Розподіл навчальних годин (денна та заочна форма навчання)

Розподіл навчальних годин (денна та заочна форма навчання)

 

	денна форма	заочна
форма
Усього годин за навчальним планом
у тому числі: Аудиторні заняття
з них: лекції
лабораторні роботи
практичні заняття	-	-
семінарські заняття	-	-
Самостійна робота
у тому числі при: підготовці до аудиторних занять
підготовці до модульних контрольних робіт		-
виконанні курсових проектів (робіт)	-	-
виконанні індивідуальних завдань	-
опрацюванні розділів програми, які не викладаються на лекціях
Підсумковий контроль	д.зал.	зал.

 

Характеристика дисципліни

 

Навчальна дисципліна "Автоматизація виробничих процесів, мікропроцесорна техніка" є нормативною і входить до циклу дисциплін професійно-практичної підготовки бакалаврів за напрямом 0904 – «Металургія».

Мета вивчення дисципліни – засвоєння основ побудови автоматичних та автоматизованих систем управління (САУ та АСУТП) на базі мікропроцесорних контролерів та промислових комп’ютерів.

В результаті вивчення дисципліни студент повинен

знати:

- причини, що викликають необхідність автоматизації та передумови щодо їх застосування;

- основні принципи автоматизованого управління, їхні достойності та недоліки;

- принцип дії, характеристики та можливості основних вимірювачів технологічних параметрів;

- загальну структуру, функціональні можливості та межі застосування мікропроцесорних контролерів;

вміти:

- висувати вимоги до САУ та АСУТП;

- читати функціональні схеми автоматизації;

- оцінювати доцільність використання певних технічних засобів, зокрема вимірювачів технологічних параметрів, для реалізації локальних САУ;

- робити висновки щодо ефективності використання САУ в металургійному виробництві.

Критерії успішності – отримання позитивної оцінки при складанні екзамену у тестовій формі.

Зв’язок з іншими дисциплінами – вивченнюдисципліни передує вивчення дисциплін “Вища математитка”, “Фізика”, “Електротехніка”, “Основи металургійних процесів”.Набуті знання та вміння використовуються при вивченні дисципліни професійно-практичного циклу “Оптимізація металургійних процесів”, “Алгоритмізація і управління металургійними процесами” та ін.

 

Зміст дисципліни

№№ тем	Назва розділу/теми та її зміст	Тривалість (годин)
	Історія розвитку автоматизації виробничих процесів. Причини автоматизації та її передумови Вступ: мета, задачі та логічна структура дисципліни. Автоматизація як об’єктивна закономірність розвитку суспільного виробництва та її соціальне значення. Причини, що викликають необхідність автоматизації. Умови, які мають передувати впровадженню автоматизації.	1г.лекц. 4г. самост. роботи [1,2,3]
	Принципи побудови систем автоматичного управління (САУ) Сутність та особливості принципів управління за відхиленням, збурюванням та комбінованого управління. Основні пристрої САУ та їх класифікація за призначенням. Типова функціональна схема САУ.	1г.лекц. 4г. самост. роботи [1,2,3]
	Класифікація САУ Класифікація САУ за методом управління, характером використання інформації. Різновиди математичних моделей САУ.	4г. самост. роботи [1,2]
	Статичні та динамічні характеристики лінійних САУ. Поняття про статичний та динамічний стан САУ. Математичний опис лінійних САУ із зосередженими параметрами. Перехідна функція. Функція передачі. Частотні характеристики.	1г.лекц. 4г. самост. роботи [1]
	Типові динамічні ланки Поняття про типову динамічну ланку. Динамічні характеристики типових ланок різного порядку, ланок, що інтегрують і диференціюють, ланки чистого запізнення.	2г. лекц. 8г. самост. роботи [1] [5]
	Функції передачі замкнених САУ. Алгоритмічні (структурні) схеми АСУ та правила їх перетворення. Пошук функцій передачі замкнених САУ за керуючим та за збурюючим впливами.	1г. лекц. 4г. самост. роботи [1]
8	Поняття про якість САУ. Типові закони регулювання Показники якості перехідних процесів регулювання. П-, І-, ПІ- та ПІД-закони регулювання та особливості їх застосування.	2г. лекц. 8г. самост. роботи [1,2] [5]
	Основи вимірювальної техніки Основні поняття метрології та вимірювальної техніки. Похибки вимірювань. Клас точності вимірювальних приладів. Класифікація вимірювальних приладів та систем автоматичного контролю.	4г. самост. роботи [1,4]
10	Вимірювання технологічних параметрів металургійного та прокатного виробництва Принципи дії та побудова вимірювачів температури, тиску, витрати, ваги, складу газів. Вимірювання специфічних параметрів прокатного виробництва: швидкості прокатки, геометричних розмірів прокату, натягнення та ін.	14г. самост. роботи   [1,4]
	Загальні відомості про мікропроцесорну техніку Представлення інформації в цифрових обчислювальних машинах. Логічна структура та модульний принцип побудови мікропроцесорної системи управління (МП-системи). Призначення та функції основних модулів МП-систем: ЦПУ, пам’яті, введення/виведення сигналів тощо.	1 г. лекц 8г. самост. роботи [5]
	Основи прямого цифрового управління (ПЦУ) технологічними процесами на базі мікропроцесорних контролерів Основні операції, що виконуються під час ЦПУ. Спрощена структурна схема типового контура регулювання. Регулюючі мікропроцесорні програмно-логічні контролери РЕМІКОНТ та ЛОМІКОНТ, їхня структура, функції, можливості, області застосування.	1 г. лекц 8г. самост. роботи [5]

 

Лабораторні роботи

 

№№ занять	Тема роботи	Тривалість (годин)
	Дослідження роботи та повірка первинних перетворювачів та вторинних контрольно-вимірювальних приладів
	Типові регулятори та їхній вплив на показники якості регулювання.

Рекомендована література

Основна

1. Контроль и автоматизация металлургических процессов: Учебник для вузов. / Г.М. Глинков, и др. – М.: Металлургия, 1989. – 332 с.

2. Г.С. Щербина, О.Ю. Потап, О.П. Єгоров Автоматизація виробничих процесів. Принципи побудови систем автоматизації: навчальний посібник.-НМетАУ, 2008.- 47с.

3. Щербина Г.С., Потап О.Е. Основы автоматизации: Учебное пособие. – Днепропетровск: ГИПОпром, 2003. – 56 с.

4. Глинков Г.М., Маковский В.А. АСУТП в черной металлургии: Учебник для вузов. 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1999. – 310 с.

5. Методические указания для изучения основ проектирования систем регулирования, технологического программирования и выполнения лабораторных работ на базе Ремиконта-130 по дисциплине «Автоматизация производственных процессов, микропроцессорная техника» для студентов всех специальностей / Сост.: В.В. Кирсанов, Б.А. Литвинов, В.Ф. Сапов, В.И. Шибакинский – Днепропетровск, ГМетАУ, 1999. – 98 с.

Додаткова

6. Автоматическое управление металлургическими процессами: Учебник для вузов.2-е изд./ под ред. А.М. Беленького. – М.: Металлургия,1989. – 384 с.

7. Глинков Г.М., Климовицкий М.Д. Теоретические основы автоматического управления металлургическими процессами: Учебное пособие. – М.: Металлургия, 1985. – 304 с.

8. Основы теории и элементы систем автоматического регулирования: Учебник для вузов. / под ред. Г.М. Глинкова. – М.: Металлургия, 1987. – 270 с.

 

Децентралізована структура.

Ця структура використовується при побудові САУ відносно простими процесами. Представлена кількома не зв’язаними між собою автоматичними системами регулювання (АСР) без використання обчислювальної техніки. Основні функції:

-контроль параметрів об’єкту, як правило, аналоговими вимірювальними приладами, розташованими на щиті;

-стабілізація процесу на заданому режимі, який встановлює людина-оператор;

- програмно–логічне управління;

-захист обладнання та персоналу від аварій.

Всі управляючі рішення приймає оператор, керуючись показаннями приладів, наглядом за процесом та власним досвідом. Перевагою децентралізованих систем є їх висока живучість – при відмові одного приладу оператор переходить на ручне управління і технологічний процес не переривається. Однак, децентралізовані системи дорогі, громіздкі, консервативні щодо модернізації.

Централізована структура.

Характерна для початкового періоду використання УОК в АСУТП.

Вся інформація про об’єкт концентрується та обробляється на одному потужному обчислювальному комплексі, який обслуговує всі контури управління по черзі з урахуванням пріоритетів тієї чи іншої задачі.

Системи з такою структурою працюють, як правило, в інформаційному режимі або в режимі «радника оператора».

Людина–оператор системи:

- аналізує інформацію, отриману від УОК, або поради обчислювального комплексу у вигляді конкретних розрахунків;

- приймає рішення щодо виду та величини управляючого впливу на технологічний об’єкт;

- здійснює управляючий вплив через локальні системи автоматизації.

Оператор може реалізувати пораду УОК чи відхилити її в залежності від влас-ного розуміння ситуації, що склалася на об’єкті. В цьому недоліки режиму

«радник оператора» і в той же час його переваги у зв’язку з можливістю захисту ТОУ від помилок через недостовірність інформації, неадекватність

використаної математичної моделі реальному процесу, або через збої в УОК.

Недоліком централізованої структури є також її низька живучість– при збоях

в УОК процес управління переривається.

 

Ланки

Якість перехідних процесів, які виникають в САУ в результаті взаємодії

збурювання з одного боку та керуючих впливів регуляторів з іншого боку, залежить від її структури та характеристик елементів, що складають систему. Статичною характеристикою елемента САУ називають зв'язок між його вихідною та вхідною величинами в сталому стані. Якщо статична характеристика елемента САУ представляє пряму лінію, такий елемент називається лінійним, а система управління що зібрана з лінійних елементів–лінійною САУ. В інших випадках елемент системи є нелінійним або має релейну статичну характеристику.

Динамічна характеристика елемента (ланки) САУ описує, як змінюється його вихідна величина якщо на вхід ланки подано будь–який сигнал (вплив).

Зазвичай типовий вхідний вплив – одиничний стрибок, імпульс або гармонічний сигнал з постійною амплітудою та змінною частотою.

При цьому поведінка вихідної величини лінійних ланок в динаміці описується математичним апаратом лінійних диференційних рівнянь з постійними коефіцієнтами або функціями комплексної змінної (частотні характеристики ланки).

Домовилися ділити складну САУ на динамічні ланки таким чином, щоби динаміка окремої ланки описувалась диференційним рівнянням не вище другого порядку. За таких умов велике різноманіття функціональних елементів САУ зводять до кількох так званих типових динамічних ланок.

З деякими спрощеннями це:

- ланка нульового порядку (підсилювач, ланка без інерції);

- ланка першого порядку (інерційна ланка);

- ланка другого порядку (аперіодична та коливальна);

- інтегруюча ланка (ланка пропорційної швидкості);

- диференціатор;

- ланка чистого запізнення.

Визначивши теоретично або експериментом динамічні властивості окремих ланок, з яких складається САУ, можливо дослідити поведінку системи управління будь – якої структури. Для цього використовують

особливу форму описання динаміки окремих ланок, їх сполучень та САУ в цілому – за допомогою функцій передачі, які можливо отримати, записавши диференційні рівняння динаміки в операторній формі.

Більш детально поняття передаточних функцій буде розкрито на лекціях.

Ефективним способом дослідження перехідних процесів в реальних САУ є математичне моделювання динаміки систем на сучасних комп’юте- рах з використанням пакетів прикладних програм (зокрема системи структурного моделювання SIMULINК). Моделювання дозволяє з мінімальними витратами часу визначити як умови стійкості системи, так і конкретні показники якості управління.

Мікропроцесорна техніка

При вивчені цього розділу програми студент має усвідомити:

- призначення та функції основних модулів мікропроцесорних систем: ЦПУ, памяті, введеня/виведеня сигналів, тощо;

- фізичну та віртуальну структуру мікропроцесорного контролера РЕМІКОНТ;

-основні процедури технологічного програмування регулюючих контролерів, функції каналу інтерфейсного зв’язку контролера з УОК верхнього рівня АСУТП;

- структуру АСУ на базі контролера РЕМІКОНТ.

КОНТРОЛЬНІ ЗАВДАННЯ

Навчальним планом заочного факультету передбачено виконання однієї контрольної роботи з дисципліни "Автоматизація виробничих процесів, мікропроцесорна техніка".

Варіант завдання на контрольну роботу та необхідні числові данні для розрахунків визначає викладач в період установчих занять.

Варіант 1.

1. Поясніть принцип дії, основні характеристики, достойності та недоліки пірометрів часткового випромінювання, можливі області їх застосування.

2.Визначте дійсну температуру рідкого чавуну, якщо пірометр повного випромінювання, направлений на його поверхню, показав температуру t1.

3. Мілівольтметр термоелектричного термометра градуювання ПП–1 показав температуру t2. Температура вільних кінців термометра t3, лінія зв’язку з мідного проводу. Знайдіть дійсну температуру об’єкту вимірювання. 4.Приведіть умовні позначки, які використовують при проектуванні схем автоматизації у відповідності до ДСТ 21.404–85. Запроектуйте фрагмент схеми автоматичної стабілізації витрати газу на нагрівальну камерну піч.

Варіант 2.

1. Поясніть принцип дії, основні характеристики, достойності та недоліки пірометрів повного випромінювання, можливі області їх застосування.

2. Визначте дійсну температуру рідеої сталі, якщо пірометр часткового випро– мінювання, направлений на її окислену поверхню, показав температуру t1.

3.Поясніть призначення нормуючих перетворювачів для дистанційної передачі інформації в АСУ. Приведіть конструкцію нормуючого перетворювача для вимірювання зусиль та переміщень та поясніть його роботу.

4. Приведіть умовні позначки, які використовують при проектуванні схем автоматизації у відповідності до ДСТ 21.404–85. Запроектуйте фрагмент схеми автоматичної стабілізації температури в нагрівальній камерній печі.

 

Варіант 3.

1.Поясніть принцип дії, основні характеристики та достойності пірометрів спектрального співвідношення, можливі області їх застосування. Наведіть структурну схему пірометра «Спектропір–10» та опишіть роботу цього приладу.

2. Пірометр «Спектропір–10» вимірює температуру вольфраму, яка за контрольним виміром зразковим приладом складає t1. Яку температуру покаже пірометр спектрального співвідношення, якщо коефіцієнти випромінювання вольфраму на хвилях λ1 = 0.47мкм та λ2=0.6мкм (ефективна довжина хвилі фотодіодних приймачів випромінювання ФДК та ФДГ) cкладають відповідно ε λ1 =0.469 та ε λ2 = 0.443.

3. Мілівольтметр термоелектричного термометра градуювання ТХК показав температуру t2. Температура вільних кінців термометра t3, лінія зв’язку з мідного проводу. Знайдіть дійсну температуру об’єкту вимірювання.

4. Приведіть умовні позначки, які використовують при проектуванні схем автоматизації у відповідності до ДСТ 21.404–85. Запроектуйте фрагмент схеми автоматичної стабілізації витрати кисню для продувки металу в кисневому конверторі.

Варіант 4.

1.Поясніть принцип дії, основні характеристики автоматичних потенціометрів, приведіть схему цього приладу та опишіть його роботу.

2. Пірометр «Спектропір–10» вимірює температуру литої заготовки на МБЛЗ, яка за контрольним виміром зразковим приладом складає t1. Яку температуру покаже пірометр спектрального співвідношення, якщо коефіцієнти випромінювання окисленої поверхні сталі на хвилях λ1 = 0.47мкм та

λ2=0.6мкм (ефективна довжина хвилі фотодіодних приймачів випромінюван– ня ФДК та ФДГ) cкладають відповідно ε λ1 =0.789 та ε λ2 = 00.813?

3. Мілівольтметр термоелектричного термометра ТПР градуювання ПР 30/6 показав температуру t2. Температура вільних кінців термометра t3, лінія зв’язку з мідного проводу. Знайдіть дійсну температуру об’єкту вимірювання.

4. Приведіть умовні позначки, які використовують при проектуванні схем автоматизації у відповідності до ДСТ 21.404–85. Запроектуйте фрагмент схеми автоматичного регулювання теплового режиму нагрівачів повітря доменної печі.

Варіант 5.

1.Поясніть принцип дії, основні характеристики автоматичних врівноважених мостів, області їх застосування. Приведіть схему цього приладу та опишіть його роботу.

2. Визначте дійсну температуру рідкої сталі, якщо пірометр часткового випромінювання, направлений на її неокислену поверхню, показав температуру t1.

3. Автоматичний потенціометр з термоелектричним термометром градуювання ТХК показав температуру t2. Температура вільних кінців термометра t3, лінія зв’язку виконана компенсаційними проводами. Знайдіть дійсну температуру об’єкту вимірювання.

4. Приведіть умовні позначки, які використовують при проектуванні схем автоматизації у відповідності до ДСТ 21.404–85. Запроектуйте фрагмент схеми автоматичного регулювання теплового режиму кристалізатора МБЛЗ.

Варіант 6.

1. Поясніть принцип роботи системи контролю витрати кисню на продувку металу в кисневому конверторі з використанням дросельного методу змінного перепаду статичного тиску. Яким чином можливо підвищити точність цього вимірювання?

2. Автоматичний потенціометр з термоелектричним термометром градуювання ТХА показав температуру t2. Температура вільних кінців термометра t3, лінія зв’язку виконана компенсаційними проводами. Знайдіть дійсну температуру об’єкту вимірювання.

3. Пірометр «Спектропір–10» вимірює температуру литої стальної заготовки на МБЛЗ, яка за контрольним виміром зразковим приладом складає t1. Яку температуру покаже цей пірометр, якщо коефіцієнти випромінювання окисленої поверхні сталі на хвилях λ1 = 0.47мкм та λ2=0.6мкм (ефективна довжина хвилі фотодіодних приймачів випромінювання ФДК та ФДГ) cтановлять відповідно ε λ1 =0.889 та ε λ2 = 0.93?

4. Приведіть умовні позначки, які використовують при проектуванні схем автоматизації у відповідності до ДСТ 21.404–85. Запроектуйте фрагмент схеми автоматичного регулювання теплового режиму зони вторинного охолодження МБЛЗ.

Варіант 7.

1.Приведіть основні технічні характеристики стандартних термоелектричних термометрів. Поясніть можливості їх використання для контролю температури рідкого чавуну та рідкої сталі.

2. Яку температуру покаже пірометр часткового випромінювання направлений на неокислену поверхню рідкого чавуну з дійсною температурою t1?

3. Поясніть призначення, принцип дії та області використання тензорезистор-

них вимірювальних перетворювачів.

4. Приведіть умовні позначки, які використовують при проектуванні схем автоматизації у відповідності до ДСТ 21.404–85. Запроектуйте фрагмент схеми автоматичного регулювання спалення мазуту у мартенівській печі.

Варіант 8.

1. Поясніть призначення, принцип дії та області використання магнітних газоаналізаторів.

2. Виконайте розрахунки відносної помилки вимірювання витрати кисню на продувку ванни кисневого конвертора при умовах:

Р=Рр; Тр =273 ºК; tд=? ºС, якщо в системі не передбачена автоматична

корекція результатів вимірювання.

Оцініть абсолютну похибку в визначені загальної витрати кисню на процес, яка складає для обраного конвертора 6500 м³.

3. Визначте показання пірометра повного випромінювання направленого на

поверхню чавуну в час його випуску з доменної печі, якщо зразковий термо–

електричний термометр показав температуру t1.

4. Приведіть умовні позначки, які використовують при проектуванні схем автоматизації у відповідності до ДСТ 21.404–85. Запроектуйте фрагмент схеми автоматичного регулювання спалення газу у мартенівській печі.

Варіант 9.

1. Поясніть призначення, принцип дії та області використання кондуктомет–

ричних газоаналізаторів.

2. Визначте показання пірометра часткового випромінювання, направленого на поверхню чавуну в час його випуску з доменної печі, якщо зразковий термоелектричний термометр показав температуру t1.

3. Використовуючи формулу Vд=Vп√PTр/TPр, виконайте розрахунки відносної помилки вимірювання витрати кисню на збагачення дуття доменної печі при умовах:

Р=Рр; Тр =273 ºК; tд=? ºС,

якщо в системі не передбачена автоматична корекція результатів вимірювання.

4. Приведіть умовні позначки, які використовують при проектуванні схем автоматизації у відповідності до ДСТ 21.404–85. Запроектуйте фрагмент схеми автоматичного регулювання тиску газу на колошнику доменної печі.

Варіант 10.

1. Поясніть призначення, принцип дії та області використання газоаналітичних вимірювальних комплексів на базі мас-спектрометрів.

2. Яку температуру покаже мілівольтметр термоелектричного термометра градуювання ПР 30/6, якщо дійсна температура об’єкта вимірювання t1, а температура вільних кінців термометра t2?

3. Поясніть призначення, принцип дії та області використання тензорезистор-

них вимірювальних перетворювачів.

4. Приведіть умовні позначки, які використовують при проектуванні схем автоматизації у відповідності до ДСТ 21.404–85. Запроектуйте фрагмент схеми автоматичного регулювання співвідношення витрат газу та повітря в системі спалення палива в нагрівальній печі.

Варіант 11.

1. Приведіть конструкції та опишіть роботу манометра «Сапфір», який використовується в системах контролю тиску газів.

2. Яку температуру покаже мілівольтметр термоелектричного термометра градуювання ТХК, якщо дійсна температура об’єкта вимірювання t1, температура вільних кінців термометра t2, лінія зв’язку з мідного проводу?

3.Поясніть призначення нормуючих перетворювачів для дистанційної передачі інформації в АСУ. Приведіть конструкцію магніто–модуляційного нормуючого перетворювача для та поясніть його роботу.

4. Приведіть умовні позначки, які використовують при проектуванні схем автоматизації у відповідності до ДСТ 21.404–85. Запроектуйте фрагмент схеми автоматичного регулювання перепаду температури води в кристалізаторі МНЛЗ та опишіть її роботу.

Додаток 1

Додаток 2

НСХ стандартних термопар при температурі вільних кінців 0 ºС

 

Т-ра, ºC	Термоедс, мВ	Т-ра, ºC	Термоедс, мв
ТПП	ТПР	ТХА	ТХК	ТПП	ТПР	ТХА	ТХК
						4,14	1,177	19,79	38,42
	0,115	-	0,80	1,31		4,211	1.268	20,65	40,16
	0,237	-	1,61	2,66		4,410	1,379	21,50	41,91
	0,366	-	2,43	4,05		4,609	1,489	22,35	43,68
	0,500	-	3,26	5,48		4,810	1,600	23,21	45,45
	0,640	-	4,10	6,95		5,012	1,710	24,06	47,23
	0,786	-	4,92			5,214	1,821	24,91	49,02
	0,937	-	5,73	9,93		5,419	1,950	25,76	50,78
	1,093	-	6,53	11,46		5,625	2,079	26,61	52,53
	1,254	-	7,33	13,03		5,832	2,209	27,46	54,28
	1,421	-	8,13	14,66		6,041	2,338	28,30	56,03
	1,596	-	8,93	16,30		6,251	2,467	29,15	57,77
	1,772	-	9,74	17,95		6,462	2,614	29,99	59,51
	1,950	-	10,56	19,60		6,675	2,761	30,83	61,24
	2,130	-	11,38	21,25		6,889	2,907	31,66	62,97
	2,311	0,456	12,21	22,91		7,104	3,054	32,49	64,70
	2,494	0,527	13,04	24,60		7,323	3,201	33,32	66,42
	2,678	0,598	13,87	26,31		7,541	3,365	34,13	-
	2,566	0,670	14,72	28,02		7,761	3,528	34,95	-
	3,054	0,741	15,56	29,76		7,982	3,692	35,76	-
	3,244	0,812	16,40	31,49		8,205	3,855	36,57	-
	3,435	0,903	17,25	33,22		8,429	4,019	37,37	-
	3, 627	0,994	18,09	34,95		8,654	4,183	38,17	-
	3,819	1,086	18,94	36,68		8,881	4,346	38,97	-

 

Розподіл навчальних годин (денна та заочна форма навчання)

 

	денна форма	заочна
форма
Усього годин за навчальним планом
у тому числі: Аудиторні заняття
з них: лекції
лабораторні роботи
практичні заняття	-	-
семінарські заняття	-	-
Самостійна робота
у тому числі при: підготовці до аудиторних занять
підготовці до модульних контрольних робіт		-
виконанні курсових проектів (робіт)	-	-
виконанні індивідуальних завдань	-
опрацюванні розділів програми, які не викладаються на лекціях
Підсумковий контроль	д.зал.	зал.

 

Характеристика дисципліни

 

Навчальна дисципліна "Автоматизація виробничих процесів, мікропроцесорна техніка" є нормативною і входить до циклу дисциплін професійно-практичної підготовки бакалаврів за напрямом 0904 – «Металургія».

Мета вивчення дисципліни – засвоєння основ побудови автоматичних та автоматизованих систем управління (САУ та АСУТП) на базі мікропроцесорних контролерів та промислових комп’ютерів.

В результаті вивчення дисципліни студент повинен

знати:

- причини, що викликають необхідність автоматизації та передумови щодо їх застосування;

- основні принципи автоматизованого управління, їхні достойності та недоліки;

- принцип дії, характеристики та можливості основних вимірювачів технологічних параметрів;

- загальну структуру, функціональні можливості та межі застосування мікропроцесорних контролерів;

вміти:

- висувати вимоги до САУ та АСУТП;

- читати функціональні схеми автоматизації;

- оцінювати доцільність використання певних технічних засобів, зокрема вимірювачів технологічних параметрів, для реалізації локальних САУ;

- робити висновки щодо ефективності використання САУ в металургійному виробництві.

Критерії успішності – отримання позитивної оцінки при складанні екзамену у тестовій формі.

Зв’язок з іншими дисциплінами – вивченнюдисципліни передує вивчення дисциплін “Вища математитка”, “Фізика”, “Електротехніка”, “Основи металургійних процесів”.Набуті знання та вміння використовуються при вивченні дисципліни професійно-практичного циклу “Оптимізація металургійних процесів”, “Алгоритмізація і управління металургійними процесами” та ін.

 

Зміст дисципліни

№№ тем	Назва розділу/теми та її зміст	Тривалість (годин)
	Історія розвитку автоматизації виробничих процесів. Причини автоматизації та її передумови Вступ: мета, задачі та логічна структура дисципліни. Автоматизація як об’єктивна закономірність розвитку суспільного виробництва та її соціальне значення. Причини, що викликають необхідність автоматизації. Умови, які мають передувати впровадженню автоматизації.	1г.лекц. 4г. самост. роботи [1,2,3]
	Принципи побудови систем автоматичного управління (САУ) Сутність та особливості принципів управління за відхиленням, збурюванням та комбінованого управління. Основні пристрої САУ та їх класифікація за призначенням. Типова функціональна схема САУ.	1г.лекц. 4г. самост. роботи [1,2,3]
	Класифікація САУ Класифікація САУ за методом управління, характером використання інформації. Різновиди математичних моделей САУ.	4г. самост. роботи [1,2]
	Статичні та динамічні характеристики лінійних САУ. Поняття про статичний та динамічний стан САУ. Математичний опис лінійних САУ із зосередженими параметрами. Перехідна функція. Функція передачі. Частотні характеристики.	1г.лекц. 4г. самост. роботи [1]
	Типові динамічні ланки Поняття про типову динамічну ланку. Динамічні характеристики типових ланок різного порядку, ланок, що інтегрують і диференціюють, ланки чистого запізнення.	2г. лекц. 8г. самост. роботи [1] [5]
	Функції передачі замкнених САУ. Алгоритмічні (структурні) схеми АСУ та правила їх перетворення. Пошук функцій передачі замкнених САУ за керуючим та за збурюючим впливами.	1г. лекц. 4г. самост. роботи [1]
8	Поняття про якість САУ. Типові закони регулювання Показники якості перехідних процесів регулювання. П-, І-, ПІ- та ПІД-закони регулювання та особливості їх застосування.	2г. лекц. 8г. самост. роботи [1,2] [5]
	Основи вимірювальної техніки Основні поняття метрології та вимірювальної техніки. Похибки вимірювань. Клас точності вимірювальних приладів. Класифікація вимірювальних приладів та систем автоматичного контролю.	4г. самост. роботи [1,4]
10	Вимірювання технологічних параметрів металургійного та прокатного виробництва Принципи дії та побудова вимірювачів температури, тиску, витрати, ваги, складу газів. Вимірювання специфічних параметрів прокатного виробництва: швидкості прокатки, геометричних розмірів прокату, натягнення та ін.	14г. самост. роботи   [1,4]
	Загальні відомості про мікропроцесорну техніку Представлення інформації в цифрових обчислювальних машинах. Логічна структура та модульний принцип побудови мікропроцесорної системи управління (МП-системи). Призначення та функції основних модулів МП-систем: ЦПУ, пам’яті, введення/виведення сигналів тощо.	1 г. лекц 8г. самост. роботи [5]
	Основи прямого цифрового управління (ПЦУ) технологічними процесами на базі мікропроцесорних контролерів Основні операції, що виконуються під час ЦПУ. Спрощена структурна схема типового контура регулювання. Регулюючі мікропроцесорні програмно-логічні контролери РЕМІКОНТ та ЛОМІКОНТ, їхня структура, функції, можливості, області застосування.	1 г. лекц 8г. самост. роботи [5]

 

Лабораторні роботи

 

№№ занять	Тема роботи	Тривалість (годин)
	Дослідження роботи та повірка первинних перетворювачів та вторинних контрольно-вимірювальних приладів
	Типові регулятори та їхній вплив на показники якості регулювання.

Рекомендована література

Основна

1. Контроль и автоматизация металлургических процессов: Учебник для вузов. / Г.М. Глинков, и др. – М.: Металлургия, 1989. – 332 с.

2. Г.С. Щербина, О.Ю. Потап, О.П. Єгоров Автоматизація виробничих процесів. Принципи побудови систем автоматизації: навчальний посібник.-НМетАУ, 2008.- 47с.

3. Щербина Г.С., Потап О.Е. Основы автоматизации: Учебное пособие. – Днепропетровск: ГИПОпром, 2003. – 56 с.

4. Глинков Г.М., Маковский В.А. АСУТП в черной металлургии: Учебник для вузов. 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1999. – 310 с.

5. Методические указания для изучения основ проектирования систем регулирования, технологического программирования и выполнения лабораторных работ на базе Ремиконта-130 по дисциплине «Автоматизация производственных процессов, микропроцессорная техника» для студентов всех специальностей / Сост.: В.В. Кирсанов, Б.А. Литвинов, В.Ф. Сапов, В.И. Шибакинский – Днепропетровск, ГМетАУ, 1999. – 98 с.

Додаткова

6. Автоматическое управление металлургическими процессами: Учебник для вузов.2-е изд./ под ред. А.М. Беленького. – М.: Металлургия,1989. – 384 с.

7. Глинков Г.М., Климовицкий М.Д. Теоретические основы автоматического управления металлургическими процессами: Учебное пособие. – М.: Металлургия, 1985. – 304 с.

8. Основы теории и элементы систем автоматического регулирования: Учебник для вузов. / под ред. Г.М. Глинкова. – М.: Металлургия, 1987. – 270 с.