Document 352219
advertisement
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ» Согласовано Утверждаю _______________________ Руководитель ООП по направлению 220700 доц. А.А. Кульчицкий ______________________ Зав. кафедрой АТПП доц. А.А. Кульчицкий ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ» Направление подготовки: 220700 Автоматизация технологических процессов и производств Профиль подготовки: Автоматизация технологических процессов и производств в нефтегазопереработке Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная Составители: Доцент каф. АТПП В.А. Иванов САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2012 1. Цели и задачи дисциплины: Дисциплина “Проектирование автоматизированных систем” призвана дать знания студенту-бакалавру по направлению 220700 “Автоматизация технологических процессов и производств” по современным методам инженерного оформления проектов автоматизации технологических процессов. Основная задача дисциплины заключается в формировании знаний и умений, которые необходимы бакалавру в своей трудовой деятельности: - при эксплуатации систем автоматизации - для поиска неисправностей и их устранение; - при проектировании систем управления - для выбора приборов применительно к конкретным условиям технологических процессов, - при внедрении систем управления - для наладки технических средств с целью обеспечения заданного качества управления объектов. 2. Место дисциплины в структуре ООП: Дисциплина “Проектирование автоматизированных систем” относится к дисциплинам базовой части профессионального цикла. Для изучения этой дисциплины необходимы: - знания по единой системе конструкторской документации (ЕСКД); - знания основных положений теории автоматического управления; - навыки работы в AutoCAD; - знания технических средств измерения технологических параметров; - знания управляющей части технических средств автоматизации; - знания по электротехнике и электродвигателям; Эти знания и умения формируются у студентов в результате изучения следующих дисциплин: «Инженерная и компьютерная графика», «Теории автоматического управления», «Электротехники», «Технические измерения и приборы», «Технические средства автоматизации» и «Микроконтроллеры и микропроцессоры в системах управления». Материалы дисциплины используются при изучении таких дисциплин, как «Автоматизация технологических процессов (по отраслям)», Автоматизированные системы управления технологическими процессами (по отраслям)», а также при курсовом проектировании и выполнении выпускной квалификационной работы. 3. Требования к результатам освоения дисциплины: Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций: - способностью участвовать в разработке проектов действующих производств, создании новых (ПК-9); - способностью использовать современные информационные технологии при проектировании автоматизации технологических процессов (ПК-10); - способностью разрабатывать проектную и рабочую техническую документацию в области автоматизации технологических процессов и производств (ПК-13); - способностью участвовать в мероприятиях по контролю соответствия разрабатываемых проектов и технической документации действующим стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам (ПК-14); - способностью участвовать в разработке проектов по автоматизации технологических процессов (ПК-19); - способностью к практическому освоению и совершенствованию систем автоматизации технологических процессов (ПК-20); - способностью выбирать технические средства автоматизации (ПК-22); - способностью выполнять работы по экспертизе технической документации систем и средств автоматизации и управления (ПК-27). В результате изучения дисциплины студент должен: Знать: ГОСТы по разработке автоматизированных систем управления; стандартные технические средства контроля и управления; принципы построения и функционирования информационного и технического обеспечения систем автоматизации; Уметь: составлять техническое задание на проектирование систем управления технологических процессов. разбираться в электрических принципиальных схемах контроля, управления и сигнализации технологических параметров и процессов; выбирать технические средства автоматизации для проектирования, соответствующие условиям эксплуатации технологических объектов; Владеть: современными инструментами проектирования автоматизированных систем (AutoCAD, E3). 4. Объем дисциплины и виды учебной работы Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц. Вид учебной работы Всего Семестры часов 7 8 69 68 1 Аудиторные занятия (всего) В том числе: Лекции 34 34 Практические занятия (ПЗ) 1 1 Семинары (С) Лабораторные работы (ЛР) 34 34 0 75 58 17 Самостоятельная работа (всего) В том числе: Курсовой проект (работа) 17 17 Графические работы в AutoCAD или E3 32 32 Реферат Другие виды самостоятельной работы Подготовка к лабораторным работам 26 26 Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) 36 экзамен (36) защита Общая трудоемкость час 180 162 18 зач. ед. 5 4,5 0,5 5. Содержание дисциплины 5.1. Содержание разделов дисциплины 5.1.1. Введение. Общие сведения о проектировании АСУТП. Понятие об АСУТП и разновидности АСУТП. Классификация АСУТП. Компьютерные технологии создания АСУТП. 5.1.2. Состав и содержание работ по созданию АСУТП. Стадии и этапы создания АСУТП. Состав и содержание работ по созданию АСУТП. Состав работ и ответственность при подготовке к вводу АСУТП в действие. Монтаж и пуско-наладка технических средств АСУТП. Ввод АСУТП в действие. 5.1.3. Стадии проектирования и состав проектов автоматизации технологических процессов. Общие положения. Задание на проектирование, исходные данные и материалы. Стадии проектирования и состав проектной документации. Задания на выполнение работ, связанных с автоматизацией технологических процессов. 5.1.4. Структурные схемы систем измерения, автоматизации и сигнализации. Структурная схема управления. Структурные схемы измерения и управления. Структурные схемы технических средств автоматизации. Структурные схемы организационного управления объектом автоматизации. 5.1.5. Функциональные схемы систем измерения, автоматизации и сигнализации. Назначение функциональных схем. Методика и общие принципы их выполнения. Изображение технологического оборудования и коммуникаций. Изображение средств измерения и автоматизации. Буквенные обозначения технических средств автоматизации. Позиционные обозначения средств автоматизации. Требования к выполнению функциональных схем. 5.1.6. Принципиальные электрические схемы измерения, автоматизации и сигнализации. Общие требования. Правила оформления схем. Условные графические обозначения элементов схем. Обозначение цепей. Условные буквенно-цифровые обозначения элементов схем. 5.1.7. Принципиальные электрические схемы питания средств автоматизации. Назначение и общие требования. Выбор напряжения и требования к источникам питания. Выбор схемы электропитания. Аппаратура управления и защиты схем электропитания. Выбор сечений проводов и жил кабелей. Выбор аппаратов управления и защиты. Места установки аппаратов управления и защиты. 5.1.8. Принципиальные пневматические схемы автоматизации и питания. Общие сведения о пневматических системах измерения и автоматизации. Основные требования к пневматическим средствам автоматизации и линиям связи. Условные графические обозначения и маркировка. Основные требования к оформлению. Требования к качеству сжатого воздуха. Источники питания. Выбор схемы питания пневмоавтоматики. Методика оформления схем питания. 5.1.9. Щиты, пульты систем автоматизации. Назначение и конструкция щитов и пультов. Расположение аппаратуры, арматуры и проводок в щитах и пультах. Размещение и установка щитов и пультов в щитовых помещениях. Требования к разработке чертежей. Чертежей общих видов щитов и пультов. Таблицы соединений и подключения. Спецификация щитов и пультов. Эргономика щитов, пультов и пунктов управления. 5.1.10. Электрические и трубные проводки систем автоматизации. Общие положения по электрическим проводкам. Выбор способа выполнения электропроводок. Выбор проводов и кабелей. Условия совместной прокладки электрических цепей различного назначения. Назначение и характеристики трубных проводок. Основные требования к трубным проводкам. Типовые схемы импульсных трубных проводок. Способы выполнения трубных проводок. Выбор труб и пневмокабелей для трубных проводок. Условия совместной прокладки трубных проводок различного назначения. 5.1.11.Проектирование внешних электрических и трубных проводок. Общие положения. Схемы соединений внешних проводок. Схемы подключения внешних проводок. Таблицы соединений внешних проводок. Таблицы подключения внешних проводок. Чертежи расположения оборудования и проводок. Обозначение на чертежах приборов, щитов и пультов. Внешние электрические и трубные проводки. 5.1.12. Зануление и заземление в электроустановках систем автоматизации. Общие положения. Элементы электроустановок, подлежащие занулению или заземлению. Выбор нулевых и заземляющих проводников. Требования к выполнению заземления и зануления. 5.1.13. Требования к выполнению электрической части систем автоматизации во взрыво- и пожароопасных зонах. Классификация взрывоопасных и пожароопасных зон. Классификация и маркировка взрывозащищенного электрооборудования. Выбор средств измерения и автоматизации для взрывоопасных зон. Системы электропитания во взрывоопасных зонах. Электрические проводки во взрывоопасных зонах. Особенности проектирования электропроводок в пожароопасных зонах. 5.1.14. Текстовые материалы проекта. Пояснительная записка. Ведомость проекта. Описание автоматизируемых функций. Описание постановки задач. Общее описание системы. Программа и методика испытаний. Паспорт АСУТП. Формуляр системы. Проектная оценка надежности системы. 5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами № Наименование обеспечиваемых п/п (последующих) дисциплин 1. 2. № № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин Автоматизация технологических процессов Автоматизированные системы управления технологических процессов 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + + + + + + 5.3. Разделы дисциплин и виды занятий № п/п 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. Наименование раздела дисциплины Введение Состав и содержание работ по созданию АСУТП. Стадии проектирования и состав проектов автоматизации технологических процессов. Структурные схемы систем измерения и автоматизации. Функциональные схемы систем измерения и автоматизации. Принципиальные электрические схемы измерения и автоматизации. Принципиальные электрические схемы питания средств автоматизации. Принципиальные пневматические схемы автоматизации и питания. Щиты, пульты систем автоматизации. Электрические и трубные проводки систем автоматизации. Проектирование внешних электрических и трубных проводок. Зануление и заземление в электроустановках систем автоматизации. Лекц. Лаб. зан. 1 2 6 2 Семин СРС Всего час. 7 2 2 3 2 5 4 8 12 4 8 12 2 2 2 2 2 3 4 6 3 3 4 7 2 2 13. 14. Требования к выполнениюэлектрической части систем автоматизации во взрыво- и пожароопасных зонах. Текстовые материалы проекта. 2 2 2 2 4 6. Лабораторный практикум № п/п № раздела дисциплины Наименование лабораторных работ 1. 2. 5. 5.1.1 5.1.1 5.1.1 5.1.4 5.1.5 5.1.6 5.1.6 6. 7. 8. 5.1.9-5.1.10 5.1.11-5.1.12 5.1.14 Знакомство с AutoCAD. Правила работы в AutoCAD. Создание шаблонов, форматок. Первый чертеж. Формирование чертежей в AutoCAD. Создание блоков. Структурная схема управления объектом Функциональная схема автоматизации объекта Схема управления двигателем Принципиальные электрические схемы контроля и автоматизации Монтажная схема щита Схема внешних проводок Составление пояснительной записки к проекту 3. 4. Трудоемкость (час.) 2 2 2 2 8 2 6 4 4 2 8. Примерная тематика курсовых проектов (работ): 1) Разработка элементов проектной документации по автоматизации процесса кальцинации гидроксида алюминия в трубчатой вращающейся печи. 2) Разработка элементов проектной документации по автоматизации в печи кислородно-факельной плавки при переработке медных концентратов. 3) Разработка элементов проектной документации по автоматизации процесса обжига медных концентратов в печах кипящего слоя. 9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины: а) основная литература: 1. Федоров Ю.Н.. Основы построения АСУТП взрывоопасных производств В 2-х томах. Т. 1 «Методология». М.: СИНТЕГ, 2006, 720 с., ил. (Серия «Автоматизация технологических процессов»). 2. Федоров Ю.Н.. Основы построения АСУТП взрывоопасных производств В 2-х томах. Т. 2 «Проектирование». М.: СИНТЕГ, 2006, 632 с., ил. (Серия «Автоматизация технологических процессов»). 3. Глушаков С.В. AutoCAD 2008. Самоучитель (Учебный курс)/Лобяк А.В. изд.2-е доп. и перераб. - М.: «АСТ МОСКВА:ХРАНИТЕЛЬ», 2008, 448 с. 4. Федоров Ю.Н.. Справочник инженера по АСУТП: Проектирование и разработка. Учебно-практическое пособие. М.:Инфра-Инженерия, 2008, 928., ил. б) дополнительная литература: 1. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Спроавочное пособие/Под ред. Клюева А.С. – 2-е изд., перераб. и доп., М.: Энергоатомиздат, 1990, 464 с., ил. в) программное обеспечение: Программные продукты AutoCAD, Е3. г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы: 1. Компоненты автоматизации ОВЕН. Ежегодный каталог продукции. WWW.OWEN.RU 2. Справочник по контрольно-измерительным приборам, автоматике и клапанам. 2010.IV, www.kipspb.ru. 3. Приборы, системы и средства автоматизации технологических процессов./ Номенклатурный каталог в 12-ти томах., 2000. 10. Материально-техническое обеспечение дисциплины: Выполнение лабораторных работ по проектированию проводятся в специализированной лаборатории 3331. Для завершения выполнения работ и оформления отчетов используются компьютеры кафедрального вычислительного центра (аудитория -6502) 11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины: Темы лабораторных работ являются индивидуальными для каждого студента. Перед началом занятий проводится контроль знаний по ГОСТам выполнения данных схем. Задания на изучение ГОСТов выдаются на предыдущем занятии. По результатам проверки знаний студент допускается или нет к выполнению лабораторной работы. Разработчики: Горный институт доцент кафедры АТПП В.А. Иванов Эксперты: ____________________ (место работы) ___________________ (занимаемая должность) _________________________ (инициалы, фамилия) ____________________ (место работы) ___________________ (занимаемая должность) _________________________ (инициалы, фамилия)
