АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА
Учебная программа дисциплины
Министерство образования и науки Российской Федерации
Владивостокский государственный университет экономики и сервиса
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА
Учебная программа дисциплины
специальности
1960702.65 Организация и безопасность движения
направления
190500.62 Эксплуатация транспортных средств
Владивосток
Издательство ВГУЭС
2014
ББК 39.33
Учебная программа по дисциплине «Автоматизация производства» составлена в соответствии с требованиями ГОС ВПО. Предназначена для студентов специальности 190702.65 Организация и безопасность движения и направления 190500.62 Эксплуатация транспортных средств.
Составитель: , ст. преподаватель кафедры сервиса транспортных средств.
Утверждена на заседании кафедры от 01.01.2001 г., протокол №12, редакция 2014 г. (заседание кафедры от 01.01.2001г., протокол №8).
Рекомендована к изданию учебно-методической комиссией Института информатики, инноваций и бизнес-систем ВГУЭС.
© Издательство Владивостокский государственный университет экономики и сервиса, 2014
ВВЕДЕНИЕ
К числу наиболее важных современных проблем промышленности государства относится совершенствование управления народным хозяйством на основе автоматизированных систем управления, при этом повышая эффективность всех звеньев управления хозяйством страны. Необходимо сокращать наше отставание в области использования и передачи информации, научной организации труда, повышения качества производства.
Дисциплина «Автоматизация производства» рассматривает современные методы создания и эксплуатации, нормативно-правовую базу, общие характеристики и особенности использования автоматизированных систем управления, излагает концепцию системного управления предприятием.
Для изучения дисциплины необходимы глубокие знания общеобразовательных инженерных дисциплин, таких как физика, математика, электротехника, электроника, знание структуры управления современным автосервисным предприятием. Лабораторные занятия по дисциплине связаны с использованием вычислительной техники.
Данная программа составлена в соответствии с учебным планом для специальности 190702.65 Организация безопасности дорожного движения и направления 190500.62 Эксплуатация транспортных средств
1. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
1.1 Цели освоения учебной дисциплины
Целью дисциплины является – формирование у студентов четкого представление о назначении, возможностях автоматизированных систем управления, изучить порядок проектирования автоматизированных систем управления предприятием, разобрать вопросы, связанные с классификацией и определением задач автоматизированных систем управления.
Основная задача дисциплины заключается в том, чтобы научить студентов применять более совершенные методы управления технологическими процессами, использовать все новое, что дает технический прогресс
1.2 Место учебной дисциплины в учебном плане (связь с другими дисциплинами)
Для освоения дисциплины «Автоматизация производства» студент должен:
- самостоятельно анализировать структуру автоматизированной системы управления и оценивать ее технический уровень;
- уметь определять критерии надежности систем управления;
- уметь классифицировать порядок информационных потоков и определять их назначение.
В процессе изучения дисциплины формируются навыки:
-правильного подбора персонала для обслуживания и эксплуатации автоматизированной системы управления;
-определения экономической эффективности систем управления технологическим процессом и целесообразность внедрения автоматических систем;
-определения оптимальной структуры систем управления для конкретных предприятий.
Знания, полученные в процессе изучения дисциплины, имеют практическое применение в области интенсификации труда, применения более совершенных технологий и новейшей техники в управлении производством.
Дисциплина «Автоматизация производством» базируется на освоении дисциплин «Математика», «Информатика», «Физика».
На основе дисциплины базируется производственное обучение, курсовое проектирование, производственные практики, подготовка выпускной квалификационной работы.
1.3 Основные виды занятий и особенности
их проведения
Общая трудоемкость дисциплины «Автоматизация производства» составляет для специальности 190702.65 Организация и безопасность движения - 84 часа, из них 34 часа – аудиторной работы, 50 часов – самостоятельная работа. Для направления 190500.62 Эксплуатация транспортных средств – 64 часа, из них 34 часа – аудиторной нагрузки, 30 часов – самостоятельная работа. Дисциплина изучается студентами очной формы обучения в четвертом семестре.
Промежуточная аттестация по курсу – экзамен.
Для студентов заочной формы обучения количество аудиторных часов – согласно учебного плана ИЗДО, в них включены лекционные занятия и лабораторные работы. Часы самостоятельной работы студентов заочной формы обучения отводятся на выполнение контрольной работы, самостоятельное изучение материала, консультации и подготовку к экзамену
1.4 Основные виды занятий и особенности их проведения
1.4.1 Лекционные занятия
Лекционные занятия проводятся в учебных аудиториях в объеме 1час в неделю, поэтому рассматриваются только основные понятия и положения по разделам «Автоматизация производства и технический прогресс», «Автоматические системы контроля, управления и регулирования», «Устройства преобразования сигналов», «Гибкие автоматизированные производства и робототехнические системы», «Устройства управления автоматическими системами». Остальные темы дисциплины, которые определяются контрольными вопросами, предлагаются студентам для самостоятельного изучения, а для проверки знаний приводится перечень этих контрольных вопросов. Для оценки качества изучения дисциплины дважды за семестр проводятся контрольные тесты.
Для студентов заочной формы обучения проводятся лекции по наиболее сложным вопросам программы в количестве 4 часов
1.4.2 Практические занятия
Программой дисциплины предусмотрены практические занятия в объеме 17 часов для очной формы обучения и 4 часа по наиболее сложным вопросам программы для студентов заочной формы обучения.
На практических занятиях студенты используют нормативную документацию, учебную литературу для решения конкретных управленческих задач, выработки результативных решений реальных проблем предприятий автомобильного сервиса.
1.4.3 Взаимосвязь аудиторной и самостоятельной
работы студентов при изучении дисциплины
В ходе изучения данной дисциплины студент слушает лекции по теоретическому материалу, выполняет практические работы, некоторые темы дисциплины изучает индивидуально. Особое место в овладении дисциплиной отводится самостоятельной работе, когда студенты готовятся к практическим занятиям, зачетам и экзамену. Для помощи студентам в освоении материала лекций и во время самоподготовки предусмотрены регулярные консультации ведущего преподавателя
1.5 Техническое и программное обеспечение
Дисциплины
Для проведения лекций и практических занятий используется специализированная аудитория, оснащенная мультимедийный оборудованием для проведения лекций и семинаров в режиме презентаций
1.6 Виды контроля знаний студентов и их
отчетности по дисциплине
Дисциплина завершается экзаменом в четвертом семестре. При этом до экзамена студенты должны выполнить все практические задания, продемонстрировать отличную посещаемость занятий, показать хорошие знания во время текущего контроля.
Текущий и промежуточный контроль знаний осуществляется с использованием организационных форм и количественных показателей
контроля, закрепленных для данной дисциплины в соответствии с действующей системой оценки успеваемости студентов во ВГУЭС.
Текущий контроль осуществляется в означенные преподавателем сроки по результатам работы студентов на каждом практическом занятии.
Промежуточный контроль знаний осуществляется путем проведения промежуточных аттестаций в виде тестирования по разделам дисциплины, при этом обязательным условием допуска студента к экзамену является выполнение всех практических заданий.
Итоговая оценка формируется на основе результатов текущих и промежуточной аттестаций.
Для заочной формы обучения проводится экзамен, при этом учитывается выполнение контрольной работы и количество защищенных практических работ
2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1 Темы лекций
Тема 1. Автоматизация производства и технический прогресс
Основные понятия. Цель автоматизации–освободить человека от непосредственного участия в технологическом процессе (ТП). Системы автоматизации ТП. Управление ТП.
Тема 2. Алгоритмы
Понятие алгоритма, его назначение, виды алгоритмов. Способы записи алгоритмов.
Тема3. Автоматические системы контроля, управления и регулирования
Основные понятия и определения. Системы автоматического контроля. Системы автоматического управления. Принципы регулирования, характеристики звеньев САР.
Тема 4.Датчики
Основные характеристики датчиков, их назначение, применение. Датчики технологических параметров
Тема 5. Устройства преобразования сигналов
Устройства нормализации сигналов. Усилители. Переходные устройства. Назначение и классификация устройств, использование устройств преобразования сигналов.
Тема 6.Цифровые устройства преобразования сигналов, цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи
Общие сведения о цифровых устройствах, их устройство и применение.
Тема 7.Исполнительные механизмы
Виды исполнительных механизмов. Применение электромеханических, электропневматических и электрогид-равлических механизмов. Безопасные условия применения исполнительных механизмов.
Тема 8.Устройства управления с «жесткой» логикой.
Устройства управления автоматическими системами. Микропроцессорные управляющие устройства. Сопряжение ЭВМ с объектом управления.
Тема 9. Гибкие автоматизированные производства и робототехнические системы
Виды гибких производственных систем. Жесткие и гибкие системы. Структура ГАП. Роботы и робототехнические системы.
2.2.Перечень тем лабораторно-практических занятий
Тема 1. Разбивка предприятия на объекты управления.
Тема 2. Составление блок-схемы алгоритма с двумя условиями
Тема 3. Составление блок-схемы алгоритма системы автома-тического контроля.
Тема 4. Проверка работоспособности датчиков автоматизиро-ванных систем.
Тема 5. Составление алгоритма системы управления АТП.
Тема 6. Использование персонального компьютера в создании базы данных АСУ.
Тема 7. Выбор компоновки гибкой автоматизированной системы и составление структурной схемы ГАП.
Тема 8. Составление схемы управления роботом-
манипулятором.
3 МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ курса
3.1 Перечень и тематика самостоятельных
работ студентов
Самостоятельная работа по дисциплине «Автоматизация производства» для очной формы обучения предусматривает теоретическую подготовку к тестированию и выполнение лабораторных работ, а также изучение вопросов, неохваченных лекционных материалов, но необходимых для освоения, согласно программе.
Для заочной формы обучения самостоятельная работа студента заключается в выполнении контрольной работы, включающей в себя три раздела, подготовке к лабораторным занятиям, тестированию, изучение тем, не озвученных на лекциях, но требующих освоения, согласно учебной программе.
3.2 Контрольные задания для студентов
заочной формы обучения
Выполнение контрольной работы заключается в освещении трех теоретических вопросов, выбранных из трех заданий. Ответы на вопросы должны быть полны, с примерами и эскизами. Вариант вопроса выбирается по последней цифре номера зачетной книжки студента, а если последней цифрой номера является 0 тогда вариант задания под номером 10.
Задание 1
Вопрос выбирается по последней цифре номера зачетной книжки студента.
1. В чем заключается автоматизация технологических процессов?
2. Что такое АСУ ТП?
3. Какие виды автоматических систем вы знаете?
4. Каковы главные элементы системы управления?
5. Какова роль вычислительных устройств в системах управления?
6. Дайте понятие алгоритма, какие виды алгоритмов применяются при разработке автоматических устройств?
7. Опишите способ записи алгоритмов?
8. Опишите системы автоматического контроля.
9. Опишите системы автоматического управления.
10. Опишите системы автоматического регулирования.
Задание 2
Вопрос выбирается по предпоследней цифре номера зачетной книжке студента.
1. Опишите типы датчиков технологических параметров.
2. Приведите характеристики звеньев САР.
3. Что собой представляют устройства нормализации сигналов?
4. Опишите устройство, приведите схемы усилителей.
5. Приведите общие сведения о цифровых устройствах.
6. Приведите схемы, опишите назначение триггеров и регистров.
7. Каково устройство и назначение цифроаналоговых преобразователей?
8. Каково назначение и устройство аналого-цифровых преобразователей?
9. Опишите виды источников энергии для исполнительных механизмов.
10. Как устроены электромеханические исполнительные механиз-мы?
Задание 3
Вопрос выбирается по последней цифре номера зачетной книжки студента.
1. Опишите устройство и работу электропневматических исполни-тельных механизмов.
2. Как устроены и работают электрогидравлические исполнитель-ные механизмы?
3. Опишите работу устройств управления с «жесткой» логикой.
4. Опишите устройство и работу микропроцессорных управ-ляющих устройств.
5. Каково применение ЭВМ в системах управления?
6. Объясните назначение программного обеспечения систем контроля и управления?
7. Опишите подробно способы сопряжения ЭВМ с объектом управления.
8. Каково применение гибких производственных систем?
9. Какова структура ГАП?
10. Опишите применение роботов и робототехнических систем.
3.3 Обзор рекомендуемой литературы
Пантелеев, автоматизации производства/ , . –М.: Высшая школа, 2008.
В данном издании рассмотрены общие подходы и методы автоматизации технологических процессов, приведены принципы построения автоматизированных систем управления технологическими процессами и средства, с помощью которых они реализуются, подробно описаны все компоненты автоматизированных систем.
Мельников, автоматического управления техническими объектами автомобилей и тракторов: учеб. пособие для студентов высших учебных заведений/ . –М.: Изда-тельский центр «Академия», 2008.
В учебнике излагается общая теория управления и регулирования в технических системах автомобилей, очень подробно описаны технические средства систем управления и регулирования, даны характеристики элементов этих систем.
Автоматизированные системы обработки информации и управления на автомобильном транспорте: учебник для вузов /А. Б.Ни-колаев, , ; под ред. .–М.: Издательский центр «Академия», 2009.–224с.
В издании рассмотрены особенности разработки и использования автоматизированных систем управления, представлены современные информационные технологии, глобальные телекоммуникационные сис-темы, навигационные системы и системы автоматизированной идентификации объектов, приведены примеры их использования на автотранспортных предприятиях
3.4 Контрольные вопросы для самостоятельной
оценки качества освоения дисциплины
Тема 1 Автоматизация производства и технический прогресс.
1. Чем занимается автоматика?
2. Какие процессы называются технологическими?
3. Что такое автоматизация?
4. В чѐм заключается автоматизация технологических процессов?
5. В чѐм отличие автоматизированной системы управления от автоматической?
6. Перечислите главные элементы системы управления.
7. Какова роль вычислительного устройства в системе управления?
8. Дайте характеристику гибкого автоматизированного производства.
Тема 2 Алгоритмы
1. Сформулируйте понятие алгоритма.
2. В чѐм особенность восприятия алгоритмов машинами?
3. Назовите виды алгоритмов.
4. Расскажите о способах записи алгоритмов.
5. Изобразите и поясните графические символы, применяемые для записи алгоритмов.
6. Что такое блок-схема алгоритма?
Тема 3 Автоматические системы контроля, управления и регулирования
1. Что такое технологический процесс?
2. Приведите примеры управляющих взаимодействий.
3. Какие сигналы и величины называются аналоговыми?
4. Какие сигналы и величины называются дискретными?
5. Что такое датчик?
6. Что понимается под каналом связи?
7. Перечислите типы автоматических систем.
8. Что понимается под технологическим параметром?
9. Перечислите задачи, решаемые системой автоматического контроля.
10. Поясните алгоритм работы системы автоматического контроля.
11. Перечислите технические средства обработки аналоговых сигналов.
12. Перечислите технические средства обработки дискретных сигналов.
13. Каково назначение перечисленных технических средств?
14. Чем отличается алгоритм управления от алгоритма контроля?
15. Назовите два основных принципа регулирования.
16. Какие задачи решает адаптивная система?
17. Дайте понятие звена в системе автоматического регулирования.
18. Назовите пять основных типов звеньев.
Тема 4 Датчики
1. Что такое датчик?
2. Почему именно в электрический сигнал датчик преобразует технологический параметр?
3. Перечислите основные характеристики датчиков.
4. Назовите основные датчики температуры. Что является их входной и выходной величиной?
Тема 5 Устройства преобразования сигналов
1. Что включают в себя переходные устройства?
2. Для чего используют фильтры?
3. Что такое усилитель?
4. Что такое компаратор?
5. Как работает магнитный усилитель?
Тема 6 Цифровые преобразования сигналов. Цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи
1. Что такое триггер? Какую роль он выполняет в цифровых устройствах?
2. Что такое регистр?
3. Как происходит подсчѐт импульсов?
4. Что положено в основу работы цифроаналогового преобразователя?
5. Назовите две основные схемы построения аналого-цифровых преобразователей.
Тема 7 Исполнительные механизмы.
1. Дайте определение исполнительного механизма.
2. Расскажите об источниках энергии для исполнительных меха-низмов.
3. Перечислите основные требования, предъявляемые к исполнительным электродвигателям.
4. Назовите три основные схемы управления частотой вращения асинхронных исполнительных электродвигателей.
5. Где применяются синхронные машины малой мощности?
6. Дайте определение муфты.
7. Что такое электромагниты и где они используются?
8. Что такое электромагнитные реле и где они используются?
9. Поясните принцип работы электропневматических исполнитель-ных механизмов.
10. Назовите основные отличия электрогидравлических исполнительных механизмов от электропневматических.
Тема 8 Устройства управления автоматическими системами
1. Что такое командоаппарат? Когда он используется?
2. Что такое обратная связь?
3. Что такое микропроцессор?
4. Перечислите основные части микро ЭВМ.
5. Что такое шиной? Какие шины и для чего использует микро ЭВМ?
6. Каковы функции программируемого контроллера?
7. В чѐм особенность работы ЭВМ в АСУ ТМ?
8. Что называют сопряжением ЭВМ с объектом управления?
9. Какие магистрально-модульные системы вы знаете?
Тема 9 Гибкие автоматизированные производства и робототехнические системы
1. В чѐм различие между «жѐсткими» и гибкими производственны-ми системами?
2. Назовите типы «жѐстких» автоматических линий. В чѐмособен-ность каждого типа?
3. Поясните структурную схему ГАП.
4. Дайте определение робота и опишите его возможности.
5. Из каких основных систем состоит робот? Каково назначение каждой системы?
4 СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
4.1 Основная литература
1. Пантелеев, автоматизаци и производства/ , . –М.: Издательский центр «Академия», 2008. –192с.
2. Николаев, системы обработки информации и управления на автомобильном транспорте: учебник для вузов/, , .–М.: Издательский центр «Академия», 2009.–224с.
3. Мельников, А. А. «Теория автоматического управления техническими объектами автомобилей и тракторов»: учеб. пособие для студентов высших учебных заведений/ . –М.: Издательский центр «Академия», 2008.–280с.
4. Кузнецов, производственных процессов: учебник для вузов/ и др.–М.,:2007.–431с.
5. Брюханов, автоматического управления: Учебник для вузов/ и др.; под ред. .–М.: Высшая школа, 2006.–172с.
4.2.Дополнительная литература
6.Черпаков, и механизация производства: учеб. пособие / , .–М.:Изд. Центр «Академия», 2006.–384с.
7.Ярошевич, производства автомобилей: учеб. пособие для студ. вузов / , , .–Минск,2006.–280 с.:ил.
