А. М. Газалиев ректор, академик нан рк, д



жүктеу 5.01 Kb.

бет15/23
Дата22.04.2017
өлшемі5.01 Kb.
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   ...   23

Раздел  «Автоматика.  Энергетика.  Управление» 

 
 
 
избежание  этого,  в  конструкции  теплообменного 
модуля предусмотрено загрузочное кольцо. 
 
 
1 – нагревательный  трубный элемент;   
2 – сборнораспределительный  коллектор 
Рисунок 3 – Вид  теплообменного модуля  
нагревательных  трубных  элементов 
 
При  ручном  обслуживании  топок  редко  удается 
выдержать  расчетные  значения.  Топка  с  ручным 
обслуживанием 
характеризуется 
периодичностью 
режимов  работы,  трудностью  регулирования  подачи 
воздуха,  наличием  прорыва  первичного  воздуха  в 
периоды  загрузки  свежего  топлива.  В  начале  загрузки 
топлива  и  при  его  прогреве  теплота  практически  не 
выделяется.  В  период  дожигания  топлива  теплота 
выделяется  в  минимальном  количестве,  в  период 
горения  летучих  веществ  и  коксового  остатка 
наблюдается  максимальное  тепловыделение.  Такая 
периодичность  процесса  горения  топлива  в  топке  с 
ручным  управлением  влечет  за  собой  изменение 
тепловой  мощности  котла  и  ее  экономичности.  После 
подачи  на  догорающий  слой  свежего  топлива,  его 
прогрева  и  подсушки  наступает  период  интенсивного 
выделения  летучих  веществ,  причем  для  полного 
сгорания  требуется  большое  количество  воздуха. 
Величина 
коэффициента 
избытка 
воздуха 
определяется  температурой  дымовых  газов,  которая 
должна  находиться  в  установленном  пределе.  Нижний 
предел  определяется  из  условий  устойчивости 
процесса  горения.  Чрезмерно  низкая  температура 
дымовых газов снижает общий уровень температуры в 
теплообменном  модуле,  затрудняет  розжиг,  а  при 
незначительных 
случайных 
изменениях 
режима 
горения  приведет  к  погасанию.  Верхний  предел 
ограничивается 
необходимостью 
предотвращения 
шлакования 
передних 
рядов 
трубок 
секции 
теплообменного  модуля  расплавленными  золовыми 
частицами.  Поэтому  в  отопительном  котле  такой 
конструкции 
температура 
уходящих 
газов 
значительно  ниже,  чем  в  существующих  и  составляет 
-
°С.   
Конструктивные  особенности  теплообменного 
модуля  ТОМ-1  позволяют  использовать  его  как 
самостоятельную  автономную  установку  с  очень 
удобной  возможностью  создания  системы  обогрева, 
включающую  в  себя  сеть  из  последовательно 
соединенных  модулей.  Обслуживание,  подключение 
модуля  не  требует  больших  трудозатрат.  Конструкция 
топочного  устройства  разработана  таким  образом, 
чтобы  максимально  облегчить  ее  очистку  от  золы  и 
шлака.  Уникальность  и  простота  конструкции  модуля 
ТОМ-1  позволяет  выпускать  их  с  различной 
теплопроизводительностью,  изменяя  диаметр  модуля 
при  равной  высоте.  Монтаж  отопительных  модулей 
производится  по  секциям  в  соответствии  со 
стандартами,  принятыми  для  монтажа  отопительного 
оборудования. 
Отработанная 
технология, 
современные  инструменты,  квалификация  и  опыт 
монтажных  организаций  позволяют  произвести  эту 
операцию быстро, качественно  и безопасно.  
СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ
 
.  Воронов Е.Н. Заявление о выдаче инновационного  патента  РК на изобретение 
 
  Курмангалиев  М .Р.,  Фисак  В.И.  Сжигание  энергетических  углей  Казахстана  и  защита  атмосферы.  Алма-Ата:  Наука 
Казахской  ССР, 1989. 223 с. 
 
 
УДК 622.272 
 
Методология международного 
дистанционного обучения по специальности 
«Автоматизация и управление» (часть 1) 

Раздел  «Автоматика.  Энергетика.  Управление» 
 
 

 
 
 
 
И.В. БРЕЙДО, д.т.н. профессор,  зав. кафедрой, 
Ю.Ф. БУЛАТБАЕВА, магистрант, 
А.Б. КРИЦКИЙ, ст. преподаватель, 
Г.И. ПАРШИНА, ст. преподаватель, 
Б.Н. ФЕШИН, д.т.н., профессор, 
Карагандинский  государственный  технический  университет,  кафедра  АПП 
 
Ключевые  слова:  сталь,  полоса,  цинк,  покрытие,  электропривод,  модель,  система,  стабилизация, 
натяжение. 
 
бъектом 
настоящих 
исследований 
является 
процесс  обучения  магистрантов  специальности 
6М070200  –  «Автоматизация  и  управление»  в 
Карагандинском 
государственном 
техническом 
университете  (КарГТУ)  дневной  формы  обучения,  а 
также  процесс  разработки  технологии  дистанционного 
обучения  магистрантов  по  специальностям  6М070200 
– 
«Автоматизация 
и 
управление» 
в 
рамках 
международного  проекта  Синергия.  Элементами 
исследуемого  объекта  являются:  рабочие  учебные 
планы,  учебно-методические  комплексы  дисциплин 
преподавателей, 
программы 
обучения 
по 
дисциплинам  для  магистрантов  (SYLLABUS),  рабочие 
учебные  программы,  каталоги  элективных  дисциплин, 
программно-аппаратное 
обеспечение 
кафедры 
автоматизации  производственных  процессов  (АПП), 
структура  кафедры  в  рамках  университета,  а  также 
технологии  обучения  в  режимах  реального  и 
разделенного  (дистанционного)  времени. 
Особенностью  дистанционного  обучения  на 
кафедре  АПП  является  то,  что к перечисленным выше 
элементам  следует  добавить  аналогичные  элементы 
ВУЗов-партнеров 
по 
международному 
проекту 
Синергия, 
а 
также 
специальные 
комплекты 
оборудования 
и 
программного 
обеспечения, 
позволяющие  реализовать  процесс  дистанционного 
обучения и дистанционного  образования [1].   
Под  дистанционным  обучением  следует  понимать 
комплекс  образовательных  услуг,  предоставляемых 
широким  слоям  населения  на  любом  расстоянии  от 
образовательных 
учреждений 
с 
помощью 
специализированной 
информационно-
образовательной 
среды, 
базирующейся 
на 
телекоммуникационных  средствах  обмена  учебной 
информацией 
(спутниковое 
телевидение, 
радиотелефония,  Интернет-технологии  и т.п.). 
Не  пытаясь  охватить  все  задачи,  входящие  в 
рассматриваемую 
проблему, 
остановимся 
на 
комплексе 
дисциплин, 
предлагаемых 
КарГТУ 
магистрантам  университетов  –  членов  проекта 
Синергия  как  законченные  циклы  (модули)  проектно-
исследовательских 
работ. 
Это 
предложение 
в 
результате  последовательного  обсуждения  членами 
проекта  было  трансформировано  в  траекторию 
«Автоматизация 
технологических 
комплексов» 
каталога  элективных  дисциплин  рабочего  учебного 
плана  1.5-годичной  магистерской  подготовки  по 
специальности 
«Автоматизация 
и 
управление», 
содержащего  взаимосвязанные  модули,  рассчитанные 
на  3  семестра.  Фрагмент  каталога  представлен  на 
рисунке. 
КАТАЛОГ  ЭЛЕКТИВНЫХ  ДИСЦИПЛИН
 
Специальность  6М070200 – «Автоматизация  и управление»  1,5 года 
№  Семе
стр 
Компонента по 
выбору (КВ) 
Кол-во 
кредит
ов 
Траектория I 
Автоматизация 
электротехнически
х  комплексов 
горно-
метталургического 
производства 
Траектория II 
Автоматизация 
технологических 
комплексов (в рамках 
программы «Синергия» 
КарГТУ) 
Траектория III 
Проектирование 
промышленных  роботов. В 
рамках программы 
«Синергия» ОмГТУ) 
Базовые  дисциплины  (БД)
 
 
 
курс по выбору 
1 ELВD  5201 
 
Деловой  казахский 
язык 
Деловой казахский  язык   
 
 
курс по выбору 
2 ELВD  5202 
 
Оборудование 
электротехнически
х  комплексов 
Основы  проектирования 
автоматизированных 
технологических 
комплексов 
(АТК) 
(регулируемых 
по 
скорости  конвейеров  и 
конвейерных 
линий 
горного производства) 
Основы 
проектирования 
промышленных 
роботов 
(Составление 
ТЗ. 
Компоновочная 
схема. 
Выбор приводов). 
Профилирующие  дисциплины  (ПД) 
О
 

Раздел  «Автоматика.  Энергетика.  Управление» 

 
 
 
 
 
курс по выбору 
1 ELPD  6301 
 
Программирование 
промышленных 
контроллеров 
Автоматизированный 
электропривод  АТК 
(оптимальный  выбор 
силового 
электрооборудования, 
электродвигателей  и 
преобразователей 
энергии) 
Принципы управления 
промышленными роботами 
 
 
курс по выбору 
2 ELPD  6302 
 
Системы 
управления 
электротехнически
ми комплексами 
Системы логического 
управления и контроля 
режимов работы АТК. 
Приводы и конструкция 
промышленных  роботов 
 
 
курс по выбору 
3 ELPD  6303 
 
Автоматизация 
электротехнически
х  комплексов 
горно-металлур-
гического 
производства 
Системы управления, 
регулирования и 
контроля  АТК. 
Экспериментальные 
исследования  АТК. 
Системы управления 
промышленными роботами 
 
 
курс по выбору 
4 ELPD  6304 
 
Моделирование 
электротехнически
х  комплексов 
Системы оперативно-
диспетчерского 
управления АТК. 
Математическое и 
имитационное 
моделирование АТК 
Методы и средства 
физического моделирования 
промышленных  роботов. 
Аналитические  и 
физические имитационные 
исследования  характеристик 
промышленных  роботов 
 
Ниже  приводится  краткая  аннотация  по  модулям 
1-5.  Предполагается,  что  обучающиеся  магистранты 
имеют  знания  в  рамках  следующих  дисциплин-
пререквизитов 
и 
разделов 
дисциплин:  основы 
дифференциального  исчисления;  численные  методы 
решения 
систем  дифференциальных  уравнений; 
основы  матричного  исчисления;  механика  твердого 
тела;  теория  электропривода;  теория  нелинейных 
систем  автоматического  управления;  структура  ПЛК 
(Siemens  и  др.);  программирование  в  среде  Mathlab; 
языки 
программирования 
промышленных 
контроллеров  в стандарте  МЭК.  
Модуль 
1
Основы 
проектирования 
автоматизированных  технологических  комплексов 
(АТК)  (регулируемых  по  скорости  конвейеров  и 
конвейерных  линий  горного  производства).   
Рассматриваются 
технологические 
процессы 
горного  производства,  в  которых  существенное  место 
занимают 
конвейеры 
и 
конвейерные 
линии. 
Анализируются  варианты  автоматизации  конвейеров 
и 
частотно-управляемого 
асинхронного 
электропривода 
ленточных 
магистральных 
конвейеров  угольных  шахт,  опасных  по  выбросам 
метана  и  угольной  пыли.  Анализируются  вопросы 
энергосбережения. 
На 
основе 
традиционных 
представлений 
о 
проектировании 
АСУ 
ТП 
формализуются  исходные  данные  и  требования  к 
проекту, 
рассматривается 
процесс 
создания 
технического  задания  (ТЗ)  на  разработку  систем 
автоматизации  регулируемых  по  скорости  конвейеров 
и  конвейерных  линий  горного  производства.  Для 
конкретного  плана  горных  работ  и  известной  сети 
капитальных 
горных 
выработок 
составляются 
логические  схемы  алгоритмов  работы  конвейерных 
линий  и  списки  (таблицы)  множества  входных  и 
выходных  сигналов,  а  также  их  характеристик. 
Разрабатываются 
функциональные 
схемы 
автоматизации  на  основе  требований  к  локальным 
подсистемам  конвейеров.  Проводится  анализ  и 
предварительный  выбор  элементной  базы  подсистем 
автоматизации  конвейеров и конвейерных  линий. 
Модуль  2.  Автоматизированный  электропривод 
АТК 
(оптимальный 
выбор 
силового 
электрооборудования, 
электродвигателей 
и 
преобразователей  энергии).   
Для  технологической  схемы  конвейерной  линии  в 
качестве  расчетного  выбирается,  головной  конвейер 
магистральной  линии  и  для  него  определяются 
исходные  данные:  длина;  ширина  лент;  угол  наклона 
выработки; 
производительность; 
количество 
конвейеров  в  линии;  режим  работы  головного 
конвейера  и  линии;  источники  электроснабжения 
электропривода  головного  конвейера  и  места  их 
установки; 
количество 
и 
места 
установки 
конвейерных  ветвей  и  их  основные  характеристики. 
Осуществляется  выбор  расчетных  схем  нагружения 
электропривода  головного  конвейера,  а  также  расчет 
величин  потребных  управляющих  сил  и  моментов.  С 
учетом 
вопросов 
энергосбережения, 
правил 
технической  безопасности  (ПТБ),  правил  технической 
эксплуатации  (ПТЭ)  и  правил  безопасности  (ПБ)  в 
угольных 
шахтах 
проводится 
выбор 
силового 
электрооборудования, 
электродвигателей 
и 
преобразователей 
энергии. 
Проектирование 
автоматизированных 
электроприводов 
(АЭП) 
конвейеров  проводится  в  режимах  пуска,  останова, 
холостого  хода,  в  режимах  нормальной  эксплуатации 
и 
управляемого 
реверса 
конвейерной 
линии. 
Последний  режим  необходим  при  проведении 
ремонтно-восстановительных  и  наладочных  работ  с 

Раздел  «Автоматика.  Энергетика.  Управление» 

 
 
 
электромеханическим  оборудованием,  средствами  и 
системами  автоматизации  и  автоматизированного 
электропривода 
конвейера. 
Для 
проверки 
правильности 
принимаемых 
решений 
разрабатываются 
математические 
модели 
электромеханической 
системы 
конвейера, 
определяется  структура  и  параметры  элементов 
системы  автоматического  регулирования  (САР)  и 
проводится  имитационное моделирование САР и АЭП 
конвейера в среде MatLAB. 
Модуль  3.  Системы  логического  управления  и 
контроля  режимов  работы  АТК.  Анализируются 
типовые 
схемы 
логического 
управления 
конвейерными  линиями.  Например,  на  аппаратуре 
АУК-10ТМ 
или 
УКВД. 
Делается 
вывод 
о 
необходимом 
уровне 
автоматизации 
линий 
и 
принимается  решение,  которое  часто  сводится  к 
проектированию-модернизации 
типовых 
схем 
контроля, 
защиты, 
блокировки, 
аварийной 
сигнализации  и  логического  управления  на  основе 
ПЛК, 
возможно  в  среде  ISAGRAF.  Процесс 
завершается 
разработкой 
программ 
подсистем 
управления конвейерных  линий  для  контроллеров. 
Модуль  4.  Системы  управления,  регулирования 
и 
контроля 
АТК. 
Экспериментальные 
исследования  АТК. 
Описывается 
универсальный 
стенд 
автоматизированного 
частотно-управляемого 
асинхронного  электропривода.  Приводится  методика 
исследований  на  стенде,  с  целью  отладки  алгоритмов 
и  программ  САР,  для  контроллера  привода  и 
параметрической 
оптимизации 
регуляторов 
многоконтурной  системы  регулирования  (скорости, 
тока, 
момента, 
возможно 
потока) 
частотно-
управляемого 
асинхронного 
электропривода 
головного  магистрального  конвейера  в  переходных  и 
установившихся  режимах  работы. 
Модуль  5.  Системы  оперативно-диспетчерского 
управления  АТК.  Математическое  и  имитационное 
моделирование  АТК. 
Предлагается  методика  проектирования  системы 
оперативно-диспетчерского 
управления 
магистральными 
разветвленными 
конвейерными 
линиями  средствами  SCADA-систем.  Разрабатывается 
имитационная  модель  имитатора  автоматизированной 
разветвленной  конвейерной  линии  на  средствах 
MatLAB  и  SCADA-систем.  Осуществляется  отработка 
проектных  решений  по  подсистемам  автоматизации 
конвейерной линии на имитаторе конвейерной линии.   
Рассмотрим  возможные  варианты  оценки  знаний 
магистрантов,   
Модуль  1.  Лектор,  находящийся  в  аудитории 
видеоконференций  кафедры  АПП  КарГТУ,  предлагает 
авторизироваться 
слушателям 
и 
приступает 
к 
изложению 
основ 
проектирования 
автоматизированных 
систем 
управления 
технологическими 
процессами, 
описанию 
и 
характеристике 
технологического 
процесса, 
постановке  задач  в  рамках  полного  цикла  дисциплин-
модулей  «Траектория  II…».  Далее  может  последовать 
первое  задание  (М1З )  для  слушателей:  осуществить 
выбор  конкретного объекта проектирования и оценить 
его 
характеристики. 
Здесь 
просматриваются 
несколько  вариантов  выполнения  задания  и  оценки 
знаний  (М1ОКi,  где  К  –  номер  типа  оценки,  i-номер 
оценки)  результатов  его  выполнения.  Вариант  М1О1 : 
Слушатель  самостоятельно  ищет  объект  (шахту, 
конвейерную  линию…),  а  затем  определяет  его 
характеристики.  Лектор  на  последующем  занятии 
проводит 
опрос 
авторизованных 
слушателей. 
Очевиден  недостаток  –  потеря  времени  на  опрос  и, 
возможно,  несогласованное  понимание  перечня  и 
набора  исходных  данных.  Вариант  М1О2 :  все 
задания  по  курсу  «Траектория  II…»  хранятся  на 
портале  головного  участника  проекта  ---  МЭИ-Festo  в 
жестко  формализованном  виде.  Авторизованные 
слушатели  получают  задание  и  в  течение  отведенного 
времени  присылают  ответы  на  портал  МЭИ-Festo. 
Оценка  знаний  осуществляется  по  программе, 
предполагающей  ответы  типа  «да,  «нет»,  и/или 
расчетного  типа  по  проектным  формулам.  В 
продолжение  лекции преподаватель формирует второе 
(М1З ),  третье  (М1З )  и  другие  задания  (М1З
j
), 
которые  в  настоящем  модуле  могут  оцениваться  по 
М1О1   и М1О2 .   
Модуль  2.  Освоение  любого  последующего 
модуля  курса  зависит  от  твердости  знаний  по 
пререквизитам  и  предыдущим  модулям.  Поэтому 
лектор  предлагает  авторизироваться  слушателям  и 
сообщает  им  результаты  оценки  знаний  М1О1 , 
М1О2 ,  …М1ОК
i
  по  Модулю 
  Рекомендации  по 
повышению  уровня  знаний  слушателей  предлагается 
перенести  в  режим  разделенного  времени  (по 
электронной  почте)  в  период  до  следующей  лекции. 
На  портале  МЭИ-Festo  по  запросу  слушателей 
вывешиваются 
индивидуальные 
оценки 
М1ОК
i

рекомендации  лектора  и  его  ассистентов  по 
совершенствованию  знаний  слушателей  и  график 
последующих 
оценок 
знаний. 
Предлагается 
установить  накопительную  систему  оценки  знаний,  в 
которой 
отрицательные 
показатели  разрешается 
улучшать  за  определенные  интервалы  времени, 
предшествующие  контрольным  проверкам  знаний 
(аттестациям,  проводимым 2-3  раза за семестр).  
В  Модуле  2  лектор  предлагает  инженерные 
методики  расчета  и  выбора  электропривода  АТК. 
Здесь  принципиально  важно  получить  навыки,  опыт и 
знания  расчета,  поиска  исходных  справочных  данных, 
итерационного  подбора  оборудования  с  проверкой 
ограничений  и  допусков.  Слушатели  получают 
задания,  последовательно  вытекающие  из  логики 
проектирования  электропривода  АТК:  определение 
назначения, 
типа 
и 
основных 
характеристик 
конвейера;  выбор  расчетных  схем  нагружения 
электропривода  головного  конвейера;  расчет  величин 
потребных  управляющих  сил  и  моментов;  выбор 
силового  электрооборудования,  электродвигателей  и 
преобразователей 
энергии; 
разработка 
математических 
моделей 
электромеханической 
системы  конвейера;  определение  структуры  и 
параметров  элементов  системы  автоматического 
регулирования  (САР),  имитационное  моделирование 
САР 
и 
АЭП 
конвейера 
в 
среде 
MatLAB. 
Проектирование 
автоматизированных 

Раздел  «Автоматика.  Энергетика.  Управление» 

 
 
 
электроприводов  (АЭП)  конвейеров  проводится  в 
режимах  пуска,  останова,  холостого  хода,  в  режимах 
нормальной  эксплуатации  и  управляемого  реверса 
конвейерной 
линии. 
Расчеты 
проводятся 
по 
методическим 
пособиям, 
а 
выбор 
электромеханического  оборудования  осуществляется 
по 
справочным 
данным. 
Вся 
необходимая 
информация  в  электронном  варианте  выставляется  на 
портал  МЭИ-Festo.  По  множеству  расчетов, процедур 
выбора 
электромеханического 
оборудования, 
построению  расчетных  схем  и  математических 
моделей электропривода формируются задания М2З
j
 и 
оценки для  контроля знаний по типу М2ОК
i

Модуль  3.  Жестко  формализованный  вариант 
оценки 
знаний 
слушателей 
на 
этом 
этапе 
проектирования  АТК  возможен  только  с  целью 
проверки  подготовленности  к  освоению  методики  и 
алгоритмов  анализа  и  синтеза  систем  логического 
управления  конвейерами.  Поэтому  первоначально 
слушателям  предлагается  «домашняя»  работа,  в 
которой  задания  М3З
j
  и  оценки  М3ОК
i
  содержат 
элементы 
алгебры, 
логики, 
синтеза 
систем 
логического  управления  на  основе  логических  схем 
алгоритмов  и  карт  Карно.  Собственно  процесс 
проектирования  систем  логического  управления  и 
контроля  режимов  работы  АТК  носит  элементы 
творческого  характера  и  поэтому  при  освоении 
Модуля  3  необходим  интерактивный  режим  работы 
лектора со слушателями.   
Модуль 
4. 
Лектор  предлагает  слушателям 
информацию  о  возможности  экспериментальной 
проверки  уже  полученных  решений  по  разработке 
АТК  на  стенде,  установленном  на  кафедре  АПП 
КарГТУ.  Стенд  оснащен  системой  автоматизации 
научных  исследований,  что  позволяет  проводить 
исследования  в  режимах  разделенного  и  реального 
времени. 
В 
порядке 
подготовки  к  процессу 
экспериментальных 
исследований 
предлагается 
методика  проведения  факторных  экспериментов  в 
пространстве  настроечных  параметров  регуляторов 
многоконтурной  системы  регулирования  (скорости, 
тока, 
момента, 
возможно 
потока) 
частотно-
управляемого 
асинхронного 
электропривода 
головного  магистрального  конвейера  в  переходных  и 
установившихся  режимах  работы.  Формируются 
задания  М4З
j
  и оценки М4ОК
i
, позволяющие получить 
навыки 
параметрических 
исследований 
САР 
электропривода  путем  проведения  имитационных 
экспериментов 
в 
среде 
MatLAB. 
Слушатели, 
получившие 
положительные 
оценки 
М4О2
i

допускаются  к  работе  на  стенде.  Варианты  оценок 
работ  на  стенде  кодируются  символом  К=3:М4О3
i

Здесь  возможны  варианты  сравнения  показателей 
качества  переходных  процессов  по  скорости  и  току, 
полученных 
экспериментально 
и 
путем 
имитационного  моделирования  в  среде  MatLAB,  для 
заданных  параметров регуляторов.  
Модуль  5.  Универсальным  средством  проверки 
знаний  по  циклу  Модулей  1-   предполагается  сделать 
имитатор 
автоматизированной 
разветвленной 
конвейерной  линии  на  средствах  MatLAB  и  SCADA-
систем.  Варианты  автоматизированных  имитаторов 
технологических 
процессов 
и 
производств 
представлены  в [2]. 

1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   ...   23


©emirb.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

войти | регистрация
    Басты бет


загрузить материал