Програма, методичні вказівки та контрольне завдання icon

Програма, методичні вказівки та контрольне завдання




НазваПрограма, методичні вказівки та контрольне завдання
Сторінка1/4
Дата02.08.2012
Розмір320 Kb.
ТипДокументи
  1   2   3   4


Міністерство освіти і науки України

Сумський державний університет


ПРОГРАМА, МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ТА КОНТРОЛЬНЕ ЗАВДАННЯ


з дисципліни

“Автоматизоване управління технологічними процесами”


для студентів спеціальності 7.091400 «Системи управління і автоматики» заочної форми навчання


Суми

Вид-во СумДУ


2007

ЗМІСТ


С.

Передмова………………………………...………………………..…….…...…4


1 Теоретична частина дисципліни …………………...……….……………….4

1.1 Програма дисципліни……………………………………………………..4

1.2 Контрольні питання з теоретичної частини……………………………..5

2 Теоретичні відомості про керуючі автомати…………………………………5

3 Завдання контрольної роботи …………………….……………………......7

4 Методичні вказівки та приклади виконання завдань контрольної роботи.…………………………………………………………………...…...….8

Список літератури………………………….…………………………….……...20


ПЕРЕДМОВА


Керуючі автомати призначені для керування об'єктами вироб­ничого призначення і технологічними процесами в автоматичному режимі роботи. Вони входять як складова і важлива частина в ке­руючі системи і забезпечують виконання їх алгоритмів керування, а також вирішують завдання забезпечення такого режиму системи керування, в якому кожну команду можна здійсни­ти за допомогою органів ручного керування. Крім того, здійснюють типові захисти, такі, як захист від самозапуску при зникненні та появі знову живлення від електромережі, захист від перенавантажень, захист при несправностях або неправильних діях оператора, контроль справності пристрою, локалізацію та усунен­ня несправностей, сигналізацію про хід роботи обладнання і в особливих випадках видачу сигналів у систему реєстрації та обліку роботи обладнання.

Наведені методичні вказівки містять програму з дисципліни “Автоматизоване управління технологічними процесами”, контрольні питання для самопідготовки, а також викладені в стислому вигляді загальні відомості про керуючі автомати як складову частину систем управління, завдання та методичні рекомендації до виконання контрольної роботи з розроблення цифрових керуючих автоматів.


^ 1 ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА ДИСЦИПЛІНИ


1.1 Програма дисципліни


Автоматизовані системи керування. Основні поняття та визначення [1, с.20], [2, с.223].

1 Класифікація та аналіз технологічних об'єктів керування. Принцип побудови систем керування технологічним процесом [1, с.20], [2, с.223]. АСКТП як різновид АСК [1, с.24], [2, с.225]. ТОК як об'єкт керування АСКТП [1, c.26]. Класифікація технологічних процесів як об'єктів керування [1, с.26]. Об'єкти керування та види впливiв на них. [4, c.6]. Поняття про елемент системи керування [4, с.7]. Класифікація елементів системи керування [4, с.16]. Узагальнена функцiональна схема системи автоматичного керування [4, с.19].

^ 2 Класифікація, призначення, мета та функції АСКТП [1, с.27], [2, с.225]. Критерії керування. Обмеження, що виконуються при виборі керуючих впливів АСКТП [1, с.27], [2, с.226]. Інформаційні функції АСКТП [1, с.29], [2, с.226]. Керуючі, допоміжні функції АСКТП [1, с.30], [2, с.226].

^ 3 Різновиди АСКТП залежно від функцій, виконуваних обчислювальним комплексом (ОК). АСКТП, якi функцiонують без ОК [1, c.32]. АСКТП з ОК, який виконує iнформацiйнi функції [1, c.36]. АСКТП з ОК, який виконує функції керування в режимi “радника” [1, c.38]. АСКТП з ОК, який виконує функції центрального пристрою керування (супервiзорне керування) [1, c.39]. АСКТП з ОК, який виконує функції безпосереднього цифрового керування [1, c.42].

^ 4 Керуючі цифрові автомати. Цифрові автомати як різновид систем керування [6, c.36]. Призначення керуючих автоматів [6, c.36]. Класифікація керуючих автоматів [6, c.37].

^ 5 Iєрархiчнiсть АСКТП. Характеристики та вимоги до АСКТП. Три iєрархiчні рiвні АСКТП [3, c.9].Характеристики АСКТП за ступенем функцiонального розвитку [1, c.48]. Загальнi технiчнi вимоги до АСКТП [1, с.49].

^ 6 Склад та забезпечення АСКТП. Компоненти АСКТП [1, c.50],[2, c.227]. Органiзацiйна структура та забезпечення АСКТП. Вимоги до органiзацiйного забезпечення [1, c.53], [2, c.227]. Технiчне забезпечення АСКТП [1, c.54]. Математичне забезпечення АСКТП [1, c.58]. Програмне та iнформацiйне забезпечення АСКТП [1, c.64]. Операцiйна система АСКТП [1, c.69]. Система керування базою даних АСКТП [1, с.71]. Загальне та спецiальне програмне забезпечення АСКТП [1, c.73].

^ 7 Надійність АСКТП. Складові надiйностi [1, c.254],[5, c.328]. Показники безвiдмовностi та ремонтопридатностi АСКТП [5, c.329].

8 Децентралізовані АСКТП. Недолiки традицiйної централiзованої АСКТП [1, c.307]. Принципи побудови децентралiзованих АСКТП [1, c.315]. Децентралiзованi системи з кiльцевою та лiнiйною структурою [1, c.316]. Структура АСКТП теплового енергоблока як приклад децентралізованої АСКТП [1, c.320]. Локальна підсистема АСКТП теплового енергоблока [1, c.320].

Програмовані логічні контролери [6, c.155]. Розподілені системи управління [6, c.160]


1.2 Контрольні питання з теоретичної частини


1 Подайте узагальнену структурну схему АСКТП. Поясність призначення елементів схеми та принцип роботи схеми в цілому.

2 Перелічіть ознаки, притаманні АСКТП.

3 Які об′єкти розглядаються як технологічні об′єкти керування АСКТП? За допомогою яких елементів відбувається керування технологічним об′єктом керування?

4 Які технологічні об′єкти належать до неперервних, дискретних, неперервно-дискретних? Наведіть приклади таких технологічних об′єктів.

5 Назвіть види впливів на об′єкти керування. Дайте визначення цих впливів. Назвіть основну мету функціонування АСК.

6 Дайте визначення регулятора системи. Які операції з сигналом виконують окремі функціональні елементи регулятора?

7 За якими ознаками класифікуються елементи систем керування? Які елементи належать до кожної з ознак?

8 Зобразіть узагальнену функціональну схему системи автоматичного керування. Поясніть призначення кожного з елементів схеми. Які елементи необхідні при побудові неперервної, дискретної, цифрової систем керування?

9 За якими ознаками класифікується АСКТП? Які АСКТП належать до кожної з ознак?

10 Яке призначення та мета функціонування АСКТП?

11 Дайте визначення критерія керування. Які обмеження повинні дотримуватись при визначенні керуючих впливів?

12 Що належить до інформаційних функцій АСКТП?

13 Перелічіть керуючі функції АСКТП. Яке призначення допоміжних функцій АСКТП?

14 Які функції виконують АСКТП, до складу яких не входить обчислювальний комплекс (ОК)? Які пристрої входять до даної АСКТП?

15 Яка відмінність АСКТП з ОК, що виконує інформаційні функції, від попередньої АСКТП?

16 Зобразіть структурну схему АСКТП з ОК, який виконує керуючі функції в режимі «радника».

17 Яка характерна особливість АСКТП з ОК, що виконує функції центрального пристрою керування?

18 Поясніть принцип побудови АСКТП з ОК, який виконує функції безпосереднього цифрового керування. Назвіть недоліки та переваги застосування даних систем.

19 Що являє собою цифровий автомат як різновид цифрових систем керування?

20 Які задачі вирішують керуючі автомати?

21 За якими ознаками класифікуються керуючі автомати? Які автомати належать до кожної з ознак?

22 На які ієрархічні рівні поділяються АСКТП? Які задачі вирішуються на кожному з рівнів?

23 Якими функціями можливо охарактеризувати ступінь функціональної розвинутості АСКТП? Що належить до цих функцій?

24 Назвіть загальні технічні вимоги , що висуваються до АСКТП.

25 З яких підсистем складається АСКТП?

26 Що належить до організаційної структури та забезпечення АСКТП?

27 Які вимоги висуваються до організаційного забезпечення АСКТП?

28 Дайте визначення технічного забезпечення та технічної структури АСКТП. Що входить до складу технічного забезпечення? Які складові технічного забезпечення встановлюються безпосередньо на об′єкті керування?

29 Що належить до математичного забезпечення АСКТП?

30 Назвіть відмінність між програмним та інформаційним забезпеченням АСКТП. Які властивості програм притаманні програмам АСКТП?

31 Назвіть основні режими взаємодії операційної системи та програм АСКТП.

32 Назвіть основну задачу системи керування базою даних АСКТП. Які типові функції системи керування базою даних АСКТП?

33 Дайте визначення загального програмного забезпечення АСКТП. Які програми належать до загального програмного забезпечення?

34 Які програми належать до загального програмного забезпечення? Перелічіть вимоги, що висуваються до спеціального програмного забезпечення.

35 Перелічіть складові експлуатаційної надійності АСКТП та дайте визначення кожної з них. Які фактори необхідно враховувати при забезпеченні необхідного рівня надійності АСКТП?

36 Що належить до показників безвідмовності та ремонтопридатності АСКТП? Дайте визначення та наведіть залежності для розрахунку кожного з них.

37 Назвіть недоліки централізованої АСКТП.

38 Назвіть загальні принципи побудови децентралізованих АСКТП.

39 Наведіть структурну схему децентралізованої АСКТП з кільцевою структурою. Поясніть призначення елементів схеми.

40 Чим відрізняється АСКТП з лінійною структурою від АСКТП з кільцевою структурою?

41 Поясніть особливості побудови АСКТП теплового енергоблока як прикладу децентралізованої АСКТП.

42 Які елементи входять до локальної підсистеми АСКТП теплового енергоблока?

43 Які функції виконує програмований логічний контролер (ПЛК)? Для яких об′єктів керування доцільно використовувати ПЛК?

44 Дайте визначення розподіленої системи керування. Наведіть приклад спрощеної структури розподіленої системи керування. В чому відмінність даної системи від ПЛК?



  1. ^ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ ПРО КЕРУЮЧІ АВТОМАТИ


Керуючі автомати поділяються на системи із логічним (релей­ним) і аналоговим принципами керування. Останні у своїй роботі поряд із цифровою обробкою використовують й аналогове оброб­лення інформації. Вони застосовуються у системах керування на підприємствах із неперервним циклом виробництва і є, як правило, більш складними, ніж перші. Логічні керуючі автомати, які часто ще називаються дискретни­ми, або цифровими, використовуються для керування виробничими об'єктами з дискретним режимом роботи типу ввімкнено-вимкнено.

Сучасні керуючі автомати поділяються на два ос­новних класи — із програмованою (гнучкою) і зі схемною (жорст­кою) реалізацією алгоритмів керування.

У схемно-реалізованих автоматах команди керування відпраць­овуються за допомогою спеціальних схем. У загальному випадку автомати такого типу надто складні у проектуванні і насамперед тому, що вони не мають регулярної структури. Її відсутність призводить у випадку змін в алгоритмі ке­рування до необхідності вагомого перероблення автомата. Автомати зі схемною реалізацією незручні в експлу­атації, тому що кожен з них має у своїй структурі особливості, які необхідно знати при їх експлуатації.

У програмованих керуючих автоматах виникла можливість їх модернізації, додання нових функцій, що ча­сто потрібно у процесі експлуатації керованих об'єктів. Однак одер­жання цих переваг спричинило зниження швидкодії та частково надійності. Вартість програмованих (гнучких) керуючих автоматів у ряді випадків також була більшою за вартість пристроїв із жорст­кою логікою на інтегральних схемах з малим ступенем інтеграції.

Однак існує ще один важливий клас керуючих автоматів, що займає проміжне положення між програмованими автоматами і автома­тами із схемною логікою, які використовують мікропрограмний принцип керування —мікропрограмні керуючі автомати. Цей прин­цип вперше був використаний при побудові ЕОМ для підвищення регулярності їх структури.

В основу мікропрограмних керуючих автоматів покладена ідея мікропрограмного керування на рівні мікрооперацій.

Мікропрограмний автомат є програмованим автоматом, в яко­му на відміну від звичайної або керуючої ЕОМ програмування ве­деться на самому низькому рівні- машинній мові. До основних переваг мікропрограмного керування належать:

  1. Стандартна структура пристрою керування, що вирішує різні завдання керування.

  2. Гнучкість пристроїв керування, яка реалізується їх перепро-грамуванням, що зберігає час при розробленні пристроїв керування.

  3. Простота процедури діагностики, виявлення та усунення не-справностей.

  1. Простота проектування, налагодження та експлуатації.

  1. Значний термін служби, що забезпечується за рахунок пере-
    програмування мікропрограмних пристроїв керування у процесі їх
    експлуатації.

Суттєвою відмінністю універсального мікропрограмного автомата від найпростішого є те, що в ньому допускаються цикли і розгалуження у мікропрограмі, яка ним виконується. Автомат, алгоритм якого задається введеною в нього мікропрограмою, що містить цикли і розгалуження, нази­вається універсальним мікропрограмним автоматом. Таким автоматом є автомат Уїлкса. Мікропрограмний автомат Уїлкса складається із регістра RG, дешифратора DС, блока пе­ревірки логічних умов (БПЛУ), блока формування команд керу­вання (БФКК) і блока формування мікрокоманд (БФМК), який яв­ляє собою звичайний шифратор.


^ 3 ЗАВДАННЯ КОНТРОЛЬНОЇ РОБОТИ


Тема контрольної роботи: синтез керуючих цифрових автоматів.

Мета контрольної роботи: побудова цифрових автоматів із програмною та схемною реалізацією алгоритмів керування за заданими алгоритмами проходження технологічного процесу.

^ Завдання контрольної роботи

1 Синтез керуючого мікропрограмного цифрового автомата (МЦА) Уїлкса.

1.1 Згідно із заданим варіантом вибрати завдання (стор. 182 [1], табл. А.1).

1.2 Для свого варіанта завдання побудувати граф-схему алгоритму (ГСА) МЦА.

1.3 Провести перейменування операторів ГСА.

1.4 На основі ГСА побудувати логічну схему алгоритму (ЛСА) МЦА.

1.5 Побудувати матричну схему алгоритму (МСА) МЦА, базуючись на ГСА або ЛСА.

1.6 Керуючись отриманими алгоритмами, скласти мікропрограму функціонування МЦА, побудувати блок-схему керуючого МЦА Уїлкса.


2 Синтез керуючого автомата на комбінаційних схемах.

2.1 Згідно із заданим варіантом вибрати завдання (стор. 188 [1], табл. А2).

2.2 Побудувати логічні функції керуючого автомата, мінімізувати отримані функції.

2.3 Побудувати функціональну схему керуючого автомата з прямокутним дешифратором.

Для підготовки до виконання контрольної роботи студенту необхідно опрацювати такий перелік питань.

1 Подання роботи керуючих автоматів граф-схемами алгоритмів (ГСА) [6, c.53].

2 Подання роботи керуючих автоматів логічними схемами алгоритмів (ЛСА) [6, c.61].

3 Взаємні перетворення між граф-схемами і логічними схемами алгоритмів (ГСА та ЛСА) [6, c.63].

4 Подання роботи керуючих автоматів за допомогою матричних схем алгоритмів (МСА) [6, c.68].

5 Побудова МСА за заданою ГСА і навпаки [6, c.72].

6 Керуючі автомати на комбінаційних схемах [6, c.101].

7 Універсальні мікропрограмні автомати Уїлкса [6, c.133].

^ 4 МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ТА ПРИКЛАДИ ВИКОНАННЯ ЗАВДАНЬ КОНТРОЛЬНОЇ РОБОТИ


4.1 У таблиці А.1 (стор.182 [6]) для кожного з варіантів наведено 2 стовпця операторів від А0 до А15. Кожний з операторів першого стовпця повторюється двічі. Ці оператори є оператора­ми граф-схеми, від яких передається керування. Вони можуть бу­ти як операційними, так і логічними. У випадку якщо це опе­раційний оператор, то у верхній клітинці другого стовпця про­ставляється оператор, якому передається керування, а у нижній ставиться прочерк. Якщо у двох клітинках першого стовпця стоїть логічний оператор, то у верхній клітинці другого стовпця ставиться оператор, якому передається керування, якщо логічний оператор набуває значення, що дорівнює 1, а у нижній клітинці ставиться оператор, якому передається керування у ви­падку, якщо логічний оператор дорівнює 0. Таким чином, в операторній формі задається алгоритм роботи цифрового автомата для здійснення визначених операцій того чи іншого технологічного процесу.

Як приклад розв'язання контрольної роботи розглянемо один із варіантів завдання.


4.1.1 Запишемо завдання.


А0

А0

А1

А1

А2

А2

А3

А3

А4

А4

А5

А5

А6

А6

А7

А7

А1

-

А2

-

А3

А13

А4

А1

А5

-

А15

А6

А7

А4

А8

-




А8

А8

А9

А9

А10

А10

А11

А11

А12

А12

А13

А13

А14

А14

А15

А15

А12

А9

А10

-

А11

-

А15

-

А14

А8

А14

-

А15

-

-

-
  1   2   3   4

Схожі:

Програма, методичні вказівки та контрольне завдання iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення матеріалу, індивідуальні завдання та методичні вказівки до їх виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни ²Міжнародний маркетинг² для студентів напряму...
Програма, методичні вказівки та контрольне завдання iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення матеріалу, індивідуальні завдання та методичні вказівки до їх виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Менеджмент в енергетиці» для студентів спеціальності...
Програма, методичні вказівки та контрольне завдання iconРобоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання
Містять навчальну програму, контрольні завдання, методичні вказівки до їх виконання
Програма, методичні вказівки та контрольне завдання iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення матеріалу, індивідуальні завдання та методичні вказівки до їх виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни ²Менеджмент персоналу² для студентів спеціальності...
Програма, методичні вказівки та контрольне завдання iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення тем, передбачених програмою дисципліни «Mенеджмент», завдання до контрольної роботи та методичні вказівки до її виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Mенеджмент» для студентів напрямів 050502 –...
Програма, методичні вказівки та контрольне завдання iconМетодичні вказівки до вивчення окремих тем, контрольне завдання за варіантами
Переміщення і перерозподіл коштів на фінансовому ринку найчастіше відбувається за допомогою спеціальних інститутів фінансових посередників...
Програма, методичні вказівки та контрольне завдання iconГ. В. Стадник Методичні вказівки та завдання на контрольну роботу, програма курсу І вказівки до самостійної роботи з дисципліни
Методичні вказівки та завдання на контрольну роботу, програма курсу І вказівки до самостійної роботи з дисципліни "Фінанси підприємств...
Програма, методичні вказівки та контрольне завдання iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення тем, передбачених програмою дисципліни "Організація виробництва", завдання до індивідуальних робіт та методичні вказівки до їх виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни “Організація виробництва” для студентів спеціальності...
Програма, методичні вказівки та контрольне завдання iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення тем, передбачених програмою дисципліни "Гідрологія", завдання до контрольної роботи та методичні вказівки до її виконання
Робоча програма, методичні вказівки та контрольні завдання до вивчення дисципліни "Гідрологія" для студентів спеціальності 070801...
Програма, методичні вказівки та контрольне завдання iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення тем, передбачених програмою дисципліни "Системи технологій", завдання до контрольної роботи та методичні вказівки до її виконання
Робоча програма, методичні вказівки та контрольні завдання до вивчення дисципліни ”Системи технологій” для студентів за напрямом...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи