Автоматизация технологических процессов и производств

Автоматизация технологических процессов и производств

 

Нижнекамск

Рассмотрено:

на заседании цикловой комиссии

 

 

Протокол № ____ от «____» ______ 2017г.

 

Председатель ПЦК Чепко Е.А

 

 

Автор: Гусманова Р.Н. преподаватель ГАПОУ «Колледж нефтехимии и нефтепереработки им Н.В. Лемаева»

 

 

1. Предисловие

 

1.1 Основным видом занятий студентов заочной формы обучения является самостоятельная работа над учебным материалом, предусматривающая посещение обзорных лекций и консультаций, изучение материала по учебной и методической литературе, выполнение контрольных работ и сдачу экзаменов по предмету.

 

При выполнении контрольной работы следует соблюдать следующие требования:

 

1. Четко и правильно переписать задание контрольной работы.

2. Варианты заданий выбираются, соответственно списку по журналу. (если заданий меньше чем, студентов, то следующий по списку студент выбирает задание сначала, т.е. если заданий 10, а студентов 15, то 11 студент выбирает 1 задание)

3. Ответы на вопросы должны быть четкими, полными и

аргументированными.

4. Работу выполнять ручкой, разборчиво, допускается выполнение рисунков, схем в эскизном варианте.

5. В тетради необходимо оставлять поля и место в конце работы для заметок и заключения проверяющего, страницы пронумеровать.

6. В конце работы привести перечень используемой литературы, поставить подпись и дату выполнения работы.

1.2 Требования к умениям и общим компетенциям

В результате выполнения заданий обучающийся должен

уметь:

- рассчитывать надежность систем управления и отдельных модулей и

подсистем мехатронных устройств и систем;

- определять показатели надежности систем управления;

- осуществлять контроль соответствия устройств и функциональных блоков

мехатронных и автоматических устройств и систем управления;

- проводить различные виды инструктажей по охране труда;

Обучающийся должен овладеть профессиональными и общими компетенциями:

 

Код	Наименование результата обучения
ПК 5.1.	Осуществлять контроль параметров качества систем автоматизации
ПК 5.2.	Проводить анализ характеристик надежности систем автоматизации
ПК 5.3.	Обеспечивать соответствие состояния средств и систем автоматизации требованиям надежности
ОК 2.	Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество
ОК 3.	Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность
ОК 4.	Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития
ОК 5.	Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности
ОК 6.	Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями
ОК 7.	Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий
ОК 8.	Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации
ОК 9.	Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности
ОК 10.	Исполнять воинскую обязанность, в том числе с применением полученных профессиональных знаний (для юношей)

 

 

Примеры решения задач

При перевозке ящика, в котором содержались 21 стандартная и 10 нестандартных деталей, утеряна одна деталь, причем неизвестно какая. Наудачу извлеченная (после перевозки) из ящика деталь оказалась стандартной. Найти вероятность того, что была утеряна а) стандартная деталь; б) стандартная деталь.

Решение: а) Извлеченная стандартная деталь, очевидно не могла быть утеряна; могла быть утеряна любая из остальных тридцати деталей (21 + 10-1= 30), причем среди них было 20 стандартных (21- 1 = 20).

Вероятность того, что была потеряна стандартная деталь

 

б) Среди тридцати деталей, каждая из которых могла быть утеряна, было 10 нестандартных. Вероятность того, что утеряна нестандартная деталь,

 

В результате статистического исследования надежности синхронных генераторов типа ЕС мощностью до 100 кВт получены данные за 10 лет. Распределение отказов по основным узлам машин следующее: обмотка ротора – 26, обмотка статора - 22, блок регулирующий напряжение – 188, подшипниковый узел - 21, контактно-щеточный узел – 72 требуется определить статистическую вероятность отказа каждого из перечисленных узлов.

Решение: Общее число зафиксированных отказов

Статистическая вероятность отказов соответственно:

для обмотки ротора

для обмотки статора

для блока регулирования напряжения

для подшипникового узла

для контактно-щеточного узла

 

В ящике содержится 10 одинаковых деталей, помеченных номерами 1, 2,..., 10 наудачу извлечены 6 деталей. Найти вероятность того, что среди извлеченных деталей окажутся: а) деталь № 1; б) детали № 1 и № 2.

Решение: а) Общее число возможных элементарных исходов испытания равно числу способов, которыми можно извлечь 6 деталей из десяти, т.е

.

Посчитаем число исходов, благоприятствующих интересующему нас событию: среди отобранных шести деталей есть деталь № 1 и, следовательно, остальные 5 деталей имеют другие номера. Число таких исходов, очевидно, равно числу способов, которыми можно отобрать 5 деталей из оставшихся девяти, т.е

.

Искомая вероятность равна отношению числа исходов, благоприятствующих интересующему нас событию, к общему числу возможных элементарных исходов:

б) Число исходов, благоприятствующих интересующему нас событию (среди отобранных деталей есть детали № 1 и № 2, следовательно, 4 детали имеют другие номера), равно числу способов, которыми можно отобрать 4 детали из оставшихся восьми, т.е. .

Искомая вероятность

 

Примеры решения задач

 

В урну, содержащую 2 шара, опущен белый шар, после чего из нее наудачу извлечен один шар. Найти вероятность того, что извлеченный шар окажется белым, если равновозможны все возможные предположения о первоначальном составе шаров (по цвету).

 

Решение: Обозначим через А событие—извлечен белый шар. Возможны следующие предположения (гипотезы) о первоначальном составе шаров: B₁ — белых шаров нет, В₂—один белый шар, Вз - два белых шара.

Поскольку всего имеется три гипотезы, причем по условию они равновероятны, и сумма вероятностей гипотез равна единице (так как они образуют полную группу событий), то вероятность каждой из гипотез равна 1/3

 

Р(В₁) = Р(В₂) = Р(В₃) = 1/3

Условная вероятность того, что будет извлечен белый шар, при условии, что первоначально в урне не было белых шаров,

Условная вероятность того, что будет извлечен белый шар, при условии, что первоначально в урне был один белый шар,

 

Условная вероятность того, что будет извлечен белый шар, при условии, что первоначально в урне было два белых шара,

Искомую вероятность того, что будет извлечен белый шар, находим по формуле полной вероятности

Три группы станков производят одни и те же детали, но качество деталей различно. Станки первой группы производят 94% стандартных деталей; второй группы – 90%, третьей группы – 85%. Все детали отправлены на выборочный контроль. Определить вероятность того, что произвольно взятая деталь будет соответствовать требрваниям стандарта, если число станков первой группы равно пяти, второй – трем, третьей – двум.

Решение: Событие А – проверенная деталь соответствует требованиям стандарта. Гипотезы В₁ – деталь произведена на станках первой группы, В₂ – второй группы, В₃ – третьей группы. Вероятность каждой гипотезы Р(В₁) = 0,5; Р(В₂) = 0,3; Р(В₃) = 0,2. Условные вероятности при этих гипотезах
, , Вероятность события А:

 

Примеры решения задач

Два автомата производят одинаковые детали, которые поступают на общий конвейер. Производительность первого автомата вдвое больше производительности вто­рого. Первый автомат производит в среднем 60% деталей отличного качества, а второй— 84%. Наудачу взятая с конвейера деталь оказалась отличного качества. Найти вероятность того, что эта деталь произведена первым автоматом.

Решение: Обозначим через А событие — деталь отличного качества. Можно сделать два предположения (гипотезы): B₁ — деталь произведена первым автоматом, при­чем (поскольку первый автомат производит вдвое больше деталей, чем второй)

 

В2— деталь произведена вторым автоматом, причем

Условная вероятность того, что деталь будет отличного качества, если она произведена первым автоматом,

Условная вероятность того, что деталь будет отличного качества, если она произведена вторым автоматом,

Вероятность того, что наудачу взятая деталь окажется отличного качества, по формуле полной вероятности равна

 

Искомая вероятность того, что взятая отличная деталь произведена первым автоматом, по формуле Бейеса равна

 

Имеются три партии деталей по 20 деталей в каждой. Число стандартных деталей в первой, второй и третьей партиях соответственно равно 20, 15, 10. Из наудачу выбранной партии наудачу извлечена деталь, оказавшаяся стандартной. Деталь возвращают в партию и вторично наудачу извлекают деталь, которая также оказывается стандартной. Найти вероятность того, что детали были извлечены из третьей партии.

Решение. Обозначим через А событие — в каждом из двух испытаний (с возвращением) была извлечена стандартная деталь.

Можно сделать три предположения (гипотезы): В₁— детали извлекались из первой партии; В₂ — детали извлекались из второй партии; В₃—детали извлекались из третьей партии.

Так как детали извлекались из наудачу взятой партии, то вероятности гипотез одинаковы:

Найдем условную вероятность Р_В1(А), т. е. вероятность того, что из первой партии будут последовательно извлечены две стандартные детали. Это событие достоверно, так как в первой партии все детали стандартны, поэтому

 

Найдем условную вероятность Р_В2(А), т. е. вероятность того, что из второй партии будут последовательно извлечены (с возвращением) две стандартные детали:

 

Найдем условную вероятность Р_ВЗ(А), т. е. вероятность того, что из третьей партии будут последовательно извлечены (с возвращением) две стандартные детали:

 

Искомая вероятность того, что обе извлеченные стандартные детали взяты из третьей партии, по формуле Бейеса равна

Примеры решения задач

По результатам наблюдений за работой средняя наработка на отказ равна 2000 часов, среднеквадратическое отклонение 400 часов. Определить вероятность безотказной работы и вероятность отказа для значения наработок 1000, 2500 и 3000 часов, закон распределения отказов – нормальный.

Решение: Определяем значение квантили нормированного нормального распределения U_p по формуле (2.14) и соответствующей ей функции Лапласа.

Для наработки 1000 часов квантиль и функция нормированного нормального распределения соответственно

; .

Для наработки 2500 часов

; .

Для наработки 3000 часов

; .

Вероятность безотказной работы для показателей подчиняемых закону нормального распределения определяем по формуле (2.12):

– при наработке 1000 часов;

; – при наработке 2500 часов;

. – при наработке 3000 часов.

Вероятность отказа определяем по формуле (2.15):

– при наработке 1000 часов;

; – при наработке 2500 часов;

. – при наработке 3000 часов.

Ответ: при наработке 1000 часов: ; ; при наработке 2500 часов: ; ; при наработке 3000 часов ; .

На испытания установлено 100 изделий. Средняя наработка на отказ составила 600 часов, коэффициент вариации ресурса 0,1. Определить количество отказавших изделий при наработке 720 часов.

Решение. Так как коэффициент вариации равен 0,1 – закон распределения наработки нормальный.

Находим среднее квадратичное отклонение, выразив его из формулы (2.6),

,

Для наработки 720 часов квантиль и функция нормированного нормального распределения соответственно равны

; .

Вероятность отказа при наработке 720 часов определяем по формуле (2.15):

.

Количество отказов при наработке 720 часов равно

изд.

Ответ: 587 изделий.

 

Автоматизация технологических процессов и производств

 

Нижнекамск

Рассмотрено:

на заседании цикловой комиссии

 

 

Протокол № ____ от «____» ______ 2017г.

 

Председатель ПЦК Чепко Е.А

 

 

Автор: Гусманова Р.Н. преподаватель ГАПОУ «Колледж нефтехимии и нефтепереработки им Н.В. Лемаева»

 

 

1. Предисловие

 

1.1 Основным видом занятий студентов заочной формы обучения является самостоятельная работа над учебным материалом, предусматривающая посещение обзорных лекций и консультаций, изучение материала по учебной и методической литературе, выполнение контрольных работ и сдачу экзаменов по предмету.

 

При выполнении контрольной работы следует соблюдать следующие требования:

 

1. Четко и правильно переписать задание контрольной работы.

2. Варианты заданий выбираются, соответственно списку по журналу. (если заданий меньше чем, студентов, то следующий по списку студент выбирает задание сначала, т.е. если заданий 10, а студентов 15, то 11 студент выбирает 1 задание)

3. Ответы на вопросы должны быть четкими, полными и

аргументированными.

4. Работу выполнять ручкой, разборчиво, допускается выполнение рисунков, схем в эскизном варианте.

5. В тетради необходимо оставлять поля и место в конце работы для заметок и заключения проверяющего, страницы пронумеровать.

6. В конце работы привести перечень используемой литературы, поставить подпись и дату выполнения работы.

1.2 Требования к умениям и общим компетенциям

В результате выполнения заданий обучающийся должен

уметь:

- рассчитывать надежность систем управления и отдельных модулей и

подсистем мехатронных устройств и систем;

- определять показатели надежности систем управления;

- осуществлять контроль соответствия устройств и функциональных блоков

мехатронных и автоматических устройств и систем управления;

- проводить различные виды инструктажей по охране труда;

Обучающийся должен овладеть профессиональными и общими компетенциями:

 

Код	Наименование результата обучения
ПК 5.1.	Осуществлять контроль параметров качества систем автоматизации
ПК 5.2.	Проводить анализ характеристик надежности систем автоматизации
ПК 5.3.	Обеспечивать соответствие состояния средств и систем автоматизации требованиям надежности
ОК 2.	Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество
ОК 3.	Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность
ОК 4.	Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития
ОК 5.	Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности
ОК 6.	Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями
ОК 7.	Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий
ОК 8.	Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации
ОК 9.	Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности
ОК 10.	Исполнять воинскую обязанность, в том числе с применением полученных профессиональных знаний (для юношей)