4.2. Содержание графической части дипломной работы бакалавра

Графическая часть дипломной работы бакалавра должна состоять из демонстрационных чертежей. На демонстрационные чертежи выносятся результаты разработки основных разделов дипломной работы:

- материалы постановки задачи или технико-экономического сравнения вариантов ее решения - 1 лист формата А1;

- расчетной части - 1 - 2 листа формата А1;

- экспериментальной части - 1 лист формата А1.

Конкретное содержание каждого листа чертежей зависит от тематики ВКР и устанавливается руководителем при выдаче задания на ВКР, Здесь же можно дать лишь общие рекомендации по их содержанию.

На первый лист могут быть вынесены материалы постановки задачи, основные данные об объекте, структурные схемы вариантов решения задачи и их характеристики.

На демонстрационные листы расчетной части выносятся структурные, функциональные и принципиальные схемы устройств или систем, поясняющие их работу временные диаграммы, графики их анализа и синтеза, схемы алгоритмов, расчетные показатели разработанных блоков или узлов и т.п.

По разрешению кафедры допускается замена одного чертежа изготовлением действующего макета или лабораторного стенда. При этом в бланке задания на ВКР делается соответствующая запись.

На листе экспериментальной части могут приводиться схемы экспериментальных установок и результаты исследований в виде таблиц, графиков, осциллограмм, фотографий и т.п.

При необходимости в пределах объема графической части могут выполняться демонстрационные чертежи и по другим разделам ВКР.

4.3. Тематика и примерное содержание специальных разделов

дипломной работы бакалавра

Дипломные работы по специальности 210100 могут быть нескольких типов в зависимости от того, какой выбран объект и какими средствами он автоматизируется. В зависимости от этого могут разрабатываться различные устройства контроля и управления (аналоговые, цифровые на микросхемах малой и средней степени интеграции, микропроцессорные и т.п.), а также управляющие и информационные системы различного назначения, состава и принципа действия. Ниже приводятся несколько типов таких работ с примерным перечнем вопросов, подлежащих рассмотрению в пояснительной записке, и возможными демонстрационными чертежами к основной части этих работ.

4.3.1. Аналоговые устройства

При разработке устройств аналогового действия обычно рассматривают вопросы:

- разработка алгоритма функционирования устройства;

- разработка и обоснование структурной и функциональной схем;

- расчет и обоснование требований к элементам структурной и функциональной схем;

- разработка принципиальной электрической схемы и выбор элементной базы;

- электрический расчет схем отдельных узлов и всего устройства;

- анализ и оценка погрешностей отдельных узлов и всего устройства.

В расчетной части данного типа работ возможны следующие виды демонстрационных чертежей:

- алгоритм функционирования устройства;

- электрическая структурная схема устройства;

- электрическая функциональная схема устройства;

- электрическая принципиальная схема устройства;

- расчетные зависимости и диаграммы напряжений и токов;

- расчетные зависимости погрешностей.

4.3.2. Цифровые устройства на микросхемах малой и средней степени интеграции

При проектировании цифровых устройств на микросхемах малой и средней степени интеграции обычно рассматривают вопросы:

- описание выполняемых функций и алгоритма работы схемы;

- разработка и обоснование структурной и функциональной схем;

- расчет и обоснование требований к элементам структурной и функциональной схем;

- выбор серии интегральных микросхем для реализации устройства;

- разработка принципиальной электрической схемы отдельных узлов и всего устройства;

- электрический расчет схем отдельных узлов и всего устройства;

- анализ и оценка погрешностей устройства.

В расчетной части данного типа работ возможны следующие виды демонстрационных чертежей:

- алгоритм функционирования устройства;

- электрическая структурная схема устройства;

- электрическая функциональная схема устройства;

- электрическая принципиальная схема устройства;

- временные диаграммы напряжений на элементах устройства;

- расчетные зависимости погрешностей.

4.3.3. Цифровые устройства на базе микропроцессорных комплектов

Разрабатывая цифровое устройство на микропроцессорном комплекте (МПК), обычно рассматривают вопросы:

- выполняемые функции и алгоритм работы устройства;

- разработка структурной и функциональной схем устройства;

- расчет и обоснование основных показателей работы устройства, выбор МПК;

- технико-экономический анализ и сравнение устройства на МПК и на схемах с малой и средней степенями интеграции;

- разработка принципиальной электрической схемы устройства (расчет навесных элементов и энергетических показателей устройства);

- описание работы принципиальной схемы, временные диаграммы работы;

- разработка, отладка и тестирование программы функционирования устройства.

В расчетной части данного типа работ возможны следующие виды демонстрационных чертежей:

- алгоритм функционирования устройства;

- электрическая структурная схема устройства;

- электрическая функциональная схема устройства;

- электрическая принципиальная схема устройства;

- временные диаграммы работы устройства;

- диаграммы распределения памяти микропроцессора.

4.3.4. Системы автоматического управления

При разработке систем автоматического управления (САУ) рассматривают вопросы:

- определение статических и динамических характеристик объектов управления;

- оценка статических характеристик действующих возмущений;

- составление дифференциальных уравнений объекта управления;

- постановка задачи оптимального или адаптивного управления (выбор критериев и способов оптимизации, задание ограничений, выбор алгоритмов);

- разработка структурных и функциональных схем САУ;

- определение оптимальных настроек регуляторов, синтез контуров управления и т.п.;

- выбор технических средств реализации САУ;

- разработка электрических принципиальных схем или схем соединений элементов САУ;

- расчет и моделирование узлов и системы в целом;

- анализ характеристик переходного процесса в системе управления.

В расчетной части данного типа работ возможны следующие виды демонстрационных чертежей:

- разгонные, импульсные или частотные характеристики объекта управления;

- математическая модель объекта управления;

- структурная схема системы;

- функциональная схема системы;

- электрические принципиальные схемы нестандартных узлов САУ;

- характеристики для определения оптимальных настроек регуляторов, синтеза контуров управления и т.п.;

- переходные процессы в системе управления.

4.3.5. Автоматизированные системы управления технологическими

процессами (АСУТП)

При разработке АСУТП в пояснительной записке могут быть освещены следующие вопросы:

- анализ технологического процесса как объекта управления;

- математическое моделирование объекта управления;

- разработка алгоритма функционирования системы управления технологическим процессом;

- выбор управляющей вычислительной машины и способов ее включения (внеконтурное, в замкнутом контуре, в режиме советчика оператора);

- расчет системы и динамики процесса управления;

- разработка нестандартной периферии и средств сопряжения с объектом;

- синтез цифровых автоматических систем;

- разработка алгоритма и схемы непосредственного цифрового управления объектом с помощью ЭВМ;

- разработка структуры и архитектуры программных средств системы с учетом используемого языка программирования, с указанием набора программных модулей и реализуемых ими функций;

- разработка и тестирование программных средств системы.

В расчетной части данного типа работ возможны следующие виды демонстрационных чертежей:

- схема автоматизации технологического процесса для формальной постановки задачи;

- разгонные, импульсные или частотные характеристики объекта управления;

- математическая модель технологического процесса или объекта управления;

- структурная схема АСУТП;

- функциональная схема АСУТП;

- электрические, пневматические и другие типы схем монтажа оборудования в АСУТП;

- алгоритм функционирования системы управления технологическим процессом;

- алгоритмы и схемы сигнализации, блокировки и автоматической защиты оборудования;

- электрические принципиальные схемы нестандартной периферии и средств сопряжения с объектом;

- переходные процессы в системе управления.

4.3.6. Информационно-измерительные системы (ИИС)

При разработке информационно-измерительных систем наиболее важными являются следующие вопросы:

- анализ объектов централизованного или распределенного контроля и измерения;

- выбор параметров централизованного или распределенного контроля и измерения;

- обоснование выбора точек контроля и оценка крайних пределов контролируемых и измеряемых величин;

- обоснование необходимой точности и периодичности измерений;

- выбор структуры ИИС;

- выбор базовых элементов используемой вычислительной техники;

- выбор типовых средств измерений, передачи и преобразования измерительной информации;

- разработка необходимых нестандартных средств измерений, передачи и преобразования измерительной информации;

- разработка функциональной схемы ИИС и монтажных схем соединения ее отдельных компонентов;

- расчет метрологических и эксплуатационных характеристик ИИС;

- разработка алгоритмов обработки измерительной информации;

- разработка структуры и архитектуры программных средств системы с учетом используемого языка программирования, с указанием набора программных модулей и реализуемых ими функций;

- разработка и тестирование программных средств системы.

В расчетной части данного типа работ возможны следующие виды демонстрационных чертежей:

- схема автоматизации технологического процесса для формальной постановки задачи;

- структурная схема ИИС;

- функциональная схема ИИС;

- алгоритмы функционирования ИИС и обработки измерительной информации;

- формы представления измерительной информации;

- алгоритмы и схемы сигнализации, блокировки и автоматической защиты оборудования;

- электрические принципиальные схемы нестандартных средств измерения и сопряжения с объектом.

4.3.7. Системы программно-логического управления

При разработке систем программно-логического управления в дипломной работе рассматриваются вопросы:

- словесное описание закона или алгоритма функционирования системы, с указанием специфики ее эксплуатации, назначения, предъявляемых технических требований и ограничений;

- формализованное описание алгоритма управления на одном из поведенческих или автоматных языков (таблиц входов-выходов, логических или графических схем алгоритмов, графов переходов, семантических сетей и т.п.);

- выбор конфигурации системы и соотношения аппаратных и/или программных средств при решении поставленной задачи или реализации алгоритма;

- многокритериальный выбор комплексов технических средств и ЭВМ (систем числового программного управления, программируемых контроллеров, микропроцессорных комплектов микросхем, однокристальных микроЭВМ и т.п.) по совокупности частных критериев качества или эффективности;

- разработка структурной модели системы логического управления, конечного цифрового автомата или их отдельных подсистем с представлением их в виде структурных схем, кодовых таблиц, систем булевых функций или их десятичной формы представления, автомата Мили, Мура, совмещенного, импульсного, временного или их сочетания;

- разработка функционально-логической схемы системы или блока с их программно-аппаратной или аппаратной реализацией на выбранной элементной базе;

- разработка структуры и архитектуры программных средств системы с учетом используемого языка программирования, с указанием набора программных модулей и реализуемых ими функций;

- разработка и тестирование программных средств системы.

В расчетной части данного типа работ возможны следующие виды демонстрационных чертежей:

- структурная схема системы с указанием ее основных элементов, их взаимосвязей и типов сигналов;

- функциональная или технологическая схема автоматизации объекта или процесса с указанием мест размещения датчиков, средств измерения и контроля, запорной и регулирующей арматуры (заслонок, задвижек, вентилей, электромагнитных клапанов, электроприводов и т.п.);

- алгоритм функционирования системы, представленный на одном (нескольких) поведенческих или автоматных языках;

- результаты многокритериального выбора элементной базы системы в виде формул, таблиц, графиков;

- функционально-логическая схема системы или ее отдельных подсистем;

- фрагменты электрической принципиальной схемы разработанной системы со спецификациями средств и приборов автоматизации, датчиков контроля, электроаппаратуры и ЭВМ;

- структура или архитектура программного обеспечения системы или ее основных модулей.