МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
учебной дисциплины " Автоматизированные системы управления
технологическими процессами " для специальности: 260303 - «Технология
молока и молочных продуктов», 3-й курс.
Орел-2011
ПРЕДИСЛОВИЕ.
Рабочая программа по дисциплине " Автоматизированные системы управления
технологическими процессами " разработана для студентов 3-го курса очной формы
обучения, обучающихся по специальности : 260301 -«Технология мяса и мясных продуктов»
Рабочая программа содержит следующие разделы:
1 Цели и задачи учебной дисциплины.
2 Взаимосвязь курса с другими дисциплинами
3. Структура дисциплины и распределение часов по семестру.
4. Виды и трудоемкость занятий по разделам дисциплины
5 Рабочий план лабораторного практикума
6 Рабочий план самостоятельной работы студентов
7 Рекомендуемый график учебных занятий
8. Вопросы для самоконтроля
9. Перечень испытательных материалов
10 Учебно-методическое обеспечение дисциплины
11. Библиографический список
Рабочая программа отражает все виды учебных занятий и формы самостоятельной
работы, а также формы контрольных мероприятий и виды итоговой аттестации. В рабочей
программе дан список основной и вспомогательной литературы.
Рабочая программа по дисциплине " Автоматизированные системы управления
технологическими процессами " составлена на основании государственного
образовательного стандарта для специальности 260301
Автор: ст. преподаватель кафедры
«Теплотехника и электротехника»
Деулин Б.И.
Рецензент: к.т.н., доц. кафедры «Электроснабжения»
Утверждаю
Чернышов В.А.
Согласовано
Декан факультета
Декан факультета
«Биотехнологии и ветеринарной медицины», «Биотехнологии и ветеринарной медицины»,
д.б.н., профессор
д.б.н., профессор
Масалов В.Н.
Масалов В.Н.
Зав. кафедрой «Технология производства и
переработки молока», д.б.н., профессор
Мамаев А.В.
РП рассмотрена и одобрена
Председатель УМК, к. с-х.н., доцент
Горькова И.В.
Зав. кафедрой «Теплотехника и
электротехника», к.т.н.
Карпович Э.В.
Содержание.
1 Цели и задачи учебной дисциплины........................................................................
1.1 Цели и задачи дисциплины..................................................................................
1.2 Требования к уровню освоения содержания дисциплины..............................
2 Взаимосвязь курса с другими дисциплинами.........................................................
3 Структура дисциплины и распределение часов по семестрам.......................
4 Виды и трудоемкость занятий но темам (разделам) дисциплины........................
5 Рабочий план практических занятий................................................
6 Рабочий план самостоятельной работы студентов (СРС).............................
7 Рекомендуемый график учебных занятий..................................................
8 Вопросы для самоконтроля........................................................................
9. Перечень испытательных материалов....................................................
10 Учебно-методическое обеспечение дисциплины........................................
10.1 Средства обеспечения освоения дисциплины.........................................
10.2 Материально-техническое обеспечение дисциплины................................
11 Библиографический список..................................................................
1. Цель и задачи дисциплины.
1.1 Цель преподавания дисциплины.
Цель изучения дисциплины - формирование знаний и практических
навыков по анализу и использованию современных средств автоматики.
1.2 Задачи дисциплины.
Изучение
основ
автоматизации
технологических
процессов,
ознакомление с состоянием, основными понятиями и определениями
автоматизации технологических процессов.
1.3 Требования к уровню освоения дисциплины.
В результате изучения дисциплины студент должен
знать:
- состояние и перспективы развития систем автоматизации
- понятия, определения, терминологию и схемы автоматики,
уметь:
-составлять функциональные и структурные схемы автоматизации
технологическими процессами,
- осуществлять выбор и расчет технических средств автоматики,
используемых в системах управления.
2. Взаимосвязь с ранее изучаемыми дисциплинами.
Дисциплина базируется на знаниях полученных студентами при изучении
высшей математики, физики, инженерной графики, вычислительной техники.
3. Структура дисциплины и распределение часов в семестре по отдельным
видам занятий.
Таблица1. Структура дисциплины и распределение часов в семестре по отдельным видам
занятий.
№
Виды учебных занятий
Кол-во Семестр
часов
6
1
1.1
1.2
Аудиторные занятия (АЗ)
Лекционные занятия (ЛЗ)
Практические занятия (ПЗ)
16
24
16
24
2
2.1
Самостоятельная работа студентов (СРС)
Подготовка к ЛР, ПЗ, к текущей аттестации
40
40
Вид итогового контроля – зачет
4. Виды и трудоемкость занятий по темам ( разделам) дисциплины.
Таблица 2 Виды и трудоемкость занятий по темам (разделам) дисциплины.
№
Наименование темы и
Количество
содержание.
часов
1. Предмет и значение дисциплины:
0,5
предмет и значение дисциплины, ее место в системе
подготовки
инженеров
сельскохозяйственного
производства, краткий очерк развития автоматики
2 Основные понятия и определения.
2
Автоматика, телемеханика и их роль в производстве,
управляющее
устройство,
объект
управления.
Автоматическое
управление,
автоматическое
регулирование, автоматический контроль. Элементы
автоматики (чувствительный элемент, задающий элемент,
сравнивающий
элемент,
преобразующий
элемент,
усилительный
элемент,
исполнительный
элемент,
корректирующий элемент). Алгоритм функционирования,
алгоритм управления.
3 Основные понятия технологической кибернетики и ее
0,5
направления:
теория
информации,
теория
программирования, теория систем управления
4 Классификация
технических
средств
автоматики:
1
основные принципы классификации. Классификация по
характеру
изменения
управляемой
величины:
5
6
7
8
9
10
11
стабилизирующие системы, программные системы,
следящие системы. Классификацию по способу передачи
и
преобразования
управляющего
воздействия:
непрерывные
и
дискретные.
Классификация
по
математическому описанию: линейные и нелинейные
системы.
Степени
автоматизации
производства:
частичная,
комплексная и полная автоматизация.
Основные виды и типы схем автоматики: функциональная,
структурная, принципиальная схемы.
Роль микропроцессорной техники в системе управления.
Двоичная система исчисления, переход от двоичной
системы к десятичной и обратно. Высокий и низкий
уровень напряжения, логический ноль, логическая
единица.
Сопряжение ЭВМ с аналоговыми устройствами: аналогоцифровой и цифро-аналоговый преобразователи.
Микропроцессор: понятие, функциональная схема.
Арифметико-логическое устройство, регистры, устройство
управления, шина данных, шина адресов, шина управления
О3У, ПЗУ.
Основные
характеристики
микропроцессора:
производительность, длина слова, тип обрабатываемых
данных.
Применение МП: информационные, управляющие и
информационно-управляющие системы.
Автоматические
системы
управления.
Задачи
автоматического управления, принцип разомкнутого
управления, принцип компенсации, принцип управления
по отклонению.
Автоматические
системы
регулирования,
задачи
автоматического регулирования. Законы регулирования:
интегральный закон,
пропорционально-интегральный
закон,
пропорционально-дифференциальный,
пропорциональный интегро-дифференциальный закон.
Виды управляющих и возмущающих воздействий.
Типовые виды воздействий в системах автоматики:
полиномиальные воздействия, единичная ступенчатая
функция, единичный мгновенный импульсы 1-го и 2-го
рода, дельта-функция, гармонические воздействия
Режимы работы автоматических систем: статический и
динамический, статическая характеристика, коэффициент
передачи. Понятия переходной функции, весовая функция.
Преобразования
Лапласа:
прямое и обратное, их
0,5
0,5
4
1
1
1
2
12
13
применение для решения дифференциальных уравнений.
Передаточная функция. Характеристический многочлен.
Нули функции. Амплитудо-частотная, фазо-частотная
амплитудо-фазовая характеристики. Логарифмические
амплитудо - частотные характеристики.
Типовые звенья систем автоматики.
Понятие звено автоматики. Безинерционное звено,
интегрирующее
звено,
дифференцирующее
звено,
апериодическое и колебательное звено. Частотные
характеристики звеньев.
Автоматизированные системы приготовления кормом для
сельскохозяйственных животных.
ИТОГО
2
1
16ч
5. Рабочий план практических занятий .
Таблица3 Рабочий план практических занятий.
№
Наименование лабораторной Кол-во
работы.
часов
Знакомство с элементами
2
1
автоматических устройств
Знакомство с датчиками
4
2
температуры
Знакомство с обратной связью и
4
3
усилителями
Электромагнитное реле
2
4
Расчет временных и частотных
характеристик апериодического
звена
Расчет временных и частотных
характеристик колебательного
звена
5
6
СРС
1
1
1
1
4
1
4
1
Метод.
Лит-ра
МУ к
ЛР
МУ к
ЛР
МУ к
ЛР
МУ к
ЛР
МУ к
ЛР
Реком.
Лит-ра
[1],стр.
98-128
[1],стр.
118-120
[1],стр.
131-144
[1],стр.
145-149
[1],стр.
51-60
МУ к
ЛР
[1],стр.
61-66
6. Рабочий план самостоятельной работы студентов
Таблица 4 Рабочий план самостоятельной работы студентов
Форма СРС
Семестр
Кол-во часов на работу
6
1. Написание курсовой
-
-
6
6
6
6
12
12
работы.
2.Подготовка к практическим
занятиям.
3. Подготовка к текущей
аттестации и
промежуточному контролю
ИТОГО
7.Рекомендуемый график учебных занятий
Таблица5 Рекомендуемый график учебных занятий
Виды занятий
Разбивка часов по учебным неделям
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
2
-
-
4
-
-
Седьмой семестр
Лекции
2
-
2
-
2
-
2
-
2
-
2
-
2
Практические
-
-
-
-
-
-
4
-
4
-
4
-
4
-
занятия
Текущая аттестация
Ат
Ат
Ат
8. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ.
1. Понятие «автоматика».
2. Роль автоматизации в сельском хозяйстве.
3. Понятия объект управления, управляющее устройство.
4. Автоматическое управление.
5. Автоматическое регулирование.
6. Автоматический контроль.
7. Понятие «элемент автоматики».
8. Чувствительный элемент.
9. Задающий элемент.
10. Сравнивающий элемент.
11. Преобразующий элемент.
12. Исполнительный элемент.
13. Корректирующий элемент.
14. Обратная связь: положительная, отрицательная.
15. Задачи автоматического управления и регулирование.
16. Виды воздействий: возмущающие, задающие, внешние и внутренние.
17. Алгоритм функционирования.
18. Алгоритм управления.
19. Понятие кибернетика ее основные направления: теория информации,
теория программирования, теория систем управления.
20. Понятие «телемеханика».
21. Основные принципы классификации систем автоматики.
22. Степени автоматизации производства.
23. Функциональная, структурная и принципиальная схемы.
24. Двоичная система исчисления (перевод десятичных чисел в двоичные и
наборот).
25. Понятия «логический ноль» и «логическая единица». Аналого-цифровой
и цифро-аналоговой преобразователи.
26. Микропроцессор его функциональная схема и основные характеристики.
27. Применение
микропроцессоров:
информационные
системы,
управляющие и информационно-управляющие.
28. Принципы автоматического управления.
29. Законы автоматического регулирования.
30. Типовые воздействия в системах автоматики: единичная, ступенчатая,
– функция, гармонические и полиномиальные воздействия.
31. Переходная, весовая, передаточная функции.
32. Прямые и обратные преобразования Лапласа и их применения.
33. Амплитудо – частотные, фазо-частотные, амплитудо – фазо-частотные
характеристики,
логарифмические
амплитудо
–
частотные
характеристики.
34. Звенья автоматики: типовые звенья, безинерционное, интегрирующие,
дифференцирующие, апериодическое, колебательное. Временные и
частотные
характеристики звеньев.
35. Понятия стандартизация, стандарт, категории стандартов, технические
условия. Государственная система стандартизации.
36. Ряды предпочтительных чисел, унификация и агрегатирование.
37. Проектирование и конструирование.
38. Техническое задание и техническое предложение.
39. Эскизный и технический проекты, рабочая документация.
40. Автоматизированная система
кормления сельскохозяйственных
животных.
9. Перечень испытательных материалов.
Тесты для итогового контроля знаний студентов включены в учебнометодический комплекс.
10.Учебно-методическое обеспечение дисциплины.
10.1 Средства обеспечения усвоения дисциплины.
Конспекты лекций, методические указания к выполнению лабораторных
работ, плакаты.
10.2 Материально-техническое обеспечение дисциплины.
Лабораторные стенды, датчики, реле, генератор Г3-112, мультиметр.
11 Библиографический список.
Основной:
1. Автоматика и автоматизация производственных процессов / Мартыненко
И.И. и др. М.: Агропромиздат. 2005.
2. Бохан Н.И. и др. Технические средства автоматики и телемеханики. М.:
Агропромиздат.2002.
3. Иванов А.А. Автоматизация технологических процессов и производств. М.:
Форум. 2011.
4. Попов Е.Н. Теория линейных систем автоматического регулирования и
управления. М.: Наука.2005.
5. Попов Е.Н. Теория нелинейных систем автоматического регулирования и
управления. М.: Наука.2003
6. Щагин А.В., Демкин В.И., Кононов В.Ю. Основы автоматизации
техпроцессов. М.: Высшее образование. 2009.
Дополнительный:
7. Схиртладзе А.Г., Скворцов А.В. Технологические процессы
автоматизированного производства. М.: Академия. 2011.