Системы автоматизации управления - Санкт

Государственное бюджетное образовательное учреждение
среднего специального образования
«Санкт-Петербургский Политехнический колледж»
ТО.РО3.РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ
ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ
для средних специальных учебных заведений по специальности 140613
«Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического
оборудования (по отраслям)»
(базовый уровень)
Санкт-Петербург
2012 г.
2
ОДОБРЕНА
Учебной (цикловой)
комиссией
Председатель:
Лапутин Е.Д.
Составлена в соответствии с
Государственными требованиями
к минимуму содержания и уровню
подготовки выпускника по
специальности
Заместитель директора
по учебной работе
Л.П. Мельникова
Автор: Лапутин Е.Д., преподаватель ГБОУ СПО «Санкт- Петербургский
политехнический колледж»
Рецензенты:
- Фунзавя В.К., преподаватель ГБОУ СПО «Санкт- петербургский
политехнический колледж»;
-Белай Е.В., КТН, доцент.
3
Дисциплина - Системы автоматизированного управления
электроприводом
Специальность 140613
ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ДИСЦИПЛИНЫ
Наименование
разделов и тем
Введение
Раздел 1 РА ЗАМКНУТЫЕ
СТРУКТУРЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ
Тема 1.1 Элементы и устройства
разомкнутых систем управления
Тема 1.2 Разомкнутые системы
управления электроприводами
Раздел 2 ЗАМКНУТЫЕ
СТРУКТУРЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ
Тема 2.1 Элементы и устройства
замкнутых систем управления
Тема 2.2 Замкнутые системы
управления электроприводами
Раздел 3 ЭЛЕКТРОПРИВОД С
ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ
Тема 3.1 Понятие о системах с
программным управлением
Всего
В том числе
Всего
часов
лаб.
практич.
1
-
-
27
8
4
9
4
18
Самостоятель- Максимальная
ная работа
нагрузка
студента
студента
-
1
9
36
-
2
11
4
4
7
25
18
-
6
7
25
8
-
4
3
11
10
-
2
4
14
8
-
2
2
10
8
-
2
2
10
54
8
12
18
72
4
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Учебная дисциплина «Системы автоматизированного управления электроприводом» (САУЭП)
является специальной и базируется на знаниях, полученных студентами при изучении общепрофессиональных и
других специальных дисциплин.
Основной задачей дисциплины САУЭП является изучение типовых схем управления электроприводом по
принципам разомкнутого и замкнутого контура управления. Программой предусматривается рассмотрение
элементов и устройств разомкнутых и замкнутых систем управления; методов автоматического управления
электроприводом; принципов построения замкнутых систем; основных видов применяемых преобразователей, а
также получения понятия о системах с программным управлением.
В результате изучения учебной дисциплины студент должен
иметь представление:
- о структурах систем сложных электроприводов (ЭП);
- о типах преобразовательных агрегатов, используемых в серийных ЭП;
- о составлении и анализе структурной и функциональной схем, в которых указаны основные элементы ЭП и
связи между ними
- о типовой унифицированной блочной системе регуляторов (УБСР);
знать:
- условные графические и буквенно-цифровые обозначения электрических устройств и элементов
электропривода на схемах управления;
- способы пуска, торможения электродвигателей в схемах управления;
- типовые схемы автоматизации ЭП, порядок работы схем управления, их особенности;
- типы и технические характеристики аппаратов управления и защиты;
уметь:
- читать электрические принципиальные схемы малой и средней сложности, схемы соединений и т.п.;
- собирать схемы автоматического управления электродвигателями;
- проектировать схемы управления на основании технических заданий;
- вычерчивать принципиальные электрические схемы в соответствии с ГОСТом на условные обозначения
элементов;
- выбирать аппараты управления и защиты, тиристорные преобразователи и другое электрооборудование по
каталогу, справочникам, пользуясь учебной и справочной литературой.
При изучении учебного материала надо соблюдать единство терминологии и обозначений технических
величин согласно действующим стандартам.
В процессе обучения следует постоянно обращать внимание на вопросы техники безопасности,
ориентировать студентов на использование более современных технологий.
В целях активизации учебного процесса и лучшего усвоения программного материала следует широко
использовать наглядные пособия, технические средства обучения.
Для закрепления теоретических знаний студентов программой предусмотрено проведение лабораторнопрактических занятий по сборке схем автоматического управления, по наладке релейно-контакторных схем
управления электроприводами, по исследованию разомкнутых и замкнутых систем автоматического управления
электроприводом. При проведении расчетов следует широко использовать электронно-вычислительную технику.
Для контроля знаний студентов после прохождения какой-либо темы можно использовать карты
программированного опроса. Учебным планом предусматривается проведение одной обязательной контрольной
работы. Наименование и содержание контрольной работы определяется цикловой комиссией. Контрольная работа
проводится за счет времени, отведенного на изучение предмета, обычно не более одного часа.
Рекомендуется следующая последовательность изучения учебного материала:
- ознакомление с содержанием темы и методическими указаниями по ее изучению;
- усвоение программного материала по рекомендованной литературе в соответствии с методическими
указаниями по изучению данной темы;
- проверка знаний учебного материала путем ответов на вопросы для самоконтроля.
Рекомендуется вести конспект, учитывая большие трудности в приобретении учебной литературы. В
конспекте следует записывать основные положения изучаемого материала, иллюстрировать его схемами,
таблицами, делать ссылки на соответствующую литературу.
Рабочая программа рассмотрена предметной (цикловой) комиссией и утверждена заместителем директора
по учебной работе.
5
ВВЕДЕНИЕ
Краткое содержание учебной дисциплины, её связь с другими дисциплинами. Роль и место САУЭП в
производственном процессе, в области науки, техники и технологии. Значение автоматизации для улучшения
качества продукции и снижения её себестоимости. Структурные схемы САУЭП.
Раздел 1 РА ЗАМКНУТЫЕ СТРУКТУРЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ
Тема 1.1 Элементы и устройства разомкнутых систем управления
Студент д о л ж е н
знать:
- конструкцию, технические характеристики и принцип действия электроаппаратуры, применяемой для
управления разомкнутой системой ЭП;
уметь:
- практически различать элементы управления разомкнутой системой ЭП.
Датчики пути, положения, скорости, времени. Датчики тока и напряжения. Устройства типовых защит и
блокировок.
Лабораторная работа – Исследование типовых схем управления и блокировок
Тема 1.2 Разомкнутые системы управления электроприводами
Студент д о л ж е н
знать:
- условные графические и буквенно-цифровые обозначения электрических устройств и элементов ЭП на
схемах управления;
- способы пуска, торможения и реверса электродвигателей в схемах управления;
- порядок работы схем управления, их особенности;
- принцип бесконтактного управления;
- принципы тиристорного управления
уметь:
- собирать схемы автоматического управления (АУ) электродвигателями;
- анализировать схемы АУ электродвигателями и находить неисправности в простейших схемах АУ.
Условные обозначения на схемах. Порядок работы схем управления, их особенности. Методы
автоматического управления электроприводами. Управление в функции времени, тока, скорости. Типовые узлы схем
АУ разомкнутой системой ЭП. Простейшие схемы АУ двигателями переменного и постоянного тока.
Принцип бесконтактного управления. Примеры схем АУ двигателями переменного и постоянного тока.
Принцип тиристорного управления ЭП постоянного и переменного тока.
Практическая работа – Изучение реверсивных схем управления АД
Практическая работа – Отыскание неисправностей в работе схемы АУ
Практическая работа – Изучение работы схемы реверсивного пуска АД в ручном и автоматическом режимах
управления
Практическая работа – Изучение типовых узлов схем АУ на логических элементах
Раздел 2
ЗАМКНУТЫЕ СТРУКТУРЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ
Тема 2.1 Элементы и устройства замкнутых систем управления
Студент д о л ж е н
иметь представление:
- о комплектных и интегрированных ЭП;
знать:
- конструкцию, технические характеристики и принцип действия электроаппаратуры, применяемой для
управления замкнутой системой ЭП;
- преимущества замкнутых систем ЭП;
- виды и назначение обратных связей в схеме управления замкнутой системой;
6
- принципы статического преобразования с помощью тиристоров;
уметь:
- практически различать элементы управления замкнутой системой ЭП;
- объяснять работу тиристорных преобразователей.
Принцип построения замкнутых систем. Виды преобразователей, применяемых в ЭП постоянного и
переменного тока. Аналоговые и дискретные элементы схем АУ электроприводом. Датчики, применяемые в
замкнутых системах АУ ЭП.
Практическая работа – Ознакомление с элементами замкнутых систем управления АУ ЭП
Практическая работа – Полупроводниковые пусковые устройства АД
Тема 2.2 Замкнутые системы управления электроприводами
Студент д о л ж е н
иметь представление:
- о структурах систем сложных электроприводов;
- о составлении и анализе структурной и функциональной схем, в которых указаны основные элементы ЭП и
связи между ними
- о типовой унифицированной блочной системе регуляторов (УБСР);
знать:
- преимущества замкнутых систем ЭП;
- структурные (функциональные) схемы типовых замкнутых систем автоматического регулирования скорости;
уметь:
- проводить анализ схемы управления замкнутой системой ЭП.
Достоинства замкнутой системы. Замкнутые системы «Тиристорный преобразователь-двигатель постоянного
тока» (ТП-ДПТ) с обратной связью по скорости; по току; по скорости и по току. Замкнутые ЭП с подчиненным
регулированием координат. Замкнутые системы «Тиристорный регулятор напряжения - асинхронный двигатель»
(ТРН-АД), «Преобразователь частоты - асинхронный двигатель» (ПЧ-АД). Замкнутые системы с дроссельным (МУДПТ) и импульсным управлением. Следящий ЭП. Понятие о комплектном и интегрированном ЭП.
Тенденции
дальнейшего развития замкнутых систем автоматического управления электроприводами.
Практическая работа – Микропроцессорное управление электроприводом
Раздел 3 ЭЛЕКТРОПРИВОД С ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ
Тема 3.1 Понятие о системах с программным управлением
Классификация систем программного управления. Применение ЭВМ для программного управления
станками. Тенденции дальнейшего развития замкнутых систем АУ ЭП.
Практическая работа – Системы числового программного управления
ЛИТЕРАТУРА
1 Михайлов О.П. Автоматизированный электропривод станков и промышленных роботов– М.:
машиностроение, 2010
2 Москаленко В.В. Электрический привод – М.: Мастерство: Высш.шк., 2008
3 Онищенко Г.Б. Электрический привод – М.: АКАДЕМИЯ, 2006
4 Васин В.М. Электрический привод – М.: Высш.шк., 1984
7
ЛАБОРАТОРНО - ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ
1 Исследование типовых схем управления и блокировок
2 Изучение реверсивных схем управления АД
3 Отыскание неисправностей в работе схем АУ ЭП
4 Изучение работы схемы реверсивного пуска АД в ручном и автоматическом режимах управления
5 Изучение типовых узлов схем АУ на логических элементах
6 Ознакомление с элементами замкнутых систем управления ЭП
7 Полупроводниковые пусковые устройства АД
8 Микропроцессорное управление электроприводом
9 Системы числового программного управления
8