МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ (ИЭТ) ___________________________________________________________________________________________________________

Направление подготовки: 141100 Энергетическое машиностроение

Программа магистратуры: Производство энергетического оборудования

Квалификация (степень) выпускника: магистр

Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

"КОНТРОЛЬ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ОБРАБОТКИ КПЭ"

Цикл:

общенаучный

Часть цикла:

по выбору

№ дисциплины по учебному плану:

ЭнМИ; М.1.5.1

Часов (всего) по учебному плану:

72

Трудоемкость в зачетных единицах:

2

2 семестр – 2

Лекции

18 час

2 семестр – 18

Практические занятия

18 час

2 семестр – 18

Лабораторные работы

–

Расчетные задания, рефераты

–

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

36 час

Экзамены

2 семестр

Курсовые проекты (работы)

–

Москва - 2011

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является изучение средств и методов контроля и автоматизации технологических процессов обработки материалов концентрированными потоками энергии (КПЭ) для последующего их использования в профессиональной деятельности.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

·  самостоятельно обучаться новым методам исследования, изменять научный и научно-производственный профиль своей профессиональной деятельности (ОК-2);

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

·  самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности, расширять и углублять свое научное мировоззрение, в том числе с помощью информационных технологий (ОК-6);

·  находить творческие решения профессиональных задач, принимать нестандартные решения (ПК-4);

·  профессионально эксплуатировать современное оборудование (ПК-7);

·  использовать современные и перспективные информационные и компьютерные технологии (ПК-9);

·  на основе системного подхода строить и использовать модели для описания и прогнозирования различных явлений, осуществлять их качественный и количественный анализ (ПК-16);

·  эффективно участвовать в программах освоения новой продукции и технологии (ПК-20);

·  решать инженерно-технические задачи с применением средств прикладного программного обеспечения;

·  применять методы и средства автоматизированных систем управления технологическими процессами.

Задачами дисциплины являются:

·  познакомить обучающихся со средствами и методами контроля и автоматизации процессов обработки материалов КПЭ;

·  дать информацию о компьютерных и микропроцессорных средствах автоматизации и их применении в технологических процессах обработки КПЭ;

·  научить принимать и обосновывать конкретные технические решения при выборе и использовании средств и методов контроля и автоматизации обработки КПЭ.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к дисциплинам по выбору вариативной части общенаучного цикла М.1 основной образовательной программы подготовки магистров по программе "Производство энергетического оборудования" направления 141100 Энергетическое машиностроение.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Компьютерные технологии в науке и производстве», дисциплинах бакалаврской подготовки «Электротехника и электроника» и «Управление техническими системами».

Знания, полученные по освоении дисциплины, необходимы при прохождении научно-производственной практики и подготовке выпускной квалификационной работы.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

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

Знать:

·  основные источники научно-технической информации по средствам и методам контроля и автоматизации обработки КПЭ (ОК-2, ОК-6, ПК-2);

·  основные характеристики дуговых, плазменных, электронно-лучевых и лазерных технологических установок как объектов управления, основные задачи и алгоритмы управления ими (ПК-2, ПК-12, ПК-16);

·  классификацию и области применения компьютерных и микропроцессорных средств контроля и автоматизации (ПК-10);

·  функциональные возможности и основные технические характеристики исполнительных устройств систем автоматического управления (ПК-7).

Уметь:

·  идентифицировать технологические процессы и установки как объекты управления, самостоятельно выбирать средства контроля и автоматизации (ОК-5);

·  использовать программные средства структурного математического моделирования систем (ПК-9, ПК-16);

·  осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию о методах и средствах контроля и автоматизации (ПК-6, ПК-7).

Владеть:

·  терминологией в области средств и методов контроля и автоматизации технологических процессов (ОК-3);

·  навыками моделирования систем контроля и автоматизации (ПК-9, ПК-16);

·  информацией о технических параметрах аппаратных средств контроля и автоматизации для использования их в профессиональной деятельности (ПК-7).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы, 72 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

Основные понятия и определения в области контроля и автоматизации обработки КПЭ

4

2

2

1

___

1

Тест на знание терминологии

2

Исполнительные устройства систем автоматического управления

7

2

2

3

___

2

Контрольная работа

3

Контроль и управление дуговыми технологическими установками

9

2

2

4

___

3

Контрольная работа

4

Контроль и управление электронно-лучевыми и лазерными технологическими установками

10

2

4

4

___

2

Контрольная работа

5

Контроль и управление плазменными технологическими установками

6

2

2

2

___

2

Контрольная работа

6

Компьютерные и микропроцессорные средства автоматизации

12

2

6

4

___

2

Тест: области применения и основные характеристики микропроцессорных средств автоматизации

Зачет

2

2

--

--

--

2

Экзамен

22

2

--

--

--

22

Устный

Итого:

72

18

18

36

4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции

1. Основные понятия и определения в области контроля и автоматизации обработки КПЭ

Контроль и автоматизация технологических процессов как средство интенсификации производства и повышения качества продукции. Задачи контроля и автоматизации. Структура систем контроля и управления: датчики, исполнительные элементы, вычислительные устройства. Понятие о визуализации и протоколировании технологических процессов. Возможности измерения электрических и технологических величин, косвенные измерения, управление по косвенным параметрам.

2. Исполнительные устройства систем автоматического управления

Области применения и основные характеристики преобразователей напряжения и частоты, исполнительных электроприводов постоянного и переменного тока, шаговых приводов, электрогидравлических приводов. Многокоординатные приводы, системы позиционирования рабочего органа.

3. Контроль и управление дуговыми технологическими установками

Электрическая дуга как объект управления. Условия устойчивости дуги. Требования к характеристикам источников питания дуговых установок. Способы регулирования тепловыделения в дуге. Задачи и алгоритмы контроля и управления дуговыми сварочными и плавильными процессами.

4. Контроль и управление электронно-лучевыми и лазерными технологическими

установками

Электронно-лучевые установки (ЭЛУ) как объекты управления. Источники анодного питания, защита от перенапряжений и технологических коротких замыканий. Управление мощностью электронного пучка, отклонением и разверткой в ЭЛУ различного назначения. Комплексное управление ЭЛУ с применением компьютерных и микропроцессорных средств. Задачи и алгоритмы управления сварочными, плавильными и испарительными ЭЛУ.

Особенности контроля и автоматизации лазерных технологических процессов. Адаптивные системы управления лазерными установками.

5. Контроль и управление плазменными технологическими установками

Устойчивость плазменной дуги, требования к источникам питания плазменных технологических установок. Задачи и алгоритмы контроля и управления промышленными плазмотронами. Особенности управления вакуумными плазменными установками с полым катодом.

6. Компьютерные и микропроцессорные средства автоматизации

Цифровая форма представления информации. Преимущества цифровых средств автоматизации. Обобщенная структура цифровой ЭВМ, определение и обобщенная структура микропроцессора.

Устройства связи микропроцессорных систем с объектом. Устройства сбора и выдачи дискретных и аналоговых сигналов. Аналого-цифровое и цифроаналоговое преобразование сигналов.

Структура микропроцессорных систем контроля и автоматизации. Информационные и управляющие системы, режимы работы ЭВМ в системах управления. Иерархическая структура систем управления. Централизованные и распределенные системы. Требования к вычислительным возможностям микропроцессорных средств управления. Обзор компьютерных и микропроцессорных средств управления (промышленные компьютеры, микропроцессорные регуляторы, программируемые логические контроллеры, встроенные микропроцессорные блоки управления), их области применения, функциональные возможности и основные характеристики.

4.2.2. Практические занятия

Системы управления по косвенным параметрам.

Исследование характеристик исполнительного электропривода методом структурного математического моделирования.

Дуговые технологические установки как объекты управления.

Структурное математическое моделирование электронно-лучевой технологической установки.

Структурное математическое моделирование управляемого источника питания плазмотрона.

Использование микропроцессорных средств контроля и автоматизации, структура микропроцессорных систем управления.

4.3. Лабораторные работы

Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены.

4.4. Расчетные задания

Расчетные задания учебным планом не предусмотрены.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы

Курсовые проекты и курсовые работы учебным планом не предусмотрены.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием презентаций и видеороликов. Презентации лекций содержат большое количество фотоматериалов.

Практические занятия включают демонстрацию действующего электротехнологического оборудования с системами контроля и управления.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, к зачету и экзамену.

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

Для текущего контроля успеваемости используются тесты, контрольные работы, устный опрос.

Аттестация по дисциплине – экзамен.

Оценка за освоение дисциплины определяется как оценка на экзамене.

В приложение к диплому вносится оценка за 2 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1. , Гладков и автоматизация сварочных процессов. – М.: Машиностроение, 19с.

2. Автоматическое управление электротермическими установками. / Под ред. . – М.: Энергоатомиздат, 19с.

3. Рубцов устройства систем автоматического управления электротехнологическими установками. – М.: Издательство МЭИ, 2001.

4. Рубцов приводы электротехнологических установок. – М.: Издательство МЭИ, 2001.

5. Погребисский системы управления электротермическими установками. – М.: Издательский дом МЭИ, 20с.

б) дополнительная литература:

1. , Козаченко курс электропривода: Учебник для ВУЗов. – М.: Энергоатомиздат, 19с.

2. Водовозов систем автоматики. – М.: Академия, 2006.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение:

Matlab & Simulink.

б) другие:

Видеоматериалы по системам контроля и автоматизации.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и демонстрации временных характеристик систем с использованием программного пакета структурного моделирования Matlab/Simulink.

Для проведения практических занятий необходимо наличие класса персональных ЭВМ с установленным Matlab/Simulink.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки 141100 «Энергетическое машиностроение».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к. т.н., доцент

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Технологии металлов

д. т.н., профессор