Синтез цифровых систем автоматического управления технологическим и вспомогательным оборудованием

СИНТЕЗ ЦИФРОВЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ

Методические указания и задания для самостоятельной работы

по курсу «Цифровые устройства систем автоматизации и управления»

 

Направление 15.03.04

«Автоматизация технологических процессов и производств»

Направление 27.03.04

«Управление в технических системах»

 

 

Волгоград 2017

УДК 681.51 (075)

 

Синтез цифровых систем автоматического управления технологическим и вспомогательным оборудованием. Метод. указ. и задания для самостоятельной работы по курсу «Цифровые системы автоматизации и управления». / сост.: Харькин О.С., Барабанов В. Г; ВолгГТУ. – Волгоград, 2017. – 32 с.

 

Приведены методические рекомендации по выполнению заданий по синтезу цифровых систем автоматического управления сложным технологическим и вспомогательным оборудованием. Приведены пример выполнения заданий и варианты заданий.

Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 15.03.04 – «Автоматизация технологических процессов и производств», 27.03.04 – «Управление в технических системах» дневной и заочной форм обучения.

 

Рецензент Ю.М. Быков

 

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Волгоградского государственного технического университета.

 

© Волгоградский государственный

технический университет, 2017

ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ И СОДЕРЖАНИЮ

САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ.

 

Целью выполнения самостоятельной работы является приобретение студентами практических навыков по синтезу цикловых многотактных цифровых систем автоматического управления (САУ) различным технологическим и вспомогательным оборудованием, методом таблиц включения, а также по составлению схем синтезированных цифровых САУ.

 

Содержание работы.

Работа состоит из текстовой части объемом 10…15 страниц формата А4 (расчетно-пояснительная записка) и чертежа структурной схемы синтезированной цифровой САУ на одном листе формата А3, который допускается выполнять без штампа. Титульный лист работы оформляется в соответствии с примером, приведенным в приложении 2.

Расчетно-пояснительная записка работы должна содержать:

1. Текст задания.

2. Схему компоновки приводов и других основных устройств технологического оборудования объекта автоматизации, для которого в соответствии с заданием разрабатывается цифровая САУ.

3. Краткое описание работы объекта автоматизации по выбранной (принятой) схеме компоновки его элементов.

4. Синтез цикловой многотактной цифровой САУ объектом по методу таблиц включений (излагаются этапы синтеза, приводятся все необходимые таблицы, пояснения и описания).

5. Краткое описание построения структурной схемы синтезированной цифровой САУ.

6. Список использованной литературы с обязательной ссылкой по тексту расчетно-пояснительной записки.

Чертеж содержит схему приводов и основных устройств объекта автоматизации, совмещенную со структурной схемой синтезированной цифровой САУ, которая иллюстрирует систему логических функций управления и их взаимосвязь с объектом автоматизации. При выполнении чертежа следует руководствоваться ГОСТами. Общие требования к выполнению различных типов схем определены ГОСТ 2.701-91. Правила выполнения электрических схем даны в ГОСТ 2.702-91. Правила выполнения гидравлических и пневматических схем – в ГОСТ 2.704-81. Условные графические обозначения цифровых логических элементов – в ГОСТ 2.743-91. Условные графические обозначения коммутационных устройств и контактных соединений – в ГОСТ 2.755-87. Условные графические обозначения элементов кинематики – в ГОСТ 2.770-82.

Для оформления работы допускается использование средств вычислительной техники.

 

1.2. Выбор варианта задания.

Варианты пятидесяти заданий приведены в приложении в виде текстового описания объекта автоматизации и снабжены двумя номерами: от 01 до 50 и от 51 до 100. Варианты заданий приведены в Приложении 1 и выбираются по номеру студента в списке группы.

 

Список литературы

 

1. Карпов Ю.Г. Теория автоматов: Учеб. для вузов. – СПб: Питер, 2003. – 208 с.

2. Рабинович А.Н. Системы управления автоматических машин. – Киев: Технiка, 1973. – 437с.

3. Теория автоматического управления: Учеб. для машиностроит. спец. вузов / В.Н. Брюханов, М.Г. Косов, С.П. Протопопов и др.; под ред. Ю.М. Соломенцева. – 3-е изд., стер. – М.: Высш. шк.; 2000. – 268с.

4. Усатенко С.Т., Каченюк Т.К., Терехова М.В. Выполнение электрических схем по ЕСКД: Справочник. – М.: Издат. Стандартов, 1992. – 316с.

 

Приложение 1

Варианты заданий для самостоятельной работы.

 

САУ механической рукой.

При поднятом ползуне станка происходит захват заготовки захватами-клещами. Далее заготовка поднимается и выводится из рабочей зоны. Клещи разжимаются и заготовка освобождается. При этом происходит загрузка станка с противоположной стороны загружателем и рабочий ход ползуна станка. Далее цикл повторяется. Предусмотреть блокировку наличия детали в клещах. Синтезировать цифровую САУ станком.

 

04/54. С АУ станком для маркировки деталей.

Станок предназначен для маркировки деталей типа пластина большой протяженности. Деталь подается на рабочую позицию с конвейера специальными толкателями, затем происходит последовательный зажим двумя пневмозажимами. Производится подвод инструмента, выдержка его в течении 10 секунд и отвод. Далее происходит одновременный разжим детали с обоих концов, сталкивание на отводящий конвейер, затем цикл повторяется. Синтезировать цифровую САУ станком.

 

Управление манипулятором.

Манипулятор предназначен для загрузки шагового транспортера плоскими деталями. Захватом манипулятора является вакуумная присоска. Манипулятор работает следующим образом: происходит выдвижение и опускание захвата к накопителю деталей (к детали до соприкосновения), включается присоска; деталь поднимается на заданный уровень и посредством поворота перемещается к транспортеру; опускает деталь на транспортер и освобождает ее от захвата. Далее манипулятор возвращается за очередной деталью, а транспортер перемещается на один шаг. Предусмотреть контроль наличия детали в захвате. Синтезировать САУ манипулятором.

 

САУ механической рукой.

Синтезировать САУ механической рукой, которая осуществляет загрузку нагретых поковок в скоростной молот. Рука имеет четыре степени подвижности, включая клещевой захват. Загрузка осуществляется из муфельной печи с разворотом руки на 180 градусов. Разгрузка осуществляется в тару, находящуюся перед молотом. Учесть включение молота и его работу в течении 30 секунд.

 

САУ двуруким манипулятором.

Манипулятор предназначен для загрузки и разгрузки металлообрабатывающего оборудования. При этом одна рука осуществляет загрузку деталей и имеет две степени подвижности и захватное устройство. Вторая рука имеет две степени подвижности и удаляет детали путем сталкивания. Время работы оборудования 2 минуты за цикл. Синтезировать САУ.

 

САУ кузнечным прессом.

Кузнечный пресс осуществляет обработку заготовки с двух сторон. Он обслуживается манипулятором с четырьмя степенями подвижности и захватным устройством. Включение и выключение пресса учесть как блокировку, а продолжительность его работы 20 секунд. Синтезировать САУ.

 

САУ фрезерным станком.

Станок предназначен для фрезерования двух пазов в корпусной детали. Детали поштучно поступают к станку на шаговом транспортере, с которого сталкиваются толкателем с пневматическим приводом на рабочую позицию станка. Зажим детали осуществляется тисками, снабженными поворотным устройством (на 90 градусов). Учесть, что фрезерная головка включается одновременно с подачей. Ввести блокировку на правильное расположение детали в тисках. Синтезировать САУ.

 

 

САУ складом инструмента.

Склад предназначен для промежуточного хранения инструмента и обслуживается манипулятором с четырьмя степенями подвижности и захватом. Учесть, что инструмент транспортируется в специальной таре: зоны загрузки и выгрузки остаются постоянными. В зону загрузки тара с инструментом сталкивается специальным толкателем. Учесть контроль захвата тары. Синтезировать САУ.

 

Приложение 2

Пример оформления титульного листа.

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

 

ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

ФАКУЛЬТЕТ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ,

ТРАНСПОРТА И ВООРУЖЕНИЙ

 

КАФЕДРА АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

 

 

СЕМЕСТРОВАЯ РАБОТА

По курсу «Цифровые устройства систем автоматизации и управления»

 

Тема «Синтез многотактных САУ»

 

 

Вариант 51

 

 

Выполнил студент группы ______

(Ф.И.О. студента)

 

Проверил: (Ф.И.О. преподавателя)

 

 

Волгоград 2017

 

Олег Сергеевич Харькин

Виктор Геннадьевич Барабанов

 

СИНТЕЗ ЦИФРОВЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ

Методические указания и задания для самостоятельной работы

по курсу «Цифровые устройства систем автоматизации и управления»

 

Направление 15.03.04

«Автоматизация технологических процессов и производств»

Направление 27.03.04

«Управление в технических системах»

 

 

Волгоград 2017

УДК 681.51 (075)

 

Синтез цифровых систем автоматического управления технологическим и вспомогательным оборудованием. Метод. указ. и задания для самостоятельной работы по курсу «Цифровые системы автоматизации и управления». / сост.: Харькин О.С., Барабанов В. Г; ВолгГТУ. – Волгоград, 2017. – 32 с.

 

Приведены методические рекомендации по выполнению заданий по синтезу цифровых систем автоматического управления сложным технологическим и вспомогательным оборудованием. Приведены пример выполнения заданий и варианты заданий.

Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 15.03.04 – «Автоматизация технологических процессов и производств», 27.03.04 – «Управление в технических системах» дневной и заочной форм обучения.

 

Рецензент Ю.М. Быков

 

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Волгоградского государственного технического университета.

 

© Волгоградский государственный

технический университет, 2017

ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ И СОДЕРЖАНИЮ

САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ.

 

Целью выполнения самостоятельной работы является приобретение студентами практических навыков по синтезу цикловых многотактных цифровых систем автоматического управления (САУ) различным технологическим и вспомогательным оборудованием, методом таблиц включения, а также по составлению схем синтезированных цифровых САУ.

 

Содержание работы.

Работа состоит из текстовой части объемом 10…15 страниц формата А4 (расчетно-пояснительная записка) и чертежа структурной схемы синтезированной цифровой САУ на одном листе формата А3, который допускается выполнять без штампа. Титульный лист работы оформляется в соответствии с примером, приведенным в приложении 2.

Расчетно-пояснительная записка работы должна содержать:

1. Текст задания.

2. Схему компоновки приводов и других основных устройств технологического оборудования объекта автоматизации, для которого в соответствии с заданием разрабатывается цифровая САУ.

3. Краткое описание работы объекта автоматизации по выбранной (принятой) схеме компоновки его элементов.

4. Синтез цикловой многотактной цифровой САУ объектом по методу таблиц включений (излагаются этапы синтеза, приводятся все необходимые таблицы, пояснения и описания).

5. Краткое описание построения структурной схемы синтезированной цифровой САУ.

6. Список использованной литературы с обязательной ссылкой по тексту расчетно-пояснительной записки.

Чертеж содержит схему приводов и основных устройств объекта автоматизации, совмещенную со структурной схемой синтезированной цифровой САУ, которая иллюстрирует систему логических функций управления и их взаимосвязь с объектом автоматизации. При выполнении чертежа следует руководствоваться ГОСТами. Общие требования к выполнению различных типов схем определены ГОСТ 2.701-91. Правила выполнения электрических схем даны в ГОСТ 2.702-91. Правила выполнения гидравлических и пневматических схем – в ГОСТ 2.704-81. Условные графические обозначения цифровых логических элементов – в ГОСТ 2.743-91. Условные графические обозначения коммутационных устройств и контактных соединений – в ГОСТ 2.755-87. Условные графические обозначения элементов кинематики – в ГОСТ 2.770-82.

Для оформления работы допускается использование средств вычислительной техники.

 

1.2. Выбор варианта задания.

Варианты пятидесяти заданий приведены в приложении в виде текстового описания объекта автоматизации и снабжены двумя номерами: от 01 до 50 и от 51 до 100. Варианты заданий приведены в Приложении 1 и выбираются по номеру студента в списке группы.