Московский энергетический институт (технический университет)




Скачать 151.02 Kb.
НазваниеМосковский энергетический институт (технический университет)
Дата30.08.2012
Размер151.02 Kb.
ТипКурсовая
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ


(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)


ИНСТИТУТ ТЕПЛОВОЙ И АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИТАЭ)
___________________________________________________________________________________________________________


Направление подготовки: 140100 Теплоэнергетика и теплотехника

Профиль подготовки: 3 Автоматизация технологических процессов в теплоэнергетике

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

"СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ"



Цикл:

профессиональный




Часть цикла:

Вариативная




дисциплины по учебному плану:

Б.3. 25.03




Часов (всего) по учебному плану:

108




Трудоемкость в зачетных единицах:

3

8 семестр – 3;

Лекции

45 час.

8 семестр

Лабораторные работы

15 час

8 семестр

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

48час

8 семестр

Зачет




8 семестр

Курсовая работа

1 з.е.

8 семестр



Москва - 2010

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является изучение основ автоматизации теплоэнергетических объектов, принципов построения систем управления теплоэнергетическими объектами и методов их проектирования.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

  • самостоятельно работать, принимать решения в рамках своей профессиональной деятельности (ОК-7);

  • анализировать различного рода рассуждения, публично выступать, аргументировано вести дискуссию и полемику (ОК-12);

  • собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научно-техническую информацию по тематике исследования, использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии (ПК-6);

  • осуществлять сбор и анализ исходных данных для расчета и проектирования систем управления (ПК-9);

  • выбирать стандартные средства автоматики, измерительной и вычислительной техники для проектирования систем автоматизации и управления в соответствии с техническим заданием (ПК-10);

  • выполнять эксперименты на действующих объектах по заданным методикам и обрабатывать результаты с применением современных информационных технологий и технических средств (ПК-19);

  • проводить вычислительные эксперименты с использованием стандартных программных средств с целью получения математических моделей процессов и объектов автоматизации и управления (ПК-20);

Задачами дисциплины являются

  • познакомить обучающихся c основными принципами построения систем управления теплоэнергетическими объектами, методами их проектирования и расчета;

  • познакомить обучающихся с типовыми структурами автоматических систем управления, используемыми в системах автоматизации теплоэнергетических объектов управления;

  • научить принимать и обосновывать конкретные технические решения при проектировании систем управления теплоэнергетическими объектами и систем локальной автоматики.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла по выбору Б.3.25.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю «Автоматизация технологических процессов в теплоэнергетике» направления 140100 Теплоэнергетика и теплотехника.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Котельные установки", "Вычислительные машины, системы и сети", "Технические средства автоматизации", “Теплотехнические измерения и приборы”, “Теория автоматического управления”

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и изучении дисциплин " Микропроцессорные средства автоматизации и управления” "Моделирование систем управления ”, а также программы магистерской подготовки “Автоматизация технологических процессов в теплоэнергетике”.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:


Знать:

  • функциональное назначение и принципы построения систем автоматизации и управления теплоэнергетическими объектами;

  • назначение, расположение технических средств автоматизации на объекте управления и отображение их на функциональных схемах;

  • источники научно-технической информации (журналы, сайты Интернет) по системам автоматизации и управления теплоэнергетическими объектами (ПК-17).


Уметь:

  • технически грамотно проводить анализ структуры и динамики объекта и выбор

структурной схемы одноконтурных, многоконтурных и многомерных систем

автоматического управления;

  • проводить поверочный расчет регулирующих органов с определением перестано-

вочного усилия, выбором исполнительного механизма и вида сочленения;

  • уметь составлять заказные спецификации на технические средства автоматизации;

  • проводить поиск и анализировать научно-техническую информацию по системам автоматизации и управления (ПК-6);

  • выбирать необходимые технические средства автоматизации управления (ПК-6).



Владеть:

  • терминологией в области систем автоматизации и управления (ОК-2);

  • навыками дискуссии по профессионально тематике (ОК-12);

  • навыками проектирования, построения и анализа функциональных схем систем

автоматизации и управления теплоэнергетическими объектами.


4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часа.



п/п

Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации
(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)


лк

пр

лаб

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Системы автоматизации и управления. Основные понятия.

6

8

4




-

2

Тест на знание терминологии

2

Модели ТОУ на стадиях проектирования и внедрения САиУ

14

8

4




4

6

Тест: динамические характеристики ТОУ

3

Требования, предъявляемые к САиУ

6

8

4




-

2

Тест: требования, предъявляемые к САиУ

4

Основные ТОУ в теплоэнергетике как объекты управления

14

8

6




4

4

Тест на знание объектов управления в теплоэнергетике

5

Функции САиУ

14

8

6







8

Тест: функции САиУ


6

Проектирование САиУ

12

8

4







8

Контрольная работа по выбору структуры САиУ для заданного ТОУ

7

Схемы регулирования основных параметров ТОУ в теплоэнергетике

23

8

8




7

8

Подготовка реферата

8

Регулирующие органы в САиУ

17

8

9







8

Подготовка реферата




Зачет

2

8

--

--




2

Защита реферата




Итого:

108




45



15

48






4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции

1. Системы автоматизации и управления. Основные понятия.


Задачи автоматизации и управления теплоэнергетическими процессами; современное состояние и перспективы развития автоматизации. Получение и преобразование энергии. Понятие о технологическом объекте управления (ТОУ) и автоматизированном технологическом комплексе (АТК). Режимы работы ТОУ. Принципы принятия и реализации решения в системах управления. Иерархия управления. Назначение и определение АСУТП, АСУП. Распределенная вычислительная сеть для управления ТЭС. Структура, основные компоненты, их назначение. Объемы информации ввода/вывода.

2. Модели ТОУ на стадиях проектирования и внедрения САиУ

Модели ТОУ на стадиях проектирования и внедрения САиУ. Математическое описание ТОУ в виде дифференциальных уравнений. Пять характерных свойств ТОУ в теплоэнергетике. Динамические, нестационарные, нелинейные, стохастические, многомерные. Экспериментальное определение динамических характеристик ТОУ. Понятие аппроксимации. Критерии аппроксимации и системный подход. Структуры модели. Структурное моделирование динамических систем на ПЭВМ. Методы поиска экстремума функции нескольких аргументов. Метод деформируемого многогранника. Примеры моделей.


3. Требования, предъявляемые к САиУ

Требования, предъявляемые к САиУ. ГОСТы и другие нормативные документы по АСУ. Требования к АСУ в целом. Требования к функциям АСУ. Виды обеспечений. Требования к информационному, техническому, программному, организационному, лингвистическому, правовому и др. обеспечениям. Требования к надежности, экономичности, безопасности. Порядок испытаний при вводе, комплектность, гарантии. Командные посты и структура управления на примере ТЭС с поперечными связями. Виды щитов, размещение технических средств, отражение их на функциональных схемах. Спецификации на средства автоматизации.


4. Основные ТОУ в теплоэнергетике как объекты управления.

Основные ТОУ в теплоэнергетике как объекты управления. Назначение элементов технологического оборудования, значения технологических параметров. Регулируемые величины и регулирующие воздействия. Технологическая схема энергоблока ТЭС. Основные регулируемые величины и регулирующие воздействия газовоздушного и пароводяного трактов прямоточного и барабанного котлоагрегатов. Особенности динамических и статических характеристик каналов регулирующих и возмущающих воздействий. Технологическая схема энергоблока АЭС с водо-водяным энергетическим реактором. Основные регулируемые величины и регулирующие воздействия первого и второго контуров энергоблока. Компенсатор объема первого контура. Назначение и особенности управления. Энергоблок с ПГУ. Основные регулируемые величины и регулирующие воздействия котла-утилизатора. Особенности ТОУ и сравнительные характеристики.


5. Функции САиУ

Функции САиУ. Информационные функции. Виды сигналов. Аналоговые, дискретные, инициативные, псевдо-аналоговые. Проверка сигналов на достоверность. Паспорта. Мгновенная и оперативная базы данных. Отображение информации на мониторах и приборах. Технологическая сигнализация. Виды. Регистрация событий. Регистрация аварийных ситуаций. Архивы. Создание и хранение информации. Расчет ТЭП. Отчеты и сводки. Информация в другие АСУ.

Управляющие функции. Дистанционное управление.(ДУ) Требования к ДУ. Структурная схема реализации. Индивидуальное, избирательное, групповое и функционально- групповое управление. Логическое управление.

Автоматическое регулирование. Требования к АР. Тепловые защиты и блокировки (ТЗиБ). Требования к ТЗиБ. Схемы включения датчиков Автоматический ввод резерва. Автоматизация процессов пуска и останова оборудования. Оптимизация в САиУ. Задачи оптимизации. Целевая функция. Метод штрафных функций.


6. Проектирование САиУ

Стадии создания САиУ. Концепция, эскизное проектирование, техническое задание, техническое и рабочее проектирование, ввод в действие, сопровождение. Стадии создания систем автоматизации. Автоматизированное проектирование систем автоматизации (САПР). Алгоритм САПР САиУ. Анализ динамики объекта и выбор структурной схемы системы автоматического управления. SCADA-системы для распределенных микропроцессорных систем управления. Назначение, инструментальная и исполнительная системы. Системы реального времени.

Система автоматизации фирмы Сименс SPPA T-3000. Назначение. Структура и архитектура. Состав ПТК. Взаимодействие компонентов. Проектирование САиУ простым объектом. Последовательность создания и реализации проекта. Режимы конфигурирования и работы. Библиотека алгоритмических модулей.

Оценка экономического эффекта от внедрения мероприятий по САиУ. Физический, технический и экономический эффект. Пример расчета эффектов.


7. Схемы регулирования основных параметров ТОУ в теплоэнергетике

Факторы, влияющие на технологический процесс. Технологические параметры объекта управления как показатели материальных и тепловых балансов Регулирование расходов, соотношения расходов, уровня в баках и барабанах котлов, сигнал по теплоте и его формирование. Регулирование давления. Главный регулятор. Регулирование горения топлива, воздуха, разрежения. Регулятор экономичности. Регулирование температур в промежуточной точке пароводяного тракта, острого и вторичного пара. Сетевой подогреватель и шаровая барабанная мельница как объекты комплексной автоматизации.

8. Регулирующие органы в САиУ

Регулирующие органы в САиУ. Классификация. дозирующие и дросселирующие РО. Регулирование производительности насосов с помощью гидромуфты. ЧРП.

Дросселирующие РО. Элементы седло-затвор. конструктивные характеристики. Пропускная способность РО. Гидродинамические характеристики. Понятие кавитации. Расходные характеристики РО. Требования к расходным характеристикам. Конструктивный и поверочный расчет РО. сочленения РО и ИМ. Виды сочленения.


4.2.2. Практические занятия

Практические занятия учебным планом не предусмотрены.


4.3. Лабораторные работы

8 семестр

  1. Аппроксимация переходных характеристик объектов управления.

  2. Одноконтурная автоматическая система регулирования с ПИД регулятором при случай-

ных возмущениях.

  1. Каскадная автоматическая система регулирования.



4.4. Расчетные задания

Расчетные задания учебным планом не предусмотрены.


4.5. Курсовая работа.

8 семестр

Курсовая работа: “Система автоматизации ТОУ”.

Конкретные темы включаются в Учебно-методический комплекс по дисциплине.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в форме традиционных лекций и лекций с использованием презентаций и видео роликов. Презентации лекций содержат определения, структурные и принципиальные схемы систем управлении, графики, примеры решения задач.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и лабораторным работам, оформление реферата и курсовой работы и подготовку его презентации к защите, подготовку к зачету.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, устный опрос, защита курсовой работы.

Аттестация по дисциплине – зачет.

Оценка за освоение дисциплины рассчитывается из условия: 0,3(среднеарифметическая оценка за контрольные и тесты) + 0,3оценка за курсовую работу + 0,4оценка на зачете.

В приложение к диплому вносится оценка за 8 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

  1. Плетнев Г.П. Автоматизированное управление объектами тепловых электростанций. М.: Энергоатомиздат,1995 г. 362 с.

  2. Плютинский В.И., Погорелов В.И. Автоматическое управление и защита теплоэнергетических установок АЭС. М.: Энергоатомиздат,1983 г. 296 с.

  3. Благов Э.Е., Ивницкий Б.Я. Дроссельно-регулирующая арматура ТЭС и АЭС. М.: Энергоатомиздат,1990 г. 288 с.

  4. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ «Моделирование динамических систем на ПЭВМ с использованием программы "20 - sim 2.3 Pro"


б) дополнительная литература:

  1. А.С. Клюев и др. Проектирование систем автоматизации технологических процессов. Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат,1990 г. 464 с.

  2. Г.Олссон, Д.Пиани. Цифровые системы автоматизации и управления. Спб.: Невский диалект, 2001. – 557 с.


7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

20 - sim 2.3 Pro , SPPA-T3000.

б) другие:

Matlab (Simulink).


8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов.


Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО направлению подготовки 140100 «Теплоэнергетика и теплотехника» и профилю 3 «Автоматизация технологических процессов в теплоэнергетике»


ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доцент Зверьков В.П.


"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Автоматизированные системы управления тепловыми процессами

д.т.н., профессор Андрюшин А.В.

Похожие:

Московский энергетический институт (технический университет) iconМосковский Энергетический Институт (Технический Университет) (мэи (ТУ)) Дата: 20 сентября 2010
Название компании: Московский Энергетический Институт (Технический Университет) (мэи (ТУ))
Московский энергетический институт (технический университет) iconМосковский энергетический институт (технический университет)

Московский энергетический институт (технический университет) iconМосковский энергетический институт (технический университет)

Московский энергетический институт (технический университет) iconМосковский энергетический институт (технический университет)

Московский энергетический институт (технический университет) iconМосковский энергетический институт (технический университет)

Московский энергетический институт (технический университет) iconМосковский энергетический институт (технический университет)

Московский энергетический институт (технический университет) iconМосковский энергетический институт (технический университет) российско-германский институт бизнеса

Московский энергетический институт (технический университет) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт электроэнергетики (иээ)

Московский энергетический институт (технический университет) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт электроэнергетики (иээ)

Московский энергетический институт (технический университет) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт
Магистерская программа: Автономные энергетические системы. Водородная и электрохимическая энергетика
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница