Состав и содержание курсового проекта
Курсовой проект состоит из пояснительной записки (15 - 20 стр.) и графической части. Графическая часть проекта (2-3 листа формата А1) содержит следующие схемы исследуемой системы автоматизации: структурную, функциональную, принципиальные, соединений внешних проводок, питания; результаты экспериментальных, расчетных исследований и моделирования; чертежи нестандартных технических средств автоматизации; блок-схемы алгоритмов контроля и управления.
Пояснительную записку выполняют в соответствии с требованиями ГОСТ 7.32-2001 Отчет о научно – исследовательской работе (Структура и правила оформления). Ее объем 15-20 страниц (листов) формата А4. Пояснительная записка должна четко и ясно отражать все этапы выполнения курсового проекта, обоснование принятых решений, основные результаты расчетов и заключение о проделанной работе.
Структурные элементы расчетно-пояснительной записки располагаются в следующем порядке:
- титульный лист;
- задание на курсовой проект;
- содержание;
- перечень условных обозначений, символов, единиц и терминов;
- введение;
- основная часть;
- заключение;
- список используемых источников;
- приложения.
Кратко рассмотрим содержание и особенности каждого элемента пояснительной записки.
Титульный лист и задание на курсовой проект составляются по форме, установленной стандартным бланком, выдаваемым преподавателем.
Содержание включает введение, наименование всех разделов, подразделов, пунктов (если они имеют наименование), заключение, список использованных источников и наименование приложений с указанием страниц, с которых эти элементы пояснительной записки начинаются.
Введение должно кратко отражать: перспективы автоматизации данного производства; роль данной отрасли промышленности в народном хозяйстве; состояние и задачи систем автоматизации в производстве, имеющем отношение к избранной теме курсового проекта; задачи, которые студент должен решить в соответствии с заданием.
Основная часть состоит из разделов.
Исследование технологического процесса как объекта управления.
Рассматривая технологический процесс, необходимо показать роль объекта управления в достижении конечной цели и определить цель управления и критерий эффективности выбранной системы автоматизации. Здесь же приводятся основные характеристики и данные объекта управления, выявляются основные источники возмущающих воздействий, производится сравнительный анализ возможных схем управления.
Изучение известных данных, сбор и анализ мнений специалистов, анализ теории данного производственного процесса и определение основных его закономерностей позволяет избежать дублирования и правильно сформулировать основные требования к будущей системе автоматизации и возможные ее варианты. В результате такого изучения проектировщик должен получить ответы на следующие вопросы.
1.Технологическое назначение участка в общем потоке производства предприятия и характеристика его продукции:
- показатели, характеризующие качество продукции, номинальные значения этих показателей, допустимые отклонения от номинала;
- вид продукции, выпускаемый технологическим участком;
- влияние отклонений показателей качества продукции участка на качество готовых изделий.
2.Характеристика материальных и энергетических потоков:
- номинальные значения расходов материальных и энергетических потоков;
- диапазон изменения расходов при различных режимах работы технологического оборудования или участка;
- номинальные и предельные значения прочих физических параметров потоков (давление, температура, концентрация, pH и т.д.);
- характер влияния материальных и энергетических потоков на качество продукции и интенсивность ее выпуска (решение этого вопроса необходимо для выбора регулирующих воздействий на объект).
3.Характеристика агрегатов участка:
- состав оборудования участка;
- физические и химические процессы, протекающие в агрегатах;
- параметры, характеризующие режимы работы агрегатов, пределы допустимых изменений этих параметров, возможность автоматического контроля параметров;
- способы воздействия на агрегат, позволяющие установить требуемые режимы работы агрегата, характеристика регулирующих органов;
- аварийные ситуации агрегатов, последствия для производства каждой из аварийной ситуаций и методы их устранения, частота появления этих ситуаций на данном производстве.
На эти вопросы должны быть даны в пояснительной записке ответы, на основе которых с учетом требований на автоматизацию формулируется техническое задание.
Требования на автоматизацию производственных процессов предусматривают характеристику следующих основных данных: назначение системы; условия эксплуатации системы (общий срок службы, продолжительность непрерывной работы, режимы эксплуатации); окружающие объективные условия эксплуатации (температура, влажность, давление, вибрации, ускорения, радиационные и биологические воздействия, условия транспортировки и хранения); условия обслуживания и ремонта; требования к точности и стабильности выходных параметров относительно заданных значений и допустимые отклонения; требования к надежности работы, к габаритам, массе и компоновке и целый ряд других, определяемых либо особенностями системы, либо спецификой эксплуатации, либо особыми условиями производства.
Математическое описание объекта автоматизации.
Этот раздел должен включать описание экспериментов по определению статических и динамических характеристик ОУ и их обработке, либо вычисления связанные с аналитическим исследованием ОУ. Результатом является математическая модель объекта. Здесь же производится проверка адекватности математической модели. При решении задач идентификации объекта управления студенты используют программные продукты, разработанные сотрудниками кафедры АТП и пакет расширения системы “MATLAB + Simulink” System Identification Toolbox.
Расчет системы управления.
В этом разделе решаются вопросы параметрического синтеза системы управления или разрабатываются алгоритмы программно-логического управления. Динамический синтез системы управления производится с использованием как точных, так и приближенных методов расчета. Особое внимание должно быть уделено вопросам сравнительного анализа качества системы управления и проблеме робастности. Анализ качества регулирования выполняется с применением методов цифрового моделирования (Simulink) и учетом нелинейных эффектов реальных АСР. Если выбран для решения задач управления цифровой контролер, то при синтезе системы управления учесть свойства АЦП и ЦАП. Особое внимание уделить контурам стабилизации расходов. После моделирования корректируют расчетные значения настроечных параметров контроллеров.
Выбор и обоснование применения промышленных средств автоматизации для реализации предлагаемой системы автоматизации.
Выбираются технические средства системы автоматизации (чувствительные элементы, преобразователи, контроллеры, исполнительные механизмы и регулирующие органы). Указывая реальные значения коэффициентов передачи элементов системы, разрабатывают структурную схему комплекса технических средств. Здесь же рассчитываются значения настроечных параметров реальных контроллеров и регуляторов, решаются вопросы технологического программирования микропроцессорных контроллеров. Для предложенной системы управления определяются метрологические показатели точности, рассчитываются оценки характеристик надежности и дается краткое описание схем (принципиальных, соединений внешних проводок, питания).
Если тема курсового проекта связана с разработкой задач автоматизированного управления технологическими процессами, то в пояснительной записке отражаются вопросы математического обеспечения системы. (Постановка задачи управления, алгоритмы функционирования системы, алгоритмы и программы контроля и управления технологическим процессом и т.д.).
Заключение должно содержать:
- краткие выводы по результатам выполненного проекта;
- оценку полноты решения поставленных задач;
- разработку рекомендаций и исходных данных по конкретному применению результатов выполненного проекта.
Список использованных источников должен содержать сведения об источниках, использованных при выполнении курсового проекта. Используемую литературу необходимо оформить в соответствии с правилами и проставить номера ссылок в тексте. Зарубежная литература изучается по рекомендации руководителя курсового проекта.
В приложениях рекомендуется включать материалы, связанные с выполнением курсового проекта, которые по каким – либо причинам не были включены в основную часть. В приложения могут быть включены: промежуточные математические доказательства, формулы и расчеты; таблицы вспомогательных цифровых данных, иллюстрации вспомогательного характера.
Работа над курсовым проектом проводится в течение одного семестра и должна начинаться с первой учебной недели и заканчиваться за одну - две недели до его окончания.
Ответственным за курсовое проектирование в группе является преподаватель, читающий курс лекций. Каждому студенту выдается индивидуальное задание по выполнению проекта в соответствии с его темой. В задании перечисляются конкретные задачи, поставленные перед студентом, устанавливаются объемы расчетной и графической частей, составляется календарный план выполнения отдельных частей проекта, приводится список рекомендуемой технической литературы и необходимых учебных пособий.
В большинстве случаев расчетная часть проекта сопровождается графиками и цифровыми таблицами, иллюстрирующими методику и результат расчета. Все графики и таблицы нумеруются и прилагаются к текстовой части пояснительной записки, в которой должны иметься ссылки на каждый график или таблицу. Наиболее важные графики и таблицы с точки зрения результатов расчета или исследования следует выносить на отдельный лист, входящий в графическую часть проекта. При этом следует обратить внимание на наглядность представляемого на листе графического материала, т.е. графики должны быть выполнены крупным планом жирными или цветными линиями; цифры в формулах или таблицах должны быть также достаточно крупными и хорошо различимыми. При наличии файлов записей контролируемых и регулируемых величин, полученных в процессе исследования, сопутствующего курсовому проектированию, фрагменты файлов данных также могут прикладываться к пояснительной записке или выноситься на листах формата А1.
Изложение текста пояснительной записки выполняется в соответствии с требованиями ГОСТ 7.32-2001, ГОСТ 2.105 и ГОСТ 6.38. При выполнении пояснительной записки с использованием компьютера и принтера текст печатается на одной стороне листа белой бумаги формата А4 через полтора интервала. Цвет шрифта должен быть черным, высота букв, цифр и других знаков – не менее 1,8 мм (кегль не менее 12). Текст пояснительной записки следует печатать, соблюдая следующие размеры полей: правое – 10 мм, верхнее – 20 мм, левое и нижнее – 20 мм.
Разделы должны иметь порядковую нумерацию в пределах всего текста, за исключением приложений. Разделы, подразделы, пункты и подпункты следует нумеровать арабскими цифрами и записывать с абзацного отступа.
Пример – 1, 2, 3 и т.д.
Номер подраздела или пункта включает номер раздела и порядковый номер подраздела или пункта, разделенные точкой.
Пример – 1.1, 1.2, и т.д.
Номер подпункта включает номер раздела, подраздела, пункта и порядковый номер подпункта, разделенные точкой.
Пример – 1.1.1.1, 1.1.1.2, 1.1.1.3 и т.д.
После номера раздела, подраздела пункта и подпункта в тесте точку не ставят.
Разделы, подразделы должны иметь заголовки. Пункты, как правило, заголовков не имеют.
Страницы записки нумеруются арабскими цифрами, при этом соблюдается сквозная нумерация по всему тексту. Номер страницы проставляется в центре нижней части листа без точки. Титульный лист входит в общую нумерацию страниц записки. Номер страницы на титульном листе не проставляют. Иллюстрации и таблицы расположенные на отдельных листах включают в общую нумерацию страниц записки. Иллюстрации и таблицы на листе формата А3 учитывают как одну страницу.
Таблицы применяют для лучшей наглядности и удобства сравнения показателей. Название таблицы, при его наличии, должно отражать ее содержание, быть точным и кратким. Название таблицы следует помещать над таблицей слева, без абзацного отступа в одну строку с ее номером через тире. Цифровой материал также оформляют в виде таблиц. Если в документе одна таблица, то она должна быть обозначена «Таблица 1» или «Таблица В.1», если она приведена в приложении В.
Приложения оформляют как продолжение данного документа на последующих его листах или выпускают в виде самостоятельного документа. В тексте пояснительной записки на все приложения должны быть даны ссылки. Приложения располагают в порядке ссылок на них в тексте документа, за исключением справочного приложения «Библиография», которое располагают последним. Каждое приложение следует начинать с новой страницы. Приложения обозначают заглавными буквами русского алфавита, начиная с А, за исключением букв Ё, З, Й, О, Ч, Ь, Ы, Ъ. («Приложение А»).
По завершению проекта он подписывается студентом и предъявляется руководителю. Если проект удовлетворяет предъявленным к нему требованиям, он подписывается преподавателем и допускается к защите.
Защита проекта является открытой. На защите, которая представляет гласную и наглядную форму проверки выполнения курсового проекта, студент должен всесторонне обосновать предложенные им решения конкретной инженерной задачи, показать глубокое понимание выполненной работы. Во время защиты студент делает короткое сообщение по теме и основному содержанию проекта и отвечает на вопросы членов комиссии.
В сообщении (докладе) должны быть раскрыты суть выполненной работы и обоснованы принятые решения по заданию. В конце доклада формулируются выводы по результатам работы. При этом необходимо иметь в виду, что защищаются не только проведенные расчеты, но и выбранный вариант системы автоматизации, и ее аппаратурное оснащение.
Если тема проекта связана с разработкой лабораторного стенда, оригинального прибора или специального устройства, реализация которого доведена до опытного образца, целесообразна демонстрация этого образца.
Проекты оцениваются по четырех - бальной системе с учетом содержания, качества выполнения расчетной и графической части, степени самостоятельности в работе, качества доклада по теме проекта и уровню компетентности ответов на вопросы членов экзаменационной комиссии.