (Ц1); – к производственной деятельности в сфере эксплуатации, монтажа, сервисного обслуживания, использования оборудования в оптимальных режимах работы, мониторингу состояния электроэнергетического оборудования(Ц4); – к самостоятельному обучению и освоению новых знаний и умений для реализации своей профессиональной карьеры (Ц5). ^ 2. Место дисциплины в структуре ООП Дисциплина относится к «Профессиональному циклу» вариативной части модуля «Электроэнергетика»; профиль – «Электроснабжение промышленных предприятий». Указанная дисциплина является одной из профилирующих; имеет как самостоятельное значение, так и является базой для ряда специальных дисциплин. Для успешного освоения дисциплины слушателю необходимо: знать: терминологию, основные понятия и определения; состав основных объектов энергохозяйства предприятий, их значимость и роль в общем технологическом процессе энергоснабжения; виды и объем информации, используемые в управлении энергохозяйством, принципы получения, преобразования, передачи и использования информации; природу возникновения помех при получении, преобразовании, передаче информации и методы борьбы с ними; принципы организации каналов связи, выбор линий связи; основные параметры линий связи и их влияние на передачу информации; основы для построения автоматизированных систем коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ); технические средства, используемые для создания структур управления энергохозяйством; уметь: выбрать технические средства для реализации задач управления энергохозяйством; обеспечить достоверность получения, преобразования, передачи и использования информации; правильно применять и эксплуатировать технические средства как локальной так и системной автоматизации управления энергоснабжением. иметь опыт: работы со справочной литературой и нормативно-техническими материалами; выбора оптимального варианта на основе технико-экономического сравнения нескольких вариантов; электротехнического расчета элементов управления схем электроснабжения. Пререквизитами данной дисциплины являются: «Электроснабжение», «Электроэнергетические системы и сети». Кореквизиты – отсутствуют. ^ 3. Результаты освоения дисциплины Обучающиеся должны освоить дисциплину на уровне, позволяющем им свободно ориентироваться в принципах и методиках проектирования каналов сбора и обработки информации систем электроснабжения, разбираться в организационных и практических вопросах эксплуатации и оптимизации систем управления электроснабжения промышленных предприятий; получить теоретические знания и практические навыки, необходимые для создания, реконструкции и эксплуатации структур управления; принципов действия, микропроцессорной технической реализация автоматических устройств управления нормальными режимами работы электроэнергетических систем и противоаварийного управления; иметь навыки решения конкретных инженерно-технических и организационно-экономических задач в практике проектирования, с учетом требований нормативно-технической документации, действующих правил, ГОСТов. Уровень освоения дисциплины должен позволять обучающимся с использованием технической литературы решать задачи расчета и выбора элементов канала сбора и обработки данных системы электроснабжения; эксплуатировать электротехническое оборудование в соответствии с нормативными требованиями. В соответствии с поставленными целями после изучения дисциплины «Системы автоматического управления электроэнергетическими объектами предприятий» обучающиеся приобретают знания, умения и опыт, которые определяют результаты обучения согласно содержанию основной образовательной программы: Р2, Р3, Р4, Р6, Р7, Р8, Р10, Р11,Р13, Р14, 15 *. Соответствие знаний, умений и опыта указанным результатам представлено в таблице № 1. Таблице № 1 Декомпозиция результатов обучения

*Расшифровка кодов результатов обучения и формируемых компетенций представлена в Основной образовательной программе подготовки бакалавров по направлению 140400 «Электроэнергетика и электротехника» Курсивом отмечены уникальные знания, умения и опыт, соответствующие данной дисциплине 4. Структура и содержание дисциплины ^ 4.1 Структура дисциплины по разделам, формам организации и контроля обучения Таблица № 2

При сдаче отчетов и письменных работ проводится устное собеседование. ^ 4.2 Содержание разделов дисциплины Раздел 1. Энергетическое хозяйство предприятия как объект управления. Введение в дисциплину. Роль и место энергетического хозяйства в производственном процессе предприятия и его динамика. Краткая характеристика основных систем энергоснабжения промышленных предприятий (электроснабжение, водоснабжение, теплоснабжение, воздухоснабжение). Техническая база реализации АСКУЭ, как необходимое условие присутствия предприятия на федеральном оптовом рынке электрической мощности (ФОРЭМ). Основные требования предъявляемые к защите и автоматике в системах электроснабжения объектов. Особенности микропроцессорных автоматических устройств. ^ Практические занятия Тема № 1 Входной контроль. Двоичная арифметика Раздел 2. Структура канала сбора и обработки данных автоматики энергоснабжения предприятия Структура и состав канала сбора и параллельной обработки данных информационных систем энергоснабжения предприятия. ^ Практические занятия Тема № 2 Алгебраическая минимизация логических функций. Тема № 3 Табличная минимизация логических функций. Лабораторная работа 1. Создание элементарного АРМ. Раздел 3. Принцип действия устройств составляющих канал СОД. Согласующие устройства (усилители) – назначение, пример реализации, принцип действия. Схемы нормализации (активные фильтры) - назначение, пример реализации, принцип действия. Функциональные преобразователи (аналоговые вычислители) - назначение, пример реализации, принцип действия. Устройства выборки-хранения - назначение, пример реализации, принцип действия. Цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи - назначение, реализация, принцип действия. ^ Практические занятия Тема № 4 Контрольная работа №1 Тема № 5 Расчет схем на операционных усилителях. Тема № 6 Контрольная работа №2 Лабораторная работа 2. Исследование влияния пропорционально-дифференциально-дифференциального регулятора на качество процесса регулирования Раздел 4. Линии и магистрали. ^ Общие понятия и определения. Правила регламентирующие сопряжение устройств канала сбора и обработки данных. Выбор и классификация магистрали. Функционирование двунаправленного шинного формирователя. Основные принципы избирания и разделения сигналов. Классификация сигналов (непрерывный, дискретный). Виды модуляции электрических сигналов (амплитудная, фазовая, частотная) в сравнении с ШИМ, ЧИМ, АИМ. Кодирование и протокол передачи информации. Флаги, адресное поле, управляющее поле, информационное поле, проверочная последовательность. Код без возврата к нулю, код без возврата к нулю с инверсией, код Манчестер II. Расчет помехоустойчивости и времени запаздывания бит. Понятие обратной связи. Передаточная функция системы. Устойчивость системы. Нечеткая логика. ^ Практические занятия Тема № 7 Преобразование структурных схем объектов на основе формулы Мэзона. Тема № 8 Контрольная работа№3 Тема № 9 Построение регулятора на базе нечеткой логики Лабораторная работа 3. Создание архива и отчета тревог. Раздел 5. Технические средства управления электроснабжением. ^ Источники информации (датчики, измерительные приборы, чувствительные элементы). Датчики и преобразователи для измерения электрических величин. Датчики и преобразователи для измерения неэлектрических величин. Микропроцессорные вычислительные комплексы. Универсальный терминал на мультипроцессорной основе REL521 , осуществляющий автоматику включения и отключения внутрисистемных воздушных и кабельных линий электропередачи. ^ Практические занятия Тема № 10 Построение регулятора на базе нечеткой логики Тема № 11 Построение жесткой системы управления на базе автомата Мура. Тема № 12 Построение жесткой системы управления на базе автомата Мура. Лабораторная работа 4. Пример объектного проектирования ^ 4.3. Распределение компетенций по разделам дисциплины Распределение по разделам дисциплины планируемых результатов обучения в соответствии с основной образовательной программой, формируемых в рамках данной дисциплины и указанных в пункте 3, приведено в табл. № 3. Таблица № 3

^ 5. Образовательные технологии В процессе обучения для достижения планируемых результатов освоения дисциплины используются следующие методы образовательных технологий: опережающая самостоятельная работа, методы IT , междисциплинарное обучение, проблемное обучение, обучение на основе опыта, исследовательский метод. Для изучении дисциплины предусмотрены следующие формы организации учебного процесса: лекции, практические и семинарские занятия, лабораторные работы, курсовое проектирование, самостоятельная работа студентов, индивидуальные и групповые консультации, Специфика сочетания перечисленных методов и форм организации обучения отражена в матрице (табл. 4). Таблица 4. Методы и формы организации обучения (ФОО)

Для достижения поставленных целей преподавания дисциплины реализуются следующие средства, способы и организационные мероприятия:

• изучение теоретического материала дисциплины на лекциях с использованием компьютерных технологий;

• самостоятельное изучение теоретического материала дисциплины с использованием Internet-ресурсов, информационных баз, методических разработок, специальной учебной и научной литературы;

• закрепление теоретического материала на практических занятиях, при проведении лабораторных работ с использованием учебного , выполнения проблемно-ориентированных, поисковых, творческих заданий.

^ 6. Организация и учебно – методическое обеспечение СР студентов Самостоятельная работа является наиболее продуктивной формой образовательной и познавательной деятельности студента в период обучения. Для реализации творческих способностей и более глубокого освоения дисциплины предусмотрены следующие виды самостоятельной работы: 1) текущая и 2) творческая проблемно – ориентированная. ^ 6.1. Текущая самостоятельная работа, направленная на углубление и закрепление знаний студента, развитие практических умений включает: – работу с лекционным материалом, поиск и обзор литературы и электронных источников информации по индивидуальному заданию; – опережающую самостоятельную работу; – выполнение домашних заданий; – изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку; – подготовку к лабораторным работам, к практическим занятиям; – подготовку к контрольным работам, зачету; ^ 6.2. Творческая проблемно – ориентированная самостоятельная работа (ТСР) предусматривает: – участие в научных студенческих конференциях и олимпиадах; – поиск, анализ, структурирование и презентацию информации; – углубленное исследование вопросов по тематике лабораторных работ. ^ 6.3. Содержание самостоятельной работы студентов по дисциплине 6.3.1 Структурная схема системы управления (60 часов с/р) Задачей индивидуального задания является описание структуры и каждого элемента схемы управления объекта электроснабжения. Данный вид работ позволяет проявить творческие навыки, приобрести практический опыт решения инженерных задач, закрепить и усвоить теоретический материал. Вопросы охватывают 70-75% теоретического лекционного материала, лабораторных работ и практических занятий. При выполнении индивидуального задания студенты закрепляют теоретические знания практическим выполнением составлением структуры управления. Таблица 3 ^ Содержание и трудоемкость индивидульного задания

В помощь студентам для выполнения индивидуального задания разработаны методические указания, в которых приводятся краткие теоретические сведения по изучаемой проблеме и методические указания к ее выполнению. ^ 6.4. Контроль самостоятельной работы студентов Контроль самостоятельной работы студентов и качество освоения отдельных модулей дисциплины осуществляется посредством: – защиты лабораторных работ в соответствии графиком выполнения; – результатов ответов на контрольные вопросы (контрольные вопросы имеются в электронной форме и в распечатанном виде); – опроса студентов на практических занятиях; Оценка текущей успеваемости студентов определяется в баллах в соответствии рейтинг – планом, предусматривающим все виды учебной деятельности. ^ 6.5. Учебно – методическое обеспечение самостоятельной работы студентов При выполнении самостоятельной работы студенты имеют возможность пользоваться специализированными источниками, приведенными в разделе 9. «Учебно – методическое и информационное обеспечение дисциплины» и Internet-ресурсами: http://ieps.elti.tpu.ru. ^ 7. Средства текущей и итоговой оценки качества освоения дисциплины (фонд оценочных средств) Для текущей оценки качества освоения дисциплины и её отдельных модулей разработаны и используются следующие средства: – список контрольных вопросов по отдельным темам и разделам (приведен в «Приложении»); – тесты для контроля знаний по теоретическим разделам дисциплины; – комплект задач для закрепления теоретического материала; – методические указания к лабораторным работам и отчеты по результатам их выполнения; – индивидуальное задание; ^ 7.1 Средства текущей и итоговой оценки качества освоения дисциплины Для текущей оценки качества освоения дисциплины и её отдельных модулей разработаны и используются следующие средства:

• список контрольных вопросов по отдельным темам и разделам;

• методические указания для выполнения курсового проекта;

• методические указания к лабораторным работам и отчеты по результатам их выполнения.

^ 8. Учебно – методическое и информационное обеспечение дисциплины Основная литература:

1. Соскин Э.А., Киреева Э.А. Автоматизация управления энергоснабжением промышленных предприятий. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 384 с.

2. Овчаренко Н.И. Автоматика электрических станций и электроэнергетических систем. – М.:Изд-во НЦ ЭНАС, 2006.- 504 с.

3. Бурденков Г.В, Малышев А.И, Лурье Я.В. Автоматика, телемеханика и передача данных в энергосистемах. 2-е изд.. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 336 с.

Дополнительная литература:

1. .Жарков Ю.И, Овласюк В.Я. и др. Автоматизация систем электроснабжения. - М.: Транспорт, 1990. - 359 с.

2. Тутевич В.Н. Телемеханика. - М.: ВШ, 1985.

3. Овчаренко Н.И. Элементы автоматических устройств энергосистем: Учебник для вузов. Кн.1. М.: Энергоатомиздат, 2005. - 256 с.

4. Овчаренко Н.И. Элементы автоматических устройств энергосистем: Учебник для вузов. Кн.2. М.: Энергоатомиздат, 2005. - 272 с.

5. Шутов Е.А. Системы автоматического управления энергетическими объектами предприятий: учебное пособие – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. – 92 с. ^ 9. Материально – техническое обеспечение дисциплины

• лабораторные работы проводятся в специализированных учебных лабораториях; компьютеры подключены к сети учебного корпуса ЭНИН с выходом в Internet ; используется электронный вариант лабораторных работ;

• лекции читаются в учебных аудиториях с использованием технических средств;;

Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС по направлению 140400 «Электроэнергетика и электротехника» подготовки бакалавров; профиль – «Электроснабжение промышленных предприятий». Программа одобрена на заседании кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» (протокол №41 от 15 сентября 2011 г.). Автор: к. т. н. ст. преп. каф Е.А. Шутов Рецензент: к. т. н. доц. каф. ЭСПП Л.П. Сумарокова

РП САУ электроэнергетическими объектами предприятий