Автоматизация теплотехнологических процессов и установок
内容描述: Дисциплина формирует у студентов знаний и практических навыков в области автоматизации тепловых процессов и управления тепловыми установками. В рамках курса изучаются методы измерения, регулирования и управления параметрами (температурой, давлением, расходом), работа автоматических систем управления (АСУ ТП), включая использование ПЛК, сенсоров и исполнительных устройств. В результате студенты смогут применять современные средства автоматизации и контроля на объектах теплоэнергетики, проводить технико-экономический анализ и использовать нормативную документацию при проектировании энергообъектов
贷款数: 5
Пререквизиты:
- Спецвопросы сжигания топлива
*СomplexityDiscipline(zh-CN)*:
| *TypesOfClasses(zh-CN)* | *hours(zh-CN)* |
|---|---|
| *Lectures(zh-CN)* | 15 |
| *PracticalWork(zh-CN)* | 30 |
| *LaboratoryWork(zh-CN)* | |
| *srop(zh-CN)* | 30 |
| *sro(zh-CN)* | 75 |
| *FormOfFinalControl(zh-CN)* | экзамен |
| *FinalAssessment(zh-CN)* | Письменный экзамен |
零件: Вузовский компонент
循环次数: Базовые дисциплины
Цель
- Формирование у студентов профессиональных компетенций в области автоматизации оборудования и технологических процессов отрасли
Задача
- освоение принципов осуществления централизованного формирование у студентов понимания проблем автоматизации производственных процессов на предприятиях отрасли. − изучение современных систем автоматизации производственных процессов. − изучение принципов работы элементов и средств автоматизации, основ теории автоматического управления и функционирования АСУТП.
Результат обучения: знание и понимание
- Знать основные принципы автоматизации теплотехнологических процессов. Понимать функции и взаимодействие элементов систем автоматического управления (датчики, регуляторы, ПЛК, исполнительные механизмы). Владеть основами построения схем автоматизации и алгоритмами регулирования.
Результат обучения: применение знаний и пониманий
- Разрабатывать структурные и функциональные схемы систем автоматизации для теплотехнологических установок. Проводить настройку и калибровку приборов и оборудования в системах АСУ ТП. Программировать логические контроллеры на базовом уровне для управления тепловыми процессами.
Результат обучения: формирование суждений
- Оценивать эффективность систем автоматизации с точки зрения надежности, энергосбережения и безопасности. Принимать инженерные решения по оптимизации режимов работы установок на основе анализа данных. Выбирать технические средства автоматизации в зависимости от особенностей технологического процесса.
Результат обучения: коммуникативные способности
- Оформлять проектную, эксплуатационную и техническую документацию на системы автоматизации. Эффективно взаимодействовать с инженерами других специализаций (теплотехники, электрики, КИПиА) при совместной разработке решений. Представлять и обосновывать выбор решений в профессиональной среде.
Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе
- Самостоятельно осваивать новые программные продукты, оборудование и стандарты в области автоматизации. Изучать техническую литературу, документацию производителей и нормативные документы. Анализировать передовые инженерные решения и применять их для улучшения существующих систем управления.
*TeachingMethods(zh-CN)*
В условиях кредитной технологии обучения занятия должны проводиться преимущественно в активных и творческих формах. В числе эффективных педагогических методик и технологий, способствующих вовлечению обучающихся в поиск и управление знаниями, приобретению опыта самостоятельного решения задач, следует выделить: - технология проблемно- и проектно-ориентированного обучения; - технологии учебно-исследовательской деятельности; - коммуникативные технологии (дискуссия, пресс-конференция, мозговой штурм, учебные дебаты и другие активные формы и методы); - метод кейсов (анализ ситуации); - игровые технологии, в рамках которых обучающиеся участвуют в деловых, ролевых, имитационных играх; - информационно-коммуникационные (в том числе дистанционные образовательные) технологии.
*AssessmentKnowledge(zh-CN)*
Преподаватель проводит все виды работ текущего контроля и выводит соответствующую оценку текущей успеваемости обучающихся два раза в академический период. По результатам текущего контроля формируется рейтинг 1 и 2. Учебные достижения обучающегося оцениваются по 100-балльной шкале, итоговая оценка Р1 и Р2 выводится как средняя арифметическая из оценок текущей успеваемости. Оценка работы обучающегося в академическом периоде осуществляется преподавателем в соответствии с графиком сдачи заданий по дисциплине. Система контроля может сочетать письменные и устные, групповые и индивидуальные формы.
| *Period2(zh-CN)* | *TypeOfTask(zh-CN)* | *Total(zh-CN)* |
|---|---|---|
| 1 *Rating(zh-CN)* | 1-й рубежный контроль 1 практическое занятие. Преобразование динамических характеристик объектов управления, заданных в аналитической форме. 10 0-100 | 0-100 |
| СРО №1. Методы оптимизации технологических объектов управления. Статическая и динамическая оптимизации технологических объектов. | ||
| 2 практическая работа. Определение передаточной функции объекта управления по его кривой разгона. | ||
| СРО №2. Понятие о динамическом программировании | ||
| 3 практическая работа. Построение переходных процессов в системе регулирования. | ||
| 4 практическая работа. Рассмотрение основных объектов управления систем электроснабжения. 10 | ||
| СРО №3. Надежность технических средств автоматизации. | ||
| Контрольная работа. Первый рубежный контроль | ||
| 2 *Rating(zh-CN)* | 5 практическая работа. Решение задач на разделение систем управления по различным признакам . | 0-100 |
| На выбор: СРО №4. Пусковые устройства и исполнительные механизмы электрических систем регулирования СРО №5. Измерительные преобразователи пневматических и гидравлических систем | ||
| 6 практическая работа. Решение задач на разделение систем управления по различным признакам. | ||
| СРО №6. Системы управления скоростью электроприводов. | ||
| 7 практическая работа. Автоматизированная система управления мощным энергоблоком тепловой электростанции 10 | ||
| СРО №7. Управление электроприводом в режиме позиционирования | ||
| 8 практическая работа. Структура промышленного предприятия и задачи управления ими. | ||
| Контрольная работа. Второй рубежный контроль | ||
| *TotalControl(zh-CN)* | экзамен | 0-100 |
*PolicyAssignmentTask(zh-CN)*
| *TypeOfTask(zh-CN)* | 90-100 | 70-89 | 50-69 | 0-49 |
|---|---|---|---|---|
| Excellent | *Grade4(zh-CN)* | *Grade3(zh-CN)* | *Grade2(zh-CN)* | |
| Собеседование по контрольным вопросам | демонстрирует системные теоретические знания, владеет терминологией, логично и последовательно объясняет сущность явлений и процессов, делает аргументированные выводы и обобщения, приводит примеры, показывает свободное владение монологической речью и способность быстро реагировать на уточняющие вопросы | демонстрирует прочные теоретические знания, владеет терминологией, логично и последовательно объясняет сущность, явлений и процессов, делает аргументированные выводы и обобщения, приводит примеры, показывает свободное владение монологической речью, но при этом делает несущественные ошибки, которые исправляет самостоятельно или при незначительной коррекции преподавателем | демонстрирует неглубокие теоретические знания, проявляет слабо сформированные навыки анализа явлений и процессов, недостаточное умение делать аргументированные выводы и приводить примеры, показывает недостаточно свободное владение монологической речью, терминологией, логичностью и последовательностью изложения, делает ошибки которые может исправить только при коррекции преподавателем. | демонстрирует незнание теоретических основ предмета, несформированные навыки анализа явлений и процессов, не умеет делать аргументированные выводы и приводить примеры, показывает слабое владение монологической речью, не владеет терминологией, проявляет отсутствие логичности и последовательности изложения, делает ошибки, которые не может исправить даже при коррекции преподавателем, отказывается отвечать на занятии |
| Работа на практических (семинарских) занятиях | выполнил практическую работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности действий; в ответе правильно и аккуратно выполняет все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления; правильно выполняет анализ ошибок. При ответе на вопросы правильно понимает сущность вопроса, дает точное определение и истолкование основных понятий; сопровождает ответ новыми примерами, умеет применить знания в новой ситуации; может установить связь между изучаемым и ранее изученным материалом, а также с материалом, усвоенным при изучении других дисциплин. | выполнил требования к оценке «5», но допущены 2-3 недочета. Ответ обучающегося на вопросы удовлетворяет основным требованиям к ответу на 5, но дан без применения знаний в новой ситуации, без использования связей с ранее изученным материалом и материалом, усвоенным при изучении других дисциплин; допущены одна ошибка или не более двух недочетов, обучающийся может их исправить самостоятельно или с небольшой помощью преподавателя. | выполнил работу не полностью, но не менее 50% объема практической работы, что позволяет получить правильные результаты и выводы; в ходе проведения работы были допущены ошибки. При ответе на вопросы обучающийся правильно понимает сущность вопроса, но в ответе имеются отдельные проблемы в усвоении вопросов курса, не препятствующие дальнейшему усвоению программного материала; допущено не более одной грубой ошибки и двух недочетов. | выполнил работу не полностью или объем выполненной части работ не позволяет сделать правильных выводов. При ответе на вопросы демонстрирует не владение основными знаниями и умениями в соответствии с требованиями программы; допущены больше ошибок и недочетов, чем необходимо для оценки 3 или не может ответить ни на один из поставленных вопросов. |
| Контрольная работа для проверки рубежного уровня знаний | ставится за работу, выполненную без ошибок и недочетов, должны быть вы-полнены не менее 90% заданий | ставится за работу при наличии в ней не более одной негрубой ошибки и одного недочета, не более трех недочетов. Должны быть выполнены от 70 до 89% заданий | ставится, если обучающийся правильно выполнил не менее 50% всей работы или допустил не более одной грубой ошибки и двух недочетов, не более одной грубой и одной негрубой ошибки, не более трех негрубых ошибок, одной негрубой ошибки и трех недочетов, при наличии четырех-пяти недочетов | ставится, если число ошибок и недочетов превысило норму для оценки 3 или правиль-но выполнено менее 50% всей работы |
| Задания в тестовой форме для рубеж-ного контроля | 100-90% правильных ответов | 89-70% правильных ответов | 69-50% правильных ответов | 49-0% правильных ответов |
| Различные виды коллоквиумов (устный, письмен-ный, комбиниро-ванный, экспресс и др.) | обучающийся демонстрирует системные теоретические знания, владеет терминологией, логично и последовательно объясняет сущность явлений и процессов, делает аргументированные выводы и обобщения, приводит примеры, показывает свободное владение монологической речью и способность быстро реагировать на уточняющие вопросы | обучающийся демонстрирует прочные теоретические знания, владеет терминологией, логично и последовательно объясняет сущность, явлений и процессов, делает аргументированные выводы и обобщения, приводит примеры, показывает свободное владение монологической речью, но при этом делает несущественные ошибки, которые быстро исправляет самостоятельно или незначительной коррекции преподавателем | обучающийся демонстрирует неглубокие теоретические знания, проявляет слабо сформированные навыки анализа явлений и процессов, недостаточное умение делать аргументированные выводы и приводить примеры, показывает недостаточно свободное владение монологической речью, терминологией, логичностью и последовательностью изложения, делает ошибки, которые может исправить только при коррекции преподавателем | обучающийся демонстрирует незнание теоретических основ предмета, несформированные навыки анализа явлений и процессов, не умеет делать аргументированные выводы и приводить примеры, показывает слабое владение монологической речью, не владеет терминологией, проявляет отсутствие логичности и последовательностью изложения, делает ошибки, которые не может исправить даже при коррекции преподавателем, отказывается отвечать |
*EvaluationForm(zh-CN)*
Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:
- 40% результата, полученного на экзамене;
- 60% результатов текущей успеваемости.
Формула подсчета итоговой оценки:
| И= 0,6 | Р1+Р2 | +0,4Э |
| 2 |
где, Р1, Р2 – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.
Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:
Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:
| Оценка по буквенной системе | Цифровой эквивалент | Баллы (%-ное содержание) | Оценка по традиционной системе |
|---|---|---|---|
| A | 4.0 | 95-100 | Отлично |
| A- | 3.67 | 90-94 | |
| B+ | 3.33 | 85-89 | Хорошо |
| B | 3.0 | 80-84 | |
| B- | 2.67 | 75-79 | |
| C+ | 2.33 | 70-74 | |
| C | 2.0 | 65-69 | Удовлетворительно |
| C- | 1.67 | 60-64 | |
| D+ | 1.33 | 55-59 | |
| D | 1.0 | 50-54 | |
| FX | 0.5 | 25-49 | Неудовлетворительно |
| F | 0 | 0-24 |
Темы лекционных занятий
- Основные понятия и определения. Технологический объект управления. Автоматизированная система управления. Автоматизация систем управления технологическими процессами.
- Структурные схемы объекта регулирования. Выбор структуры. Расчет оптимальных параметров регуляторов. Группа переменных.
- Последовательность выбора системы автоматизации. Общая задача управления технологическим процессом. Возмущения, допускающие стабилизацию. Выходные переменные.
- Регулирование основных технологических параметров. Регулирование расхода, соотношения расходов. Регулирование уровня. Регулирование давления.
- Регулирование температуры. Регулирование рН. Регулирование параметров состава и качество.
- Автоматизация процессов перемещения жидкостей и газов. Центробежные насосы. Поршневые насосы.
- Автоматизация тепловых процессов. Регулирование теплообменников смешения. Регулирование поверхностных теплообменников. Автоматизация трубчатых печей
- Автоматизация массообменных процессов. Автоматизация процесса ректификации.
- Регулирование и автоматизация топливоподачи в котельных установках
- Автоматизация процесса абсорбции - десорбции. Схема автоматизации абсорбционно - -десорбционной установки.
- Регулирующие органы теплоэнергетических установок.
- Автоматизация процесса турбинных установок и способы регулирования.
- Регулирование процессов парообразования в котельных установках.
- Новые технологий в развитии теплоэнергетических установок на промышленных предприятиях
Основная литература
- 1.Моделирование и оптимизация промышленных теплоэнергетических установок Е. Г. Авдюнин 2019 г.
- 2.Цирельман Н.М. Конвективный тепломассоперенос: моделирование, идентификация, интенсификация: Монография. - 2-е изд., СПб.: Лань, 2018. Автоматизированная подготовка чертежей в среде графической подсистемы САПР AutoCADH: Метод, указания/ Г. И. Гололобов. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2019.
- 3.Автоматизация технологических процессов на ТЭС и управление ими / П. А. Щинников, Г. В. Ноздренко, А. И. Михайленко [и др.]. – Новосибирск : Новосибирский государственный технический университет, 2014.
- 4. "Теория автоматического регулирования теплоэнергетических процессов. Лабораторный практикум" авторы: В. И. Назаров, Анастасия Павловская, Снежана Ракевич, 2020 г.
- 5. "Геотермальная энергетика" авторы: Г.В. Томаров и др., М.: Интехэнерго-Издат, Теплоэнергетик, 2019
Дополнительная литература
- 6. Chang Tien-Chien. Computer-Aided Manufacturing : к изучению дисциплины / Chang Tien-Chien, Wysk Richard A., Wang Hsu-Pin. - New Delhi : Pearson, 2016.
- 7. Плетнев, Г. П. Автоматизация технологических процессов и производств в теплоэнергетике : учебник / Г. П. Плетнев. — Москва : МЭИ, 2016. — 352 с.
- 8. Валерий Иванников: Технические измерения и автоматизация в тепло- и электроэнергетике. Учебное пособие., 2022-296с
- 9. Управление технологическими процессами и производствами. Учебное пособие., 2023- 208с
- 10. Юрий Тверской: Автоматизация пылеугольных котлов электростанций. Монография., 2018 -472 с
