ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

1. Цель работы.

2. Постановка задачи.

3. Рисунки с графиками типовых сигналов и их спектров попарно, в том числе для различных параметров сигналов.

4. Выводы.

 

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО «ПИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНО- ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

УТВЕРЖДАЮ

Директор колледжа

_________Савочкин И.В.

«____»__________2010г.

ОСНОВЫ АВТОМАТИКИ

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА, МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

для учащихся-заочников УО «Пинский государственный индустриально-педагогический колледж»

 

специальность	2 – 74 06 31	Энергетическое обеспечение сельскохозяйственного производства (по направлениям)
НАПРАВЛЕНИЕ 2 – 74 06 31 - 01 СПЕЦИАЛЬНОСТИ   Специализация 2 – 74 06 31-01 02	Энергетическое обеспечение сельскохозяйственного производства (электроэнергетика)   Электрификация сельскохозяйственного производства

ПИНСК 2010

Автор: Сманцер С.И., преподаватель спецдисциплин Пинского государственного индустриально-педагогического колледжа.

 

Рецензент:Горошко С.А., преподаватель спецдисциплин, председатель цикловой комиссии электротехнических дисциплин Пинского государственного индустриально-педагогического колледжа.

 

Программа составлена на основании типовой программы по предмету «Основы автоматики» утверждённой Министерством образования и науки Республики Беларусь, 1996г.

 

Программа рассмотрена на заседании цикловой комиссии электротехнических дисциплин

Протокол №___от “____”____________2010г.

Председатель цикловой комиссии электротехнических дисциплин:________/Горошко С.А./

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

Дисциплина «Основы автоматики» предусматривает изучение свойств и характеристик технических средств автоматики, основ теории релейных систем автоматики и основ классической теории управления электрифицированными техническими объектами.

Изучение дисциплины «Основы автоматики» базируется на знаниях по дисциплинам «Основы электроники и микропроцессорной техники», «Теоретические основы электротехники» и «Электрические измерения».

Преподавание предмета ведётся с учетом межпредметных и внутрипредметных связей.

Изучение предмета базируется на знаниях по предметам физика и математика и является базой для изучения таких предметов, как электрические машины и аппараты, основы электроники и микропроцессорной техники, электрооборудование сельскохозяйственных предприятий и установок.

Для успешного изучения предмета на занятиях используются наглядные пособия и технические средства обучения: схемы, плакаты, кинофильмы и диафильмы, ЭВМ.

Для лучшего усвоения теоретического материала предусматривается проведение лабораторных работ и практических занятий.

Программа курса рассчитана на очную и заочную формы обучения и может быть использована для обучения учащихся-заочников 3-го и 4-го курсов.

В результате изучения дисциплины учащиеся должны знать: устройство, принцип действия, свойства и возможности применения средств автоматики -датчиков, усилителей, исполнительных элементов и регуляторов; основы классической теории автоматического регулирования, принципы построения структурных, функциональных и принципиальных схем автоматизации технологических процессов; принципы построения систем телемеханики, их назначение и область применения; пути повышения надёжности и технико-экономической эффективности средств автоматизации.

Учащиеся должны уметь: проводить испытания элементов систем автоматики; производить простейшие расчёты элементов автоматики; составлять, читать схемы автоматики на типовых логических элементах; исследовать автоматические системы управления; анализировать работу элементов в отдельности и схем в целом; налаживать автоматическую систему на заданный режим работы по технической документации; устранять возникшие неисправности при работе системы.

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Колесов Л.В. Основы автоматики. М.: Колос, 1984г.
2. Мартыненко И.И., Поддубный А.П. Основы автоматики и микропроцессорной техники. М.: Высшая школа, 1988г.
3. Элементы и устройства сельскохозяйственной автоматики. Под ред. Бохана Н.И. М.: Высшая школа, 1989г.
4. Вениаминов В.Н., Лебедев О.Н., Мирошниченко А.И. Микросхемы и их применение. М.: Радио и связь, 1989г.
5. Федотов В.И. Основы электроники. М.: Высшая школа, 1990г.
6. Бохан Н.И., Фурунджиев Р.И. Основы автоматик и микропроцессорной техники. М.: Урожай, 1987г.

 

 

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

дисциплины: «Основы автоматики»

 

специальность	2 – 74 06 31	Энергетическое обеспечение сельскохозяйственного производства (по направлениям)
НАПРАВЛЕНИЕ 2 – 74 06 31 - 01 СПЕЦИАЛЬНОСТИ   СпециализациИ 2 – 74 06 31-01 02	Энергетическое обеспечение сельскохозяйственного производства (электроэнергетика)   Электрификация сельскохозяйственного производства
2 – 74 06 31 01 93	Профессиональное обучение

 

Раздел, тема	Количество часов
Всего	В том числе
лабора­торные работы	практи­ческие работы
Введение
Раздел 1. Элементы систем автоматики.
1.1. Общие сведение о системах и элементах ав­томатики.
1.2. Датчики систем автоматики.
1.3. Усилительные элементы систем автоматики.
1.4. Исполнительные элементы систем автома­тики.
1.5. Элементы теории релейных систем автоматики. Логические элементы.
1.6. Объекты регулирования и регуляторы.
Раздел 2. Основы теории автоматических систем регулирования
2.1. Статические и динамические свойства авто­матических систем регулирования.
2.2. Устойчивость автоматических систем.
2.3. Качество процесса регулирования в автома­тических системах.
2.4. Нелинейные автоматические системы регу­лирования.
2.5. Системы телемеханики.
2.6. Надёжность элементов и автоматических систем управления.
В с е г о

ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

Домашние контрольные работы выполняются в соответствие с вариантом (по сто вариантной системе). Вариант определяется двумя последними цифрами шифра. Например, шифр учащегося 1823. Две последние цифры 23 определяют номер варианта. В таблицах распределения данных к задачам по вариантам учащийся находит свои номера в зависимости от последних цифр шифра (23, 2 или 3).

Каждая контрольная работа выполняется в отдельной тетради с указанием фамилии, имени, отчества учащегося; шифра; учебной группы; домашнего адреса; наименования предмета и номера контрольной работы. Допускается выполнение домашней контрольной работы с применением информационных технологий.

Каждая контрольная работа высылается в срок определённый учебным планом.

Методические указания по решению задач:

1. При решения любой задачи на первой этапе необходимо уяснить содержание задачи, изобразить ее электрическую схе­му, выписать заданные и искомые величины, наметить план ре-пения задачи.

2. Каждый пункт плане решения задачи необходимо сопро­вождать пояснительным текстом, указывающим законы, на основании которыхсоставлены уравнения, смысл преобразования в схемах и формулах, последовательность действий, и выводами по полученный результатам.

3. Дня исключения ошибок при расчетах значения всех ве­личин рекомендуется подставлять в формулу в единицах СИ. В случае громоздких преобразование допускается решение урав­нений вести с подставленными числами. Количество значащих цифр после запятой должно быть три.

4. После завершения расчетов необходимо удостовериться в правильности полученного решения и проверить размерность полученных величии.

5. Каждую контрольную работу необходимо выполнять в отдельной тетради. Возможно оформление работ на листах писчей бумаги формата А4.

6. На каждой странице с правой стороны должны быть оставлены поля шириной не менее 25 мм.

7. Текст, формулы и числовые выкладки должны быть выполнены чётко и аккуратно, без помарок.

8. Буквенные обозначения и единицы физических величин должны соответствовать ГОСТу.

9. Графики вычерчиваются аккуратно с помощью чёртёжных инструментов, желательно на миллиметровой бумаге. Ось координат изображают сплошными линиями со стрелками на конце, масштабы шкал по всем осям выбирают равномерными, начиная с нуля, с использованием по всей площади графика. Цифры шкал наносят слева от оси ординат и под ось абсцисс. Буквенное обозначение шкалы и единицу измерения пишут над числами шкалы ординат и под осью абсцисс справа.

10. В конце работы учащийся ставит дату выполнения работы и свою подпись.

11. Если работа не зачтена или зачтена при условии внесения исправлений, то все необходимые поправки делают в конце работы в разделе «Работа над ошибками». Нельзя вносить какие-либо исправления в текст, расчёты или графики, проверенные преподавателем.

12. Если контрольная работа выполнена не по варианту, оформлена небрежно неразборчивым почерком, что не даёт возможности её проверить, то она является не зачтённой и возвращается на доработку учащемуся без рецензии.

13. На повторную проверку домашняя контрольная работа, в случае если она не зачтена, предоставляется учащимся в заочное отделение колледжа.

 

	ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Цели изучения	Содержание	Результат
Введение
Ознакомить с целью и задачами изучаемой дисциплины. Дать представление об автоматике как науке.	Краткие исторические сведения о развитии автоматики. Содержание и задачи предмета, его связь с другими предметами учебного плана.	Высказывает общее суждение о цели и задачах дисциплины, роли дисциплине для специалиста техника-электрика.
Раздел 1. Элементы систем автоматики.
Тема 1.1. Общие сведение о системах и элементах ав­томатики.
Сформировать знания о системах и элементах автоматики, о принципах управления, о схематичном изображении систем управления.	Понятие об автоматическом управлении технологическими процессами. Основные определения и терминология. Классификация автоматических систем управления: по характеру алгоритма функционирования; характеру алгоритма управления; способности адаптации; виду управляющих воздействий; математическому описанию. Воздействие в автоматических системах и их классификация. Элементы систем автоматики. Обратные связи: принцип действия, назначение, классификация. Связь между отдельными элементами. Графическое изображение систем автоматики. Основные задачи, решаемые при конструировании и эксплуатации автоматических систем.	Излагает сведения о системах и элементах автоматики. Поясняет принципы работы систем: по отклонению, по возмущению, комбинированный, адаптации. Поясняет работу системы автоматизации по её схематичному изображению: структурная схема, технологическая схема, принципиальная электрическая, пневматическая, гидравлическая.
Тема 1.2. Датчики систем автоматики.
Сформировать знания о датчиках система автоматики. Сформировать умения рассчитывать и определять характеристики датчиков.	Назначение, классификация и основные параметры датчиков. Принцип работы и характеристики датчиков сопротивления, индуктивности, ёмкости, с источниками тока и ЭДС. Датчики линейных и угловых перемещений и ускорения, усилия. Датчики температуры, давления, уровня, расхода, трансформаторные датчики, манометрические датчики. Функциональные электронные, электрические и электромеханические задающие устройства.	Поясняет принцип действия и характеризует основные параметры датчиков. Рассчитывает и определяет характеристики датчиков: потенциометрических, индуктивных, ёмкостных, термисторов. Исследует в лабораторных условиях работу датчиков и измерительных схем.
Тема 1.3. Усилительные элементы систем автоматики.
Сформировать знания об усилительных элементах система автоматики.	Общие сведение об усилителях. Классификация усилителей. Требования, предъявляемые к усилителям, принцип действия, назначение. Характеристики магнитных усилителей. Магнитные усилители с обмотками смещения, с внешней и внутренней обратной связью. Магнитные усилители в релейном режиме работы. Гидравлические и пневматические усилители. Электронные усилители. Применение тиристоров в схемах управления.	Поясняет принцип действия, классифицирует и характеризует усилительные элементы автоматики. Исследует в лабораторных условиях работу магнитных усилителей.
Тема 1.4. Исполнительные элементы систем автома­тики.
Сформировать знания об исполнительных элементах система автоматики.	Общие сведения об исполнительных элементах автоматики. Классификация исполнительных элементов. Электрические и электромагнитные исполнительные элементы, принципы их действия. Механические, гидравлические, пневматические и комбинированные исполнительные элементы, принципы их действия. Основные типы реле и контактов, их назначение, принцип действия, параметры и свойства. Примеры стандартных исполнительных механизмов.	Поясняет принцип действия, классифицирует и характеризует исполнительных элементов автоматики. Исследует в лабораторных условиях работу электромагнитных реле, программирующих устройств в системе с электродвигательным исполнительным устройством.
Тема 1.5. Элементы теории релейных систем автоматики. Логические элементы.
Сформировать знания о аналитическом описании релейных систем автоматики, минимизации релейных схем, логических элементах. Сформировать умения составлять схемы управления на релейных и бесконтактных элементах по аналитической записи условий работы системы, минимизировать схемы.	Основные понятия теории релейных систем автоматики. Основные понятия и определения двоичной алгебры. Аналитическая запись структуры и условий работы релейных схем. Основные законы алгебры логики. Методы анализа и синтеза релейных схем. Минимизация релейных схем. Примеры составления контактных схем автоматики. Логические элементы, их классификация. Операции, реализуемые логическими элементами и их математическая форма записи. Примеры составления бесконтактных схем автоматики на логических элементах. Двоичная система счисления. Действия над двоичными числами.	Излагает сведения о аналитическом описании релейных систем автоматики, минимизации релейных схем, логических элементах. Составляет схемы управления на релейных и бесконтактных элементах по аналитической записи условий работы системы, минимизирует схемы.
Тема 1.6. Объекты регулирования и регуляторы.
Сформировать знания об объектах регулирования и регуляторах. Сформировать умение определять основные свойства объектов регулирования.	Виды объектов автоматизированных систем сельскохозяйственного производства. Статические и динамические характеристики объектов регулирования: аккумулирующая способность объекта, самовыравнивание, время разгона объекта, постоянная времени объекта. Определение основных свойств объекта. Общие сведения о регуляторах, их характеристики. Регуляторы непрерывного действия. Выбор типа регулятора и параметров его настройки. Применение регуляторов в схемах управления сельскохозяйственных агрегатами и установками.	Излагает общие сведения об объектах регулирования и регуляторах. Определять по кривым разгона основные свойства объектов регулирования.
Раздел 2. Основы теории автоматических систем регулирования
Тема 2.1. Статические и динамические свойства авто­матических систем регулирования.
Сформировать знания о статических и динамических свойствах автоматических систем регулирования, способах описания работы автоматических систем. Сформировать умения описывать работу автоматических систем регулирования с помощью передаточных функций, строить характеристики систем, преобразовывать структурные схемы автоматических систем.	Основные понятия об автоматических системах регулирования. Способы описания работы автоматических систем. Дифференциальные уравнения элементов автоматических систем. Статические и динамические свойства автоматических систем. Основные типовые звенья автоматических систем. Преобразования Лапласа. Передаточные функции типовых звеньев. Передаточные функции разомкнутой и замкнутой систем. Амплитудные характеристики (АХ), частотные характеристики (ФХ), амплитудно-фазовые частотные характеристики (АФЧХ) автоматических систем регулирования. Логарифмические частотные характеристики АСР. Структурные схемы автоматических систем и способы их преобразования.	Излагает сведения о статических и динамических свойствах автоматических систем регулирования, способах описания работы автоматических систем. Описывать работу автоматических систем регулирования с помощью передаточных функций, строит АФЧХ автоматических систем, работает со структурными схемами автоматических систем.
Тема 2.2. Устойчивость автоматических систем.
Сформировать знания об устойчивости автоматических систем. Сформировать умения определять устойчивость автоматических систем с помощь критериев устойчивости.	Понятие об устойчивости автоматических систем. Алгебраические критерии устойчивости: критерий Рауса, критерий Гурвица. Частотные критерии устойчивости: критерий Михайлова, критерий Найквиста. Определение устойчивости по логарифмическим частотным характеристикам. Запас устойчивости автоматических систем.	Излагает понятие устойчивости автоматических систем. Определяет устойчивость автоматических систем с помощь критериев устойчивости: Гурвица, Михайлова, Найквиста.
Тема 2.3. Качество процесса регулирования в автома­тических системах.
Сформировать знания о качестве регулирования, коррекции автоматических систем.	Понятие качества процесса регулирования в автоматических системах. Показатели качества переходных процессов. Определение установившихся ошибок. Качественные оценки качества переходных процессов. Понятие о коррекции. Коррекция процесса регулирования в автоматических системах с помощью последовательного включения интегрирующих звеньев. Коррекция в автоматических системах с помощью обратной связи.	Высказывает общее суждение о качестве процесса регулирования в автоматических системах, называет показатели качества переходного процесса. Поясняет необходимость коррекции автоматических систем.
Тема 2.4. Нелинейные автоматические системы регу­лирования.
Сформировать знания о нелинейных автоматических системах регулирования,	Общие сведения о нелинейных автоматических системах. Методы исследования нелинейных автоматических систем: фазовой плоскости, припасовывания, гармонического баланса, математического моделирования.	Высказывает общее суждение о нелинейных автоматических системах, методах их исследования.
Тема 2.5. Системы телемеханики.
Сформировать знания о системах телемеханики, телеизмерении, телесигнализации, телеуправлении. Сформировать умение исследовать системы телеизмерения.	Основные сведения о системах телемеханики. Функции выполняемые системами телемеханики. Виды каналов связи. Методы разделения и избирания сигналов. Телеизмерение, телесигнализация, телеуправление. Приёмные и передающие устройства частотно-импульсных систем.	Излагает сведения о системах телемеханики, функциях систем, видах каналов связи, телеизмерении, телесигнализации, телеуправлении. Исследует в лабораторных условиях частотно-импульсные системы телеизмерения.
Тема 2.6. Надёжность элементов и автоматических систем управления.
Сформировать знания о надёжности элементов автоматики и автоматических систем управления, путях повышения надёжности.	Общие сведения о надёжности элементов и автоматических систем управления. Основные понятия и определения: надёжность, безотказность, долговечность, ремонтопригодность, исправность, отказ. Вероятность безотказной работы. Интенсивность отказов. Наработка на отказ. Срок службы. Технический ресурс. Среднее время восстановления. Пути повышения надёжности элементов и систем автоматики.	Излагает сведения о надёжности элементов автоматики и автоматических систем управления. Рассуждает о путях повышения надёжности.