[ СМОЛЕНСКИЙ ГУМАНИТАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ФАКУ ЛЬТЕТМЕЖДУНАРОДНОГО ТУРИЗМА И ИНОСТР АННЫХ ЯЗЫКОВ
КАФЕДР АТЕХНОЛОГИЯ ПРОДУКТОВ ОБЩЕСТВЕННОГО ПИТАНИЯ
ЛАБУСТКО ЮРИЙ НИКОЛАЕВИЧ
Учебно-методическое пособие
по дисциплине: «системы управления технологическими процессами
и информационные технологии»
для студентов, обучающихся по специальности 260501 «Технология продуктов общественного питания»
(заочная форма обучения) Смоленск – 2008
ТРЕБОВАНИЯ ГОСУ ДАРСТВЕННОГО ОБР АЗОВАТЕЛЬНОГО
СТАНДАРТА
Системы управления технологическими процессами и информационные технологии:основные понятия и определения автоматизации, информатизации и теории автоматического управления; классификация систем управления технологическими процессами; роль микропроцессорной техники в системе управления; методы и функции управления технологическими процессами; стандартизация в разработке систем управления; автоматические системы регулирования; автоматизированные системы управления технологическими процессами; системы управления дисперсными процессами; проектирование систем автоматизации; системы управления типовыми объектами продуктов питания, использование информационных технологий в технологических процессах пищевых производств.
Цель курса «Системы управления технологическими процессами и информационные технологии»
Цель преподавания настоящей дисциплины состоит в формировании у студентов знаний и умений по основам автоматизации, управления и информационным технологиям технологическими объектами отрасли при решении задач повышения эффективности производства.
Основные задачи курса можно сформулировать следующим образом:
Системы управления технологическими процессами и информационные технологии позволяют повысить интенсивность производства и качество продукции, обеспечить безопасность производства и охрану окружающей среды, уменьшить затраты на электроэнергию.
В процессе изучения данной дисциплины студенты должны получить следующие знания:
знания по основам автоматизации, управления и информационным технологиям технологическими объектами отрасли при решении задач повышения эффективности производства.
1. Требования к уровню освоения содержания дисциплины В результате изучения данной дисциплины студенты должны приобрести следующие умения:
иметь представление:
- о типах систем автоматического управления, - о назначении и области применения наиболее распространенных в отрасли средств и систем автоматизации, в том числе управляющих вычислительных машин, микропроцессоров и микроконтроллеров;
- о конструкциях и основных характеристиках технических средств автоматизации, - об основных информационных технологиях, применяемых при управлении технологическими процессами;
знать:
- свойства технологических процессов как объектов управления;
- методы и принципы построения систем автоматического управления;
- методы измерения параметров технологических процессов.
уметь:
- анализировать технологические процессы как объекты управления и формулировать требования к их автоматизации;
- читать схемы автоматизации технологических процессов и составлять простейшие, проводить их анализ и синтез;
- выбирать средства автоматического контроля ПРОГР АММА (СОДЕРЖАНИЕ) УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Передаточные функции. Определение передаточной функции. Примеры типовых звеньев. Соединения звеньев.
Переходные характеристики АСР. Определение параметров передаточной функции объекта по переходной кривой. Кривые разгона, постоянная времени, коэффициент самовыравнивания, чистое запаздывание в объектах Определение частотных характеристик.
• Качество процессов управления Критерии устойчивости. У стойчивость. Корневой критерий. Критерий Гурвица. Критерий Михайлова. Критерий Найквиста.
Показатели качества. Прямые показатели качества. Корневые показатели качества. Частотные показатели качества. Связи между показателями качества.
• Автоматические регуляторы Типы регуляторов. Законы регулирования. Определение оптимальных настроек регуляторов.
Системы управления дискретными процессами. Логические системы управления • Средства автоматизации и управления Измерения технологических параметров. Государственная система приборов (ГСП). Элементы метрологии и техники измерений. Точность преобразования информации. Погрешности измерения. Поверка измерительных приборов.
Классификация КИП. Виды первичных преобразователей. Преобразование сигналов и системы передач информации на расстояние (дифференциально-трансформаторная, ферродинамическая, сельсинная, пневматическая).
Методы и приборы для измерения температуры. Классификация термометров. Термометры расширения. Жидкостные стеклянные. Термометры, основанные на расширении твердых тел. Газовые манометрические термометры. Жидкостные манометрические термометры. Конденсационные манометрические термометры. Электрические термометры. Термометры сопротивления. Пирометры излучения. Цветовые пирометры.
Вторичные приборы для измерения разности потенциалов. Пирометрические милливольтметры.
Потенциометры. Автоматические электрические потенциометры. Методы измерения сопротивления.
Уравновешенные и неуравномешенные мосты. Логометры.
Методы и приборы для измерения давления и разряжения. Классификация приборов для измерения давления. Жидкостные манометры. Чашечные манометры и дифманометры. Микроманометры.
Пружинные манометры. Электрические манометры. Преобразователи давления типа "Сапфир".
Методы и приборы для измерения расхода пара, газа и жидкости. Классификация. Метод переменного перепада давления. Расходометры постоянного перепада давления. Расходомеры переменного уровня. Расходометры скоростного напора.
Методы и приборы для измерения уровня. Методы измерения уровня. Поплавковый метод измерения уровня. Буйковые уровнемеры. Гидростатические уровнемеры. Электрические методы измерения уровня. Измерение уровня жидкости и сыпучих сред Измерение количества твердых и сыпучих материалов. Автоматические весы и дозаторы.
Измерение плотности жидкости. Общие положения. Поплавковые, весовые, пьезометрические, радиоизотопные плотномеры.
Измерение вязкости. Вискозиметры истечения, с падающим шариком, ротационные, вибрационные.
Измерение влажности. Общие положения. Психометрические влагомеры.
Измерение химического состава и pH жидкости. Общие положения. pH - метры.
Микропроцессоры и микроконтроллеры. Регуляторы. Регуляторы прямого действия. Регуляторы дискретного действия (позиционные и импульсные). Исполнительные устройства. Вспомогательная аппаратура.
• Автоматизированные системы управления технологическими процессами Функции и структура АСУТП. У стройства связи с объектом. Виды информационных и управляющих функций АСУТП (от реализуемых ими функций и свойств объекта управления).
Техническое обеспечение АСУТП. Агрегатный принцип построения АСУ. Комплекс технических средств локальных систем и агрегатная система вычислительной техники. У стройства ввода и вывода информации. Понятие о цифровом управлении. Аппаратная и программная платформа контроллеров.
• Проектирование систем автоматизации Содержание проектных работ и проектной документации. Этапы проектирования систем автоматизации. Функциональные схемы автоматизации (ФСА). У словные обозначения
6. СЕМИНАРСКИЕ И ПР АКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ, ЛАБОР АТОРНЫЕ
Р АБОТЫ
Семинар №1 Основные термины и определения курса – 2 часа 1.1.Основные понятия и определения.1.2.Классификация АСР.
Семинар№2 Характеристики и модели элементов и систем – 2 часа 2.1.Основные модели систем управления.
2.2.Передаточные функции.
2.3.Переходные характеристики.
2.4.Частотные характеристики.
Семинар№3 Качество процессов управления - 2 часа.
3.1. Показатели качества процессов управления.
3.2. Критерий устойчивости Гурвицпа.
3.3. Критерий устойчивости Найквиста.
Семинар № 4Автоматические регуляторы – 2 часа 4.1. Автоматические регуляторы 4.2. Типы регуляторов.
4.3. Законы регулирования.
Семинар№5Средства автоматизации и управления – 2 часа 5.1.Измерения технологических параметров.
5.2.Элементы метрологии и техники измерений.
5.3.Виды первичных преобразователей.
Семинар № 6Автоматизированные системы управления технологическими процессами – 6.1.Функции и структура АСУТП.
6.2.Техническое обеспечение АСУТП.
6.3.Понятие о цифровом управлении.
Лит-ра: Злобин Л.А., Информационные технологии систем управления технологическими процессами. – М.: Высшая школа, 2005 – 731 с.
7. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ Р АБОТА СТУДЕНТОВ
1. Классификация АСР.2. Значение и эффективность АСУ.
3. Статические характеристики.
4. Динамические характеристики.
5. Примеры типовых звеньев.
6. Соединение звеньев.
7. Основные модели.
8. Преобразования Лапласа.
9. Передаточные функции.
10. Переходные характеристики АСР.
11. Определение частотных характеристик.
12. Критерии устойчивости 13. Критерий Гурвица.
14. Критерий Найквиста.
15. Показатели качества.
16. Корневые показатели качества.
17. Частотные показатели качества.
18. Связи между показателями качестваТипы регуляторов.
19. Государственная система приборов (ГСП).
20. Поверка измерительных приборов.
21. Классификация КИП.
22. Методы и приборы для измерения температуры.
23. Методы и приборы для измерения давления и разряжения.
24. Методы и приборы для измерения расхода пара, газа и жидкости.
25. Методы и приборы для измерения уровня.
26. Измерение количества твердых и сыпучих материалов.
27. Измерение плотности жидкости.
28. Измерение вязкости.
29. Измерение влажности.
30. Измерение химического состава и pH жидкости.
31. Микропроцессоры и микроконтроллеры.
32. Техническое обеспечение АСУТП.
33. У стройства ввода и вывода информации.
34. Этапы проектирования систем автоматизации.
35.Функциональные схемы автоматизации (ФСА). У словные обозначения.
Лит-ра:Злобин Л.А., Информационные технологии систем управления технологическими процессами. – М.: Высшая школа, 2005 – 731 с.
8. ФОРМЫ ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ
1. Основные понятия и определения.2. Методы и функции управления технологическими процессами.
3. Классификация АСР.
4. Значение и эффективность АСУ.
5. Статические характеристики.
6. Динамические характеристики.
7. Примеры типовых звеньев.
8. Соединение звеньев.
9. Основные модели.
10. Преобразования Лапласа.
11. Передаточные функции.
12. Переходные характеристики АСР.
13. Определение частотных характеристик.
14. Критерии устойчивости 15. Критерий Гурвица.
16. Критерий Найквиста.
17. Показатели качества.
18. Корневые показатели качества.
19. Частотные показатели качества.
20. Связи между показателями качества.
21. Типы регуляторов.
22. Законы регулирования.
23. Системы управления дискретными процессами.
24. Логические системы управления.
25. Измерения технологических параметров.
26. Элементы метрологии и техники измерений.
27. Точность преобразования информации.
28. Погрешности измерения.
29. Поверка измерительных приборов.
30. Государственная система приборов (ГСП).
31. Погрешности измерения.
32. Классификация КИП.
33. Виды первичных преобразователей.
34. Преобразование сигналов и системы передач информации на расстояние.
35. Методы и приборы для измерения температуры.
36. Вторичные приборы для измерения разности потенциалов.
37. Методы и приборы для измерения давления и разряжения.
38. Методы и приборы для измерения расхода пара, газа и жидкости.
39. Методы и приборы для измерения уровня.
40. Измерение количества твердых и сыпучих материалов.
41. Измерение плотности жидкости.
42. Измерение вязкости.
43. Измерение влажности.
44. Измерение химического состава и pH жидкости.
45. Регуляторы прямого действия.
46. Регуляторы дискретного действия.
47. Микропроцессоры и микроконтроллеры.
48. Функции и структура АСУТП.
49. Управляющие функции АСУТП.
50. Агрегатный принцип построения АСУ.
51. Агрегатная система вычислительной техники.
52. У стройства связи с объектом.
53. Техническое обеспечение АСУТП.
54. Аппаратная и программная платформа контроллеорв.
55. У стройства ввода и вывода информации.
56. Понятие о цифровом управлении.
57. Проектирование систем автоматизации 58. Содержание проектных работ и проектной документации.
59. Этапы проектирования систем автоматизации.
60. Функциональные схемы автоматизации (ФСА).
9. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КУРСА
Основная литература:1. Злобин Л.А., Информационные технологии систем управления технологическими процессами. – М.: Высшая школа, 2005 – 731 с.
2. Келим Ю.М., Типовые элементы систем автоматического управления. – М.: ФОРУМ:
3. Шишмарев В.Ю., Типовые элементы систем автоматического управления. – М.: Издательский центр «Академия», 2004 – 304 с.
Дополнительная литература:
1. Основы микропроцессорной техники / Новиков Ю.В., Скоробогатов П.К. – М.: ИНТУИТ.РУ. «Интернет-Университет Информационных Технологий», 2003, – 440 с.
2. Тихонов В.Я. Элементы и системы электроавтоматики в пищевой промышленности. – М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1984 – 264 с.
«