учёба / Автоматизация технологических процессов / Автоматизация технологических процессов. Контрольная работа
.pdfМИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
Учреждение образования
«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра автоматизированных систем управления производством
АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Методические рекомендации и задания для выполнения контрольной работы по курсу
для студентов-заочников специальности К.1-З 74 06 05 01
Минск – 2005
УДК 631.171:65.011.56 (07) ББК 40.7я7 А 22
Методические рекомендации и задания для выполнения контрольной работы по курсу «Автоматизация технологических процессов» для студен- тов-заочников специальности К.1-З 74 06 05 01 рассмотрены на заседании методического совета агроэнергетического факультета, рекомендованы к изданию на ротапринте БГАТУ и использованию в учебном процессе.
Протокол № от « |
» ______________ 2005г. |
|
Составители: к.т.н., доцент |
Фурсенко Сергей Николаевич; |
|
ст. преподаватель Волкова Елена Сергеевна.
.
2
СОДЕРЖАНИЕ
Введение…………………………………………………………………. 4
1.Программа курса «Автоматизация технологических процессов» ……………………………………………………………. 5
2.Выбор задания и методические указания для
выполнения контрольной работы ………………………………… 9
3.Задания для выполнения контрольной работы …………………….. 13
3.1.Перечень контрольных вопросов………………………………. 13
3.2.Пример выполнения задания по теме 7 ………………………... 17
Литература ……..………………………………………………………. 18
3
ВВЕДЕНИЕ
Впроцессе самостоятельного изучения курса «Автоматизация технологических процессов» в межсессионный период студент выполняет контрольную работу. Цель этой работы состоит в том, чтобы изучить основные понятия и определения, принятые в дисциплине, ознакомиться с инженерным способом определения необходимости выбора регулятора, методикой его выбора и настройки.
Изучение указанного перечня вопросов обеспечивается в процессе самостоятельной работы студентов и конспективно излагается в контрольной работе (темы 1–6).
Вобласти автоматизации технологических процессов реализация технических решений осуществляется после разработки соответствующих схем. Обозначение технических средств в схемах производится с помощью символических обозначений, приведенных в соответствующих ГОСТах. Студенты изучают ГОСТы, правила изображения схем автоматизации и принципиальных электрических схем (ПЭС), выполняя задание по теме 7.
По материалу, изложенному в [Л4], необходимо привести описание работы оборудования технологической линии, изобразить структурную схему системы автоматизации технологического процесса (ТП), схему автоматизации ТП, ПЭС и описать ее работу.
Вметодическом указании приведен пример выполнения задания по теме 7. Исходными данными для выполнения задания по теме 7 послужило описание, приведенное в [Л4] на с.102–104.
Методика разработки релейно-контактных схем автоматизации ТП излагается в период сессии и завершается выполнением курсового проекта по автоматизации технологического процесса.
Полный перечень вопросов, изучаемых в дисциплине «Автоматизация технологических процессов», приводится ниже в программе курса.
4
1. ПРОГРАММА КУРСА "АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ"
Предисловие
Цель дисциплины – изучение и освоение методов исследования технологических процессов как объектов управления и синтеза систем автоматического управления, а также типовых решений по автоматизации основных технологических процессов сельскохозяйственного производства.
В задачи курса входит:
-ознакомление с состоянием, основными понятиями, определениями автоматизации технологических процессов (АТП);
-изучение технологической структуры сельскохозяйственного производства и классификации технологических процессов (ТП);
-выработка навыков составления алгоритма функционирования ТП и выбора автоматических устройств;
-освоение методов схемной реализации устройств управления, контроля и сигнализации ТП, а также решения вопросов размещения приборов и аппаратуры на щитах, пультах, непосредственно у агрегатов и их соединений.
Дисциплина дает познания в решении задач по автоматизации технологических процессов с применением современных технических средств управления и контроля.
В результате изучения дисциплины студент должен знать:
-состояние, уровень и перспективы автоматизации технологических процессов сельскохозяйственного производства;
-устройство и принцип действия автоматизированных технологических установок и основных процессов;
-методысинтезасистемавтоматическогоуправления, контроляисигнализации.
Студент должен уметь квалифицированно исследовать технологические объекты, установить законы их функционирования, синтезировать системы автоматического управления технологическими процессами (САУ ТП) экономически целесообразного уровня, а также знать принципы и технические решения автоматизации наиболее распространенных ТП.
Студент должен иметь представление о структуре сельскохозяйственного производства и роли автоматизации ТП в повышении его техникоэкономической эффективности.
Дисциплина базируется на знаниях, полученных при изучении учебных дисциплин: «Основы электроники», «Метрология и электрические измерения», «Основы автоматики», «Электрические машины и аппараты», «Электропривод», «Технология сельскохозяйственного производства», «Механизация технологических процессов», «Технология переработки сельскохозяйственной продукции», «Основы микропроцессорной техники».
5
Знание дисциплины потребуется при изучении курсов «АСУП и АСУ ТП сельскохозяйственного производства» и при дипломном проектировании.
Полученные на производстве знания используются для инженерных расчетов систем автоматизированного управления технологическими процессами, организации и технического руководства работами по монтажу, наладок и эксплуатации автоматизированных технологических объектов.
СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ
Введение
Краткий исторический очерк развития технологии, комплексной механизации, электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства. Особенности автоматизации сельскохозяйственного производства, социальная и хозяйственная значимость ее, основные источники экономической эффективности.
Раздел 1. Системы автоматизации технологических процессов. Технологические основы автоматизации
Понятие системы. Классификация систем автоматизации. Краткая характеристика АСУП, АСУ ТП и САУ ТП. Структура и особенности САУ ТП сельскохозяйственного производства. Виды автоматизации (автоматический контроль, защита и управление).
Общие сведения о сельскохозяйственных технологических процессах. Классификация процессов и объектов автоматизации. Производственный
процесс. Технологический процесс, технологическая операция. Технологические требования при разработке систем автоматического
управления. Основные источники технико-экономической эффективности автоматизации технологических процессов.
Раздел 2. Документация проекта полученные «Автоматизация технологических процессов»
Назначение проекта автоматизации и задачи проектирования. Стадии проектирования и состав проектной документации систем автоматизации. Схемы автоматизации. Принципиальные электрические схемы щиты и пульты. Схемы внешних электрических и трубных проводок. Чертежи расположения оборудования и проводок.
Текстовые материалы проектов автоматизации.
6
Раздел 3. Разработка систем автоматического управления технологическими процессами
Исходная информация о технологических процессах как объектах управления. Информационные параметры.
Методика разработки алгоритма управления ТП. Разработка релейноконтактных и бесконтактных логических схем САУ ТП.
Сложные и простые технологические процессы. Технологические установки (простые ТП) как объекты автоматизации.
Статические и динамические характеристики технологических установок. Возмущающие воздействия и выбор способа управления технологическими установками. Классификация технологических процессов по динамическим характеристикам. Экспериментальное исследование динамических
свойств и характеристик объектов.
Общие сведения о регулирующих органах. Динамические характеристики регулирующих органов.
Формирование требований к качественным показателям регулирования. Формирование структуры систем регулирования. Определение принципа регулирования. Выбор закона регулирования и расчет параметров настройки регуляторов в автоматизированных системах регулирования (АСР).
Раздел 4. Автоматизация типовых технологических процессов
Автоматизация процессов в полеводстве: автоматизация мобильных агрегатов, автоматизация послеуборочной обработки зерна.
Автоматизация в хранилищах сельскохозяйственной продукции. Технологические основы хранения продукции. Статические и динамические характеристики хранилища как объекта управления. Системы автоматического управления микроклиматом в хранилище. Автоматизация учета, контроля и сортирования продукции.
Автоматизация в кормопроизводстве.
Автоматизированные агрегаты для сушки, измельчения, гранулирования и брикетирования кормов. Автоматизация приготовления и внутрихозяйственной доработки комбикормов, технологических процессов термовлажностной обработки кормов и приготовление кормосмесей в кормоцехах. Автоматический контроль и учет движения кормов.
Автоматизация раздачи кормов. Способы раздачи корма животным и птице. Технологические требования к системе управления кормораздаточных устройств. Автоматизированные кормораздатчики для КРС, свиней, птицы.
Автоматическиеустановкидлядоениякоровипервичнойобработкимолока. Автоматизация процессов уборки навоза и помета.
Автоматизация микроклимата в сельскохозяйственных помещениях. Требования к АСУ микроклиматом в животноводческих помещениях и птичниках. Технологические основы регулирования микроклимата в живот-
7
новодстве и птицеводстве. Статические и динамические характеристики объекта автоматизации. Системы воздухообмена. Автоматизированные установки приточной и вытяжной вентиляции.
Автоматизация инкубации птицы. Автоматизация водоснабжения и орошения.
Автоматические водокачки. Системы автоматизированных артезианских скважин при водоснабжении животноводческих комплексов и птицефабрик. Автоматическое регулирование водного режима осушаемого и поливного земледелия. Автоматизация перекачки сточных вод.
Автоматизация энерго- и теплоснабжения.
Автоматизация установок подогрева воды и производства пара. Автоматизация теплогенераторов. Автоматизация котлоагрегатов, котлов
на тепличных комбинатах. Автоматизированные холодильные установки. Автоматизация в сооружениях защищенного грунта.
Особенности парников и теплиц как объектов управления параметрами микроклимата. Возмущающие факторы (изменение солнечной радиации, температуры и влажности наружного воздуха, жизнедеятельность растений). Автоматизированные установки обеспечения микроклимата в теплицах.
Почва как объект управления с распределенными параметрами регулирования температуры, влажности и солесодержания. Автоматизация полива, приготовления и внесения растворов минеральных удобрений, подкормки растений углекислым газом, досвечивания.
Комплектное электрооборудование для автоматизации в ангарных и блочных грунтовых теплицах.
Автоматизация переработки продукции.
Автоматические поточные линии для консервации овощей и фруктов. Автоматизация на молочных заводах.
Системы централизованного контроля и управления.
Оборудование диспетчерских пунктов средствами управления и контроля. Противопожарная сигнализация и средства автоматического тушения
пожара на животноводческих комплексах и птицефабриках.
8
2. ВЫБОР ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Контрольная работа состоит из письменных ответов по семи темам. Задание для выполнения контрольной работы определяется из табл. 1 в
пересечении строки, выбираемой по начальной букве фамилии, и столбца, выбираемого по последней цифре номера зачетной книжки.
Например, студент Иванов, имеющий зачетную книжку с номером
154037, должен дать ответы на вопросы – 2; 17; 35; 41; 46; 65.
Выполнение задания по теме 7 предусматривает самостоятельное изучение студентом условных обозначений, используемых в схемах систем автоматизации в соответствии с ГОСТом [см. Л5].
В задании по теме 7 указаны страницы учебного пособия [Л4], где приводится описание работы принципиальных электрических схем.
Изображение и обозначение элементов схем в учебном пособии [Л4] приведенывустаревшихГОСТах. СледуетизображатьПЭСвсоответствии сГОСТом, приведенным в [Л5]. По описанию технологического процесса и принципиальнойэлектрическойсхеменеобходиморазработатьсхемуавтоматизации.
Выполненная студентом контрольная работа представляется заранее для проверки и для дополнительного проведения собеседования в процессе приема экзамена. После положительной сдачи экзамена контрольная работа сдается в архив кафедры на хранение в течение трех лет.
9
Таблица 1. Задания для выполнения контрольной работы
Начальная |
|
|
Последняя цифра шифра зачетной книжки |
|
|
|
|||||
буква |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
фамилии |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
|
|
1, 15, 19 |
|
|
|
|
|
|
|
|
А, |
Б, |
2, 14, 20 |
3, 16, 21 |
4, 17, 22 |
5, 18, 23 |
6, 15, 24, |
7, 14, 25 |
8, 16, 26 |
9, 18, 27 |
10, 17, 28 |
|
|
|
33, 38, 46 |
34, 39, 47 |
36, 40,49 |
37, 41, 48 |
37, 43, 50 |
33, 42, 51 |
34, 44, 52 |
35, 45, 53 |
36, 45, 38 |
37, 39, 54 |
В, |
Г |
60 |
59 |
61 |
62 |
63 |
65 |
64 |
66 |
68 |
67 |
|
|
|
12, 15, 31 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Д, |
Е, |
11,14,30 |
13, 16, 30 |
1, 17, 32 |
2, 18, 19 |
3, 14, 20 |
4, 15, 21 |
5, 17, 22 |
6, 16, 23 |
7, 18, 20 |
|
|
|
37,41,55 |
36, 40, 56 |
35, 43, 57 |
34, 43, 58 |
33, 44, 46 |
37, 45, 47 |
36, 38, 48 |
35, 39, 49 |
39, 40, 51 |
32, 41, 50 |
Ж, |
З |
69. |
70 |
72 |
71 |
73 |
74 |
76 |
75 |
77 |
78 |
|
|
|
9, 15, 26 |
|
|
|
|
|
|
|
|
И, |
К, |
8, 14, 27 |
10, 16, 25 |
11, 17, 28 |
12, 18, 29 |
13, 14, 30 |
1, 15, 31 |
2, 16, 32 |
3, 17, 19 |
4, 18, 20 |
|
|
|
33, 45, 52 |
34, 43, 53 |
35, 44, 54 |
36, 45, 55 |
37, 38, 56 |
33, 39, 57 |
34, 40, 58 |
35, 41, 46 |
36, 42, 47 |
37, 45, 48 |
Л, |
М |
71 |
59 |
60 |
61 |
62 |
63 |
64 |
65 |
66 |
67 |
|
|
|
6, 15, 22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Н, |
О, |
5, 14, 21 |
7, 16, 23 |
8, 17, 24 |
9, 18, 25 |
10, 14, 26 |
11, 15, 31 |
12, 16, 28 |
13, 17, 29 |
1, 18, 30 |
|
|
|
37, 44, 49 |
36, 43,50 |
35, 38, 51 |
34, 39, 52 |
33, 40, 53 |
37, 41, 54 |
36, 42, 55 |
35, 43, 56 |
34, 44, 57 |
33, 45, 58 |
П, |
Р |
68 |
69 |
70 |
71 |
72 |
73 |
74 |
75 |
76 |
77 |
|
|
|
3, 14, 32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
С, |
Т, |
2, 15, 31 |
5, 15, 20 |
2, 17, 30 |
6, 18, 21 |
7, 14, 22 |
8, 15, 23 |
9, 16, 24 |
11, 17, 25 |
10, 18, 26 |
|
|
|
33, 39, 46 |
34, 38, 47 |
37, 42, 58 |
34, 41, 46 |
37, 42, 50 |
33, 43, 51 |
34, 44, 52 |
35, 45, 53 |
36, 39, 54 |
37, 38, 55 |
У, |
Ф |
79 |
78 |
69 |
70 |
61 |
62 |
63 |
65 |
64 |
66 |
|
|
|
13, 15, 28 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Х, |
Ц, |
12, 14, 27 |
1, 16, 29 |
2, 17, 30 |
3, 18, 31 |
4, 14, 32 |
5, 15, 19 |
6, 16, 20 |
7, 17, 21 |
8, 18, 22 |
|
|
|
37, 40, 56 |
36, 41, 57 |
35, 42, 58 |
34, 43, 46 |
33, 44, 47 |
37, 45, 48 |
36, 38, 49 |
35, 39, 50 |
34, 40, 51 |
33, 41, 52 |
Ч, |
Ш |
67 |
68 |
69 |
70 |
71 |
72 |
73 |
74 |
75 |
76 |
|
|
|
10, 15, 24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Щ, |
Э, |
9, 14, 23 |
11, 16, 25 |
12, 17, 26 |
13, 18, 27 |
1, 14, 28 |
2, 15, 29 |
3, 16, 30 |
4, 18, 31 |
5, 17, 32 |
|
|
|
33, 42, 53 |
43, 43, 54 |
35, 44, 55 |
36, 45, 56 |
37, 38, 57 |
33, 39, 58 |
34, 40, 45 |
35, 41, 47 |
36, 42, 48 |
37, 43, 49 |
Ю, |
Я |
77 |
78 |
79 |
59 |
62 |
61 |
60 |
65 |
64 |
63 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|