Задание на дипломное проектирование

Задание на дипломное проектирование (в дальнейшее – задание) должно раскрывать содержание темы дипломного проекта (работы) в виде комплекса проектных решений технического, организационного, социального и экономического характера, которые должны быть проработаны в проекте. В задании на специальную часть проекта, включая индивидуальное задание, должен быть, приведен перечень вопросов по общесистемным решениям, математическому, информационному, программному и техническому обеспечениям системы автоматизации, подлежащим углубленной разработке. Необходимо специальную часть проекта увязать непосредственно с выполненной студентом курсовой научно-исследовательской работой или НИРС таким образом, чтобы в выполненном дипломном проекте содержалась исследовательская часть.

Задание должно предусматривать выполнение проекта системы автоматизации, как правило, для условного, вновь проектируемого процесса в составе действующего предприятия, на котором проводилась преддипломная практика. Поэтому проект системы автоматизации должен включать и низовую автоматизацию.

Однако в связи с невозможностью в сроки дипломного проектирования выполнить весь объем проектной документации по системе автоматизации в задании должны быть приведены предложения по уровню и объему автоматизации (градация АСУТП) с указанием конкретного перечня подлежащих разработке вопросов и обязательных чертежей. При этом должна быть обеспечена логическая увязка всех разрабатываемых чертежей, например, по 1-2 функциональным задачам управления или наиболее ответственному и важному узлу системы автоматизации.

Задание, кроме того, должно учитывать особые условия производства (агрессивность среды, пожароопасность и т.д.) по ПУЭ-2000 (раздел 7), предложения по централизации и структуре системы управления, источники обеспечения объекта электро и теплоэнергией. Кроме того, приводится перечень основных исходных данных для разработки проекта с указанием литературных источников или материалов предприятий, проектных и научно-исследовательских институтов.

Задание составляется руководителем дипломного проектирования совместно с консультантами (по необходимости) от технологической кафедры, кафедры экономики и организации производства и кафедры БЖД по установленной форме (приложение 1) с указанием срока окончания проектирования.

Задание должно быть сформулировано таким образом, чтобы при разработке соответствующего проекта системы автоматизации студент принял наиболее рациональный его вариант с учетом существующих на предприятии технологии и средств автоматизации, новой техники и возможной реконструкции.

Утвержденные заведующим кафедрой задание желательно выдавать студентам в начале 7-го семестра с тем, чтобы они имели возможность при изучении специальных курсов и выполнении курсовых проектов более обстоятельно изучать вопросы, связанные с выполнением дипломных проектов.

До отъезда студентов на преддипломную практику руководители дипломного проектирования, совместно с прикрепленными консультантами от соответствующих кафедр, разрабатывают в соответствии с его темой и заданием, индивидуальное задание по изучению производства во время прохождения преддипломной практики и по сбору материалов для выполнения дипломного проекта. Задания на преддипломную практику выдаются студентам перед отъездом на практику. После возращения студентов с преддипломной практики руководители проектов, совместно с прикрепленными консультантами в случае необходимости уточняют задание в соответствии с результатами преддипломной практики. После этого на собрании студентов-дипломников формулируются задачи по организации и выполнению дипломных проектов (работ).

СОСТАВ И СОДЕРЖАНИЕ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА

Дипломный проект системы автоматизации представляет собой упрощенный вариант одностадийного техно-рабочего проекта с включением разделов по технологии, экономике и БЖД и состоит из пояснительной записки и графических материалов.

Пояснительная записка включает следующие разделы, подразделы и пункты:

Аннотация

Введение

1 Технологический раздел с описанием производства и характеристика технологического процесса;

2 Специальный раздел:

2.1 Назначение и цель создания системы;

2.2 Характеристика технологического процесса как объекта управления;

2.3 Состояние автоматизации проектируемого процесса (результаты патентно-информационного поиска);

2.4 Требования к системе:

2.4.1 Требования к системе в целом;

2.4.2 Требования к видам обеспечения.

2.5 Общесистемные решения по системе:

2.5.1 Описание схемы функциональной структуры системы;

2.5.2 Описание автоматизируемых функций;

2.5.3 Описание постановок задач;

2.5.3.1 Содержательная постановка задачи (комплекса задач);

2.5.3.2 Математическая постановка задачи;

2.5.3.3 Описание входной и выходной информации задачи;

2.5.3.4 Описание алгоритма решения задачи;

2.6 Информационное обеспечение системы;

2.7 Программное обеспечение системы;

2.8 Техническое обеспечение системы;

3 Раздел по экономике;

4 Раздел по БЖД;

5 Заключение

6 Литература, использованная в проекте:

Требования к содержанию разделов пояснительной записки

АНОТАЦИЯ

Аннотация составляется на государственном и русском языках, в которой кратко излагаются рассматриваемые вопросы дипломного проекта (работы).

ВВЕДЕНИЕ

Во введении к пояснительной записке формулируются цели и задачи дипломного проекта, вытекающие из общих направлений развития работ в области автоматизации, роли систем автоматизации и автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) и производствами (АСУПр, АСУП) в развитии промышленного производства и улучшении его технико-экономических показателей.

Содержание введения определяется темой дипломного проекта. В нем должны быть отражены: значение и перспективы роста выпускаемой продукции автоматизируемым технологическим объектом, повышение качества продукции; улучшение условий труда работающих в отношении техники безопасности, производственной санитарии, защиты окружающей среды и промышленной эстетики; обеспечение наиболее высоких экономических результатов производства - снижение себестоимости продукции, увеличение прибыли, сокращение сроков окупаемости капитальных вложений. Следует показать роль систем автоматизации (АСУТП) в реализации всех перечисленных задач.

1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

В разделе необходимо дать общую характеристику предприятия, технологического комплекса либо отдельного процесса, при этом необходимо привести:

- краткую характеристику предприятия или объекта;

- данные об основном технологическом оборудовании;

- характеристику сырья, полуфабрикатов и готовой продукции;

-краткое описание технологического процесса и его особенностей (взрывоо-

пасность, агрессивность сред);

- данные по численности персонала;

- исходные технологические данные для проектирования.

2 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ (РАЗДЕЛ АВТОМАТИЗАЦИИ)

2.1 Назначение и цель создания системы

В этом подразделе формулируется назначение системы, указывается вид автоматизируемой деятельности и перечень объектов автоматизации, охватываемых системой. Для АСУ дополнительно приводится перечень автоматизируемых органов (пунктов) управления и управляемых объектов.

2.2 Характеристика технологического процесса как объекта управления

В подразделе приводится функционально-целевое назначение процесса, его принцип действия и конструктивное оформление. Дается характеристика исходного сырья и конечных продуктов, а также требований по их качественным и количественным показателям: проводится системный анализ ТП с декомпозицией его на подсистемы. Указанные сведения приводятся в кратком виде со ссылкой на соответствующие разделы технологической части. Далее описываются входные, режимные и выходные переменные процесса с выделением контролируемых и неконтролируемых, управляющих и возмущающих, т.е. формируется вектор информативных координат объекта управления. Приводится схематическое изображение процесса, как объекта управления, дается, оценка стабильности значений переменных и указываются причины их случайных колебаний. Анализируется взаимовлияние переменных процесса и приводятся сведения о характере динамических связей между основными переменными (наличие запаздывания, инерционность, колебательность, самовыравнивание, коэффициент передачи).

В заключение дается общая оценка процесса как объекта управления (линейность, непрерывность или периодичность, многомерность, динамика, стохастичность и т.п.).

2.3 Состояние автоматизации проектируемого процесса (результаты
патентно-информационного поиска)

В подразделе приводятся литературные и собранные на преддипломной практике данные по промышленным системам автоматизации процесса и сведения об имеющихся патентах и изобретениях. Дается сравнительный анализ решаемых задач, принципов построения и структур систем управления, используемых технических средств. Далее указываются недостатки существующих систем автоматизации, в том числе и на предприятии, на котором проходила преддипломная практика.

2.4 Требования к системе (в данном подразделе необходимо придерживаться требований госстандарта на техническое задание по СТ РК 34.602)

2.4.1 Требования к системе в целом

В этом пункте определяются требования к структуре и функционированию системы, показателям назначения, надежности, безопасности и пр., а также требования к функциям (задачам), выполняемым системой.

Обосновывается и приводится перечень подсистем, их назначение и основные характеристики, требования к числу уровней иерархии и степень централизации системы. Определяются требования к способам и средствам связи для информационного обмена между компонентами системы и характеристикам ее взаимосвязей со смежными системами, включая обеспечение их совместимости. Приводятся требования к режимам функционирования системы и ее компонентов (непрерывный, периодический, эпизодический), диагностированию системы, а также определяются перспективы развития и модернизации системы.

Требования к функциям (задачам) системы включают перечень функций, задач и их комплексов, подлежащих автоматизации, их временной регламент, формы представления выходной информации, характеристики необходимой точности и времени выполнения задач, достоверности выдачи результатов

2.4.2 Требования к видам обеспечения

Кратко излагаются требования к математическому, информационному, программному, техническому и организационному обеспечениям системы автоматизации (АСУТП).

Для математического обеспечения приводятся требования к составу, областям применения и способам использования в системе математических методов и моделей, типовых алгоритмов и алгоритмов, подлежащих разработке.

В требованиях к информационному обеспечению приводятся состав, структура и способы организации данных в системе, предложения по организации информационного обмена между компонентами системы и и совместимости со смежными системами, использованию систем управления базами данных, защите информации и пр.

В требованиях к программному обеспечению приводится перечень покупных программных средств, определяются необходимые системные, инструментальные и прикладные (разрабатываемые) программные средства (операционная система, СУБД и пр.), их основные показатели назначения.

Для организационного обеспечения приводятся требования к структуре и функциям подразделений, участвующих в функционировании системы и обеспечивающих ее эксплуатацию, организации функционирования системы и порядку взаимодействия персонала с системой, а также к защите от ошибочных действий персонала системы.

2.5 Общесистемные решения (содержание данного подраздела должно соответствовать требованиям РД 50.34-698-91)

2.5.1 Описание схемы функциональной структуры системы. Приводится
детальное описание функциональной структуры системы (части системы
определенной индивидуальным заданием), т.е. состав, назначение и
характеристики отдельных подсистем, комплексов задач и отдельных задач.

2.5.2 Описание автоматизируемых функций

Приводится перечень целей функционирования системы автоматизации и описание автоматизируемых функций, направленных на достижение установленных целей. Дается описание процесса выполнения функций с разделением на операции (действия), выполняемые техническими средствами и персоналом.

2.5.3 Описание постановок задач

В этом пункте дается последовательное изложение содержательной и формализованной постановок задач управления с приведением материалов по построению математической модели процесса (или одного из каналов управления), выбору критерия и системы ограничений. При синтезе задачи управления необходимо сформулировать цель функционирования процесса (и соответственно системы управления) в виде задачи улучшения одного или нескольких количественно характеризуемых показателей эффективности, наиболее полно отражающих технологическую и технико-экономическую сторону осуществления процесса. Например, коэффициент извлечения или потери ценного компонента, приведенные затраты на процесс, себестоимость и др. Далее анализируется влияние входных (особенно управляющих), режимных и выходных переменных на выбранные показатели качества процесса и с точностью до переменных определяются уравнения взаимосвязи между ними. Затем формулируется постановка задачи управления, заключающаяся в экстремизации одного или нескольких (многокритериальная оптимизация) выбранных показателей при определенных ограничениях на другие показатели эффективности и значения входных, выходных и режимных переменных.

Изложение должно сопровождаться необходимыми пояснениями по обоснованию выбора показателей эффективности и переменных, от которых они зависят, что и будет составлять технико-экономическую сущность задачи управления.

Постановка задачи управления должна быть обязательно осуществлена для процесса в целом (хотя бы содержательно), независимо от выбранного в дипломном проекте функционального назначения СА. При этом в системах управления, реализующих в ЭВМ только информационные функции и локальное регулирование, такая постановка задачи позволяет обоснованно выбрать переменные контроля и регулирования для процесса. В этом случае построение математической модели выполняется только для одного канала управления. В проектах систем автоматизации, реализующих оптимальное управление с применением ЭВМ (АСУТП), для несложного процесса далее должна быть определена количественная зависимость критерия от переменных оптимизации, построена математическая модель процесса, уточнена система ограничений. Для сложного процесса, по которому в соответствии с дипломным заданием, как правило, подлежит детальной разработке только часть функциональных задач АСУТП (в соответствии с индивидуальным заданием), постановка общей задачи управления процессом в целом является исходной для ее последующей декомпозиции (формальными или неформальными методами) и синтеза структуры функциональных задач управления.

Тогда последующие разделы выполняются только по тем задачам, которые определены в индивидуальном задании. В разделе построения математической модели обосновывается выбранная методика, приводятся экспериментальные данные, результаты расчетов (или моделирования) и оценка адекватности модели.

Для каждой задачи отдельно приводятся входная и выходная информации с указанием их реквизитов (формат данных и пр.)

2.6 Информационное обеспечение системы (при выполнении этого подраздела необходимо придерживаться требованиям ОРММ-3 АСУТП и РД50.34.698-91)

В подразделе приводится состав технологических и технико-экономических показателей и переменных, обрабатываемых системой (вводимая в ЭВМ, хранимая и выводимая информация). К ним относятся технологические переменные (расходы, давления, температуры и пр.), характеристики сырья, готовой продукции и др. Приводится перечень инициативных, измеряемых и управляющих сигналов. Составляется таблица для каждого вида сигналов, указываются предельные эксплутационные значения и требования по точности измерения, периодичность ввода в ЭВМ. Для инициативных сигналов, т.е. логических сигналов типа "да" или "нет" о наличии или отсутствии некоторого события указываются ранги приоритетов и процедуры, выполняемые ЭВМ и системой, при поступлении этих сигналов.

В проектах с применением вычислительной техники приводится структура базы данных системы и описание отдельных файлов, проводится обоснование выбора комплекса технических средств.

2.7 Программное обеспечение системы (подраздел выполняется с соблюдением требований ГОСТ 34.201-91 в пункте «Контрольный пример»)

Приводится описание разработанного программного обеспечения системы, блок - схема программы и характеристика отдельных модулей.

2.8 Техническое обеспечение системы

На основании информационного и математического обеспечении системы осуществляется выбор технических средств системы автоматизации. В этом разделе приводится обоснование выбора низовых средств контроля и регулирования - отборных устройств, датчиков, преобразователей, устройств аналогового и цифрового представления информации (приборов). В качестве технической базы управляющей части проектируемой системы автоматизации должны обосновано выбираться современные средства управления: микропроцессорные комплексы, программируемые контроллеры, вычислительные машины, устройства визуализации информации, включая УСО, средства обработки, хранения, вывода и представления информации.

В этом же разделе приводится описание функционирования системы автоматизации технологического процесса, предусматривающей применение локальных или централизованных систем контроля, регулирования и управления, составляется спецификация на технические средства и кабельную продукцию, трубопроводную арматуру, даются технические решения по монтажу, наладке и эксплуатации системы.

3 РАЗДЕЛ ПО ЭКОНОМИКЕ

Раздел выполняется по заданию консультанта по экономической части и в общем случае должен включать изложение вопросов, связанных с оценкой экономической эффективности проектируемой системы автоматизации. В разделе приводятся общие сведения о влиянии автоматизации на экономические показатели деятельности предприятий, выполняется расчет единовременных затрат на создание системы (разработка, проектирование, КТС, монтажно-наладочные работы) и эксплуатационных затрат на ее функционирование. Определяются источники эффективности системы автоматизации - снижение затрат на сырье, материалы, ремонт оборудования, увеличение выпуска

продукции и повышение ее качества. Сравниваются себестоимость объема реализации продукции до и после внедрения системы автоматизации и рассчитывается годовой экономический эффект и срок окупаемости системы.

4 РАЗДЕЛ ПО БЖД

В этом разделе проекта выполняется анализ производственных опасностей и вредностей, связанных с созданием и эксплуатацией системы автоматизации, приводится описание мероприятий, обеспечивающих требуемые условия работы персонала и защиту их. неблагоприятных факторов. Выполняются расчеты санитарно-технических объектов, связанных с созданием и эксплуатацией системы автоматизации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении кратко приводятся основные результаты, полученные в ходе выполнения проекта (работы).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Список используемой литературы оформляется в виде заголовка и печатается (пишется) прописными буквами. Источники в списке литературы располагаются в порядке их расположения в тексте. Библиографическое описание источников составляется в соответствии с ГОСТ 7.1-84.

ГРАФИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

В состав графических материалов включаются:

1) Схема цепей и аппаратов;

2) Структурная схема системы автоматизации;

3) Функциональная схема автоматизации;

4) Схема внешних соединений (проводок);

5) Принципиальные электрические, пневматические и др. схемы подключения устройств.

Кроме чертежей на защиту выносятся плакаты, поясняющие основные результаты, полученные в ходе дипломного проектирования.