Минобрнауки Российской Федерации

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Филиал в г. Сызрани

Кафедра "Автоматизация технологических процессов и производств"

Проектирование автоматизированных систем

Методические указания

по курсовому проектированию для студентов

специальности 220301

Сызрань

2010

ВВЕДЕНИЕ

Содержание курсового проекта "Проектирование автоматизированных систем" (ПАС) определяется общей задачей данного курса, в результате изучения которого студенты должны знать содержание и порядок выполнения проектных работ в области автоматизации и уметь:

а) составлять технические задания на проектирование систем автоматизации;

6) выполнять проектно-расчетные работы на ПАС на основании нормативных документов, регламентирующих проектирование [1];

в) разрабатывать иерархически связанные структурные схемы проектируемых систем автоматизации.

СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

С темой курсового проекта студент определяется в результате прохождения конструкторско-технологической практики на производстве. Тема обязательно согласовывается с руководителем и утверждается приказом по кафедре. Для студентов, не определившихся с темой будущего проекта и не выбравших конкретный промышленный технологический процесс, в конце методического пособия даны варианты задания на основе материалов учебной и методической литературы.

Курсовой проект состоит из текстовой и графической частей. Объем текстовой части 50-55 страниц, графической – 3–4 листа необходимого формата А1…А4.

При выполнении курсового проекта необходимо:

1 Тщательно изучить технологический процесс и конструкцию аппаратов и оборудования, используя имеющуюся по данной теме техническую литературу. Описать необходимость существующей системы контроля и управления.

2. Разработать структурную схему объекта автоматизации и обосновать выбор необходимых контролируемых и регулируемых величин, и управляющих величин.

3. Разработать алгоритмическую схему автоматизации.

4. Разработать функциональную схему автоматизации. Рассчитать и выбрать приборы и средства автоматизации. Составить спецификацию на приборы, средства автоматизации и аппаратуру.

5. Разработать принципиальную схему автоматического регулирования для заданного параметра.

6. Разработать общий вид щита (пульта). Составить схему подключения (подсоединения) основных элементов щитовой аппаратуры.

7. Разработать принципиальную схему питания с расчетом и выбором аппаратов управления и защиты.

8. Разработать структурную схему средств автоматизации (или АСУ) технологического процесса. Описать состав, функции и классификационные признаки системы.

9. Экономически обосновать спроектированную автоматизированную систему.

1 ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ

В качестве объектов автоматизации предлагаются темы по проектированию элементов, узлов, схем систем автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами, темы по исследованию технологических процессов как объектов автоматического управления, темы по разработке схем частичной и комплексной автоматизации технологических процессов.

При описании требований к АСУ необходимо дать характеристику следующим основным данным:

• назначение системы; условия эксплуатации системы (общий срок службы, продолжительность непрерывной работы, режимы эксплуатации);

• окружающие объективные условия эксплуатации (температура, влажность, давление, вибрации, ускорения, радиационные и биологические воздействия, условия транспортировки и хранения);

• условия обслуживания и ремонта;

• требования к точности и стабильности выходных параметров относительно заданных значений и допустимые отклонения;

• требования к надежности работы, к габаритам, массе и компоновке;

• другие данные, определяемые особенностями системы, спецификой эксплуатации, особыми условиями производства.

2 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМИЧЕСКОЙ СХЕМЫ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

Построение алгоритмической схемы автоматизации осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ 19.002-85, 19.003-85, при этом учитывая, что алгоpитм — это заранее заданное понятное и точное пpедписание возможному исполнителю совеpшить определенную последовательность действий для получения решения задачи за конечное число шагов.

Основные свойства алгоритмов следующие:

1.   Понятность для исполнителя — исполнитель алгоритма должен понимать, как его выполнять. Иными словами, имея алгоритм и произвольный вариант исходных данных, исполнитель должен знать, как надо действовать для выполнения этого алгоритма.

2.   Дискpетность (прерывность, раздельность) — алгоpитм должен пpедставлять пpоцесс pешения задачи как последовательное выполнение пpостых (или pанее опpеделенных) шагов (этапов).

3.   Опpеделенность — каждое пpавило алгоpитма должно быть четким, однозначным и не оставлять места для пpоизвола. Благодаpя этому свойству выполнение алгоpитма носит механический хаpактеp и не тpебует никаких дополнительных указаний или сведений о pешаемой задаче.

4.   Pезультативность (или конечность) состоит в том, что за конечное число шагов алгоритм либо должен пpиводить к pешению задачи, либо после конечного числа шагов останавливаться из-за невозможности получить решение с выдачей соответствующего сообщения, либо неограниченно продолжаться в течение времени, отведенного для исполнения алгоритма, с выдачей промежуточных результатов.

5.   Массовость означает, что алгоpитм pешения задачи pазpабатывается в общем виде, т.е. он должен быть пpименим для некотоpого класса задач, pазличающихся лишь исходными данными. Пpи этом исходные данные могут выбиpаться из некотоpой области, котоpая называется областью пpименимости алгоpитма.

Алгоритмические структурные схемы показывают взаимосвязь отдельных частей системы и характеризуют их динамические свойства. На алгоритмической структурной схеме вся система автоматики, как и на функциональной, изображается в виде прямоугольников, каждый из которых представляет собой динамическое звено направленного действия.

3 РАЗРАБОТКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

Перед началом работы необходимо прочитать и изучить раздел "функциональные схемы автоматизации" (ФСА) по [1][2].

Для заданного объекта управления (под объектом управления понимается совокупность основного и вспомогательного оборудования вместе с встроенными в него запорными и регулирующими органами, а также энергии, сырья и других материалов) разработать функциональную схему автоматизации. При изучении необходимо обратить внимание на:

- ЗАДАЧИ, решаемые при разработке ФСА;

- РЕЗУЛЬТАТ составления ФСА;

- ПРИНЦИПЫ, которыми следует руководствоваться при разработке ФСА.

Пример функциональной схемы автоматизации представлен на рисунке 1.