Структура курсового проекта

НАПИСАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

 

 

Введение

1. Анализ технологического процесса (по вариантам)

2. Организация работ по монтажу и наладке системы управления автоматизированным участком (по вариантам)

2.1 Разработка компоновки автоматизированного участка

2.1.1 Выбор и обоснование основного и вспомогательного оборудования

2.1.2 Разработка компоновки автоматизированного участка

2.2 Разработка системы управления автоматизированным участком

2.2.1 Выбор и обоснование датчиков для системы управления автоматизированным участком

2.2.2 Выбор и обоснование контроллера для системы управления автоматизированным участком

3 Монтаж средств автоматизации

3.1 Разработка щита управления

3.2 Разработка структурной схемы системы управления автоматизированным участком

3.3 Построение функциональной схемы системы управления автоматизированным участком

4. Требования безопасности и охраны труда при монтаже и наладке средств автоматизации

5. Экономический расчет

Заключение

Список использованных источников и литературы

Приложения

Графическая часть:

 

1. Компоновка автоматизированного участка

2. Структурная схема системы управления

3. Функциональная схема автоматизации процесса

 
2.2 Методические рекомендации по разделам курсового проекта

 

Тема курсовых проектов по дисциплине предлагается преподавателем или может быть предложена самим студентом. Примерная тематика курсовых проектов представлена в приложении 1.

Во введении отражается актуальность работы, цель и задачи работы, объект и предмет исследования, теоретические основы курсового проекта, используемые методы исследования, характеристика используемой литературы, практическая значимость работы, приводится структура и объем курсового проекта.

1) Актуальность темы курсового проекта. Состояние автоматизации выбранной предметной области на данный момент и обоснование необходимости исследования проблемных вопросов.

2) Цель и задачи курсового проекта. Студент формулирует цели и задачи курсовой работы. Целью является утвержденная тема курсового проекта. Монтаж и наладка задачи включает в себя формулировку задачи в соответствии с выбранной и утвержденной преподавателем темы курсового проекта:

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

- Осуществить анализ предметной области.

- Осуществить выбор элементов СУ

- Разработать структурную и функциональную схему СУ

- Описать требования безопасности труда при монтаже и наладке средств автоматизации

3) Объектом исследования является процесс или явление, порождающее проблемную ситуацию и избранное для изучения. Предмет исследования – это то, что находится в границах объекта. Например, объект - процесс производство детали, предмет исследования – автоматизация производства детали.

4) Теоретические основы и методы исследования. В качестве теоретической основы курсового проекта приводятся основные источники литературы используемые при ее написании. Приводятся методы исследования используемые при написании курсового проекта. Например: теоретическими основами курсового проекта являются учебники авторов …………… и др. Методы исследования: теоретический анализ, анализ документов.

5) Структура и объем курсового проекта. Курсовой проект состоит из следующих структурных элементов: введения, трех глав, заключения, списка использованных источников и литературы, заключения.

 

1. Анализ технологического процесса (по вариантам)

В этом подразделе описываются область применения, существующие способы и методы управления процессом, выбранном для написания курсового проекта; особенности и классификация. Описывается, какие задачи решает система управления выбранным процессом, какие принципы управления при этом используются. Определяется, что является объектом управления; регулируемая переменная, что надо измерять, контролировать и регулировать; что является управляющим воздействием; какие возмущающие воздействия и факторы действуют на систему. Необходимо описать технологический процесс. Прежде всего необходимо выделить все операции, в которых применяется прогрессивное станочное оборудование, быстродействующее приспособление, специальный режущий и измерительный инструмент. Характер технологического процесса в курсовом проекте определяется типом производства и особыми условиями проектирования, указанными в задании. Технологический процесс должен быть основан на использовании научно – технических достижений металлообработки и направлена на повышение технического уровня производства, качества продукции и производительности труда.

2. Организация работ по монтажу и наладке системы управления автоматизированным участком (по вариантам)

2.1 Разработка компоновки автоматизированного участка

2.1.1 Выбор и обоснование основного и вспомогательного оборудования

В этом подразделе осуществляется выбор основного и вспомогательного оборудования , опираясь на технологический процесс. В качестве основного оборудования может быть оборудование непосредственно участвующее в процессе производства (покраски, сварки, обработки и тд). В качестве вспомогательного то оборудование, которое применяется для вспомогательных операций (транспортировка, складирование, паллетирование и тд). Приводится обоснование выбора.

 2.1.2 Разработка компоновки автоматизированного участка

В этом подразделе производится разработка компоновки автоматизированного участка в соответствии с выбранным оборудованием, учитывается габаритные размеры оборудования, проезжая часть, а также система безопасности. Компоновка выполняется с использованием пакета графических программ, таких как AutoCAD, Inventor, Компас 2D, , Компас 3D и тд.

 

2.2 Разработка системы управления автоматизированным участком

2.2.1 Выбор и обоснование датчиков для системы управления автоматизированным участком

В этом подразделе осуществляется выбор датчика для системы автоматического управления из числа производимых на данный момент.  Приводятся обоснованные выводы почему был выбран именно этот датчик. Датчик – это элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства, преобразующий контролируемую величину (температуру, давление, частоту, силу света, электрическое напряжение, ток и т.д.) в сигнал, удобный для измерения, передачи, хранения, обработки, регистрации, а иногда и для воздействия им на управляемые процессы. Или проще, датчик – это устройство, преобразующее входное воздействие любой физической величины в сигнал, удобный для дальнейшего использования.

При выборе датчиков, необходимо учитывать следующие требования, предъявляемые к датчикам:

- однозначная зависимость выходной величины от входной;

- стабильность характеристик во времени;

- высокая чувствительность;

- малые размеры и масса;

- отсутствие обратного воздействия на контролируемый процесс и на контролируемый параметр;

- работа при различных условиях эксплуатации;

- различные варианты монтажа.

 

2.2.2 Выбор и обоснование контроллера для системы управления автоматизированным участком

В этом подразделе осуществляется выбор контроллера для системы управления. Приводится обоснование выбора контроллера. Программируемый логический контроллер, по сути, является электронной составляющей частью промышленного контроллера и используется в системе автоматизации производства.

Задачей такого логического контроллера является сбор данных, их обработка и преобразование, сохранение в памяти необходимой информации, создание команд управления, которые поступают посредством входов и передаются посредством выходов. Входы и выходы подключаются к датчикам и ключам, к механизмам устройства управления.

Логические контроллеры осуществляют свою работу практически без участия оператора, что позволяет работать в режиме реального времени в жестких условиях эксплуатации, даже при наличии неблагоприятных условий окружающей среды.

При нынешнем обилии доступных опций выбор промышленного контроллера становится все более сложной задачей. Представленные в статье критерии помогут определиться с выбором наиболее подходящего для конкретного применения варианта среди множества реле, таймеров, аналоговых инструментов, программируемых (интеллектуальных) реле, программируемых логических контроллеров и программируемых контроллеров автоматизации.

В таблице перечислены одиннадцать основных моментов, определяющих пригодность того или иного промышленного контроллера для решения определенной задачи. Эта информация призвана помочь выбрать определенное устройство в ситуации, когда требуются различные комбинации реле, таймеров, аналоговых инструментов, программируемых (интеллектуальных) реле (Smart relay), ПЛК (Programmable Logic Controller, PLC) и ПКА (Programmable Automation Controller, PAC). Рекомендации затрагивают также требуемое количество портов I/O, расширения, программное обеспечение (ПО) и коммуникации. Распределенные системы управления (Distributed Control Systems, DCS) намеренно не включены в данный обзор, поскольку большинство из них основано на ПЛК.

Таблица. Критерии выбора контроллеров
Характеристики	Реле/ таймер	Программируемое (интеллектуальное) реле	ПЛК	ПКА
Максимальное число портов I/O	10	20	До 2 000	До 100 000
Размер	Большой	Малый	Зависит от числа портов I/O
Возможности локального расширения	Нет		Средние	Высокие
Возможности дистанционного расширения	Нет		Средние	Высокие
Среда программирования	Нет	Релейно-контактные, некоторые функциональные блоки	Релейно-контактные и, возможно, другие специализированные функциональные блоки	Множественные релейно-контактные, структурированный текст, функциональные блоки и др.
Стоимость ПО	Бесплатно	Бесплатно или очень низкая стоимость	Бесплатно или невысокая стоимость	Невысокая и высокая стоимость
Стоимость оборудования	Очень низкая	Низкая	Средняя	Высокая
Программная память	Нет	Низкая	Высокая	Очень высокая
Простота использования	Очень просто	Просто	Средняя сложность	Высокая сложность
Конфигурируемость	Очень низкая	Низкая	Высокая
Подключение к другим системам	Только провода	Один протокол соединения и один коммуникационный порт	Множество протоколов и коммуникационных портов

 

Крупнейшими мировыми производителями ПЛК сегодня являются компании Siemens AG, Allen-Bradley, Rockwell Automation, Schneider Electric, Omron. Кроме них ПЛК выпускают и многие другие производители, включая российские компании ООО КОНТАР, Овен, Сегнетикс, Fastwel Групп, группа компаний Текон и другие.

 

3 Монтаж средств автоматизации

3.1 Разработка щита управления

Щиты и пульты систем автоматизации предназначены для размещения на них средств контроля и управления техническими процессами, контрольно-измерительными приборами, сигнальными устройствами, арматуры управления, защиты, блокировки и т.д.

Выбирается конструкция. Выбор конструкции зависит от количества, устанавливаемого в него оборудования, его типовые параметры, компоновки. Щит управления является связывающим звеном щита управления объектом управления и персоналом. Выполняет следующие функции:

- пост управления;

- щит сигнализации.

Габариты ящика определяют расчетами суммарных монтажных зон аппаратов, устанавливаемого на задней стене ящика и на его двери.

Выбирается компоновка. Компоновка аппаратуры внутри щитов должна выполняться с учетом конструктивных особенностей этих изделий и обеспечения монтажа и эксплуатации, а также с учетом допустимых полей монтажа.

В этом подразделе осуществляется расчет, выбор щита управления. Приводится обоснование выбора. Описывается способ монтажа.

 

3.2 Разработка структурной схемы системы управления автоматизированным участком

Структурной схемой системы называется графическое изображение показывающее, из каких элементов состоит система, и каким образом они соединены между собой. В данном подразделе приводится трехуровневая структурная схема СУ исходя из выбранных элементов. Описываются взаимосвязи элементов структурной схемы, способы передачи информации.

 

3.3 Построение функциональной схемы системы управления автоматизированным участком

Разделение САУ на отдельные элементы целесообразно, так как это позволяет более экономично осуществлять разработку САУ и се анализ. Разделение позволяет определить функциональную сущность отдельных элементов САУ, и представляется возможность построить функциональную схему САУ. Из приведенного ниже примера очевидно, что устройство управления для поддержки состояния объекта на требуемом уровне выполняет следующие функции:

1) измерение значения контролируемых параметров датчика;

2) преобразование — усиление сигнала;

3) сравнение с заданным значением;

4) индицирование, усиление;

5) принятие решения и использование.

Из этого можно получить функциональную схему САУ

В данном подразделе приводится функциональная схема СУ исходя из выбранных элементов. Описываются взаимосвязи элементов функциональной схемы.

 

4.  Требования безопасности труда при монтаже и наладке средств автоматизации
   В этом разделе описываются инструкции, нормы, правила и требования безопасности труда при монтаже и наладке средств автоматизации, а также методы и меры по организации безопасности труда.

 

5. Экономический расчет

В этом подразделе осуществляется эконмический расчет расходов при организации работ по монтажу и наладке системы управления автоматизированным участком, сюда входит: расчет стоимости на покупку оборудования, покупку и установку датчиков, контроллера, шкафа управления.

 

 

Заключение

Заключение должно содержать краткие выводы по результатам выполнения курсового проекта, оценку полноты решения задачи, рекомендации по использования результатов курсового проекта.

 

Список использованных источников и литературы

Приводится список источников и литературы, использованный при выполнении курсового проекта.

 

Приложения

Приложения оформляются, располагая их в порядке появления на них ссылок в тексте. Каждое приложение следует начинать с новой страницы с указанием наверху по центру слова «Приложение» и его обозначения. Приложения должно иметь общую с остальной частью документа сквозную нумерацию страниц. В приложение выносится вся разработанная иллюстрация, функциональная и структурная схемы системы автоматического управления.

 

2.3 Рекомендуемая литература

Основная литература:

1. Типовые элементы систем автоматического управления: Учебник для сред. проф. образования / В.Ю. Шишмарев. - М.: Издательский центр "Академия", 2016. - 304 с., ISBN 5-7695-1328-4

2. Типовые элементы систем автоматического управления. Учебное пособие для студентов учреждений среднего профессионального образования. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2015. - 384 с.: ил. - (Серия "Профессиональное образование"). ISBN 5-8199-0043-Х (ФОРУМ)

3. Автоматика: Учебник для сред. проф. образования / В.Ю. Шишмарев. - М.: Издательский центр "Академия", 2016 - 288 с., ISBN 5-7695-1708-5.

 

Дополнительные источники:

1. Автоматическое управление: Учебник / М.В. Гальперин. - М.: ИД ФОРУМ: ИНФРА-М, 2017. - 224 с.: ил.; 60x90 1/16. - (Профессиональное образование). ISBN 978-5-8199-0020-8.

2. Элементы систем автоматики: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / А.М. Водовозов. - М.: Издательский центр "Академия", 2016 - 224 с., ISBN 978-5-7695-5604-3.

3. Автоматизация технологических процессов: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / Л.И. Селевцов, А.Л. Селевцов. - 3-е изд., стер. - М.: Издательский центр "Академия", 2016. - 352 с. ISBN 978-5-4468-0615-7.