Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Проектирование автоматизированных систем: Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию

Голосов: 0

В настоящем учебно-методическом пособии изложены цели, содержание и правила оформления курсовых проектов по проектированию автоматизированных систем. Целью курсовых работ является исследование объектов и систем управления, разработка программного обеспечения отдельных подсистем АСУ, а также лабораторных стендов и учебно-методического обеспечения лабораторных работ. Учебно-методическое пособие предназначено для студентов всех форм обучения по специальности 220301 "Автоматизация технологических процессов и производств ЦБП". Подготовлено на кафедре автоматизации технологических процессов и производств Санкт-Петербургского государственного технологического университета растительных полимеров.

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
    НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ




                                                                                                                                     Н.П.СЕРЕБРЯКОВ




                                                                                                                               ПРОЕКТИРОВАНИЕ
                                                                                                                         АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ




                                                                                                                               Учебно-методическое пособие
                                                                                                                               по курсовому проектированию




                                                                                                                                      Санкт-Петербург
                                                                                                                                           2011


НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ



                                                                                                                                 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
                                                                                                                           ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
                                                                                                                                        ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ


                                                                                                                                   САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
                                                                                                                            ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ

                                                                                                                                                           80-летию СПбГТУРП посвящается




                                                                                                                                                Н. П. СЕРЕБРЯКОВ



                                                                                                                                      ПРОЕКТИРОВАНИЕ
                                                                                                                         АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ


                                                                                                                                        Учебно-методическое пособие
                                                                                                                                        по курсовому проектированию




                                                                                                                                                  Санкт-Петербург
                                                                                                                                                       2011


НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ




                                                                                                                               ББК 32.965я7
                                                                                                                               С 239
                                                                                                                               УДК 676.05(075)




                                                                                                                               Серебряков Н.П. ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ
                                                                                                                         СИСТЕМ: учебно-методическое пособие по курсовому проектированию/
                                                                                                                         СПбГТУРП.- СПб., 2011. - 42 с.: ил. 1.
                                                                                                                               В настоящем учебно-методическом пособии изложены цели,
                                                                                                                         содержание и правила оформления курсовых проектов по проектированию
                                                                                                                         автоматизированных систем.
                                                                                                                               Учебно-методическое пособие предназначено для студентов всех форм
                                                                                                                         обучения по специальности 220301 «Автоматизация технологических
                                                                                                                         процессов и производств ЦБП».


                                                                                                                               Рецензенты:
                                                                                                                               генеральный директор ОАО «Водоканал-инжиниринг», д-р техн. наук
                                                                                                                         В.И.Терентьев;
                                                                                                                               зав. кафедрой информационно-измерительных технологий и систем
                                                                                                                         управления Санкт-Петербургского государственного технологического
                                                                                                                         университета растительных полимеров, д-р техн. наук., профессор Г.А.
                                                                                                                         Кондрашкова.


                                                                                                                               Рекомендовано к изданию Редакционно-издательским         советом
                                                                                                                         университета в качестве учебно-методического пособия.




                                                                                                                                                   © Серебряков Н.П., 2011
                                                                                                                                                   © ФГБОУВПО Санкт-Петербургский
                                                                                                                                                   государственный технологический
                                                                                                                                                   университет растительных полимеров, 2011


НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ




                                                                                                                                                         ВВЕДЕНИЕ

                                                                                                                                Курсовой       проект     по      дисциплине      «Проектирование
                                                                                                                         автоматизированных систем» является важнейшим и завершающим этапом
                                                                                                                         учебного процесса, в котором используются все знания, полученные в период
                                                                                                                         обучения.
                                                                                                                                Настоящее пособие определяет содержание и правила оформления как
                                                                                                                         курсовых проектов, так и курсовых работ.
                                                                                                                                Курсовой проект – комплексная самостоятельная работа студента,
                                                                                                                         главной целью и содержанием которой является проектирование современных
                                                                                                                         автоматизированных систем управления технологическими процессами и
                                                                                                                         производствами, удовлетворяющих требованиям безопасности, экологии и
                                                                                                                         экономической эффективности.
                                                                                                                                Курсовая работа – комплексная самостоятельная работа студента,
                                                                                                                         главной целью и содержанием которой является всесторонний анализ и
                                                                                                                         исследования технологических процессов и производств как объектов
                                                                                                                         автоматизации, а также систем управления ими.
                                                                                                                                Целью курсовых проектов является модернизация существующих
                                                                                                                          систем, автоматизация на основе их глубокого изучения и анализа, а также
                                                                                                                          обоснование необходимости их улучшения, предложения                   по
                                                                                                                          принципиальным решениям, разработка и проектирование отдельных
                                                                                                                          элементов рабочей документации проектов.
                                                                                                                                Целью курсовых работ является исследование объектов и систем
                                                                                                                          управления, разработка программного обеспечения отдельных подсистем
                                                                                                                          АСУ, а также лабораторных стендов и учебно-методического обеспечения
                                                                                                                          лабораторных работ.
                                                                                                                                В настоящем учебно-методическом пособии рассматриваются вопросы
                                                                                                                          выполнения типовых курсовых проектов по дисциплине «Проектирование
                                                                                                                          автоматизированных систем».




                                                                                                                                                            3


НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ




                                                                                                                               1. ПЕРЕЧЕНЬ ВИДОВ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ,
                                                                                                                            ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ РАБОТЕ НАД КУРСОВЫМ ПРОЕКТОМ

                                                                                                                               1. Государственные стандарты (ГОСТ).
                                                                                                                               2. Строительные нормы и правила (СН и П).
                                                                                                                               3. Система проектной документации для строительства (СПДС).
                                                                                                                               4. Единая система конструкторской документации (ЕСКД).
                                                                                                                               5. Система технической документации на АСУ (СТД АСУ).
                                                                                                                               6. Единая система программной документации (ЕСПД).
                                                                                                                               7. Единая система стандартов на АСУ (ЕСС АСУ).
                                                                                                                               8. Руководящие документы (РД).
                                                                                                                               9. Руководящие методические материалы (РММ).
                                                                                                                               10. Отраслевые стандарты (ОСТ).
                                                                                                                               11. Технические условия (ТУ).
                                                                                                                               12. Технические нормативы (ТН).
                                                                                                                               13. Регламенты.

                                                                                                                                Некоторые конкретные нормативные документы, используемые при
                                                                                                                         работе над курсовым проектом, приведены в Приложении 1.



                                                                                                                                                2. ТРЕБОВАНИЯ К АСУ

                                                                                                                               Общие требования к АСУ определены ГОСТ 24.104-85 и включают
                                                                                                                         следующие разделы:
                                                                                                                               1. Требования к АСУ в целом.
                                                                                                                               2. Требования к функциям АСУ.
                                                                                                                               3. Требования к персоналу АСУ.
                                                                                                                               4. Требования к видам обеспечения АСУ.
                                                                                                                               5. Требования к эксплуатационной документации АСУ.
                                                                                                                               6. Требования безопасности.
                                                                                                                               7. Виды и порядок проведения испытаний при вводе АСУ в действие.
                                                                                                                               8. Комплектность АСУ.
                                                                                                                               9. Гарантии.


                                                                                                                               Основные требования к АСУ приводятся в техническом задании на
                                                                                                                         разработку АСУ.




                                                                                                                                                            4


НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ




                                                                                                                                              3. СТАДИИ СОЗДАНИЯ АСУ

                                                                                                                               Стадии создания АСУ и содержание работ на стадиях определены
                                                                                                                         ГОСТ 34.601-90 Информационная технология. Комплекс стандартов на
                                                                                                                         автоматизированные системы. Стадии создания:
                                                                                                                               1. Формирование требований к АСУ.
                                                                                                                               2. Разработка концепции АСУ.
                                                                                                                               3. Техническое задание.
                                                                                                                               4. Эскизный проект.
                                                                                                                               5. Технический проект.
                                                                                                                               6. Рабочая документация.
                                                                                                                               7. Ввод в действие.
                                                                                                                               8. Сопровождение АСУ.

                                                                                                                               Стандартом допускается исключать стадию «Эскизный проект» и
                                                                                                                         отдельные этапы, объединять стадии «Технический проект» и «Рабочая
                                                                                                                         документация» в одну стадию «Технорабочий проект».



                                                                                                                                            4. ТЕМАТИКА КУРСОВЫХ ПРОЕКТОВ

                                                                                                                                Тематика курсового проектирования имеет следующие основные
                                                                                                                         направления:
                                                                                                                                1. Разработка новых АСУ технологическими процессами.
                                                                                                                                2. Модернизация действующих систем автоматизации и АСУТП.
                                                                                                                                3. Комплексная автоматизация технологических процессов и
                                                                                                                         производств.
                                                                                                                                4. Повышение      эффективности   управления    технологическими
                                                                                                                         процессами и производствами.
                                                                                                                                5. Научно-исследовательские и проектно-конструкторские разработки
                                                                                                                         по заданию промышленности.



                                                                                                                                               5. СОСТАВ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

                                                                                                                              Курсовой проект состоит из текстовой и графической частей.
                                                                                                                              Объём текстовой части курсового проекта – до 50 страниц
                                                                                                                         машинописного текста на писчей бумаге формата А4 (210х297 мм).
                                                                                                                              Графическая часть проекта включает 2-3 листа стандартного формата.




                                                                                                                                                            5


НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ




                                                                                                                                           6. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

                                                                                                                               В настоящем пособии рассматриваются основные разделы типового
                                                                                                                         курсового проекта, посвященного разработке АСУТП.
                                                                                                                               Текстовая часть типового курсового проекта имеет следующую
                                                                                                                         структуру:
                                                                                                                               1. Титульный лист (Приложение 2).
                                                                                                                               2. Задание на курсовой проект (Приложение 3).
                                                                                                                               3. Ведомость проекта (Приложение 4).
                                                                                                                               4. Реферат (Приложение 5).
                                                                                                                               5. Пояснительная записка, в составе:
                                                                                                                                 5.1. Содержание.
                                                                                                                                 5.2. Введение.
                                                                                                                                 5.3. Основная часть (в тексте не выделяется, содержание см. ниже).
                                                                                                                                 5.4. Заключение.
                                                                                                                                 5.5. Перечень сокращений, условных обозначений, символов, единиц
                                                                                                                         и терминов.
                                                                                                                                 5.6. Список использованных источников.
                                                                                                                                 5.7. Приложения.

                                                                                                                                Введение должно содержать оценку современного состояния уровня
                                                                                                                         автоматизации рассматриваемого объекта, обоснования и исходные данные
                                                                                                                         для разработки темы.
                                                                                                                                Во введении должны быть показаны актуальность и новизна темы.
                                                                                                                                Основная часть должна содержать данные, отражающие существо и
                                                                                                                         основные результаты курсового проекта, теоретические и экспериментальные
                                                                                                                         исследования, перечисленные далее в этом разделе.
                                                                                                                                Содержание основной части курсового проекта определяется
                                                                                                                         руководителем проекта и указывается в задании.
                                                                                                                                Основная часть пояснительной записки состоит из следующих
                                                                                                                         разделов:
                                                                                                                                1. Описание и анализ объекта автоматизации.
                                                                                                                                2. Технико-экономическое обоснование разрабатываемой АСУТП.
                                                                                                                                3. Разработка и описание предлагаемой АСУТП.
                                                                                                                                4. Выбор и обоснование КТС.
                                                                                                                                5. Эффективность АСУТП.

                                                                                                                               Требования к содержанию разделов основной части пояснительной
                                                                                                                         записки представлены ниже.




                                                                                                                                                             6


НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ




                                                                                                                                           6.1. Описание и анализ объекта управления

                                                                                                                               Этот раздел состоит из следующих подразделов:
                                                                                                                               1. Техническая характеристика объекта управления.
                                                                                                                               2. Описание схемы технологического процесса.
                                                                                                                               3. Описание основного оборудования.
                                                                                                                               4. Параметры процесса и способы их регулирования.



                                                                                                                                     6.1.1. Техническая характеристика объекта управления

                                                                                                                                Объекты управления могут быть технологическими, энергетическими,
                                                                                                                         энерготехнологическими и другими.
                                                                                                                                В этом подразделе необходимо указать техническое название объекта
                                                                                                                         автоматизации и его назначение, основные технические параметры объекта,
                                                                                                                         характеристики сырья, топлива, основного продукта и его назначение,
                                                                                                                         сертификат на готовую продукцию.



                                                                                                                                        6.1.2. Описание схемы технологического процесса

                                                                                                                               В этом подразделе необходимо представить схему технологического
                                                                                                                         процесса и его описание, технологический регламент, режимную карту,
                                                                                                                         технические условия, а также основные технико-экономические показатели.



                                                                                                                                            6.1.3. Описание основного оборудования

                                                                                                                                При описании основного оборудования должны быть представлены
                                                                                                                         сведения о его назначении, конструктивных особенностях, технических
                                                                                                                         характеристиках и параметрах, а также принципиальные или конструктивные
                                                                                                                         схемы.
                                                                                                                                Так, например, если объектом автоматизации является паровой котёл,
                                                                                                                         необходимо дать описание котельного агрегата и его элементов (топочная
                                                                                                                         камера,      барабан,     пароперегреватель,     водяной     экономайзер,
                                                                                                                         воздухоподогреватель, горелка, дымосос, вентилятор и др.).
                                                                                                                                Схема технологического процесса должна быть представлена в виде
                                                                                                                         рисунка.




                                                                                                                                                             7


НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ




                                                                                                                                     6.1.4. Параметры процесса и способы их регулирования

                                                                                                                                В этом подразделе весь технологический процесс следует разбить на
                                                                                                                         ряд участков и рассмотреть их свойства с точки зрения управления,
                                                                                                                         представить перечень систем         автоматического управления (САУ)
                                                                                                                         технологическим процессом и показать влияние технологических режимов на
                                                                                                                         работу САУ.
                                                                                                                                Здесь   также    следует    представить      таблицу    необходимых
                                                                                                                         контролируемых технологических параметров и показателей продукции,
                                                                                                                         указать диапазоны изменения и измерения параметров, способы измерения
                                                                                                                         (автоматический или лабораторный), точность и периодичность (при
                                                                                                                         лабораторном способе) измерения, указать, где и как используется полученная
                                                                                                                         информация.
                                                                                                                                В этом подразделе необходимо показать возможности существующих
                                                                                                                         САУ для обеспечения контроля и стабилизации технологических режимов
                                                                                                                         объекта.



                                                                                                                                    6.2. Технико-экономическое обоснование автоматизации

                                                                                                                                В этом разделе необходимо сформулировать и обосновать
                                                                                                                         принципиальные решения по модернизации существующей или созданию
                                                                                                                         новой АСУТП.
                                                                                                                                Основными направлениями совершенствования существующей
                                                                                                                         АСУТП являются следующие:
                                                                                                                                1) замена старых приборов и средств автоматизации;
                                                                                                                                2) установка    дополнительных     новых    приборов    и   средств
                                                                                                                         автоматизации;
                                                                                                                                3) применение новых способов управления;
                                                                                                                                4) применение современных программно-технических комплексов
                                                                                                                         (ПТК);
                                                                                                                                5) переход на новый более высокий уровень автоматизации;
                                                                                                                                6) совершенствование информационного обеспечения;
                                                                                                                                7) совершенствование программного обеспечения.
                                                                                                                                Для экономической оценки предлагаемых вариантов АСУТП
                                                                                                                         необходимо разработать таблицы входных и выходных сигналов,
                                                                                                                         используемых в АСУТП.
                                                                                                                                 Используя эти таблицы, требуется далее оценить стоимость вариантов
                                                                                                                         АСУТП на основе информации о функциях и количестве сигналов АСУТП.
                                                                                                                                Для каждого из предлагаемых вариантов АСУТП показать
                                                                                                                         ориентировочное снижение эксплуатационных расходов на сырье, топливо,
                                                                                                                         химикаты, электроэнергию, тепло, воду и пр., а также снижение ущерба от
                                                                                                                         загрязнения окружающей среды в результате внедрения АСУТП.

                                                                                                                                                              8


НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ




                                                                                                                               Далее в этом разделе должен быть проведён сравнительный технико-
                                                                                                                         экономический анализ двух возможных вариантов построения АСУТП, на
                                                                                                                         основе которого выбирается вариант АСУТП, разрабатываемый в курсовом
                                                                                                                         проекте.
                                                                                                                               Этот раздел состоит из следующих подразделов:
                                                                                                                               1. Описание и анализ существующей системы автоматизации.
                                                                                                                               2. Выбор и обоснование предлагаемой системы автоматизации.



                                                                                                                                6.2.1. Описание и анализ существующей системы автоматизации

                                                                                                                               В случае реализации существующей на производстве системы
                                                                                                                         управления на базе локальных средств автоматики (системы СТАРТ, АКЭСР,
                                                                                                                         КАСКАД, КОНТУР и др.) следует рассматривать и анализировать системы
                                                                                                                         автоматического управления (САУ) технологическим процессом. Если
                                                                                                                         существующая система управления реализована на базе средств управляющей
                                                                                                                         вычислительной техники (контроллеры, операторские и инженерные станции),
                                                                                                                         то следует рассматривать и анализировать АСУТП.
                                                                                                                               В этом подразделе необходимо:
                                                                                                                               - дать общее описание существующей системы управления и указать ее
                                                                                                                         преимущества и недостатки;
                                                                                                                               - перечислить существующие контуры САУ и представить их
                                                                                                                         функциональные схемы;
                                                                                                                               - охарактеризовать структуру каждой САУ (одноконтурная, каскадная,
                                                                                                                         взаимосвязанная или другая) и указать их преимущества и недостатки в
                                                                                                                         обеспечении требований технологического регламента;
                                                                                                                               - проанализировать качество управления основных САУ с учетом
                                                                                                                         требований, предъявляемых сертификатом продукции, технологическим
                                                                                                                         регламентом, режимной картой или ТУ.
                                                                                                                               В случае рассмотрения АСУТП дополнительно необходимо описать и
                                                                                                                         проанализировать её техническое, информационное, математическое и
                                                                                                                         программное обеспечение.
                                                                                                                               В заключение следует сделать вывод о необходимости замены или
                                                                                                                         модернизации существующей системы управления.



                                                                                                                                6.2.2. Выбор и обоснование предлагаемой системы автоматизации

                                                                                                                                Технические требования к автоматизированной системе управления
                                                                                                                         являются основным техническим документом на разработку АСУТП, на
                                                                                                                         основе которого разрабатывается техническое задание на создание АСУТП в
                                                                                                                         соответствии с ГОСТ 34.602-89.

                                                                                                                                                            9



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика