2. Основні вимоги до виконання пояснювальної записки

1. Титульну сторінку оформляють відповідно з додатком І.

2. Завдання на курсовий проект оформляють відповідно з додатком 2

3. У вступі необхідно подати загальну характеристику технологічного процесу, його призначення та значення, рівень та перспективи розвитку, виходячи з перспективного розвитку даної галузі промисловості. Визначити досягнутий рівень автоматизації технологічних процесів в галузі та обгрунтувати напрямки вдосконалення систем автоматизації з врахуванням сучасних можливостей комп’ютерної техніки.

4. В розділі 1 технологічний процес розглядають як об’єкт керування.

4.1. Розглядають технологічну схему та описують основні стадії технологічного процесу і послідовність їх виконання. Приводять основні технічні показники та режими роботи технологічного обладнання.

4.2. Приводять теоретичні основи реалізації технологічних процесів та закономірності на яких базується цей технологічний процес з виявленням факторів які визначають продуктивність, інтенсивність, якість, безпеку реалізації та інші особливості даного процесу.

4.3. Проводять аналіз матеріальних і теплових балансів з метою визначення координат керування.

4.4. Визначають і аналізують фактори що впливають на технологічний процес з метою вибору раціональної структури керування процесу.

4.5. На основі вивчення фізико-хімічних явищ, які відбуваються в технологічних апаратах і машинах, визначають величини, що найбільш суттєво впливають на хід технологічного процесу з врахуванням пунктів 4.2, 4.3, 4.4, визначають основні параметри технологічного процесу, аналізується вплив значень технологічних параметрів на основні показники роботи технологічної апаратури. Обгрунтовуються номінальні значення параметрів та межі їх відхилення. Цей аналіз проводять на основі технологічного регламенту, наукових досліджень технологічного процесу, правил експлуатації технологічної апаратури та вимог правил охорони довкілля.

4.6. Назви технологічних параметрів, їх номінальні значення та можливі межі відхилень від цих значень заносять в технологічну карту, яку складають у вигляді таблиці:

№ п/п	Назва параметру	Одиниця вимірювання	Номінальне значення	Допустимі відхилення

4.7. На основі аналізу технологічного апарата (процесу), як об’єкта керування, визначають координати керування об’єктом. Їх поділяють на вхідні керуючі, вхідні збурюючі і вихідні параметри. В більшості випадків вихідні параметри стабілізують, або змінюють за певним законом в часі. Вихідні параметри, в свою чергу поділяють на три групи: параметри зміною яких організовують роботу ТОК (часто називають векторами регулюючих величин), параметри, які впливають на вихідні величини (параметри), але керування ТОК за цими параметрами складне або неможливе (ці параметри називають незалежними, збурюючими величинами, діями), параметри (фактори), що зв’язані з специфікою роботи апарата. З врахуванням аналізу ТОК і поділом параметрів на вихідні, регулюючі і збурюючі фактори складають структурну схему взємозв’язку між технологічними параметрами і факторами. На структурній схемі показують технологічний об’єкт у вигляді прямокутника, вхідні і вихідні величини, лінії взаємозв’язку між окремими параметрами і факторами.

5. В розділі 2 проводять методику синтезу автоматичних систем керування технологічним процесом.

5.1. Аналіз структурної схеми взаємозв’язку між технологічними параметрами факторами виконують з метою визначення впливу вхідних параметрів (величин) на вихідні, і, якщо вхідний параметр незначно впливає на вихідний (до 5%), то цей параметр не враховують під час розроблення систем регулювання.

5.2. Детальний аналіз статичних і динамічних характеристик об’єкта по окремих каналах зв’язку дозволяє оцінити швидкість і характер зміни вихідних параметрів, якщо змінюються вхідні. В цьому підрозділі оцінюють значення динамічних параметрів об’єкту по окремих каналах збурення та вибирають регулюючі та регульовані координати. Оцінюють динамічні властивості можливих контурів регулювання.

5.3. Враховуючи пункти 4.7, 5.1, 5.2 та типові схеми автоматизації проектованого об’єкта з врахуванням особливостей технологічного процесу об’єкту, обгрунтовують контури вимірювання, контролю, сигналізації, дистанційного керування, захисту, блокування та регулювання. Система автоматизації повинна надійно захистити технологічне обладнання, оперативний персонал, навколишнє середовище. Система автоматизації при обмежених засобах повинна забезпечувати найбільшу кількість функціональних ознак. Правила вибору контурів автоматизації розглядаються в методичних вказівках галузевих проектних організацій. Обсяг одержуваної технологічної інформації повинен бути достатнім для розрахунку ТЕП та прогнозування надійної роботи системи.

5.4. Враховуючи пункт 5.3, сучасні тенденції автоматизації проектованого об’єкта, рівень науково-технічної підготовки об’єкта до автоматизації та функціональні можливості сучасних засобів автоматизації визначають функціональні ознаки систем автоматизації по окремих технологічних об’єктах та параметрах. Вибрані і обгрунтовані функціональні ознаки зводять у відповідну таблицю:

№ п/п	О бсяг автоматизації Назва параметра	Показ	Реєстрація	Сигналізація	Дистанційне керув-ня	Захист	Блокування	Автоматич. регул-ня	Аналогове регул-ння	Дискретне регул-ння
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11

5.5. Аналіз існуючих схем автоматизації ТОК проводять з метою визначення можливості забезпечення необхідних показників перехідного процесу окремих контурів регулювання з врахуванням конкретних умов роботи об’єкта та забезпечення функціональних ознак проектованої системи.

5.6 Результатом аналізу технологічного процесу як об’єкта керування є вибір структури та попередня оцінка комплексу технічних засобі. Побудова АСР починається з визначення величин технологічного об’єкта, які підлягають контролю та регулюванню. Крім того визначають точки введення керуючих впливів величин об’єкта, відокремлюють основні та додаткові канали проходження сигналів, а після цього складають окремі контури регулювання, які компенсують вплив збурень. У разі потреби контури регулювання взаємопов’язують.

5.7. Для розшифровування ФСА і складання елементних ФСА вибирають конкретні технічні засоби автоматизації, які і визначають структуру окремих контурів автоматизації. Під час вибору ТЗА необхідно враховувати: особливості технологічного процесу, умови пожежо- і вибухонебезпечності, агресивність і токсичність оточуючого середовища. Параметри і фізико-хімічні властивості контрольованих середовищ, радіус дії засобу. Необхідну точність і швидкодію ТЗА. Систему автоматизації технологічного процесу реалізують, як правило, на базі серійних ТЗА з уніфікованими вхідними та вихідними сигналами. ТЗА повинні забезпечувати функціональні ознаки окремих контурів регулювання.

5.8. ФСА окремих технологічних об’єктів об’єднують в загальну ФСА. Вносять необхідні корективи в схеми з узгодженням роботи окремих технологічних апаратів та приймають кінцеве рішення по обсягу ФСА.

№ п/п	№ позиції	Назва параметра	Номінальне значення	Назва засобу та коротка техн. характеристика	Тип	Кількість
1	2	3	4	5	6	7

5.9. Всі вибрані з довідників ТЗА заносять у зведену таблицю – специфікацію на ТЗА за такою формою:

Графу 5 специфікації заповнюють таким чином, щоб даний засіб можна було замовити в комплектуючих організаціях. Форма замовлення окремих засобів приводиться в довідниках.

5.10. Опис ФСА має бути повний. Спочатку описують контури вимірювання, сигналізації, а потім контури автоматичного регулювання, дистанційного регулювання, захисту та блокування. Опис кожного контура здійснюється за функціональними зв'язками із зазначенням позицій кожного засобу, який входить в контур. В описі розкривають функціональне призначення кожного засобу. Послідовність опису визначається черговістю проходження сигналу в контурі. Опис аналогічних контурів не роблять, а роблять посилання, що цей контур діє аналогічно як описаний (наприклад, контур 2 діє як контур 3).

6. В розділі наводять методику розрахунку контура регулювання.

6.1. Враховуючи структурну схему взаємозв’язків між технологічними параметрами об’єкта матеріальні та теплові баланси складають рівняння руху об’єкта за окремими координатами. Для відомих типових технологічних об’єктів можна використовувати математичні моделі запозичені з навчальної літератури. Математична модель повинна бути доведена до певних значень параметрів моделі. Можлива побудова математичної моделі на основі кривих розгону об’єкта.

6.2. Маючи аналітичні залежності для визначення параметрів математичної моделі та знаячи геометричні розміри об’єкта, значення величин об’єкта, матеріальні та енергетичні потоки розраховують основні параметри математичної моделі об’єкту.

6.3. Параметри перхідного процесу котнура регулювання визначають на основі статичних та динамічних характеристик об’єкта, можливих значень збурень та вимог до точності стабілізації технологічного параметра. Ці вимоги як правило формують технологи.

6.4. Для технологічних параметрів, до яких не ставляться жорсткі умови відносно перехідного процесу, вибирають регулятори з простим схемним рішенням. Для параметрів, які є визначальними для даного об’єкта, вибирають оптимальний перехідний процес – це, як правило, перехідний процес з мінімальною квадратичною площею відхилення [4].

6.5. Закон регулювання регулятора вибирають з урахуванням особливостей об’єкта і заданих параметрів якості перехідного процесу. Згідно з вимогами технології вибирають один з трьох

типових перехідних процесів: граничний аперіодичний; з 20% перерегулюванням або із мінімальною квадратичною площею відхилення. Для досягнення потрібної якості при вибраному перехідному процесі приймають відповідний закон регулювання виходячи з динамічних характеристик конкретного об’єкта.

6.6. Вибравши регулятор за законом регулювання, розраховують оптимальні настроювані параметри регулятора за методикою наведеною в [12].

6.7. Знаючи значення настроювальних параметрів, вибравши вид допоміжної енергії засобу та враховуючи до вибору засобу [14], вибирають конкретний тип регулятора з довідників [15, 16, 17].

6.8. Перехідний процес в розрахованій замкнутій САР можна отримати, розв’язавши диференціальне рівняння, що описує динаміку цілої системи регулювання. Найкращим способом побудови перехідного процесу в контурі є використання програмного комплексу СІАМ (система автоматичного цифрового моделювання). СІАМ дозволяє оптимізувати перехідний процес. Одержаний перехідний процес порівнюють із заданим і вносять необхідні зміни в структуру регулятора.

6.9. Ефективність застосованих ТЗА в більшості випадків визначається їх надійністю. В цьому розділі необхідно оцінити один із розроблених контурів на надійність. Довідкові дані для розрахунку надійності можна знайти в [13] або інших літературних джерелах.

7. Характеризують обсяг виконаної роботи та основні досягнення при розробленні теми.