Автоматика, автоматизация и асутп

АВТОМАТИКА, АВТОМАТИЗАЦИЯ И АСУТП

Методические указания по выполнению

Курсовой работы

для студентов

инженерно-технологического факультета

Составили: доц. Богданович П.Ф.

доц. Григорьев Д.А.

ассист. Потреба В. В.

Утверждено на заседании

кафедры ТОП и ППЖ

‹‹ ››______2011г.

Протокол №__

Гродно, 2011

УДК: 631. 171 (075.8)

Рецензент: кандидат технических наук, доцент Э.В.Заяц

Богданович П. Ф.

Григорьев Д. А.

Потреба В. В.

Автоматика, автоматизация и АСУТП Методические указания по выполнению курсовой работы.

:.

Б ? Для студентов инженерно-технологического факультета /

П. Ф. Богданович, Д. А Григорьев, Потреба В. В. – Гродно : ГГАУ, 2009. -32 с.

Методические указания предназначены для студентов инженерно-технологического факультета. Приведены варианты заданий курсовой работы, изложены требования к оформлению. Даны пояснения наиболее важных теоретических положений по вопросам устойчивости линейных автоматических систем с обратной связью.

Рекомендовано методической комиссией инженерно-технологического факультета

« » 2012г.

Протокол №

СОДЕРЖАНИЕ
	Общие сведения
	Тематика и варианты заданий
	Объем и содержание курсовой работы
	Методические рекомендации по выполнению и оформлению курсовой работы
4.1	Титульный лист
4.2	Задание на курсовую работу
4.3	Реферат
4.4	Содержание
4.5	Введение
4.6	Описание и анализ ТП как объекта автоматизации
4.7	Выбор и обоснование датчиков
4.8	Описание структурной схемы САР заданного технологического процесса
4.9	Анализ САР
4.91	Передаточная функция САР
4.9.2	Анализ устойчивости системы
4.9.3	Качество управления системы
4.10	Безопасность жизнедеятельности
4.11	Заключение
4.12	Использованные источники информации
4.13	Брошюрование пояснительной записки
	Список рекомендуемой литературы
	Приложение А Титульный лист
	Приложение Б Задание на курсовую работу
	Приложение В Оригиналы и изображения некоторых функций
	Приложение Г Технические характеристики некоторых видов датчиков
	Приложение Г.1 Датчики влажности
	Приложение Г.2 Датчики температуры
	Приложение Г.3 Датчики веса
	Приложение Г.4 Датчики частоты вращения

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Целью курсовой работы является ознакомление студентов с методикой выбора, расчета и анализа простых технических средств автоматизации технологических процессов (ТП).

Выполнение курсовой работы осуществляется под руководством преподавателей кафедры. Каждый студент получает индивидуальное задание по автоматизации конкретного технологического процесса. При этом он должен выполнить:

- описание технологического процесса;

- обзор и анализ наиболее распространенных схем автоматизации заданного ТП;

- описать структурную схему автоматизации ТП и ее элементы;

- обосновать требования к датчику параметра САР;

- осуществить (если требуется по заданию) выбор датчика и других элементов схемы;

- выполнить анализ схемы автоматизации;

- разработать вопросы охраны труда и охраны окружающей среды согласно теме курсовой работы.

ТЕМАТИКА И ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

В качестве темы курсовой работы студенту предлагается автоматизация технологического процесса хранения или переработки растительного (или животного) сырья.

Варианты заданий, соответствующие схеме САР (Рис 2.1), приведены в табл. 2.1-2.2.

Рисунок 2.1 - Структурная схема САР ТП:

у₀ – заданный параметр;

у – регулируемый параметр;

f – возмущающее воздействие;

К_У – коэффициент передачи (КП) усилительного звена;

К_КЭ – КП корректирующего звена;

К_ИМ – КП исполнительного механизма;

К_ОР – КП объекта регулирования;

К_ОС – КП обратной связи;

ε – рассогласование между у₀ и у₁ ;

z₁, z₂ – промежуточные значения сигналов;

τ₁, τ₂, τ₃ – постоянные времени.

Таблица 2.1 - Варианты заданий по автоматизации процесса

измельчения зерна.

Скорость вращения рабочего органа - y0 = 250 ± 5 об/мин. ОС − датчик угловой скорости - тахогенератор,t3 = 0.
Вариант задания	Параметры звеньев (Рис. 2.1)
КУ	КИМ ,	1, с	КОР,	2, с	КОС ,
1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 1.08 1.09 1.10 1.11 1.12 1.13 1.14 1.15 1.16 1.17 1.18 1.19 1.20 1.21 1.22 1.23 1.24 1.25 1.26 1.27 1.28		1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 1,0 0,8 0,6	0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7		0,9 1,0 1,1 0,9 1,0 1,1 0,9 1,0 1,1 0,9 1,0 1,1 0,9 1,0 1,1 0,9 1,0 1,1 0,9 1,0 1,1 0,9 1,0 1,1 0,9 1,0 1,1 0,9	1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9

Таблица 2.2 - Варианты заданий по автоматизации

процесса пастеризации молока.

Заданная температура - y0 = 90 ±1,5°С. ИМ - электропривод клапана подачи пара, t1 = 0.
Вариант задания	Параметры звеньев (Рис. 2.1)
КУ	КИМ ,	КОР,	2, с	КОС ,	3, с
2.01 2.02 2.03 2.04 2.05 2.06 2.07 2.08 2.09 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16 2.17 2.18 2.19 2.20 2.21 2.22 2.23 2.24 2.25 2.26 2.27 2.28		0,9 1,0 1,1 0,9 1,0 1,1 0,9 1,0 1,1 0,9 1,0 1,1 0,9 1,0 1,1 0,9 1,0 1,1 0,9 1,0 1,1 0,9 1,0 1,1 0,9 1,0 1,1 0,9	1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 1,9 1,9 1,9 1,9 1,9 1,9 1,9 2,0 2,0 2,0		0,08 0,09 0,1 0,08 0,09 0,1 0,08 0,09 0,1 0,08 0,09 0,1 0,08 0,09 0,1 0,08 0,09 0,1 0,08 0,09 0,1 0,08 0,09 0,1 0,08 0,09 0,1 0,08

Таблица 2.3 - Варианты заданий по автоматизации

процесса охлаждения (замораживания) продукта.

Заданная температура - y0 = – 20 ±1°С. ИМ - электропривод клапана подачи хладагента, t1 = 0.
Вариант задания	Параметры звеньев (Рис. 2.1)
КУ	КИМ,	КОР,	2,с	КОС,	3, с
3.01 3.02 3.03 3.04 3.05 3.06 3.07 3.08 3.09 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19 3.20 3.21 3.22 3.23 3.24 3.25 3.26 3.27 3.28		0,9 1,0 1,1 0,9 1,0 1,1 0,9 1,0 1,1 0,9 1,0 1,1 0,9 1,0 1,1 0,9 1,0 1,1 0,9 1,0 1,1 0,9 1,0 1,1 0,9 1,0 1,1 0,9	0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07		0,8 0,85 0,9 0,95 0,8 0,85 0,9 0,95 0,8 0,85 0,9 0,95 0,8 0,85 0,9 0,95 0,8 0,85 0,9 0,95 0,8 0,85 0,9 0,95 0,8 0,85 0,9 0,95

Таблица 2.4 - Варианты заданий по автоматизации процесса

сушки продукта.

Заданная влажность продукта - y0 = 12 ± 2%. ОС − датчик влажности,t1 = 0.
Вариант задания	Параметры звеньев (Рис. 2.1)
КУ	КИМ,	КОР,	2, с	КОС ,	3,с
4.01 4.02 4.03 4.04 4.05 4.06 4.07 4.08 4.09 4.10 4.11 4.12 4.13 4.14 4.15 4.16 4.17 4.18 4.19 4.20 4.21 4.22 4.23 4.24 4.25 4.26 4.27 4.28		0,04 0,04 0,04 0,04 0,05 0,05 0,05 0,05 0,06 0,06 0,06 0,06 0,04 0,04 0,04 0,04 0,05 0,05 0,05 0,05 0,06 0,06 0,06 0,06 0,04 0,04 0,05 0,05	0,5 0,6 0,5 0,6 0,5 0,6 0,5 0,6 0,5 0,6 0,5 0,6 0,5 0,6 0,5 0,6 0,5 0,6 0,5 0,6 0,5 0,6 0,5 0,6 0,5 0,6 0,5 0,6		0,4 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6 0,4 0,4 0,4 0,5 0,5 0.5 0,6 0,6 0,6 0,4 0,4 0,4 0,5 0,5 0.5 0,6 0,6 0,6 0,4

Таблица 2.5 - Варианты заданий по автоматизации процесса

дозирования материала.

Скорость поступления материала - y0 = 0,5 ± 0,005кг/с. ОС - весовой датчик расхода; 3 = 0.
Вариант задания	Параметры звеньев (Рис. 2.1)
КУ	КИМ,	1,с	КОР	2, с	КОС ,
5.01 5.02 5.03 5.04 5.05 5.06 5.07 5.08 5.09 5.10 5.11 5.12 5.13 5.14 5.15 5.16 5.17 5.18 5.19 5.20 5.21 5.22 5.23 5.24 5.25 5.26 5.27 5.28		0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2	0,5 0,6 0,5 0,6 0,5 0,6 0,5 0,6 0,5 0,6 0,5 0,6 0,5 0,6 0,5 0,6 0,5 0,6 0,5 0,6 0,5 0,6 0,5 0,6 0,5 0,6 0,5 0,6	0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,4 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3	0,9 0,9 0,9 1,0 1,0 1,0 1,1 1,1 1,1 0,9 0,9 0,9 1,0 1,0 1,0 1,1 1,1 1,1 0,9 0,9 0,9 1,0 1,0 1,0 1,1 1,1 0,9 0,9	0,3 0,4 0,5 0,3 0,4 0,5 0,3 0,4 0,5 0,3 0,4 0,5 0,3 0,4 0,5 0,3 0,4 0,5 0,3 0,4 0,5 0,3 0,4 0,5 0,3 0,4 0,5 0,3

ОБЪЕМ И СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Курсовая работа состоит из пояснительной записки, где приводится описание ТП с указанием основных параметров, которые необходимо контролировать и регулировать. Анализируются условия протекания процесса, требования и обосновывается схема автоматизации. Оформление пояснительной записки курсовой работы производится согласно ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам.

Структура пояснительной записки должна быть следующей:

Титульный лист.

Задание на курсовую работу.

Реферат.

Содержание.

Введение.

1. Описание и анализ технологического процесса (согласно

заданию).

2. Выбор (если требуется) и обоснование датчиков.

3. Описание структурной схемы автоматизации заданного

технологического процесса.

4. Анализ САР.

5. Безопасность жизнедеятельности.

Заключение.

Использованные источники информации.

Приложения (если они имеются).

Рекомендуемый общий объем пояснительной записки не должен превышать 30 страниц рукописного или печатного текста формата А4.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО

ВЫПОЛНЕНИЮ И ОФОРМЛЕНИЮ КУРСОВОЙ

РАБОТЫ

Пояснительная записка выполняется на стандартных листах белой бумаги формата А4, снабженных рамками и штампами. Страницы нумеруются арабскими цифрами в правом нижнем углу. Листы должны иметь в рамках надписи (рис.4.1) с кодовым обозначением, содержащим: код документа (03 -курсовая работа); код кафедры (ТОП и ППЖ – кафедра технического обеспечения и переработки продукции животноводства); код варианта задания (например – 2.15); код вида документа (ПЗ - пояснительная записка).

Пример кодового обозначения показан на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 – Пример надписи в рамке листа.

Каждый раздел начинается на отдельном листе. Заголовки разделов пишутся (печатаются) прописными буквами, точка в конце заголовка не ставится. Расстояние между заголовком и текстом – 3 интервала (одна свободная строка). Между строками в тексте – 1,5 интервала. Переносы в заголовках не делаются. Нумерация разделов начинается после ‹‹Введения›› (см. п. 3), и заканчивается до ‹‹Заключения››. Нумеруются разделы арабскими цифрами с точками, как 1, 2 и так далее. Подразделы нумеруются в пределах данного раздела как: 1.1; 1.2; и так далее.

Если в тексте имеются перечисления, их следует нумеровать арабскими цифрами со скобками: 1); 2) и так далее.

Чертежи, графики, диаграммы, схемы, иллюстрации, помещаемые в записке, должны соответствовать требованиям государственных стандартов Единой системы конструк-торской документации (ЕСКД). Допускается выполнение чертежей, графиков, диаграмм, схем посредством использования компьютерной печати.

Рисунки, схемы, диаграммы и графики обозначаются словом ‹‹Рисунок ›› и нумеруются в пределах раздела, например: Рисунок 2.1; Рис 2.2 и так далее. По тексту пояснительной записки рисунок помещается не ранее первой ссылки на него. При ссылке следует писать слово «рисунок» с указанием его номера.

Название рисунка указывается за номером рисунка через тире (Например: Рисунок 2.1 - Структурная схема САР ТП.) и помещается под рисунком.

Таблицы также нумеруются в пределах раздела, например: Таблица 1.1; и так далее и помещаются в тексте не раньше первой ссылки на нее. Наименование таблицы записывается после её номера через тире (Например: Таблица 2.3 – Результаты расчета значений переходной характеристики САР.) и помещается над самой таблицей. На все таблицы документа должны быть приведены ссылки в тексте документа, при ссылке следует писать слово «таблица» с указанием ее номера. При переносе таблицы на следующую страницу переносятся заголовки колонок, а сверху пишут ‹‹Продолжение таблицы 1.3››.

Формулы и уравнения выносятся из текста. Выше и ниже формулы должна быть одна свободная строка. Номер формулы пишется в скобках, арабскими цифрами и помещается в правом положении строки, где находится формула. После формулы ставится запятая, и дальше, с новой строки идет пояснение символов формулы, которое начинается со слова ‹‹где››, например:

y = k x + b, (4.1)

где x – переменная величина; k и b – постоянные величины.

В тексте пояснительной записки числовые значения электрических и других величин с обозначением единиц физических величин и единиц счета следует писать цифрами, а числа без обозначения единиц физических величин и единиц счета от единицы до девяти - словами.

Например: Подключить два резистора сопротивлением 2 кОм и 5 кОм.

Недопустимо отделять единицу физической величины от числового значения (переносить их на разные строки или страницы), кроме единиц физических величин, помещаемых в таблицах.

В тексте пояснительной записки, за исключением формул, таблиц и рисунков, не допускается:

- применять знак минус (-) перед отрицательным значением величины (следует писать слово «минус»);

- применять без числовых значений математические знаки, например: (>) больше, (<) меньше; (=) равно, (≠) не равно, (≥) больше или равно, (≤) меньше или равно, а также знаки (%) процент, (№) номер.

В тексте пояснительной записки не допускается:

- применять обороты разговорной речи, техницизмы, профессионализмы;

- применять для одного и того же понятия различные научно-технические термины, близкие по смыслу (синонимы), а также иностранные слова и термины при наличии равнозначных слов и терминов в русском языке;

- применять произвольные словообразования;

- применять сокращения слов, кроме установленных правилами русской орфографии, соответствующими государственными стандартами, а также в данном документе;

- сокращать обозначения единиц физических величин, если они употребляются без цифр, за исключением единиц физических величин в головках и боковиках таблиц и в расшифровках буквенных обозначений, входящих в формулы и рисунки.

Ссылки на источники информации записываются в конце фразы, в квадратных скобках, например: [3] или [1,4].

Ссылки на рисунки, таблицы, формулы производятся по их номерам, например: …изображен на рисунке 2.3; (см. таблицу 3.2); согласно формуле (4.1) и так далее.

Титульный лист

Титульный лист оформляется в соответствии едиными требованиями (Приложение А), и содержит сведения об учреждении образования, в котором выполнен работа, полное название темы, ФИО (полностью), место учебы автора и работы руководителя проекта, год и место (город) выполнения проекта и другие необходимы данные. Титульный лист является первым листом пояснительной записки.

Задание на курсовую работу

Курсовая работа выполняется по индивидуальному заданию (Приложение Б) преподавателя (руководителя курсовой работы). В задании указывается тема курсовой работы и конкретный вариант схемы заданного технологического процесса, срок защиты и график выполнения работы. Задание подписывается студентом и визируется преподавателем. При оформлении пояснительной записки, задание помещается в пояснительную записку после титульного листа в качестве второй страницы (как указано в п.3 настоящего пособия). Лист задания не нумеруется и в общий перечень листов не входит.

Реферат

Реферат (1…2с.) оформляется как отдельный раздел курсовой работы. В реферате приводятся следующие сведения:

- тема курсовой работы;

- ключевые слова (словосочетания): «Автоматизация, автоматизируемый технологический процесс, контролируемый параметр, наименование объекта регулирования и др.»;

- цель и задачи работы;

- краткое содержание разделов работы и результаты проектирования. Здесь с абзаца следует писать: «В первом разделе сделан анализ процесса …. Во втором разделе произведен выбор… и так далее».

Содержание

Содержание должно включать все разделы и подразделы, начиная с введения и заканчивая приложениями, с указанием номера страницы (листа), где начинается раздел (подраздел). Нумерация и название разделов и подразделов содержания должны соответствовать нумерации и названиям разделов пояснительной записки.

Введение

Введение (1…2 с.) должно содержать обоснование необходимости автоматизации заданного технологического процесса с учетом важнейших направлений развития агропро­мышленного комплекса, актуальных проблем и задач, стоящих пред отраслью, а также современных тенденций развития технических средств для хранения и переработки растительного (животного) сырья, относящихся к теме работы.

Во введении необходимо обосновать актуальность темы работы и сформулировать ее цель.

Например - Целью курсовой работы является анализ системы автоматического регулирования технологического процесса (в соответствии с заданием).

Формулировка цели приводится в конце введения.

Пример.

Необходимо стабилизировать температурный режим процесса. Диапазон регулирования 82…86°С (допустимые отклонения ±2˚С).

Согласно заданию у₀ = 84°С(середина диапазона). Подбираем датчик с диапазоном 50…100°С и классом точности 1,0 , включенный по мостовой схеме.

В этом случае

у₀ = 100% = 68%

от диапазона датчика. Это допустимо.

Погрешность датчика δ_%= 50·1 ⁄ 100 = 0,5˚С, то есть меньше допустимого отклонения.

Если в данном примере применить датчик с диапазоном измерения 0…300°С и того же класса точности, то относительная погрешность δ_% = 300·1 ⁄ 100 = 3°С, что превышает допустимое по технологии отклонение.

В справочных данных может быть приведена абсолютная или относительная (в процентах) погрешность датчика (см. Приложение Г).

Анализ САР

При написании данного раздела необходимо:

- определить передаточную функцию САР;

- проверить систему на устойчивость по двум критериям - Гурвица и Найквиста;

- оценить величину запаса устойчивости системы;

- оценить качество управления;

- сделать выводы по результатам расчетов.

Передаточная функция САР

Передаточная функция САР с обратной связью определяет взаимосвязь между регулируемой величиной у(t) и задающим воздействием у₀. В операторной форме эта взаимосвязь описывается передаточной функцией К(р).

где К_П(р) –передаточная функция прямой передачи системы; К_Р(р) – передаточная функция разомкнутой системы;

К_ОС(р) – передаточная функция цепи обратной связи.

Знак «плюс» в знаменателе выражения (4.2) ставится при отрицательной обратной связи, при положительной ставится знак «минус». Передаточная функция разомкнутой системы

К_Р(р) =К_ОС(р)К_П(р). (4.3)

Если в системе имеются звенья, охваченные обратной связью, то их заменяют одним эквивалентным звеном согласно формуле (4.2). Так для усилителя, входящего в состав САР (рисунок 2.1), передаточная функция будет иметь вид

.

Анализ устойчивости системы

Под устойчивостью системы понимают ее способность восстанавливать состояние равновесия после прекращения внешнего воздействия.

Для определения устойчивости САР существуют специальные признаки, называемые критериями устойчивости.

Алгебраический критерий (критерий Гурвица)

Данный критерий основан на анализе коэффициентов характеристического уравнения замкнутой САР

(4.5)

Это уравнение получают из формулы (4.4), приравняв ее знаменатель нулю.

Согласно критерию Гурвица САР будет устойчива, если

a₀ > 0 и все диагональные миноры определителя Гурвица больше нуля.

Определитель Гурвица, например, для характеристического уравнения 4-го порядка будет иметь вид:

(4.6)

САР будет устойчива, если коэффициент a₀ больше нуля и определители третьего и второго порядков также больше нуля:

Δ ₁> 0; Δ ₂ = = > 0;

Δ ₃ = = > 0;

Δ ₄ = Δ ₃ a₄ > 0.

Частотный критерий (критерий Найквиста)

Этот критерий позволяет определить устойчивость замкнутой САР, используя амплитудно-фазовую характеристику (АФХ) разомкнутой САР. Согласно критерию Найквиста замкнутая САР будет устойчивая, если годограф АФХ разомкнутой системы на комплексной плоскости не охватывает точку с координатами (-1,j0).

Порядок использования критерия Найквиста следующий.

Сначала, путем формальной замены в выражении (4.3) оператора р на jω, получают выражение для АФХ разомкнутой САР в виде

К_Р(jω)= К_П(jω)К_ОС(jω). (4.7)

Затем выражение (4.7) представляют в алгебраической форме, как

К_Р(jω)=Rе{К_Р(jω)}+j·Jm{К_Р(jω)} (4.8)

После этого на комплексной плоскости, при изменении частоты ω от 0 до ∞, строится годограф функции К_Р(jω).

Чтобы представить АФХ в алгебраической форме, необходимо числитель и знаменатель К_Р(jω) домножить на комплексное, сопряженное со знаменателем, число. В знаменателе получим вещественную функцию от частоты ω, а в числителе - функцию от ω, содержащую вещественную и мнимую части.

Для облегчения расчетов при построении годографа можно использовать приемы и правила, основанные на свойствах алгебраических преобразований, таких как:

-модуль дробного комплексного числа равен отношению модуля числителя к модулю знаменателя;

-модуль произведения равен произведению модулей;

-аргумент дробного комплексного числа равен разности аргументов числителя и знаменателя;

-аргумент произведения двух комплексных чисел равен сумме аргументов.

Качество управления системы

Оценка качества управления САУ производится по показателям качества, к которым относятся:

- статическая ошибка;

- величина перерегулирования;

- время переходного процесса.

Для определения этих показателей необходимо знать переходную характеристику h(t) САР. Ее находят по изображению Н(р), которую приизвестной передаточной функции замкнутой системы, представленной в виде выражения (4.4), получают путем умножения изображения единичной функции 1(р) на передаточную функцию К(р). Затем переходят от изображения переходной характеристики к ее оригиналу.

Н(р) = 1(р)· К(р). (4.9)

h(t) ← Н(р), (4.10)

где знак ← означает переход от изображения функции к ее оригиналу.

При нахождении оригинала необходимо так преобразовать числитель и знаменатель Н(р), чтобы получить формулу, подобную на одно из табличных изображений функций времени приведенных в Приложении В, которые даны без учета постоянных коэффициентов.

В процессе проведения математических преобразований полученного выражения Н(р), его знаменатель, представляющий собой степенной полином, следует привести к виду

p(p²+bp+c) = p(p – p₁)(p – p₂), (4.11)

где p₁ и p₂ – корни квадратного трехчлена p²+bp+c. При этом корни могут быть действительными или комплексными вида p_1,2 = α ± j β. Такому случаю соответствуют изображения временных функций, содержащие в знаменателе сумму вида [(p+ α)²+ β ²] , где α = b/2, β ²= (b/2)² - с.

Затем строится график переходной характеристики, возможный вид которого приведен на рисунке 4.3. При этом, обычно, функции h(t) присваивают размерность регулируемого параметра y(t) путем умножения h(t) на заданное значение параметра у₀ (без ±Δ_y) .

Определение статической ошибки

Статическая ошибка может быть абсолютная и относительная. Абсолютная статическая ошибка Δ_y определяется как разность между установившимся значением регулируемого параметра y_уст и его заданным значением y₀.

Δ_y = y_уст - y₀. (4.12)

Относительная статическая ошибка δ_y равна отношению абсолютной статической ошибки к заданному значению параметра y₀.

(4.13)

Рисунок 4.3 - Переходная характеристика САР.

Величина перерегулирования

Этот показатель определяют как максимальную относительную динамическую ошибку из соотношения

δ_{Д МАКС} . (4.14)

Время переходного процесса

Данный показатель характеризует быстродействие САР, под которым понимают промежуток времени t_П от начала приложения внешнего воздействия до установления значения выходной величины y(t)в пределах y₀ ± Δ_Д, где Δ_Д – допустимая динамическая ошибка.

Заключение

В заключении (1…2 с.) отражают достижение цели курсовой работы и решение поставленных задач, приводят результаты анализа САР и оценку качества регулирования, в конкретизированном виде отражаются выводы, которые должны быть сделаны в конце каждого раздела пояснительной записки.

По первому разделу делается вывод об особенностях технологического процесса и необходимости его автоматизации.

По второму разделу и третьему разделам даются краткая характеристика и особенности выбранных датчиков и кратко отмечаются особенности схемы САР.

По четвертому разделу приводятся результаты анализа САР. Приводятся числовые значения ошибок, определенные согласно формулам 4.12 – 4.14 , и длительность переходного процесса САР.

По пятому разделу оценивается влияние автоматизации технологического процесса на условия труда работников, обслуживающих технологическое оборудование.

Примеры записи некоторых использованных источников

1. Книги одного, двух и трех авторов:

Бородин, И.Ф. Автоматизация технологических процессов / Бородин И.Ф., Судник И.А.- М.: КолосС, 2004.- 344с.

Кибанов, А. Я. Управление персоналом : регламентация труда : учеб. пособие для вузов / А. Я. Кибанов, Г. А. Мамед-Заде, Т. А. Родкина. - М.: Экзамен, 2000. - 575 с.

2. Книги четырех и более авторов

Управленческая деятельность: структура, функции, навыки персонала / К. Д. Скрипник [и др.]. - М.: Приор, 1999. - 189 с.

3. Периодические издания

Кузнецов Е. Механизм запуска инновационного роста в России // Вопросы экономики. - 2003. - N 3. - с. 19-32.

4. Электронные ресурсы

Statsoft, Inc.(1999). Электронный учебник по статистике. Москва, Statsoft. Web: http://www.statsoft.ru/home/textbook.

5. Интернет-источники

Русский орфографический словарь РАН [Электронный ресурс] / Под ред. В. В. Лопатина - Электрон. дан. - М.: Справочно-информационный интернет-портал «Грамота. Ру», 2005. - Режим доступа: http://www.slovari.gramota.ru/ свободный. - Загл. с экрана.

Более подробные сведения по правилам оформления использованных источников информации содержатся в учебном пособии «Общие требования и правила оформления текстовых документов: методические указания.Для студентов всех специальностейдневной формы обучения инженерно-технологического факультета / А.В. Иванов, А.И. Ермаков, А.В Балейко, А.В. Покрашинская – Гродно: ГГАУ, 2009 – 47с.»

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Автоматизация технологических процессов пищевых производств: Учебное пособие / Е. Б.Карпин, М. М. Солошенко, Л. А. Широков и др.; под редакцией Е.Б.Карпина. - М.: Пищевая промышленность, 1977.- 432с.

2. Богданович, П. Ф. Автоматика, автоматизация и АСУТП: курс лекций. Для студентов инженерно-технологического факультета / П. Ф. Богданович – Гродно: ГГАУ, 2009. – 114 с.

3. Бородин, И.Ф. Автоматизация технологических процессов / Бородин И.Ф., Судник И.А.- М.: КолосС, 2004.- 344с.

4. Выгодский, М.Я. Справочник по высшей математике /

Выгодский М.Я.- М.: Наука, 1977.- 872с.

5. Коломиец, А.П. Электропривод и электрооборудование /

Коломиец А.П., Кондратьева Н.П., Владыкин И.Р., и др. – М.: КолосС, 2006.- 328с.

6. Общие требования и правила оформления текстовых документов: методические указания.Для студентов всех специальностейдневной формы обучения инженерно-технологического факультета / А.В. Иванов, А.И. Ермаков, А.В Балейко, А.В. Покрашинская – Гродно: ГГАУ, 2009 – 47с.

7. Ужанский,В.С. Автоматизация холодильных машин и установок / В.С.Ужанский.-М.: Пищевая промышленность, 1973.-296с.

8. Шабурова,Г.В. Практикум по оборудованию и автоматизации перерабатывающих производств / Шабурова Г.В., Зимняков В.М., Курочкин А.А. и др. - М.: КолосС, 2004. -183с

Приложение А Титульный лист

Министерство сельского хозяйства и продовольствия

Республики Беларусь

УО «Гродненский государственный аграрный университет»

Кафедра технического обеспечения производства и переработки

продукции животноводства

Приложение Б Задание на курсовую работу

УО «ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра технического обеспечения производства и переработки

продукции животноводства

ЗАДАНИЕ

на курсовую работу по дисциплине

«АВТОМАТИКА, АВТОМАТИЗАЦИЯ И АСУТП»

студенту инженерно-технологического факультета

_____________ФИО студента__________________

Тема: Автоматизация процесса (наименование ТП).

Вариант задания: (№ варианта).

1. Срок сдачи студентом курсовой работы:

2. Исходные данные: см. Таблицу 2.1 – 2.5 Методических

указаний.

3. Перечень подлежащих разработке вопросов:

- описание технологического процесса;

- обзор и анализ наиболее распространенных схем авто-

матизации заданного технологического процесса;

- описать структурную схему САР ТП и ее элементы;

- обосновать требования к датчику параметра САР;

- определение величины и знака КП корректирующего

звена усилителя, входящего в схему САР;

- анализ САР;

- охрана труда и охрана окружающей среды согласно теме

курсовой работы.

4. Перечень графического материала:

- годограф АФХ разомкнутой системы (формат А4);

- переходная характеристика САР (формат А4).

Руководитель (Подпись)

Задание к исполнению принял

(Подпись студента) « » 2011г.

Приложение В Оригиналы и изображения некоторых

Функций

F(p)	f(t)
1 1 ∕ p 1 ∕ p2 1 ∕ (p + α) р ∕ (p + α) e - α р ∕ (p + b) 1 ∕ [(p + α) (p + b)] p ∕ [(p + α) (p + b)] р ∕ (p2 + α2 ) (p + α) ∕ [(p + α) 2 + b 2 ] 1 ∕ [ р (p2 + α2 )] 1 ∕ [(p + α) 2 + b 2 ] 1 ∕ [ p (p + α) (p + b)] 1 ∕{ p [(p + α) 2 + b 2 ]}	δ ( t ) 1(t) t e - α t 1- e - α t e - b ( t – α ) (e - α t- e - b t ) ∕ (b - α) (b e - b t + α e - α t) ∕ (b + α) cos α t e - α t cos b t (1 - cos α t) ∕ α2 b -1 e - α t sin b t [αb (α -b)] -1·[(α-b)+b e - α t – α e - b t] (α2+b