Контрольная работа. Содержание программы и методические указания по темам

Системах

Содержание программы и методические указания по темам

СТРУКТУРА и содержание профессионального модуля ПМ.03

Результаты освоения ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ

Результатом освоения профессионального модуля является овладение обучающимися видом профессиональной деятельности: Контроль качества продукции в производстве цветных металлов и сплавов, в том числе профессиональными (ПК) и общими (ОК) компетенциями:

Код	Наименование результата обучения
ПК 3.1	Оценивать качество исходного сырья
ПК 3.2	Оценивать качество промежуточных продуктов
ПК 3.3	Оценивать качество готовой продукции
ПК 3.4	Оформлять техническую, технологическую и нормативную документацию
ПК 3.5	Выполнять необходимые типовые расчеты
ОК 1	Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес
ОК 2	Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество
ОК 3	Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность
ОК 4	Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития
ОК 05	Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности
ОК 9	Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности
ОК 10	Исполнять воинскую обязанность, в том числе с применением полученных профессиональных знаний (для юношей)

МКД.03.01 входит в раздел 1 ПМ.03 Контроль и регулирование технологического процесса, выполнение необходимых типовых расчетов

Коды профессиональных компетенций	Наименования разделов профессионального модуля*	Всего часов (макс. учебная нагрузка и практики)	Объем времени, отведенный на освоение междисциплинарного курса (курсов)	Практика
Обязательная аудиторная учебная нагрузка обучающегося	Самостоятельная работа обучающегося, часов	Учебная, часов	Производственная, часов (если предусмотрена рассредоточенная практика)
Всего, часов	в т.ч. лабораторные работы и практические занятия, часов
ПК 3.5. Выполнять необходимые типовые расчеты.	Раздел 1. Контроль и регулирование технологического процесса, выполнение необходимых типовых расчетов					-	-
ПК 3.1. Оценивать качество исходного сырья. ПК 3.2. Оценивать качество промежуточных продуктов. ПК 3.3. Оценивать качество готовой продукции ПК 3.5. Выполнять необходимые типовые расчеты.	Раздел 2. Оценивание качества сырья, промежуточных продуктов и готовой продукции					-	-
ПК 3.4. Оформлять техническую, технологическую и нормативную документацию.	Раздел 3. Подготовка технической, технологической и нормативной документации					-	-
	Производственная практика, часов			-
	Всего:			180			-

Тема 1. Основные сведения об элементах автоматики и измерительных

Изучение этой темы начинается с определения основных понятий: измерительная техника, метрология, измерительные преобразователи, измерительные системы. Рассматриваются методы измерения и основные показатели, характеризующие контрольно- измерительные приборы (КИП), а именно погрешность, поправка, вариация, чувствительность, надежность и т.д.

Рассматривается также классификация элементов систем автоматики, статические и динамические характеристики устройств.

Вопросы для самопроверки

1. Объект управления, его технологические и регулируемые параметры

2. Возмущающее воздействие, входные и выходные сигналы САУ

3. Функциональная схема технологического процесса

4. Замкнутые и разомкнутые системы управления

5. Аналоговые и дискретные системы управления

6. Элемент системы управления

7. Статические и динамические коэффициенты преобразования

8. Порог чувствительности и зона нечувствительности элемента

9. Классификационные признаки элементов систем управления

10. Время установления и постоянная времени элемента

Тема 2 Измерительные элементы систем автоматики

Датчики как первичные преобразователи в автоматических системах управления. Классификация электрических датчиков. Датчики параметрические и генераторного типа. Виды датчиков по характеру выходного сигнала. Область и возможность применения рассматриваемых видов датчиков.

Контактные датчики, их особенности.

Потенциометрические датчики. Характеристика, виды, характер регулирования. Реверсивные потенциометрические датчики.

Тензодатчики, назначение, типы и принцип действия, особенности материала используемого для изготовления датчиков.

Электромагнитные датчики. Принцип действия и основы расчета датчиков. Индуктивные и индукционные датчики. Дифференциальные, трансформаторные, индукционные датчики.

Пьезоэлектрические датчики. Принцип действия, устройство, чувствительность, требования к измерительной цепи.

Емкостные датчики. Характеристики и схемы включения.

Терморезисторы, назначение и типы. Термоэлектрические датчики.

Струнные датчики. Назначение, типы и принцип действия.

Фотоэлектрические датчики. Назначение, типы и область использования.

Ультразвуковые датчики. Датчики Холла и магнитосопротивления.

Вопросы для самопроверки

1. В чем разница между параметрическими и генераторными датчиками?

2. Материал, используемый для измерительных щупов контактных датчиков.

3. Схемы включения и принцип действия потенциометрических датчиков

4. Конструктивные особенности функциональных потенциометрических датчиков

5. Свойства материалов используемых для выполнения тензометрических датчиков

6. Конструктивные особенности выполнения тензометрических датчиков

7. Требования к установке тензометрических датчиков

8. Материал, используемый для изготовления тензометрических датчиков

9. Чем обусловлено изменение индуктивности обмотки электромагнитных датчиков?

10. Отличительные особенности индуктивных и индукционных датчиков

11. Пьезоэлектрический эффект и его виды

12. Пьезоэлектрические кристаллы и их свойства

13. Под влиянием, каких величин изменяется емкость конденсатора?

14. В чем сходство между пьезоэлектрическими и емкостными датчиками?

15. Отличительные особенности металлических и полупроводниковых терморезисторов

16. Основные причины погрешностей термометров сопротивления

17. Термопара и принцип возникновения термоЭДС

18. Частотный метод измерения технологических параметров

19. Проявление и виды фотоэффекта

20. Фотоэлектрические датчики в аналоговых и дискретных системах

21. Принцип работы ультразвуковых датчиков

22. Эффект Холла

23. Влияние магнитного поля на сопротивление проводника

Тема 3 Задающие устройства и устройства сравнения

Для ввода в САУ задающего воздействия, которое в том или ином виде содержит информацию о желаемом течении управляемого процесса, используют задающие устройства. Назначение, виды, схемы задающих устройств.

Для сравнения управляемой величины, контролируемой датчиком с сигналом задания, формируемым задающим устройством, в схемах используются устройства сравнения. Виды, схемы устройств сравнения.

Вопросы для самопроверки

1. Роль задающего устройства в САУ

2. В каком виде вводятся заданные величины, а различных САУ?

3. Командоаппараты непрерывного и дискретного действия

4. Функция устройств сравнения в составе САУ

5. Методика сравнения механических величин

Тема 4 Коммутационные и электромеханические элементы

Для проведения коммутационных операций в системах управления предусмотрена установка коммутационных элементов. Различают коммутационные элементы ручного и автоматического управления. Электрические контакты определяют надежность и работоспособность любого коммутационного аппарата. Виды контактов и контактных узлов. Контакторы и магнитные пускатели в схемах автоматизации.

Для соблюдения заданной последовательности срабатывания элементов схем управления и выполнения определенной закономерности действий в схемах используются реле. Реле это устройства переходящее скачком из одного устойчивого состояния в другое. Электромагнитные нейтральные реле. Электромагнитное поляризованное реле. Специальные виды реле: магнитоэлектрическое реле, электродинамическое реле, индукционное реле, реле времени, электротермическое реле. Магнитоуправляемые контакты.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое коммутация?

2. Моментное действие выключателя

3. Виды аппаратов для ручной коммутации

4. Вида аппаратов для автоматической коммутации

5. Требования к сопротивлению контактного перехода

6. Какие контактные узлы повышают надежность работы аппарата и за счет чего?

7. Требования к материалу контактов

8. Принцип работы нейтрального электромагнитного реле

9. Как повысить быстродействие нейтрального электромагнитного реле?

10. Отличительные особенности нейтрального электромагнитного реле постоянного и переменного тока

11. Различия между поляризованным и нейтральным электромагнитными реле

12. Настройка контактов поляризованного реле

13. Вибропреобразователи, назначение, виды

14. Принцип действия специальных реле: магнитоэлектрического реле, электродинамическое реле, индукционное реле, реле времени, шагового искателя

15. Геркон, устройство и принцип работы

16. Область применения контакторов и пускателей

17. Отличие контактора от обычного реле

18. Отличие магнитного пускателя от контактора

19. Автоматические выключатели

Тема 5 Усилители

Для корректировки сигналов входных и выходных в системах управления используются усилители.

Магнитные усилители без обратной связи. Физические основы работы МУ, принцип действия, основные характеристики, параметры и схемы МУ. Магнитные усилители с обратной связью. Назначение и способы введения обратных связей. Реверсивные магнитные усилители. Магнитные усилители специального назначения. Виды магнитных модуляторов и назначение.

Бесконтактные электромагнитные реле, характеристики и схемы. Электромашинные усилители.

Полупроводниковые усилители.

Вопросы для самопроверки

1. Характеристика магнитных материалов

2. Параметры магнитных усилителей

3. Почему в МУ выходной сигнал не влияет на входной сигнал?

4. Обратная связь в магнитных усилителях

5. Внутренняя и внешние обратные связи, их особенности

6. Коэффициент обратной связи и его регулирование

7. Обмотка смещения, ее назначение в реверсивных МУ

8. Виды магнитных усилителей специального назначения

9. Назначение магнитных модуляторов

10. Магнитомодуляционные датчики, их назначение

Тема 6 Исполнительные элементы автоматики

Исполнительные устройства в системах автоматики предназначены для приведения в действие различных регулирующих органов, оказывающих непосредственное воздействие на объект управления с целью достижения выходной величиной этого объекта требуемого значения.

Электромагнитные исполнительные устройства. Классификация и общие характеристики исполнительных элементов. Электромагниты и электромагнитные муфты.

Исполнительным устройством системы автоматического управления в большинстве случаев является привод, перемещающий регулирующий орган в соответствии с сигналом регулирующего воздействия. Исполнительные двигатели постоянного и переменного тока. Шаговые двигатели для микроперемещений. Гидравлические двигатели.

Вопросы для самопроверки

1. Виды электромагнитов и принцип действия их

2. Электромагнитные муфты, назначение, принцип работы

3. Схемы работы, включения, реверсирования и торможения двигателей постоянного тока

4. Двухфазный асинхронный двигатель с полым ротором

5. Чем различается работа гидравлических двигателей при наличии и отсутствии в них обратной связи?

6. Принцип работы шаговых электродвигателей

Тема 7 Общие сведения о теории автоматического регулирования

Основные определения и понятия теории автоматического управления. Основные принципы управления (по отключению, по возмущению, комбинированный).

В ТАУ подобраны шесть типов уравнений взаимосвязи входных и выходных сигналов объектов САУ, которые названы типовыми динамическими звеньями и которые составляют математический аппарат, используемый для исследования объектов. Основные законы регулирования. Элементарные звенья.

Вопросы для самопроверки

1. Объект управления, технологические и регулируемые параметры

2. Возмущающее воздействие, входные и выходные сигналы САУ

3. Классификация САУ по принципу действия

4. Виды элементарных звеньев и примеры их реализации

5. Виды характеристик элементарных звеньев и их особенности

Тема 8 Основные свойства систем автоматизации производства

Переходные процессы в системах регулирования. Основные показатели качества переходного процесса. Статические и астатические системы. Способы стабилизации систем. Основные понятия оптимальных, экстремальных, самонастраивающихся систем

Вопросы для самопроверки

1. Экстремальная система управления

2. Принцип построения экстремальных систем

3. Время регулирования, перерегулирования и степень затухания в процессе регулирования

4. Виды оптимальных процессов регулирования

5. Устойчивость САУ и ее показатели

6. Критерии устойчивости

7. Поясните определение «самообучающиеся системы автоматического управления»

Тема 9 Цифровые системы автоматического управления

Для реализации сложных алгоритмов управления используются в системах управления дискретные элементы. Элементы цифровых систем автоматики. Преобразователи цифровых систем автоматики: аналогово-цифровые, цифро-аналоговые преобразователи, индикаторные устройства. Корректирующие элементы. Операционный усилитель. Промышленные роботы.

Вопросы для самопроверки

1. Импульсный и аналоговый сигнал, их характеристика

2. Достоинства систем с цифровым сигналом

3. Элементы дискретных систем: вычислительные, логики, памяти

4. Преобразователи в дискретных системах

5. Операционные усилители

6. Корректирующие элементы

Тема 10 Типовые схемы автоматизации металлургических агрегатов

Автоматизация плавильных и обжиговых печей. Особенности технологического процесса. Системы автоматического контроля величин, характеризующих технологический процесс. Автоматическая система регулирования соотношения двух величин защиты металлургических печей.

Вопросы для самопроверки

1. Исключающие, разрешающие блокировки и блокировки памяти

2. Система автоматической защиты и ее структура

3. Аварийная сигнализация, индикаторы аварийных ситуаций

Тема 11 Основы проектирования систем автоматического регулирования

Стадии проектирования. Состав проектной документации. Условные обозначения по ГОСТ 21404-85, применяемые при проектировании

Тема 12 Системы телемеханики

Область науки и техники, охватывающая теорию и технические средства контроля и управления объектами на расстоянии посредством специальных преобразований сигналов, называется телемеханикой.

Основные понятия и принципы построения систем телемеханики. Методы преобразования сигналов. АСУ технологическими процессами и производством.

Вопросы для самопроверки

1. Структурная схема телемеханической системы

2. Назначение основных элементов автоматики

3. Виды линий связи

4. Виды систем телемеханики

Согласно учебному плану по курсу МДК.03.01 Автоматизация технологических процессов каждый студент должен выполнить контрольную работу. Работа состоит из 15 вариантов. Номер варианта определяется последней цифрой шифра зачетной книжки студента. Номера контрольных заданий указаны в таблице 1

Таблица 1

№ варианта	Вопросы по разделам
Раздел 1	Раздел 2	Раздел 3	Раздел 4	Раздел 5	Раздел 6

Раздел 1 Характеристика систем автоматизации

1. Классификация САУ

2. Характеристика элементов автоматики

3. Апериодическое звено САУ

4. Интегрирующее звено САУ

5. Колебательное звено САУ

6. Усилительное звено САУ

7. Дифференцирующее звено САУ

8. Запаздывающее звено САУ

9. Характеристика способов соединения звеньев САУ в единую систему

10. Аппроксимация сложных объектов

11. Структурные схемы. Обратная связь в системах САУ

12. Устройства, определяющие закон регулирования САУ

13. Устойчивость систем автоматического управления

14. Показатели качества работы САУ

15. Критерии устойчивости САУ

Раздел 2 Измерительные элементы систем автоматики

1. Контактные датчики

2. Потенциометрические датчики

3. Тензометрические датчики

4. Электромагнитные датчики

5. Пьезоэлектрические датчики

6. Емкостные датчики

7. Терморезисторы

8. Термоэлектрические датчики

9. Струнные датчики

10. Фотоэлектрические датчики

11. Ультразвуковые датчики

12. Датчики Холла

13. Магнитосопротивления

14. Термисторы

15. Автоматический потенциометр

Раздел 3 Магнитные усилители

1. Магнитные усилители без обратной связи

2. Магнитные усилители с обратной связью

3. Реверсивные магнитные усилители

4. Магнитные усилители специального назначения

5. Магнитные модуляторы

6. Магнитомодуляционные датчики

7. Магнитные реле

Раздел 4 Коммутационные и электромеханические элементы

1. Коммутационные элементы ручного управления

2. Автоматические коммутационные элементы

3. Электромагнитные реле постоянного тока

4. Электромагнитные реле переменного тока

5. Электромагнитные поляризованные реле

6. Вибропреобразователи

7. Магнитоэлектрическое реле

8. Электродинамическое реле

9. Индукционное реле

10. Реле времени

11. Электротермические реле

12. Магнитоуправляемые контакты

13. Автоматические выключатели

14. Электромагнитные исполнительные устройства

15. Электромагнитные муфты

Раздел 5 Исполнительные устройства

1. Электрические серводвигатели

2. Гидравлические двигатели

3. Сервоприводы с электромагнитными муфтами

4. Шаговые сервоприводы

5. Исполнительные двигатели постоянного тока

6. Синхронные микродвигатели с постоянными магнитами

7. Синхронные реактивные микродвигатели

8. Синхронные гистерезисные двигатели

9. Двигатели для микроперемещений

10. Асинхронные двигатели с полым немагнитным ротором

Раздел 6 Цифровые системы автоматического управления

1. Логические устройства автоматики

2. Управляющие микроЭВМ

3. Микроконтроллеры

4. Элементы цифровых систем автоматики

5. Робототехника

Дата добавления: 2017-01-14