Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Автоматизация технологических процессов. Задания

.pdf
Скачиваний:
104
Добавлен:
31.08.2016
Размер:
688.53 Кб
Скачать

КАФЕДРА «Информационные технологии, автоматизации и электротехники»

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ПО КУРСУ «АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ»

Методические указания

Направление подготовки -

35.03.06 Агроинженерия

Профиль подготовки: Электрооборудование и электротехнологии

Квалификация (степень) Бакалавр

Форма обучения -

очная, заочная

Чебоксары, 2014

УДК 681.5

Составитель: Белов Е.Л.

Контрольные задания по курсу «Автоматизация технологических процессов»: Методические указания / сост.: Б е л о в Е . Л . – Ч е б о к с а р ы : ЧГСХА. – 2014. – 22 с.

Рецензенты: канд. техн. наук, д о ц . Самсонов А.Н.

канд. техн. наук, доц. каф. ИТАЭ Алексеев В.А.

Методические указания предназначены для студентов очной и заочной формы обучения по направлению подготовки 35.03.06. «Агроинженерия» профиль «Электрооборудование и электротехнологии» по дисциплине «Автоматизация технологических процессов».

Методические указания содержат краткие теоретические сведения, требования к выполнению и оформлению контрольных работ; общие указания к решению задач; общие указания к выполнению контрольной работы; задачи к контрольным работам; вопросы к контрольной работе; вопросы к экзамену; перечень рекомендуемой литературы.

Методические указания обсуждены и одобрены на заседании кафедры «Информационных технологий, автоматизация и электротехника», протокол № 5 от «13» ноября 2014 г.

Контрольные задания по курсу «Автоматизация технологических процессов»: Методические указания р ассмотрены и рекомендованы к изданию методической комиссией инженерного факультета протокол № _4_ от «_19_» ноября 2014 г.

Контрольные задания по курсу «Автоматизация технологических процессов»: Методические указания р ассмотрены и рекомендованы к изданию учебно-методический советом ФГБОУ ВПО ЧГСХА протокол № __ от «____»

_________ 2014 г.

Е.Л. Белов 2014ФГБОУ ВПО ЧГСХА, 2014

2

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение

4

1.

Содержание дисциплины

5

2.

Требования к выполнению и оформлению контрольных работ

7

3.

Общие указания к решению задач

8

4. Задачи для расчетно-графической работы

10

5.

Теоретические вопросы к контрольной работе

14

6.

Вопросы для самоконтроля усвоения курса

19

Список рекомендуемой литературы

22

3

Введение

В процессе обучения в ФГБОУ ВПО ЧГСХА студенты направления

подготовки «Агроинженерия» профиля «Электрооборудование и

электротехнологии» изучают курс «Автоматизация технологических процессов».

Целью изучения дисциплины является усвоение будущими специалистами необходимого количества сведений о принципах действия, конструкциях, а также областях применения современных автоматических контрольно-измерительных и регулирующих систем, регуляторов, средств автоматической защиты, блокировки,

сигнализации и прочих средств автоматизации.

Основным руководящим материалом при изучении курса является «Рабочая

программа»,

утвержденная

методической комиссией

и проректором

университета.

Приводимая

в настоящем пособии рабочая

программа курса

разбита на темы, каждая из которых сопровождается указаниями о том, какие разделы литературных источников необходимо изучить. Возникновение значительных трудностей при изучении какой-либо темы свидетельствует о

пробелах в смежных или фундаментальных дисциплинах. Поэтому потребуется

повторное обращение к литературным источникам по конкретной дисциплине. В

подобных ситуациях существенной может оказаться помощь преподавателя.

Знания, полученные при изучении дисциплины

«Автоматизация

производственных процессов», применяются студентами

при работе над

разделами выпускной квалификационной работы и в дальнейшей практической деятельности.

Кроме рабочей программы в настоящем пособии представлены:

контрольные вопросы для самоконтроля усвоения курса

в форме вопросов

экзаменационных

билетов; задачи контрольной

работы; указания по

метрологической проработке выпускных научно-исследовательских работ;

вопросы проектирования систем автоматизации в ВКР.

4

1.СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

1.Общие понятия и технико-экономическая эффективность автоматизации технологических процессов. Значение и история развития автоматизации технологических процессов, ее роль в подготовке студентов к практической деятельности, основные предпосылки автоматизации производственных процессов в сельском хозяйстве. Основные направления автоматизации сельскохозяйственного производства. Условия эффективности применения автоматизации: виды автоматизации, глубина и степени автоматизации. Основные понятия автоматической системы управления. Общий подход к автоматизации технологических процессов, основные источники и показатели технико-

экономической эффективности автоматизации.

2. Характеристика объектов автоматизации сельскохозяйственного производства (СХП) и технических средств систем автоматизации.

Характеристика технологических процессов. Структура и принципы управления технологическими процессами. Типовые технические решения при автоматизации технологических процессов. Виды и типы схем автоматизации. Объекты управления и их характеристика. Объекты с самовыравниванием и без самовыравнивания. Технические средства автоматического управления: датчики,

усилители, исполнительные механизмы, регулирующие органы. Технические средства автоматического контроля и автоматической защиты.

Принципы управления и соответствующие им структурные схемы разомкнутых и замкнутых система втоматического управления. Назначение и взаимодействие функциональных элементов систем. Примеры разомкнутых и замкнутых систем. Статистические и динамические характеристики элементов и систем. Переходной и установившийся режимы работы. Виды математических моделей и методы их получения. Линеаризация уравнений динамики и статики.

Понятие передаточной функции. Типовые входные воздействия. Временные и частотные характеристики элементов и систем. Элементарные динамические звенья.

5

Структурная схема динамической модели системы и ее преобразование.

Типовая структурная схема динамической модели одноконтурной замкнутой системы и ее элементы. Передаточные функции систем автоматического управления. Понятие об устойчивости автоматических систем. Необходимое и достаточное условие устойчивости. Алгебраические и частотные критерии устойчивости. Области и определение устойчивости. Качество систем автоматического управления и его показатели. Моделирование систем на ЭВМ.

Интегральные критерии оценки качества систем. Чувствительность систем.

Понятие о коррекции динамических свойств систем.

3. Автоматизация типовых технологических процессов в растениеводстве.

Автоматизация технологических процессов в полеводстве, в кормопроизводстве.

Автоматизация технологических процессов в сооружениях защитного грунта.

Авторизация процессов послеуборочной обработки зерна. Автоматизация хранилищ сельскохозяйственной продукции

Принципы построения датчиков перемещений, силы, давления,

температуры, уровня влажности, технологической загрузки рабочих органов машин. Контрольно-измерительные системы. Системы автоматической сигнализации. Типы устройств отображения информации. Системы автоматического контроля агрегатов для химической обработки и внесения удобрений. Исполнительные устройства. Системы ручного дистанционного управления, электродвигательные и гидравлические.

Автоматическое регулирование ,системы регулирования параметров.

Регулирование процесса сушки сельхозпродуктов. Следящие системы ориентации движения уборочных агрегатов. Микропроцессоры и микропроцессорные системы. Области применения микропроцессорных устройств в системах управления технологическими процессами.

4. Автоматизация типовых технологических процессов в животноводстве.

Основные понятия автоматизации технологических процессов в животноводе.

Технические, биотехнические, биологические и технологические объекты управления животноводством. Цели, принципы и виды управления.

6

Измерительные преобразователи. Исполнительные механизмы, применяемые в животноводстве. Системы автоматического контроля, регулирования,

сигнализации и диагностики. Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП). Компьютерные системы в животноводстве. Микропроцессорные системы управления технологическими процессами в кормоприготовлении, формировании среды обитания на животноводческих фермах и комплексах, в инкубаториях и хранилищах.

Автоматизация кормления и поения животных; первичной обработки молока.

Автоматизация технологических процессов в птицеводстве. Автоматизация установок микроклимата в помещениях. Автоматизация систем энергообеспечения сельского хозяйства. Автоматизация системы технического сервиса.

В результате изучения материала, предложенного выше, студент может приступить к выполнению контрольной работы, содержащей задачи по разделам метрологии, контролю технологических параметров, системам и элементам автоматического регулирования и управления.

2. ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ И ОФОРМЛЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

Методические указания для выполнения контрольных работ по курсу

«Автоматизация производственных процессов» составлены в соответствии с учебными планами подготовки бакалавров 35.03.06. «Агроинженерия».

Прежде чем приступить к выполнению контрольной работы, нужно внимательно ознакомиться с данными указаниями. Несоблюдение этих указаний может стать причиной того, что работа не будет даже принята к рецензированию. Нужно помнить, что выполнение контрольных работ является важным элементом в изучении теоретического материала. Все задачи нужно решать самостоятельно, используя проработанный теоретический материал.

7

Задачи и вопросы для контрольных работ по различным разделам

курса помещены ниже.

Требования, предъявляемые к оформлению контрольной работы:

1. Каждая работа выполняется в отдельной тетради, на обложке которой должны быть написаны: фамилия, имя, отчество студента: домашний адрес,

номер учебного шифра, номер контрольной работы, желательно контактный телефон.

2. На каждой странице должны быть оставлены поля шириной не менее 3

см для замечаний рецензента.

3.Текст, формулы и числовые раскладки должны быть написаны четко и аккуратно, без помарок.

4.Схемы и графики должны быть выполнены с помощью чертежных инструментов. При выполнении графиков желательно пользоваться миллиметровой бумагой.

5.В литературе, изданной до 1985 года, встречаются условные обозначения по старым, не действующим ГОСТ. При выполнении контрольной работы следует пользоваться ЕСКД и ГОСТ, действующими в настоящее время.

6.При описании автоматизации технологического процесса, должно быть полностью объяснено назначение и взаимодействие всех элементов схемы.

7.В конце контрольной работы обязательно указать литературу, поставить дату выполнения работы и подписаться.

8.Если контрольная работа не зачтена, то все необходимые поправки должны быть сделаны в той же тетради после подписи рецензента.

3. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ

Решения задач должны быть написаны разборчивым подчерком или отпечатаны на листах формата А4, ответы на поставленные вопросы должны быть четкими, ясными и подтверждены необходимыми схемами, расчетами,

8

графиками, ссылками на используемую литературу с указанием соответствующих страниц.

Общие указания к выполнению контрольной работы

В контрольных заданиях содержится 90 вариантов теоретических вопросов, по 5 вопросов в каждом (таблица с номерами теоретических вопросов приведена в конце методических указаний).

Вариант выбирается в зависимости от шифра (№ зачетной книжки),

присвоенного каждому студенту. Номера теоретических вопросов сведены в таблицу, и определяются по двум последним цифрам зачетной книжки. На пересечении предпоследней и последней цифр зачетной книжки находятся номера теоретических вопросов контрольной работы.

Кроме ответа на теоретические вопросы, студент должен решить 5 задач. Номера задач определяются по последним двум цифрам номера зачетной

книжки.

Пример: зачетная книжка заканчивается на «15». Выполняются все задачи с номером, заканчивающимся на «5» и имеющими предпоследнюю нечетную цифру (5, 15, 35, 55, 75). Если номер зачетной книжки заканчивается цифрой

«25» (предпоследняя цифра четная), то выполняются задачи под номерами

5,25,45,65,85. Для определения N, в условии задач, используются две последние цифры зачетной книжки. Последние две цифры зачетной книжки 15. Подставив эту цифру вместо N, получим, например, что давление в трубопроводе

230+N·0,1Па. Подставляете Ваш шифр (в данном случае N=15)

230+15*0,1Па=231,5 Па.

Внимание!

При необходимости использования градуировочных таблиц для термопар и термопреобразователей сопротивления информация доступна на сайтах: http://vsegost.com/Catalog/67/6755.shtml и http://vsegost.com/Catalog/50/50265.shtml.

Материал сайтов п редназначен только для просмотра!!!

9

Ответ на вопрос должен содержать:

1.Полную формулировку вопроса.

2.Назначение и принцип действия контрольно-измерительного прибора,

его схему, описание конструкции и принцип работы, диапазон измеряемых

величин, класс точности, область применения.

3.Схемы и чертежи должны быть выполнены вручную с применением чертежных инструментов.

4.Функциональная схема автоматизации (*) вычерчивается на отдельном листе (формата А4 или А3) в соответствии с требованиями ГОСТ и вклеивается в тетрадь.

5.В конце работы указывается список используемой литературы.

Если работа выполнена неудовлетворительно, то студент исправляет ее и предоставляет повторно.

Работы, не соответствующие своему варианту, а также выполненные небрежно, не зачитываются и возвращаются студенту без рецензии.

В заключении даны Вопросы для подготовки к экзамену.

4. ЗАДАЧИ ДЛЯ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

Решения задач должны быть написаны разборчивым почерком, ответы на поставленные вопросы должны быть четкими, ясными, и подтверждены необходимыми схемами, расчетами, графиками, ссылками на используемую литературу с указанием соответствующих страниц. Задания выполняются с учетом варианта данного преподавателем N.

Выполненная работа должна быть зарегистрирована в деканате и передана на кафедру ИТАЭ за 1 месяц до сессии.

10