40

Часть 2. ОТ ДИРЕКТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ К СТРУКТУРЕ МАШИНЫ И ЕЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Гл. 6. ПРОЕКТ ПО САУ - СОДЕРЖАНИЕ И ОРГАНИЗАЦИЯ
РАБОТЫ

6.1. Цель проекта

Никакое технологическое оборудование, включая оборудование для электронных технологий в машиностроении, на современном этапе развития техники не может быть эффективным без широчайшего применение в системах управления им прогрессивных средств микропроцессорной и вычислительной техники.

Механические компоненты оборудования, несмотря на усложнение реализуемых технологий, имеет тенденцию к упрощению за счет унификации основных узлов и смещения акцентов при реализации ряда функций на электронные компоненты и программную поддержку, т.е. на систему автоматического управления (САУ). Принятая САУ во многом определяет компоновку оборудования и его механическую часть, в тоже время она сама призвана обслуживать функционирование машины, поэтому определяется ее компоновкой и конструкцией. Эта взаимная зависимость механических, электронных и программных компонентов требует их одновременной проработки с использованием общей модели. Это необходимо, во-первых, для рационального распределения функций между различными компонентами и принятия лучших взаимно увязанных решений, во вторых, сокращает сроки разработки.

Работать с комплексной моделью машины должна группа разработчиков, включающая в свой состав инженеров технологов, конструкторов, системотехников, электронщиков и программистов. При этом главенствующую роль, особенно на начальных этапах, должна принадлежать инженеру электронной техники (20.06.00) - ведущему разработчику машины. Опыт создания и анализ современного технологического оборудования показывает, что успехи в проектировании во многом определяются грамотным составлением технического задания и технического предложения на перечень функций, аппаратный состав и программное обеспечение САУ

Цель проекта - закрепление знаний и умений, полученных в лекционных курсах цикла «Системы автоматического управления технологическим оборудованием», получение навыков и умений координировать работу над одним проектом со специалистами разного профиля: технологами, механиками, электрониками и программистами. При работе над проектом приобретаются навыки и умения грамотно разрабатывать техническое задание, техническое предложение и эскизный проект не только системы автоматического управления, но и всей технологической машины в совокупности, т. е. умение разрабатывать структуру машины, как перечень подсистем и элементов машины, способ их объединения в систему и способ взаимодействия.

По своей сути – это основная работа ведущего разработчика современной техники на этапах технического задания, технического предложения и эскизного проекта. Именно на этих начальных стадиях проектирования закладываются потенциальные возможности машины и формируется широкий фронт работ по ее техническому и рабочему проектированию. Насколько удачно машины оказалась разделена на отдельные независимые компоненты, насколько четко поставлены технические задания на них, насколько верно были выбраны функции и элементная база САУ – настолько успешны и легки будут последующие этапы проектных работ и сдача законченной машины.

Объектом проектирования является оборудование, которым студенты занимаются на инженерном практикуме, начиная с четвертого курса, весь проект с незначительными доработками используется затем в дипломном проектировании.

Хотя объекты проектирования бывают существенно различны, от сложных технологических комплексов, до лабораторных стендов, методы и средства работы едины, их Вы и будете в процессе проектирования приобретать и оттачивать.

6.2. Форма представления и содержание проекта

В этом разделе приведен перечень минимальных требований по форме представления и содержанию проекта, при условии соответствия которым проект может быть допущен к защите.

Объем проекта - минимум 4 листа графических работ, (формат А1) и пояснительная записка, объемом около 30 стр. Проект представляется для защиты на бумажном носителе и в электронном виде, как выходные файлы ACAD для графических листов и Word для расчетно-пояснительной записки.

Для выполнения графических работ, по согласованию с консультантом, допускается использование программ, совместимых с ACAD (КОМПАС и др.).

Формат графических листов по согласованию с консультантом также может быть изменен. Рекомендуется использовать формат 4хА4.

Первый лист – процессная модель, должен представлять графические материалы по техническому заданию и техническому предложению на функции и процессы, реализуемые САУ.

Здесь следует продемонстрировать свои умения по формированию набора основных целевых функций машины, сервисных функций и функций коррекции цели, умения формировать набор процессов для реализации каждой из функций, формально и однозначно описывать эти процессы и работу машины в целом. Работа машины, в зависимости от сложности алгоритма управления и применяемых аппаратных средств САУ описывается циклограммой, автоматным графом либо набором параллельно выполняемых последовательных процессов с выделением квантов процессов и системных событий. При необходимости организации человеко-машинного интерфейса приводится экран монитора с отображением мнемосхемы машины, всех органов управления и средств организации диалога (выпадающих меню, отдельных кадров монитора и т.п.). Сопровождается лист документом "Техническое задание и предложение на систему управления", рекомендуемая форма которого приведена в Приложении 1. ТЗ и ТП приводится в пояснительной записке.

На втором и третьем листах проекта (комплексной принципиальной или функциональной схеме) должна быть представлена ресурсная модель машины со взаимной увязкой материальных, энергетических и информационных потоков между ее целевыми механизмами, системой их энергообеспечения и системой управления. Каждый из листов должен сопровождаться перечнем элементов (расширение ПЭ) и перечнем потоков (сигналов ПС) по приведенной в Приложении 1 форме.

Здесь следует продемонстрировать свои умения по расчленению машины на отдельные подсистемы и узлы с четко выраженным целевым, механическим, энергетическим и информационным интерфейсом. Все подлежащие разработке подсистемы и элементы должны получить идентификационный номер.

По комплектующим элементам составляется документ "Описание элементов ОЭ ", по подсистемам и узлам, подлежащим последующей разработке - технические задания ТЗ на них, составленные по описанной в гл. 7 и приведенной в Приложении 1 форме.

На четвертом листе проекта должна быть представлена принципиальная электрическая схема (Э3) нестандартного элемента САУ или системы энергообеспечения. Если в процессе проектирования разработчик смог обойтись только стандартными элементами, что является его неоспоримой заслугой, приводится схема соединений (Э4) на всю установку.

При необходимости принципиальная электрическая схема может быть дополнена рабочим чертежом на печатную плату с ее трассировкой, схемой расположения, либо сборочным чертежом на печатную плату или рассматриваемый узел. Примеры оформления полного комплекта технической документации на узлы, содержащие электронные компоненты приведены в Приложении 3.

Содержание расчетно-пояснительной записки.

1. Введение. Описание целевого, механического и энергетического интерфейса спроектированной технологической машины.

2. Описание процессной модели. Выбор и обоснование целевых, сервисных функций, и функций коррекции цели.

3. Техническое задание и техническое предложение на систему управления машины по приведенной в Приложении 1 форме.

4. Описание комплексной принципиальной схемы ФС. Обоснование структурно-компоновочного решения, выбор и согласование уровней потоков элементов.

5. Документы, сопровождающие комплексную принципиальную схему:

- перечень элементов ПЭ; - перечень потоков и сигналов ПС; - технические задания на основные подсистемы и узлы машины ТЗ.

1. Информационный поиск датчиков и исполнительных элементов машины и ее САУ, описание целевого, механического, энергетического и информационного интерфейса этих элементов ОЭ.

2. Расчет и описание принципиальной электрической схемы.

3. Заключение.

6.3. Получение технического задания

Объектом проектирования является технологический комплекс или машина, которыми Вы занимались в процессе инженерного практикума, начиная с четвертого курса. Проект целиком, или, по крайней мере, два - три листа проекта войдут в Вашу дипломную работу. Итоги проекта очень важны, а сроки проектирования чрезвычайно сжаты. Проект заканчивается в ноябре, поэтому форсируйте получение технического задания. Форма технического задания для всех едина и приведена на следующей странице. Своевременное получение и оформление технического задания на проект – крайне важное, прежде всего для Вас, дело. Не проигрывайте секунды на старте.

Руководить проектом будут три консультанта, я – Рябов Владимир Тимофеевич, Беликов Андрей Иванович и Тахаутдинов Ринат Шаукатович.

Прежде всего, Вы уже на 6-ом курсе и занимались объектом проектирования на инженерном практикуме уже не один год, Вы его должны знать лучше всех, если не теряли времени даром. Объекты проектирования разнообразны, мы просто не в состоянии досконально знать физику всех протекающих в нем процессов. Во многом, мы будем руководить проектом по форме. Наша главная задача – структурировать Ваши знания об объекте, научить вас работать в коллективе и распараллеливать разработку путем постановки четких и однозначных технических заданий и технических предложений по всем компонентам технологической машины. Ваши знания о физике явлений и представления о работе машины должны быть структурированы в виде процессной модели; структура машины, перечень входящих в нее элементов, связи и взаимодействия между ними должны быть представлены в виде комплексной принципиальной схемы машины.

Мы помогаем разложить Ваши знания по полочкам, поможем обнаружить, чего не хватает, подскажем, как восполнить пробелы, но раскладывать и восполнять предстоит Вам. Поверьте, что обобщения и переход от частного к общему требует времени на осмысление, поэтому не теряйте его, приступайте к проектированию и старайтесь работать регулярно.

ЗАДАНИЕ

на курсовой проект по системам автоматического управления оборудования электронных технологий.

Студент: ________________ гр. _______________

(подпись)

Руководитель проекта ______________

(подпись)

Тема проекта:__________________________________________

______________________________________________________

1. Проработать описание работы машины, выбрать и обосновать состав его основных целевых функций, сервисных функций, функций коррекции цели.

2. Разработать комплексную принципиальную схему, как совокупность системы целевых механизмов, системы их энергообеспечения и системы управления, связанных материальными, энергетическими и информационными потоками.

3. Описать механический, энергетический и информационный интерфейс компонентов машины. Дать техническое задание и техническое предложение на САУ и основные элементы машины.

4. Разработать принципиальную электрическую схему элемента САУ или САУ в целом.

Содержание графической части.

1. Процессная модель машины..................................................1 л.

2. Комплексная принципиальная схема....................................2 л.

3. Принципиальная электрическая схема..................................1 л.

Содержание расчетно-пояснительной записки.

1. Введение. Описание целевого, механического и энергетического интерфейса спроектированной технологической машины.

2. Описание процессной модели. Выбор и обоснование целевых, сервисных функций, и функций коррекции цели.

3. Техническое задание и техническое предложение на систему управления машины по приведенной в Приложении 1 форме.

4. Описание комплексной принципиальной схемы ФС. Обоснование структурно-компоновочного решения, выбор и согласование уровней потоков элементов.

5. Документы, сопровождающие комплексную принципиальную схему:

• перечень элементов ПЭ;

• перечень потоков и сигналов ПС;

• технические задания на основные подсистемы и узлы машины ТЗ.

1. Информационный поиск датчиков и исполнительных элементов машины и ее САУ, описание целевого, механического, энергетического и информационного интерфейса этих элементов ОЭ.

2. Расчет и описание принципиальной электрической схемы.

3. Заключение.

Параллельно с проектированием Вам будут читаться лекции по методике проектирования и выполнению отдельных этапов работы. Но в процессе лекций я смогу рассмотреть лишь общие примеры, они никогда не заменят индивидуальных консультаций.

Расписание и график консультаций по курсовому проектированию висит на стенде кафедры. Там отмечаются все Ваши посещения, указан срок защиты проекта. Отнеситесь серьезнее к Вашему «послужному списку», указывайте на возможные ошибки, но ни когда не исправляйте их сами – данные защищены дублированием.