ТЕХНІЧНІ ЗАСОБИ АВТОМАТИЗАЦІЇezu.kpi.ua/sites/default/files/Metoda_TZA_srs_dp_2015.pdfТехнічні засоби автоматизації: Методичні

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

«КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ»

ТЕХНІЧНІ ЗАСОБИ АВТОМАТИЗАЦІЇ

методичні вказівки до самостійної роботи

для студентів денної прискореної форми навчання за напрямом 6.050504 «зварювання»,

спеціальності «зварювальні установки»

Затверджено Вченою радою ЗФ НТУУ «КПІ»

Київ 2015

Технічні засоби автоматизації: Методичні вказівки до самостійної роботи для студентів денної прискореної форми навчання за напрямом 6.050504 «Зварювання», спеціальності «зварювальні установки». / Уклад.: Є. П. Чвертко, 2015. – 34 с.

Гриф надано Вченою радою ЗФ НТУУ «КПІ» (Протокол № 6 від 21.01.2015 р.)

ТЕХНІЧНІ ЗАСОБИ АВТОМАТИЗАЦІЇ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ

для студентів денної прискореної форми навчання

за напрямом 6.050504 «зварювання», спеціальності «зварювальні установки»

Укладач: Чвертко Євгенія Петрівна Відповідальний редактор: д.т.н., проф. С. К. Фомічов Рецензент: к.т.н., доц. О. В. Прохоренко

Редактор: К. В. Решетилов Комп’ютерна верстка: Є. П. Чвертко

(авторська)

3

Зміст

Зміст .......................................................................................................... 3

Вступ ......................................................................................................... 5

1. Опис навчальної дисципліни ............................................................... 6

1.1. Загальна характеристика навчальної дисципліни «Технічні

засоби автоматизації» ................................................................................... 6

1.2. Розподіл навчального часу ............................................................ 6

1.3. Рейтингова система оцінки з дисципліни ..................................... 8

1.4. Шкала оцінювання знань ............................................................... 8

1.5. Види самостійної роботи ............................................................... 9

2. Методичні вказівки до вивчення розділів курсу .............................. 10

Розділ 1. Основи проектування технічних засобів автоматизації .... 10

Тема 1.1. Загальні відомості про технічні засоби автоматизації... 10

Тема 1.2. Проектування технічних засобів автоматизації............. 11

Тема 1.3. Основні поняття управління технологічним процесом. 12

Тема 1.4. Основні етапи проектування технічних засобів

автоматизації............................................................................................ 14

Розділ 2. Контроль параметрів технологічного процесу .................. 16

Тема 2.1 Параметри технологічних процесів................................. 16

Тема 2.2 Контроль параметрів технологічного процессу та стану

обладнання у зварюванні ........................................................................ 17

Тема 2.3 Загальні відомості про перетворення інформації в

системах автоматизації виробничих процесів ....................................... 19

Розділ 3. Основи вибору технічних засобів....................................... 21

Тема 3.1 Датчики параметрів для систем автоматизації ............... 21

Тема 3.2 Цифро-аналогові і аналого-цифрові перетворювачі....... 22

Тема 3.3 Підсилювачі ...................................................................... 23

4

Тема 3.4 Перемикачі та розподільники. Виконавчі механізми ..... 25

Тема 3.5. Програмно-технічні комплекси ...................................... 26

Розділ 4. Основи надійності автоматичних систем........................... 27

Тема 4.1 Надійність автоматичних систем..................................... 27

3. Методичні вказівки до інших видів самостійної роботи ................. 30

3.1. Підготовка до лабораторних робіт .............................................. 30

3.2 Підготовка до практичних робіт .................................................. 30

3.3. Підготовка до контрольної роботи.............................................. 31

4. Навчально-методичні матеріали........................................................ 32

4.1. Основна література ...................................................................... 32

4.2. Додаткова література ................................................................... 33

5

Вступ

Розвиток сучасного виробництва відбувається шляхом створення

високоефективних промислових установок, які забезпечують

інтенсифікацію технологічних процесів та систем керування ними.

Залежно від рівня автоматизованої системи керування технологічним

процесов в якості технологічного об’єкта керування можна розглядати

технологічні агрегати і установки, групи станків, окремі виробництва

(цехи, ділянки), які реалізують самостійний технологічний процес;

виробничий процес промислового підприємства в цілому, якщо керування

ним полягає в раціональному виборі та узгодженні режимів роботи

агрегатів, ділянок і виробництв.

Невід’ємною складовою частиною таких систем є технічні засоби

автоматизації. Вони виконують функції збирання і обробки інформації (без

зміни її змісту) про стан процесу; передач інформації каналами зв’язку

(переміщення у просторі); перетворення, зберігання і обробки інформації,

формування команд управління (переміщення інформації в часі із зміною її

змісту); застосування і представлення командної інформації для впливу на

процес і зв’язок з оператором.

Вивчення курсу «Технічні засоби автоматизації» передбачено навчальним планом напряму підготовки 050504 «зварювання» спеціальності «зварювальні установки» для студентів денної прискореної форми навчання. Метою вивчення дисципліни «Технічні засоби автоматизації» є отримання системи знань, умінь та практичних навичок в галузі функціонального призначення та конструктивних особливостей технічних засобів автоматизації, методів вибору основних компонентів цього обладнання. У даному методичному посібнику наведено вказівки щодо організації самостійної роботи з курсу «Технічні засоби автоматизації».

6

1. Опис навчальної дисципліни

1.1. Загальна характеристика навчальної дисципліни

«Технічні засоби автоматизації»

Розподіл навчального часу за видами занять і завдань з дисципліни

згідно з робочим навчальним планом: Навчальний час Розподіл навчальних годин Контрольні заходи

Сем

естр

кред

ити

акад

еміч

ні

годи

ни

Лекції П

ракт

ичні

за

нятт

я

Лаб

орат

орні

ро

боти

СРС МКР РР

Сем

естр

ова

атес

таці

я

6 5 180 36 18 18 108 1 – д.з.

Напрям підготовки: 050504 – зварювання.

Спеціальність: 050504.02 «Зварювальні установки».

Освітньо-кваліфікаційний рівень: бакалавр.

Цикл, до якого відноситься дисципліна: дисципліни самостійного

вибору навчального закладу.

1.2. Розподіл навчального часу

Кількість годин у тому числі

Назви розділів і тем Всього Лекції Практичні (семінар-

ські)

Лабораторні (комп’-

ютерний практикум)

СРС

1 2 3 4 5 6 Розділ 1. Основи проектування технічних засобів автоматизації

Тема 1. Загальні відомості про технічні засоби автоматизації 3 2 1 Тема 2. Проектування технічних засобів автоматизації 3 2 1 Тема 3. Основні поняття управління технологічним процесом 3 2 1

7

1 2 3 4 5 6 Тема 4. Основні етапи проектування технічних засобів автоматизації 9 6 3 Разом за розділом 1 18 12 6

Розділ 2. Контроль параметрів технологічного процесу Тема 1. Параметри технологічних процесів 3 2 1 Тема 2. Контроль параметрів технологічного процесу та стану обладнання у зварюванні 9 6 3 Тема 3. Загальні відомості про перетворення інформації в системах автоматизації виробничих процесів 3 2 1 Разом за розділом 2 15 10 5

Розділ 3. Основи вибору технічних засобів Тема 1. Датчики параметрів для систем автоматизації 15 2 4 9 Тема 2. Цифро-аналогові і аналого-цифрові перетворювачі 22 2 10 10 Тема 3. Підсилювачі 3 2 1 Тема 4. Перемикачі та розподільники. Виконавчі механізми 52 2 4 14 32 Тема 5. Програмно-технічні комплекси 3 2 1 Разом за розділом 3 95 10 14 18 53

Розділ 4. Основи надійності автоматичних систем Тема 1. Надійність автоматичних систем 12 4 3 5 Разом за розділом 4 12 4 3 5 Контрольна робота 4 1 3 Диференційований залік 36 36 Всього годин 180 36 18 18 108

8

1.3. Рейтингова система оцінки з дисципліни

Стартові бали RС

Лекції Практи-

чні заняття

Лабора-торні

роботи МКР Конспект

Семестрова атестація

RЕ Всього R

0...18 0...18 12...24 0...25 0...15 100 100

Умови позитивних проміжних атестацій

Для отримання «зараховано» з першої проміжної атестації (8

тиждень) студент повинен мати 10 балів із обов’язковим захистом однієї

лабораторної роботи (максимально можлива кількість балів за цей період

становить 22 бали).

Для отримання «зараховано» з другої проміжної атестації (14

тиждень) студент повинен мати 22 балів із обов’язковим захистом

чотирьох лабораторних робіт (максимально можлива кількість балів за цей

період становить 46 балів).

Необхідними і обов’язковими умовами допуску до заліку є:

виконання і захист 6 лабораторних робіт;

виконання 7 практичних завдань;

сумарна кількість балів має становити не менше 30 балів.

1.4. Шкала оцінювання знань

RD=RC+RE Оцінка ECTS Традиційна оцінка 95…100 A відмінно 85…94 B 75…84 C добре

65…74 D 60…64 E задовільно

RD < 60 Fx незадовільно RC<30 балів або не

виконані інші умови допуску до заліку

F недопущений

9

1.5. Види самостійної роботи

1. Вивчення розділів курсу з використанням рекомендованої

літератури і матеріалів лекцій.

2. Підготовка до лабораторних робіт.

3. Підготовка до практичних робіт.

4. Підготовка до контрольної роботи.

10

2. Методичні вказівки до вивчення розділів курсу

Розділ 1. Основи проектування технічних засобів автоматизації

Тема 1.1. Загальні відомості про технічні засоби автоматизації

Зміст програми

Технічні засоби автоматизації: основні поняття. Функції технічних

засобів автоматизації. Класифікація технічних засобів автоматизації.

Критерії вибору технічних засобів автоматизації.

Література:

– [1]: глава І: розділ 1, 2 (стор. 6...13); глава ІІ: розділ 8 (стор. 35...36);

– [2]: глава 1: § 1.1;

– [8]: тема 1 (стор. 8...12).

Методичні вказівки

Вивчення теми повинне дати студентам чітке уявлення про функції

технічних засобів автоматизації, їх основні техніко-економічні

характеристики, критерії вибору ТЗА. Варто звернути увагу на те, за

допомогою яких ознак класифікуються технічні засоби. При вивченні теми

необхідно особливу увагу приділити розумінню студентами взаємозв’язку

між рівнем досконалості технічних засобів, їх ефективності та необхідних

капіталовкладень, а також задач, які постають перед проектувальниками

комплексів ТЗА у сучасній промисловості.

У результаті вивчення теми студенти повинні уміти класифікувати

технічні засоби автоматизації за ознакою приналежності до системи та

визначати їх основні техніко-економічні характеристики.

Контрольні питання до теми 1.1

1. Що таке технічні засоби автоматизації?

11

2. Перелічіть техніко-економічні показники технічних засобів

автоматизації. Наведіть приклади для кожного з показників.

3. Які основні функції виконують технічні засоби автоматизації?

4. Які існують фкнкціональні групи технічних засобів автоматизації за

ознакою відношення до системи? Наведіть приклади для кожної з груп.

5. Який основний критерій вибору технічних засобів автоматизації?

6. Поясніть, як залежить економічність від капіталовкладень та рівня

досконалості системи технічних засобів.

Тема 1.2. Проектування технічних засобів автоматизації


Проектування технічних засобів автоматизації. Види сумісності.

Загальні вимоги до технічних засобів автоматичних систем управління

технологічними процесами. Інформаційні вимоги. Організаційні вимоги.

Математичні вимоги. Технічні вимоги. Економічні вимоги.


– [1]: глава XVI: розділ 2 – 7 (стор. 287...296);

– [2]: глава 1: § 1.2, 1.4;

– [8]: тема 2 (стор. 13...19).


Вивчення теми повинне дати студентам уявлення про основні задачі

проектування комплексів технічних засобів автоматизації та узагальнену

структуру таких комплексів, а також основні види сумісності ТЗА

(функціональну, енергетичну, інформаційну, тощо) та групи вимог до

засобів автоматизації. Варто звернути увагу на те, якими способами

забезпечують сумісність та виконання вимог тієї чи іншої групи. При

вивченні теми необхідно особливу увагу приділити розумінню студентами

12

узагальненому складу робіт на основних етапах проектування комплексів

технічних засобів.

У результаті вивчення теми студенти повинні уміти визначати

способи забезпечення сумісності ТЗА та формувати основні твимоги до

комплексу засобів автоматизації, класифікувати ТЗА за узагальненою

ієрархічною структурою.


1. Сформулюйте завдання проектування технічних засобів

автоматизації.

2. Поясніть, що таке сумісність. Які види сумісності існують?

3. Наведіть приклади рішень щодо забезпечення сумісності ТЗА:

функціональної, інформаційної, конструктивної, енергетичної.

4. На які групи зазвичай розділяють технічні вимоги до ТЗА?

5. Чого стосуються інформаційні вимоги? Наведіть приклади.

6. Чого стосуються організаційні вимоги? Наведіть приклади.

7. Чого стосуються математичні вимоги? Наведіть приклади.

8. Чого стосуються технічні вимоги? Наведіть приклади.

9. Чого стосуються екогномічні вимоги? Наведіть приклади.

Тема 1.3. Основні поняття управління технологічним процесом


Функції управління технологічним процесом: контроль, оперативне

управління. Методи управління виробництвом і технологічним процесом:

ручні, механізовані, автоматизовані, автоматичні. Основні операції

управління технологічним процесом: підготовка, пуск, збір, накопичення

та аналіз даних, підготовка, прийняття і реалізація рішень, зупинення і

завершення процесу, підготовка і отримання даних від суміжників та

керівництва.

13


– [1]: глава II: розділ 1, 4 – 6 (стор. 19...23, 28...32);

– [8]: тема 3 (стор. 20...23).


Вивчення теми повинне дати студентам чітке уявлення про функції та

методи управління технологічними процесами, основні операції

управління. Варто звернути увагу на те, які саме роботи відносять до тієї

чи іцншої групи операцій. При вивченні теми необхідно особливу увагу

приділити розумінню студентами основ вибору складу операцій

технологічного процесу за заданих умов.

У результаті вивчення теми студенти повинні уміти формувати

перелік операцій технологічного процесу для заданих умов.


1. Які розрізняють групи функцій управління технологічнимим

процесами? Які функції відносять до кожної з груп?

2. Поясніть, які з функцій управління технологічним процесом можуть

бути реалізовані за допомогою технічних засобів автоматизації.

3. Які існують методи упраавління технологічними процесами?

Охарактеризуйте кожен з них.

4. Які існують групи операцій технологічного процесу?

5. Перелічіть основні операції у кожній групі. Наведіть приклади.

6. Поясніть, які з операцій управління технологічним процесом

можуть бути реалізовані за допомогою технічних засобів автоматизації.

14

Тема 1.4. Основні етапи проектування технічних засобів автоматизації


Основні етапи проектування технічних засобів автоматизації. Загальні

принципи побудови комплексу технічних засобів. Типовий склад робіт при

проектуванні систем технічних засобів: чинні нормативні документи.

Основні стадії розробки автоматизованих систем управління.

Типовий склад робіт на стадії дослідження і обгрунтування створення

автоматизованої системи.

Типовий склад робіт на стадії розробки технічного завдання.

Типовий склад робіт на стадії розробки ескізного проекту.

Типовий склад робіт на стадії розробки технічного проекту.

Типовий склад робіт на стадії розробки робочої документації.

Типовий склад робіт на стадії виготовлення несерійних компонентів

комплексу засобів автоматизації.

Типовий склад робіт на стадії введення в дію.


– [1]: глава XXIII: розділ 1 – 4 (стор. 404...413); глава XXIV

(стор. 414...423); глава XXV: розділ 5 – 7 (стор. 435...437); глава XXVІ:

розділ 3 – 7 (стор. 441...449); глава XXVІІ (стор. 449...459);

– [2]: глава 1: § 1.3;

– [3]: стор. 2 – 9;

– [8]: тема 5 (стор. 32...58).


Вивчення теми повинне дати студентам уявлення про основні етапи

проектування технічних засобів автоматизації та загальні принципи

побудови комплексу технічних засобів. Варто звернути увагу на те, як

15

вихідні умови проектування (стан розроки проблеми, досвід роботи із

аналогічними завданнями проектування, складність робіт) впливають на

склад робіт при проектуванні, об’єм необхідної документації та загальну

тривалість проекту. При вивченні теми необхідно особливу увагу

приділити розумінню студентами критеріїв, відповідно до яких тим чи

іншим етапом робіт можна знехтувати.

У результаті вивчення теми студенти повинні уміти за узагальненим

переліком робіт визначати склад робіт при проектуванні за заданих умов.


1. Перелічіть основні стадії розробки автоматизованих систем

управління.

2. Наведіть типовий склад робіт на стадії дослідження і обгрунтування

створення автоматизованої системи. Наведіть приклади факторів, які

впливають на необхідність проведення кожного з етапів робіт.

3. Наведіть типовий склад робіт на стадії розробки технічного

завдання. Наведіть приклади факторів, які впливають на необхідність

проведення кожного з етапів робіт.

4. Наведіть типовий склад робіт на стадії розробки ескізного проекту.

Наведіть приклади факторів, які впливають на необхідність проведення

кожного з етапів робіт.

5. Наведіть типовий склад робіт на стадії розробки технічного

проекту. Наведіть приклади факторів, які впливають на необхідність


6. Наведіть типовий склад робіт на стадії розробки робочої

документації. Наведіть приклади факторів, які впливають на необхідність


16

7. Наведіть типовий склад робіт на стадії виготовлення несерійних

компонентів комплексу засобів автоматизації. Наведіть приклади факторів,

які впливають на необхідність проведення кожного з етапів робіт.

8. Наведіть типовий склад робіт на стадії введення в дію. Наведіть

приклади факторів, які впливають на необхідність проведення кожного з

етапів робіт.

Розділ 2. Контроль параметрів технологічного процесу

Тема 2.1 Параметри технологічних процесів


Параметри технологічних процесів: означення, основні ознаки

класифікації, основні види параметрів за ознаками класифікації.


– [1]: глава II: розділ 7 (стор. 32...35);

– [8]: тема 4 (стор. 24...31).


Вивчення теми повинне дати студентам уявлення про класифікацію

параметрів технологічного процесу за різними ознаками. Варто звернути

увагу на те, як умови контролю технологічного процесу впливатимуть на

віднесення параметру до тієї чи іншої групи згідно різних ознак

класифікації. При вивченні теми необхідно особливу увагу приділити

розумінню студентами критеріїв, відповідно до яких параметр слід

віднести до тієї чи іншої групи.

У результаті вивчення теми студенти повинні уміти класифікувати

параметри технологічного процесу зварювання за заданих умов відповідно

до різних ознак класифікації.

17


1. Що таке параметр технологічного процесу?

2. Перелічіть ознаки, за якими класифікують параметри технологічних

процесів.

3. Наведіть класифікацію параметрів технологічного процесу за

кожною з ознак (за відношенням до галузі науки, якісно-кількісною

ознакою, характером фізичних величин, характером вимірювальних

сигналів і т. д.).

4. Наведіть приклади з галузі зварювальних процесів за кожною з

ознак класифікації.

Тема 2.2 Контроль параметрів технологічного процессу та стану

обладнання у зварюванні


Контроль параметрів технологічного процессу та стану обладнання у

зварюванні: чинні нормативні документи. Основні терміни та визначення

стандарту ДСТУ-ISO-17662. Загальні положення стандарту ДСТУ-ISO-

17662. Вимоги щодо періодичності калібрування, перевірки та атестації

обладнання згідно стандарту ДСТУ-ISO-17662. Вимоги щодо контролю

параметрів процесів зварювання згідно стандарту ДСТУ-ISO-17662.

Контрольовані параметри процесу зварювання, спільні для всіх

процесів зварювання. Контрольовані параметри процесу, характерні для

кількох процесів зварювання. Контрольовані параметри, характерні для

дугового зварювання.

Контрольовані параметри дугового зварювання без газового захисту

(група 11 EN ISO 4063). Контрольовані параметри контактного зварювання

(групи 21, 22, 23, 24 та 25 EN ISO 4063). Контрольовані параметри

газового зварювання (група 3 EN ISO 4063). Контрольовані параметри

18

зварювання тертям (група 42 EN ISO 4063). Контрольовані параметри

лазерного зварювання (група 52 EN ISO 4063). Контрольовані параметри

електронно-променевого зварювання (група 51 EN ISO 4063).

Контрольовані параметри приварювання шпильок (група 78 EN ISO 4063).

Контрольовані параметри процесів паяння (група 91 EN ISO 4063).

Контрольовані параметри процесів попереднього нагрівання та

післязварювальної термообробки. Контрольовані параметри процесів

післязварювального очищення. Контрольовані параметри полуменевого

різання (група 81 EN ISO 4063) та інших допоміжних процесів.

Приймальні випробування обладнання.


– [4]: стор. 5 – 39;

– [5]: глава 1: розділ 1.1 – 1.5, 1.8, 1.9, 1.12;

– [8]: тема 6 (стор. 59...81).


Вивчення теми повинне дати студентам уявлення про основні вимоги

щодо контролю параметрів та стану обладнання у зварюванні згідно

чинних нормативних документів. Варто звернути увагу на те, як для

заданих умов зварювання проводять вибір переліку контрольованих

параметрів та точності їх вимірювання. При вивченні теми необхідно

особливу увагу приділити розумінню студентами критеріїв, відповідно до

яких визначають необхідність, повноту і періодичність атестації

зварювального обладнання.

У результаті вивчення теми студенти повинні уміти за узагальненим

переліком визначати склад та вимоги щодо точності вимірювання

контрольованих параметрів технологічного процесу зварювання за заданих

умов.

19


1. Поясніть терміни: вимірювання, точність вимірювання,

повторюваність та відтворюваність результатів.

2. З якою метою проводять вимірювання при зварюванні? Які групи

вимірювального обладнання для цього застосовують?

3. Поясніть вимоги щодо періодичності калібрування, перевірки та

атестації обладнання згідно стандарту ДСТУ-ISO-17662.

4. У яких випадках калібрування, перевірка та атестація можуть бути

повністю опущені?

5. Дайте характеристику параметрам, які підлягають вимірюванню:

спільним для всіх процесів зварювання та характерних для конкретних

процесів (дугового, контактного і т. д.).

Тема 2.3 Загальні відомості про перетворення інформації в системах

автоматизації виробничих процесів


Загальна характеристика процесів, пов’язаних з інформацією.

Процеси отримання, переробки і відображення інформації про параметри

технологічного процесу. Типові функції систем керування та технічні

засоби, що входять до їх складу. Зворотний зв’язок: позитивний та

негативний. Типи фільтрів систем керування технологічними процесами.

Різновиди систем автоматизації.


– [1]: глава VІІI: розділ 1, 2, 4 (115...119, 120...122)

– [8]: тема 8 (стор. 95...99).

20


Вивчення теми повинне дати студентам уявлення про процеси роботи

з інформацією в системах автоматичного керування. Варто звернути увагу

на те, які існують різновиди систем автоматизації та відповідні особливості

їх застосування (типові призначення). При вивченні теми необхідно

особливу увагу приділити розумінню студентами критеріїв, відповідно до

яких здійснюють вибір пристроїв, що беруть участь у процесах обробки

інформації.

У результаті вивчення теми студенти повинні уміти із заданого

переліку визначати оптимальні для заданих умов технологічного процесу

зварювання технічні засоби обробки інформації.


1. На які групи поділяють процеси обробки інформації в

машинобудуванні? Які особливості кожного з процесів?

2. Які існують основні операції обробки інформації? Які особливості

кожної з них?

3. Що таке позитивний та негативний зворотний зв’язок? Як вони

впливають на характеристики компонентів?

4. Що таке фільтри в системах автоматизації? Які існують різновиди

фільтрів?

5. Які виділяють різновиди систем автоматизації? Поясніть типові

призначення кожного з них.

6. За допомогою яких технічних засобів здійснюють обробку

інформації?

7. Які основні характеристики каналів передачі інформації?

21

Розділ 3. Основи вибору технічних засобів

Тема 3.1 Датчики параметрів для систем автоматизації


Основні поняття та визначення. Параметричні та генераторні датчики.

Статичні характеристики датчиків. Динамічні характеристики датчиків.

Інші характеристики датчиків: діапазон вимірювання, смуга пропускання.

Похибки вимірювання. Типові вхідні дії: ударна, ступінчаста, лінійна,

гармонійна. Частотні характеристики.


– [1]: глава XVI: розділ 2 (стор. 287...288); глава XVII: розділ 1

(297...301);

– [8]: тема 7 (стор. 82...94).


Вивчення теми повинне дати студентам уявлення про призначення та

оснвні характеристики датчиків. Варто звернути увагу на те, як основні

характеристики залежать від заданих умов вимірювання параметра

технологічного процесу. При вивченні теми необхідно особливу увагу

приділити розумінню студентами критеріїв, відповідно до яких

здійснюють вибір датчика, та порядку прийняття рішень щодо вибору

датчиків.



зварювання датчики параметрів режиму.


1. Що таке вимірювальний перетворювач (датчик)?

22

2. Які характерні особливості генераторних і параметричних датчиків?

3. Дайте визначення чутливості та роздіьної здатності перетворювача.

4. Що називають відтворюваністю вимірювання?

5. Поясніть, що таке прецизійність і точність (похибка) вимірювання.

6. Поясніть, що таке «помилка застосування».

7. Що називають шумами відносно до датчиків?

8. Що називають тарирувальною кривою датчика?

9. Що таке статична та динамічна характеристики датчика?

10. Що таке гістерезис датчика?

11. Що являють собою ударна, ступінчаста, лінійна та гармонійна

вхідні дії?

12. Перелічіть основні показники якості перехідного процесу датчика.

Тема 3.2 Цифро-аналогові і аналого-цифрові перетворювачі


Аналогова та цифрова форми представлення інформації про

параметри технологічного процесу. Переваги та недоліки форм

представлення інформації. Способи перетворення форм представлення

інформації. Квантування. Використання проміжних перетворювань.

Перетворювачі з підрахунком. Число-аналогові перетворення.

Застосування комп’ютерів у схемах вимірювання.


– [1]: глава XVIІ: розділ 2, 6 (стор. 301...303, 317...325);

– [2]: глава 5: розділ 5.1, 5.5;

– [8]: тема 9 (стор. 100...108).

23


Вивчення теми повинне дати студентам уявлення про основні форми

представлення інформації про параметри технологічного процесу, їх

переваги та недоліки. Варто звернути увагу на особливості сучасних

способів перетворення форм представлення інформації. При вивченні теми

необхідно особливу увагу приділити розумінню студентами критеріїв,

відповідно до яких здійснюють вибір засобів перетворення форм

представлення інформації.



зварювання технічні засоби перетворення форм представлення інформації.


1. Які існують форми представлення інформації про параметри

процесу? Поясніть особливості кожної з них.

2. Що таке цифро аналогові і аналого-цифрові перетворювачі?

3. У чому полягає процедура квантування? Які існують вииди

квантування? Охарактеризуйте їх.

4. Як відбувається відтворення вихідного сигналу за результатами

квантування? Які існують методи підвищення точності такого

відтворення?

5. У чому полягає принцип «додавання з вагами» при перетворенні

кода числа в аналогову величину і що таке «сходи опорів»?

Тема 3.3 Підсилювачі


Основні поняття та визначення. Типи електричних підсилювачів.

Типи неелектричних підсилювачів. Загальні показники підсилювальних

пристроїв: коефіцієнт підсилювання, ККД, чутливість, динамічний

24

діапазон, частотна характеристика. Класифікація підсилювачів за видом

підсилюваного сигналу, діапазоном робочих частот, характером частотної

характеристики, шириною смуги частот.


– [1]: глава XVIІ: розділ 4 (стор. 304...312);

– [2]: глава 5: розділ 5.2 – 5.4;

– [8]: тема 10 (стор. 109...113).


Вивчення теми повинне дати студентам уявлення про типи

підсилювачів та їх основні технічні характеристики. Варто звернути увагу

на те, як умови роботи підсилювача впливають на вимоги щодо його

основних характеристик. При вивченні теми необхідно особливу увагу

приділити розумінню студентами критеріїв, відповідно до яких

здійснюють вибір підсилювачів.



зварювання підсилювальні пристрої.


1. Дайте визначення коефіцієнта підсилення та логарифмічного

коефіцієнта підсилення.

2. Що таке ККД підсилювача?

3. Що приводить до фазових викривлень, які вносяться підсилювачем?

4. Що таке чутливість, динамічний діапазон, частотна характеристика

і смуга пропускання підсилювача?

5. Що таке гармонійні та імпульсні підсилювачі?

6. Що характерне для підсилювачів постійного і змінного сигналів?

25

7. Що характерно для резонансних і смугових підсилювачів?

Тема 3.4 Перемикачі та розподільники. Виконавчі механізми


Електромагнітні контактні реле: основні характеристики, недоліки.

Загальна характеристика процесу розробки релейних схем керування.

Контактори. Гідравлічні і пневматичні релейні елементи. Муфти. Логічні

елементи. Тригерні і перелічувальні пристрої. Перетворювачі кодів.

Загальні вимоги до виконавчих механізмів в системах автоматизації.


– [1]: глава XVIІ: розділ 3, 5 (стор. 303...304, 312...317);

– [2]: глава 5: розділ 5.6, 5.7;

– [8]: тема 11 (стор. 114...130).


Вивчення теми повинне дати студентам уявлення про комутуючі та

розподілювальні пристрої, виконавчі механізми, які застосовують в

системах автоматизації, їх основні характеристики. Варто звернути увагу

на те, як умови роботи пристроїв впливають на вимоги щодо їх основних

характеристик. При вивченні теми необхідно особливу увагу приділити

розумінню студентами критеріїв, відповідно до яких здійснюють вибір

комутуючих, розподілювальних та виконавчих пристроїв.



зварювання комутуючі та розподілювальні пристрої, виконавчі механізми.


1. Що називають тригерною схемою?

26

2. Що називають паралельним кодом? Послідовним кодом?

3. Які схеми називають синхронними, а які – асинхронними?

4. Що таке перелічувальні схеми?

5. Що таке кільцевий лічильник?

6. Що таке регістр зсуву?

7. Що таке шифратор і дешифратор?

8. Охарактеризуйте основні характеристики електроконтактних

пристроїв у системах автоматизації.

9. Які основні вимоги висувають до виконавчих механізмів систем

автоматизації? Як на них впливають умови проведення технологічного

процесу? Наведіть приклади.

Тема 3.5. Програмно-технічні комплекси


Основні поняття та визначення. Класифікація програмно-технічних

комплексів. Структура програмно-технічних комплексів, галузі

використання.


– [7]: глава 1 (стор. 7…55);

– [8]: тема 12 (стор. 131...138).


Вивчення теми повинне дати студентам уявлення про програмно-

технічні комплекси, які застосовують в системах автоматизації, їх основні

складові та характеристики. Варто звернути увагу на те, як умови роботи

пристроїв впливають на вимоги щодо основних характеристик ПТК. При


27

критеріїв, відповідно до яких здійснюють вибір типу та складу програмно-

технічного комплексу.



зварювання програмно-технічні комплекси.


1. Що таке програмно-технічний комплекс?

2. Охарактеризуйте склад, особливості побудови та типові

застосування різновидів програмно-технічних комплексів (маломасштабні

системи, крупномасштабні системи та ін.).

3. Які існують методи підвищення надійності роботи програмно-

технічних комплексів?

4. Що таке дублювання та резервування? Поясніть типові випадки

застосування кожного з цих заходів.

Розділ 4. Основи надійності автоматичних систем

Тема 4.1 Надійність автоматичних систем


Загальні відомості про надійність автоматичних систем. Основні

показники надійності технічних систем. Безвідмовність. Відновлюваність.

Готовність. Загальна характеристика умов роботи автоматичних систем.

Механічні навантаження. Кліматичні навантаження. Електричні

навантаження. Радіоактивне випромінювання. Класи навантажень.

Методи підвищення надійності автоматичних систем. Підвищення

надійності при проектуванні системи. Підвищення надійності систем при

виробництві. Підвищення надійності систем при експлуатації. Оптимізація

28

рішень із забезпечення надійності автоматичних систем управління

технологічними процесами.


– [1]: глава VI: розділ 1, 2, 3, 7 (стор. 87...93, 103...104);

– [6]: глава 1, 2, 4;

– [8]: тема 13 (стор. 139...163).


Вивчення теми повинне дати студентам уявлення про основні

показники надійності автоматизованих систем, методи оцінки і

підвищення надійності. Варто звернути увагу на те, як умови проведення

технологічного процесу впливають на показники надійності системи. При


факторів, які визначають кожен з показників надійності: безвідмовність,

довговічність та ін.

У результаті вивчення теми студенти повинні уміти охарактеризувати

навантаження, які діють на автоматизовану систему, відповідно до умов

проведення технологічного процесу.


1. Охарактеризуйте основні показники надійності автоматизованих

систем: безвідмовність, відновлюваність, готовність. Якими критеріями

оцінюють кожен з них?

2. Які фактори (організаційного, технологічного характеру) впливають

на кожен з показників надійності?

3. Які існують класи навантажень? Охарактеризуйте кожен з них.

4. Що таке навантаження-напруження і навантаження-каталізатори?

Наведіть приклади.

29

5. Які снують методи підвищення надійності на стадії проектування?

6. Які снують методи підвищення надійності на стадії виготовлення?

7. Які снують методи підвищення надійності на стадії експлуатації?

8. Поясніть основні засади оптимізації рішень щодо підвищення

надійності автоматизованих систем. Наведіть приклади.

30

3. Методичні вказівки до інших видів самостійної роботи

3.1. Підготовка до лабораторних робіт

Основною метою лабораторних занять є набуття знань про

особливості конструкції, функціонування та обмежень застосування

технічних засобів автоматизації у відповідності до завдань вивчення

дисципліни.

Лабораторні роботи виконують згідно методичних вказівок [10].

Підготовка до лабораторних робіт полягає в ознайомленні з

короткими теоретичними відомостями, наведеними в методичних

вказівках, та роботі з рекомендованою в них літературою. Питання для

самоконтролю по кожній лабораторній роботі наведено в методичних

вказівках [10].

Обов’язковою умовою захисту лабораторної роботи є оформлення

звіту. Склад звіту наведено в методичних вказівках [10] для кожної роботи.

3.2 Підготовка до практичних робіт

Метою практичних занять за курсом є формування у студентів бази

знань та практичних навичок з розрахунку характеристик типових

виконавчих пристроїв та елементів систем керування, які застосовують у

сучасних зварювальних установках.

Практичні роботи виконують згідно методичних вказівок [9].

Підготовка до практичних занять полягає в ознайомленні з короткими

теоретичними відомостями, наведеними в методичних вказівках, роботі з

рекомендованою в них літературою та виконанню розрахунків згідно

індивідуального завдання. Індивідуальні завдання для кожної з практичних

робіт наведено у методичних вказівках [9].

31

3.3. Підготовка до контрольної роботи

Метою контрольної роботи є оцінка рівня засвоєння студентами

теоретичного матеріалу, поданого на лекціях та опрацьованого самостійно.

Контрольна робота виконується у письмовому вигляді. Питання

контрольної роботи охоплюють всі теми теоретичного курсу.

Підготовку до контрольної роботи здійснюють згідно методичних

вказівок [11].

Підготовка до контрольної роботи полягає у вивченні рекомендованої

у методичних вказівках [11] літератури згідно наведеного переліку

контрольних питань.

32

4. Навчально-методичні матеріали

4.1. Основна література

1. Справочник проектировщика АСУ ТП / Г. Л. Смилянский / М.:

Машиностроение, 1983. – 527 с.

2. Технические средства АСУ ТП: Учебное пособие для вузов. /

В. Д. Родионов, В. А. Терехов, В. Б. Яковлев: под ред. В. Б. Яковлева / М:

Высшая школа, 1989. – 263 с.

3. ГОСТ 24.602-86. Автоматизированные системы управления. Состав

и содержание работ по стадиям создания. – Взамен ГОСТ 23962-80; Введ.

01.01.1988. Изд-во стандартов, 1986. – 10 с.

4. ДСТУ ISO 17662:2005. Зварювання – Калібрування, перевірка та

атестація обладнання, що використовується для зварювання, включаючи

допоміжні заходи. – К.: Держспоживстандарт України, 2005. – 40 с.

5. Технические средства автоматизации / Б. В. Шандров,

А. Д. Чудаков. – М.: «Академия», 2007. – 368 с.

6. Надежность систем в эксплуатации и отработке. Учебник для

ВУЗов / Н. А. Северцев – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 140 с.

7. Технические средства автоматизации. Программно-технические

комплексы и контроллеры / И. А. Елизаров, Ю. Ф. Мартемьянов, А. Г.

Схиртладзе, С. В. Фролов. – М.: «Издательство Машиностроение – 1».

2004. – 180 с. (http://inethub.olvi.net.ua/ftp/library/share/

автоматизация/технические средства автоматизации. программно-

технические комплексы и контроллеры.pdf)

8. Технічні засоби автоматизації: конспект лекцій для студентів денної

форми навчання за напрямом 6.050504 «Зварювання», спеціальності

«зварювальні установки». / Уклад.: Є. П. Чвертко [електронне видання],

2012. – 166 с.

33

9. Технічні засоби автоматизації: Методичні вказівки до практичних

занять для студентів денної форми навчання за напрямом 6.050504

«Зварювання», спеціальності «зварювальні установки». / Уклад.:

Є. П. Чвертко, М. В. Шевченко [електронне видання], 2012. – 48 с.

10. Технічні засоби автоматизації: Методичні вказівки до

лабораторинх робіт для студентів денної форми навчання за напрямом

6.050504 «Зварювання», спеціальності «зварювальні установки». / Уклад.:

Є. П. Чвертко, М. В. Шевченко [електронне видання], 2012. – 40 с.

11. Технічні засоби автоматизації: Методичні вказівки для підготовки

до модульної контрольної роботи для студентів денної форми навчання за

напрямом 6.050504 «Зварювання», спеціальності «зварювальні установки».

/ Уклад.: Є. П. Чвертко [електронне видання], 2012. – 17 с.

4.2. Додаткова література

1. Автоматичне керування електрозварювальними процесами і

установками: Навч. посібник / О. П. Бондаренко, В. С. Гавриш,

О. Т. Дишленко та ін.: під ред. В. К. Лєбєдєва, В. П. Черниша. – К.: Вища

школа, 1994. – 391 с.

2. Электромагнитные и электромашинные устройства автоматики /

В. С. Подлипенский, В. Н. Петренко. – К.: Вища школа, 1987.

3. Проектирование систем автоматизации технологических процессов:

Справ. Пособие / Под ред. А. С. Клюева. – М.: Энергоатомиздат, 1990

4. Коммутационные устройства радиоэлектронной аппаратуры /

Г. Я. Рыбин, Б. Ф. Ивакин и др.; под ред. Г. Я. Рыбина. – М.: Радио и связь,

1985

5. Управление электроприводами / А. В. Башарин, В. А. Новиков,

Г. Г. Соколовский. – Л.: Энергоиздат, 1982

34

6. Аналого-цифровые преобразователи для информационно-

измерительных систем / М. М. Гельман – М.: Изд-во стандартов, 1989

7. Каталоги технічних засобів автоматизації різних фірм.

Documents

ТЕХНІЧНІ ЗАСОБИ АВТОМАТИЗАЦІЇezu.kpi.ua/sites/default/files/Metoda_TZA_srs_dp_2015.pdfТехнічні засоби автоматизації: Методичні