Записи выполняются и используются в СО 1.004

СО 6.018

Предоставляется в СО 1.023.

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Саратовский государственный аграрный университет

имени Н.И. Вавилова

Факультет «Природообустройство и лесное хозяйство»

СОГЛАСОВАНО УТВЕРЖДАЮ

Декан факультета Проректор по учебной работе Д.А. Соловьев _С.В. Ларионов «_»2013 г. «»2013 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА (МОДУЛЬНАЯ)

Дисциплина «Гидроавтоматика на мелиоративных системах»

Для специальностей 280401-Мелиорация, рекультивация и охрана земель Кафедра «Организация и управление инженерными работами, строительство и гидравлика»

Курс Семестр Объем дисциплины:

Всего часов - Из них: аудиторных - лекции - в т.ч.

лабораторные занятия - самостоятельная работа – Форма итогового контроля: 9 семестр – зачет Программу составили: доцент Горбачева М.П.

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Цель: дать студентам необходимые теоретические знания в области автоматики, включая ТАР, автоматизацию объектов ВХК, автоматизацию водораспределения, полива, водоучета и т.д.

Задачи изучения дисциплины:

В результате изучения дисциплины студент должен знать:

- основные понятия и определения;

- основы ТАР;

- технические средства гидроавтоматики, применяемые в ВХК;

- способы технической реализации автоматизации основных технологических процессов в ВХК и т.д.;

Студент должен уметь:

-анализировать процессы, происходящие в ВХК;

- решать задачи автоматизации основных технологических процессов;

- обеспечивать наладку и рациональную эксплуатацию средств гидроавтоматики.

2. ИСХОДНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПОДГОТОВЛЕННОСТИ

СТУДЕНТОВ

Дисциплина «Гидроавтоматика на мелиоративных системах» состоит из трех модулей: гидравлические авторегуляторы; автоматизация водораспределения; автоматизация объектов ВКХ. Дисциплина изучается в 9 семестре пятого курса.

При изучении дисциплины студентам необходимо знание : высшей математики (разделы дифференциального и интегрального исчисления, дифференциальные уравнения); физики (системы физических единиц; свойства капельных жидкостей); теоретической механики (статика, кинематика, динамика), гидравлики, вычислительной техники, с/х гидротехнических мелиораций, ГТС, насосов и НС и др.

Приступая к изучению дисциплины, студент должен знать основные законы механики жидкости, уметь выполнять гидравлические расчеты трубопроводных систем, знать принципы работы и устройство насосов, а также особенности их эксплуатации, обладать знаниями в области химии воды, обладать определенной экологической культурой.

3. СОДЕРЖАНИЕ И МЕТОДИКА ВХОДНОГО КОНТРОЛЯ

Входной контроль знаний студентов проводится на первом лабораторно-практическом занятии и состоит из контрольного задания, содержащего ряд вопросов, ответы на которые в письменной форме дает каждый студент (приложение 1).

Для получения удовлетворительной оценки студент должен ответить на пять поставленных вопросов из десяти. Ответы студентов должны быть краткими и по существу рассматриваемого вопроса. Максимальный рейтинг входного контроля 4 баллов. На входной контроль отводится 30 мин.

Входной контроль позволяет оценить исходный уровень подготовки студентов и дает возможность правильно выбрать методику изложения учебного материала.

4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

«ГИДРОАВТОМАТИКА НА МЕЛИОРАТИВНЫХ СИСТЕМАХ»

Таблица 1.

Номера Наименование модулей. Количество часов Рейтинг модулей и Наименование и содержание модульных единиц (баллы) модульных единиц аудиторные самостоятельзанятия ная работа 1 2 3 4 Входной контроль Модуль 1 ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ АВТОРЕГУЛЯТОРЫ 26 14 Лекции Вводная лекция 1 Введение. Значение и содержание курса. Особенности автоматизации объектов водохозяйственного комплекса. Понятие автоматизации в ВКХ. Классификация технологических процессов и общие принципы автоматизации. Авторегуляторы в ВКХ.

Теория авторегуляторов 2 Теоретические основы гидравлических авторегуляторов. АРУ, АРР, пропорциональные водоотделители. Требования к техническим средствам автоматизации Автоматические регуляторы уровня 3 Гидравлические АРУ, АРУ ПД и НПД, их достоинства и недостатки. АРУ работающие по принципу уравновешивания моментов сил, действующих на их подвижные части. Условия устойчивости.

АРУ фирмы «НЕЙРПИК». АРУ «Кинематический трехзвенник» Пример расчета плоского трехзвенника.(з.16) АРУ НПД Бочкарева. АРУ НПД Маковского. Цилиндрические затворы -автоматы. АР АРУ нижнего бьефа для напорных водоводов. АР давления. Гидрозадвижки и их работа. Снижение величины ударного давления за счет переменного нижнего бьефа конструкции Я.В. Бочкарева»

Автоматизация водораспределения регулированием УВ. Регулирование по ВБ и НБ и их особенности. Понятие каскадного регулирования. Смешанное регулирование.

Технологические схемы автоматизации водораспределения регулированием отбором расходов, отношением расходов. Технологические схемы автоматизации водораспределения на закрытых оросительных системах.

АГУ нижнего бьефа конструкции Я.В. Бочкарева»

Насосные станции как объекты автоматизации и их особенности. Автоматизация заливки насосных агрегатов. Автоматическое управление насосными агрегатами.

Особенности пуска и остановки насосов на закрытую задвижку и с открытой задвижкой на напорном трубопроводе. Автоматизация регулированием подачи НС изменением числа и состава агрегатов, частоты вращения рабочих колес.

7л Знакомство с приборами автоматизации водоучета: 6 2 самописцы, регуляторы давления, водомер и т. д.

РГР№3 «Геометрическая интерпретация работы АГУ нижнего бьефа конструкции Я.В. Бочкарева»

Учебный график изучения дисциплины приведен в приложении А.

5. КРАТКАЯ ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКАЯ

ХАРАКТЕРИСТИКА ДИСЦИПЛИНЫ

Дисциплина «Гидроавтоматика на мелиоративных системах» читается для студентов специальности МРЗ в девятом семестре 5 курса и состоит из трех модулей: гидравлические авторегуляторы; автоматизация водораспределения; автоматизация объектов ВКХ.

Обучение по дисциплине проводится в форме лекций, лабораторных занятий, самостоятельной работы. При изучении дисциплины предусмотрено выполнение трех расчетно-графических работ. Главная цель РГР заключается в развитии у студентов навыков расчета средств автоматики, а также умения выполнять расчет простейших гидравлических авторегуляторов.

Объем дисциплины составляет 90 часов, из них 50 часов аудиторных занятий.

На лабораторно-практических занятиях студенты закрепляют теоретические знания, получают навыки выполнения экспериментальных работ.

Текущий контроль осуществляется в ходе проведения лабораторных занятий в форме индивидуального опроса студентов, и отчета по лабораторным работам, РГР, посещением лекций и их конспектирования.

Каждый модуль представляет собой законченный раздел дисциплины.

Рубежный контроль проводится после каждого модуля (контрольные вопросы – приложение 2) в форме индивидуального устного собеседования.

Дисциплина преподается в 9 семестре и относится к специальным дисциплинам. Дисциплина заканчивается зачетом.

6. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

Самостоятельная работа включает следующие виды деятельности: подготовку к лабораторным занятиям, выполнение расчетно-графических работ, подготовку к рубежным и выходным контролям, изучение программного материала, не вошедшего в лекционный курс.

Из 40 часов на самостоятельную работу 12 часов выделяется на выполнение РГР; 8 часов - на подготовку к лабораторно-практическим занятиям; часов - на подготовку к рубежному контролю; 8 часов - на подготовку к выходному контролю.

Для обеспечения мотивации студентов вопросы по темам, вынесенным на самостоятельное изучение, используются при проведении рубежных и выходных контролей.

7. СИСТЕМА ОЦЕНКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБУЧЕНИЯ

При изучении дисциплины используется рейтинговая система оценки знаний, умений и навыков студентов. Максимальное количество баллов, которые может получить студент по видам контроля, приведено в таблице 4.1 и составляет Вмах= 65.

Итоговый рейтинг за семестр подсчитывается путем перевода учебных баллов в зачетные по формуле:

где n - количество часов аудиторных занятий по учебному плану - n = 50.

Вмах. - максимально возможная сумма учебных баллов, которую может набрать студент.

Вфак. - фактическая сумма баллов, набранная студентом.

Студенты активно занимающиеся научной работой на кафедре могут увеличить свой текущий рейтинг, путем прибавления творческого рейтинга (максимальная величина которого - 5 баллов).

Итоговый рейтинг проставляется в зачетную книжку студента и зачетно - экзаменационную ведомость.

В качестве выходного контроля предусмотрен зачет. Зачет проводится в форме устного собеседования. Вопросы, выносимые на зачет, доводятся до студентов и охватывают принципиальные вопросы всех трех модулей изучаемой дисциплины (см. приложение 3).

Студенты, набравшие менее 21 баллов, к зачету не допускаются. Набравшие от 21 до 30 баллов сдают зачет. Студентам, набравшим более 30 баллов выставляется итоговый рейтинг без собеседования.

Критериями оценки служат: глубина усвоения учебного материала, умение применять полученные знания для решения конкретных профессиональных задач, объем полученных знаний. По каждому из этих критериев можно выделить три уровня в соответствии с таблицей 2.

Если все критерии соответствуют третьему уровню, то студенту выставляется максимальный рейтинг. Если все критерии соответствуют первому уровню минимальный.

Критерий Описательное из- Упрощенное объ- ний общих закономерноучебного материложение яснение стей, аналитических расчеала от программы

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

№ Наименование лабораторных Перечень оборудования Количество, 1 Cвойства объекта автоматиче- -гидравлический лоток 2 Регулятор уровня ВБ «Кинема- -гидравлический лоток 3 Авторегулятор уровня нижнего -гидравлический лоток бьефа прямого действия сег- -успокоительный бак 4 Авторегулятор уровня нижнего -гидравлический лоток бьефа с корректором положе- -успокоительный бак 5 Испытание авторегулятора -гидравлический лоток уровня прислонного типа кон- -успокоительный бак 6 Автоматический регулятор -гидравлический лоток

9. СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРА

п/п ствия конструкции Бочкарева. Методические указания и расчетно-графической работы зания и задания для выполнения расчетно-графической доцент кафедры «Организация и управление инженерными работами, строительство

ВОПРОСЫ ДЛЯ ВХОДНОГО КОНТРОЛЯ

Гидростатическое давление и приборы измерения его величины.

Способы и приборы измерения расхода.

Уравнение Бернулли и его применение к расчету трубопровода Понятие гидродинамического напора. Физический смысл напора. Единицы измерения напора.

5. Два вида потерь напора. Практическое определение потерь напора в трубопроводах.

6. Гидравлический расчет трубопроводов. Определение диаметра труб по заданному расходу.

7. Гидравлический расчет самотечных труб и лотков.

8. Гидравлический удар в напорных трубопроводах. Методы предотвращения гидравлического удара и его последствий.

9. Способы увеличения напора жидкости. Насосы и их разновидности.

10. Методика подбора лопастных насосов.

ВОПРОСЫ РУБЕЖНОГО КОНТРОЛЯ

по дисциплине «Гидроавтоматика на мелиоративных системах»

1. Что называется системой автоматического регулирования 2. Дайте понятие прямой и обратной связи.

3. В чем заключается устойчивость систем автоматического регулирования 4. Какие критерии устойчивости известны.

5. Элементы автоматики и их характеристики.

6. Принципы автоматического управления.

7. Свойства САР.

8. Аккумулирующая способность.

9. Дайте понятие самовыравнивания.

10. Дайте понятие времени разгона.

11. Что называется постоянной времени объекта.

12. Что называется запаздыванием.

13. Дайте понятие кривой разгона.

14. Как определить основные свойства объекта по кривой разгона.

15. Гидравлические АРУ прямого и непрямого действия.

16. Дайте понятие кинематического трехзвенника.

17. Дайте понятие регулятора Маковского 1. Дайте понятие водораспределения. Основная задача водораспределения.

2. Что называется автоматическим регулированием режима канала, автоматическим управлением водовыпускными сооружениями, автоматической защитой канала.

Перечислите известные вам локальные схемы автоматического регулирования режима канала.

Начертить структурную схему регулирования уровня воды по нижнему бьефу. Что является объектом регулирования в схеме. Его основные свойства.

Отличие регулирования по верхнему и нижнему бьефу.

Какое регулирование режимов канала называют каскадным.

Регулирование режима канала по возмущению и отклонению. Преимущество регулирования по возмущению.

Преимущество закрытых водоводов перед открытыми.

Технические средства автоматизации при автоматизации водораспределения.

1. Объяснить назначение насосных станций гидромелиоративных систем.

2. Начертить и объяснить принципиальную электрическую схему автоматического управления электродвигателем насосного агрегата.

3. Начертить и объяснить принципиальную электрическую схему автоматического управления электродвигателем дренажных вод с помощью датчика уровня.

4. Принцип действия контрольно-измерительных приборов, применяемых на насосных станциях.

5. Способы автоматического управления расходом воды насосных агрегатов.

Недостаток способа регулирования расхода степенью открытия задвижки.

6. Схема регулирования производительности насосной станции с разнотипными агрегатами.

7. Работа схемы автоматического залива основного насоса с помощью вакуум-насоса.

8. Принципиальная схема автоматизации насосной станции, работающей на закрытую сеть дождевальных систем.

9. Для каких целей служат бустер-насосы и водовоздушный котел в системе автоматизации насосной станции.

10. Принцип регулирования расхода воды по напору, активной мощности, расходу.

ВОПРОСЫ ВЫХОДНОГО КОНТРОЛЯ

1. Что называется системой автоматического регулирования 2. Дайте понятие прямой и обратной связи.

3. В чем заключается устойчивость систем автоматического регулирования 4. Какие критерии устойчивости известны.

5. Элементы автоматики и их характеристики.

6. Принципы автоматического управления.

7. Свойства САР.

8. Аккумулирующая способность.

9. Дайте понятие самовыравнивания.

10.Дайте понятие времени разгона.

11.Что называется постоянной времени объекта.

12.Что называется запаздыванием.

13.Дайте понятие кривой разгона.

14.Как определить основные свойства объекта по кривой разгона.

15.Гидравлические АРУ прямого и непрямого действия.

16.Дайте понятие кинематического трехзвенника.

17.Дайте понятие регулятора Маковского 18.Дайте понятие водораспределения. Основная задача водораспределения.

19.Что называется автоматическим регулированием режима канала, автоматическим управлением водовыпускными сооружениями, автоматической защитой канала.

20.Перечислите известные вам локальные схемы автоматического регулирования режима канала.

21.Начертить структурную схему регулирования уровня воды по нижнему бьефу. Что является объектом регулирования в схеме. Его основные свойства.

22.Отличие регулирования по верхнему и нижнему бьефу.\ 23.Какое регулирование режимов канала называют каскадным.

24.Регулирование режима канала по возмущению и отклонению. Преимущество регулирования по возмущению.

25.Преимущество закрытых водоводов перед открытыми.

26.Технические средства автоматизации при автоматизации водораспределения.

27.Объяснить назначение насосных станций гидромелиоративных систем.

28.Начертить и объяснить принципиальную электрическую схему автоматического управления электродвигателем насосного агрегата.

29.Начертить и объяснить принципиальную электрическую схему автоматического управления электродвигателем дренажных вод с помощью датчика уровня.

30.Принцип действия контрольно-измерительных приборов, применяемых на насосных станциях.

31.Способы автоматического управления расходом воды насосных агрегатов.

Недостаток способа регулирования расхода степенью открытия задвижки.

32.Схема регулирования производительности насосной станции с разнотипными агрегатами.

33.Работа схемы автоматического залива основного насоса с помощью вакуум-насоса.

34.Принципиальная схема автоматизации насосной станции, работающей на закрытую сеть дождевальных систем.

35.Для каких целей служат бустер-насосы и водовоздушный котел в системе автоматизации насосной станции.

36.Принцип регулирования расхода воды по напору, активной мощности, расходу.

ВОПРОСЫ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

1. Система автоматического регулирования.

2. Понятие прямой и обратной связи.

3. Устойчивость систем автоматического регулирования.

4. Критерии устойчивости.

5.Элементы автоматики и их характеристики.

6. Принципы автоматического управления.

7. Свойства САР.

8. Основные свойства объектов регулирования.

9. Временя разгона.

10. Гидравлические АРУ прямого и непрямого действия.

11. Устройство кинематического трехзвенника.

12. Устройство регулятора Маковского 13. Водораспределение.

14. Основная задача водораспределения.

15. Локальные схемы автоматического регулирования режима канала.

16. Регулирования по верхнему и нижнему бьефу.

17. Каскадное регулирование режимов канала.

18. Регулирование режима канала по возмущению и отклонению.

19. Технические средства автоматизации при автоматизации водораспределения.

20. Принцип действия контрольно-измерительных приборов, применяемых на насосных станциях.

21. Способы автоматического управления расходом воды насосных агрегатов.

22. Схема регулирования производительности насосной станции с разнотипными агрегатами.

23. Принципиальная схема автоматизации насосной станции, работающей на закрытую сеть дождевальных систем.

УЧЕБНЫЙ ГРАФИК

изучения дисциплины Гидроавтоматика на мелиоративных системах Практические занятия