Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Свидетельство о публикации

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / Другое / Другие методич. материалы / Учебно-методический комплекс дисциплины "Автоматика"
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 28 июня.

Подать заявку на курс
  • Другое

Учебно-методический комплекс дисциплины "Автоматика"

библиотека
материалов



Министерство общего и профессионального образования

Свердловской области

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Свердловской области

«РЕВДИНСКИЙ МНОГОПРОФИЛЬНЫЙ ТЕХНИКУМ»


















УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

вариативной учебной дисциплины

«Автоматика»



















Ревда

2016

Рассмотрено и одобрено на заседании

методической цикловой комиссии

Протокол № ____ от

«____»_____________20_____ г.

Председатель МЦК

________________ Л.В. Кримжалова

Принято

методическим советом

Протокол № ____ от

«____»_____________20______ г.

Заместитель директора по УР

_________________ С.В. Мельникова











Составитель: Шишкина Юлия Геннадьевна – преподаватель высшей квалификационной категории















Учебно-методический комплекс (далее УМК) вариативной учебной дисциплины «Автоматика» является обязательной составной частью основной профессиональной образовательной программы по специальности, используемой в процессе преподавания и изучения дисциплины.

УМК является основным средством решения задачи оснащения учебного процесса учебно-методическими, справочными и другими материалами, позволяющими улучшить качество подготовки специалистов.

Цель создания УМК – обеспечить качественное методическое оснащение образовательного процесса, ориентированного на гарантированное выполнение требований Федеральных государственных образовательных стандартов (ФГОС).

Содержание


Цели и задачи вариативной учебной дисциплины «Автоматика»

5

Содержание вариативной учебной дисциплины «Автоматика»

6

Практические работы

8

Самостоятельная (внеаудиторная) работа студентов

9

Контроль и оценка результатов освоения вариативной учебной дисциплины «Автоматика»

11

Проверочные работы

12

Перспективное планирование

19

Материалы промежуточной аттестации

23

Информационное обеспечение обучения

32

















Введение


Важным направлением научно-технического процесса является комплексная автоматизация, включающая в себя: переход от автоматизации станков, агрегатов, установок к автоматизации работы линий, участков, цехов и заводов в целом; создание автоматизированных систем управления предприятием (АСУП) и целыми отраслями (ОАСУ); расширение применения промышленных роботов и гибких автоматизированных производственных систем.

Для современной техники характерны значительное усложнение задач управления и рост объемов обрабатываемой информации, определяющие принципиальный качественный скачок автоматизации – широкое применение средств вычислительной техники.

Основной задачей дисциплины «Автоматика» является ознакомление студентов с основными методами построения систем автоматического управления и средствами, необходимыми для их реализации.














Цели и задачи вариативной учебной дисциплины «Автоматика»


В результате освоения учебной дисциплины «Автоматика» обучающийся должен уметь:

  • применять элементы автоматики по их функциональному назначению;

  • экспериментально применять основные характеристики и параметры элементов автоматики.

В результате освоения учебной дисциплины «Автоматика» обучающийся должен знать:

  • элементы систем автоматики, их классификацию;

  • назначение и принцип действия элементов и систем автоматики;

  • основные характеристики элементов и систем автоматики;

  • принципы построения систем автоматического управления электрическим и электромеханическим оборудованием.
















Содержание вариативной учебной дисциплины «Автоматика»


Раздел 1. Производственный процесс как объект автоматизации

Тема 1.1. Цели и принципы управления

Структура производственного процесса. Технологические процессы, оборудование, участвующее в них, технические системы и установки как объекты автоматизации. Физические и технические параметры, характеризующие состояние объекта автоматизации. Цели и задачи автоматизации. Содержание и основные принципы автоматизации производственных процессов.

Раздел 2. Элементы автоматики и средства автоматизации

Тема 2.1. Классификация и характеристики элементов автоматики

Понятие «элемент автоматики». Общие сведения о функциональном назначении элементов автоматики. Классификация элементов автоматики по выполняемым функциям, по виду энергии и способу её преобразования; устройство, принцип действия. Общие характеристики элементов автоматики и основные требования к ним. Статический и динамический режимы работы элементов автоматики. Достоинства и недостатки элементов автоматики. Методы определения основных параметров по статическим и переходным характеристикам элементов.

Тема 2.2. Измерительные преобразователи

Назначение, области применения преобразователей и предъявляемые к ним требования. Роль преобразователей в автоматизации производственных процессов. Классификация электрических датчиков. Устройство, принципы работы и основные параметры преобразователей.

Тема 2.3. Датчики

Назначение, области применения датчиков и предъявляемые к ним требования. Роль датчиков в автоматизации производственных процессов. Классификация датчиков по природе входного и выходного сигнала. Классификация электрических датчиков. Устройство, принципы работы и основные параметры датчиков.

Тема 2.4. Задающие устройства и устройства сравнения

Назначение, области применения задающих устройств и устройств сравнения. Роль задающих устройств и устройств сравнения в автоматизации производственных процессов. Устройство, принципы работы и основные параметры задающих устройств и устройств сравнения.

Тема 2.5. Усилители

Назначение, области применения усилительных элементов и их классификация. Магнитные усилители: принципы работы, особенности эксплуатации, достоинства и недостатки. Электронные усилители: классификация по принципу работы, основные характеристики и параметры. Электромеханические усилители: электромашинные, электромагнитные. Общие сведения, классификация.

Тема 2.6. Переключающие устройства

Назначение, области применения переключающих устройств. Роль переключающих устройств в автоматизации производственных процессов. Устройство, принципы работы переключающих устройств.

Тема 2.7. Исполнительные устройства

Назначение, области применения задающих устройств. Роль задающих устройств в автоматизации производственных процессов. Устройство, принципы работы и основные параметры задающих устройств.

Раздел 3. Системы автоматики и телемеханики

Тема 3.1. Типовые звенья САУ

Назначение и классификация звеньев системы автоматического управления. Структурные схемы, принцип действия.

Тема 3.2. Соединение звеньев и синтез САУ

Типовые соединения звеньев системы автоматического управления. Последовательное, параллельно-согласованное и параллельно-встречное соединения. Структурные схемы и принципы работы. Аппроксимация сложных объектов совокупностью нескольких звеньев.

Тема 3.3. Анализ устойчивости и качества работы

Понятие устойчивости системы автоматического управления. Показатели качества работы САУ. Оптимальные процессы регулирования. Анализ устойчивости замкнутой системы. Вывод характеристического уравнения замкнутой системы из передаточных функций объекта и регулятора.

Тема 3.4. Цифровые системы автоматического управления

Назначение, область применения цифровых систем автоматического управления и требования, предъявляемые к ним. Классификация, принцип действия и структурные схемы цифровых систем автоматического управления.

Тема 3.5. Системы телемеханики

Назначение, область применения систем телемеханики и требования, предъявляемые к ним. Тенденции развития систем телемеханики. Классификация, принцип действия и структурные схемы телемеханических систем. Способы повышения помехоустойчивости.





Практические работы


Тема 2.1. Классификация и характеристики элементов автоматики

Изучение характеристик и режимов работы элементов автоматики

Тема 2.2. Измерительные преобразователи

Изучение характеристик и структурных схем преобразователей

Тема 2.3. Датчики

Изучение параметров датчиков температуры и давления

Тема 2.5. Усилители

Изучение параметров электромашинных усилителей

Изучение параметров полупроводниковых усилителей

Изучение параметров полупроводниковых усилителей

Тема 2.6. Переключающие устройства

Изучение характеристик контактов реле

Тема 2.7. Исполнительные устройства

Изучение характеристик исполнительных устройств

Тема 3.1. Типовые звенья САУ

Изучение характеристик пропорционального, дифференцированного звеньев

Тема 3.2. Соединение звеньев и синтез САУ

Выбор типа регулятора

Тема 3.3. Анализ устойчивости и качества работы

Анализ качества работы замкнутой системы САУ

Тема 3.5. Системы телемеханики

Изучение методов преобразования сигналов






Самостоятельная (внеаудиторная) работа обучающихся


Виды внеаудиторной самостоятельной работы:

Оформление отчетов по экскурсиям.

Подготовка к практическим работам по темам.

Формы подготовки к практическим работам:

Систематическая проработка конспектов занятий, учебной и специальной технической литературы (по вопросам к параграфам, главам учебных пособий, составленным преподавателем).

Составление опорных конспектов по темам раздела.

Составление таблиц.

Выполнение исследовательских работ.

Работа со специализированными сайтами сети Интернет.

Подготовка сообщений по темам.

Разработка презентаций по темам.

Примерная тематика внеаудиторной самостоятельной работы:

Объект управления: технологические и регулируемые параметры.

Системы автоматического управления и системы ручного регулирования.

Возмущающие воздействия, входные и выходные сигналы

Виды энергии, используемой в преобразователях

Статические характеристики измерительных преобразователей

Основные и дополнительные погрешности датчиков.

Достоинства и недостатки датчиков

Ёмкостные датчики

Центробежные датчики скорости и тахогенераторы

Термопары и термосопротивления.

Виды заданных величин в системах САУ.

Методы сравнения механических величин.

Основные характеристики усилителей в составе САУ.

Принципы построения многокаскадных усилителей.

Основные свойства реле.

Методы и средства дуго- и искрогашения.

Выходные сигналы и передаточные функции системы с последовательным соединением звеньев.

Укрупнённые и типовые промышленные схемы САУ.

АЦП и САП в цифровой САУ.

Логические элементы в автоматике.

Числовое программное управление в машиностроении

Система с центральной управляющей микроЭВМ.

Автоматические роботы-манипуляторы.

Многопроцессорные системы управления.

Виды линий связи телемеханических систем.

Системы телеизмерения, телеуправления, телерегулирования и передачи данных.

Взаимодействие технических средств интегрированной автоматической системы управления предприятием

Контроль и оценка результатов освоения вариативной учебной дисциплины «Автоматика»


Контроль и оценка результатов освоения вариативной учебной дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических занятий и лабораторных работ, тестирования, а также выполнения обучающимися индивидуальных заданий, проектов, исследований.


Результаты обучения

(освоенные умения, усвоенные знания)

Формы и методы контроля и оценки результатов обучения

1

2

Уметь:

Применять элементы автоматики по их функциональному назначению

Практические работы, проверочные работы

Экспериментально определять основные характеристики и параметры элементов автоматики

Практические работы, проверочные работы, контрольная работа, дифференцированный зачёт

Знать:

Элементы систем автоматики и их классификацию

Практические работы, проверочные работы, контрольная работа, дифференцированный зачёт

Назначение и принцип действия элементов и систем автоматики

Практические работы, проверочные работы, контрольная работа, дифференцированный зачёт

Основные характеристики элементов и систем автоматики

Практические работы, проверочные работы, контрольная работа, дифференцированный зачёт

Принципы построения систем автоматического управления электрическим и электромеханическим оборудованием

Практические работы, проверочные работы, контрольная работа, дифференцированный зачёт



Проверочные работы


Тема 1.1. Цели и принципы управления

Контрольные вопросы

1. Что такое объект управления и чем отличаются его технологические и регулируемые параметры?

2. Чем отличается система автоматического управления от системы ручного регулирования?

3. Что такое возмущающие воздействия, входные и выходные сигналы САУ?

4. Поясните общую функциональную схему технологического процесса.

5. Поясните функциональную схему закаливания металла в электропечи.

6. Поясните схему и назначение основных элементов САУ процессом закаливания металла.

7. Поясните схему и назначение элементов систему автоматического регулирования уровня жидкости.

8. Поясните схему и назначение основных устройств замкнутой САУ уровнем жидкости.

9. В чём состоит различие разомкнутой и замкнутой САУ числом оборотов электродвигателя.

10. Поясните типовую функциональную схему САУ и назначение всех её элементов.

11. Как классифицируются САУ по классам дифференциальных уравнений?

12. Как классифицируются САУ по принципу действия? Приведите примеры таких САУ.


Тема 2.1: Классификация и характеристики элементов автоматики

Контрольные вопросы

1. Что называется элементом системы автоматического управления?

2. Из каких типовых элементов состоит система автоматического управления?

3. Чем отличаются генераторные датчики от параметрических?

4. Какие функции выполняют различные элементы САУ?

5. Какие классификационные признаки являются наиболее важными для различных типов элементов?

6. Что такое статический и динамический коэффициенты преобразования?

7. Что называется абсолютной и относительной погрешностью элемента?

8. Что такое порог чувствительности и зона нечувствительности элемента?

9. Какие виды переходных процессов характеризуют динамический режим работы элементов?

10. Что такое время установления и постоянная времени элемента?


Тема 2.2: Измерительные преобразователи

Контрольные вопросы

1. Что представляют собой измерительный преобразователь, первичный преобразователь и датчик?

2. Какие виды энергии используются в преобразователях?

3. Перечислите основные требования, предъявляемые к преобразователям.

4. По каким признакам можно классифицировать измерительные преобразователи?

5. Какие виды статических характеристик характерны для измерительных преобразователей?

6. Что такое основная и дополнительная погрешности датчика?

7. Что такое относительная приведённая погрешность и класс точности датчика?

8. Каковы структурная схема, статическая характеристика и погрешность прямого преобразования?

9. Каковы схема последовательного прямого преобразования, его статическая характеристика и погрешность?

10. Что представляет собой и в каких случаях применяется дифференциальная схема преобразования?

11. Как построена и какие имеет преимущества схема преобразования с обратной связью?


Тема 2.3: Датчики

Контрольные вопросы

1. Каковы преимущества и недостатки потенциометрических датчиков? Почему у проволочных датчиков имеется ступенчатая погрешность?

2. Чем отличаются схемы и принципы действия индуктивных и индукционных датчиков?

3. Для чего предназначены и как работают емкостные датчики?

4. Какие существуют разновидности фотоэлектрических датчиков и для чего они предназначены?

5. Как устроен и какую характеристику имеет электроконтактный датчик?

6. Для чего используется путевой выключатель и какова его схема?

7. Как устроены и каковы принципы работы центробежного датчика скорости и тахогенератора?

8. Каков принцип работы биметаллических датчиков и для чего они применяются?

9. Каковы устройство, принцип действия и назначение термопар и термосопротивлений?

10. Каковы особенности, преимущества и недостатки термисторов?

11. Как и с помощью каких датчиков измеряют усилия и давления?


Тема 2.4: Задающие устройства и устройства сравнения

Контрольные вопросы

1. Каково назначение задающего устройства в САУ?

2. Как и в каком виде вводятся заданные величины в различных САУ?

3. Как работают и чем отличаются командоаппараты непрерывного и дискретного действия?

4. Приведите схемы кулачковых задающих устройств.

5. Поясните работу задающего устройства, выполненного по релейной схеме.

6. Какова функция устройств сравнения в составе САУ?

7. Поясните работу электрической мостовой схемы сравнения.

8. Как можно сравнить механические величины?


Тема 2.5: Усилители

Контрольные вопросы

1. Каковы назначение усилителей в составе САУ и их основные характеристики?

2. Каковы принцип действия и характеристики однотактного магнитного усилителя?

3. Каковы схема и преимущества двухтактного магнитного усилителя?

4. В чём заключается принцип действия электромашинного усилителя и какова его статическая характеристика?

5. Поясните схему и принцип действия электромашинного усилителя с поперечным полем.

6. Как работает схема усилителя на биполярном транзисторе?

7. Поясните принцип действия усилителя на полевом транзисторе и его частотную характеристику.

8. Каковы особенности построения операционных усилителей: универсальных, прецизионных, регулируемых, мощных высоковольтных?

9. Как используются ОУ в моделировании математических операций?

10. В чём состоят особенности построения электрометрических и измерительных усилителей?

11. Каковы принципы построения многокаскадных усилителей?

12. Каковы принципы построения усилителей мощности и их основные параметры?


Тема 2.6. Переключающие устройства (реле)

Контрольные вопросы

1. Каковы основные свойства реле?

2. Как устроено и как работает нейтральное электромагнитное реле постоянного тока?

3. Какие существуют основные этапы работы реле?

4. Что представляют собой тяговые и электромеханические характеристики реле?

5. В чем состоят особенности конструкции реле переменного тока?

6. Как устроено, как работает и для чего предназначено поляризованное электромагнитное реле?

7. Какие существуют методы и средства дуго- и искрогашения на контактах реле?

8. Каковы назначение и принцип работы реле времени?

9. для чего применяется и как устроено реле времени с механическим замедлением?

10. Как устроено и как работает тепловое реле?


Тема 2.7. Исполнительные устройства

Контрольные вопросы

1. Изобразите статические характеристики сервоприводов релейного действия и линейную характеристику с зоной нечувствительности.

2. Поясните схемы работы, включения и реверсирования серводвигателя постоянного тока.

3. Как обеспечивается торможение серводвигателя постоянного тока и для чего применяется мостовая схема его включения?

4. Как работает схема включения серводвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением?

5. Как обеспечивается линеаризация характеристики управления серводвигателя, управляемого поляризованным реле?

6. Поясните принцип работы в качестве серводвигателя двухфазного асинхронного двигателя с полым ротором.

7. Как устроен гидравлический двигатель и в чем заключаются его преимущества?

8. Что позволяет использовать гидродвигатель в качестве гидроусилителя?

9. Чем различается работа гидродвигателей при наличии в них и отсутствии обратной связи? Какой вид имеют соответствующие переходные характеристики гидродвигателей?

10. Поясните схему конструкции и принцип работы серводвигателя с электромагнитными муфтами.

11. Что такое шаговых сервопривод и как он работает?


Тема 3.1: Типовые звенья САУ

Контрольные вопросы

1. Что представляют собой статический и динамический режимы работы объекта и какие существуют типовые возмущающие воздействия?

2. Какие реальные физические объекты можно представить апериодическим звеном? Что такое передаточная функция апериодического звена?

3. Что представляют собой АФХ и типовая кривая разгона апериодического звена?

4. Какие объекты можно представить, как интегрирующее (астатическое) звено? Какова передаточная функция такого звена?

5. Что представляют собой АФХ и типовая кривая разгона интегрирующего звена?

6. Приведите примеры реализации колебательного и апериодического 2-го порядка звеньев. Какова передаточная функция колебательного звена?

7. Что представляет собой АФХ колебательного звена?

8. Что представляют собой типовые кривые разгона колебательного и апериодического 2-го порядка звеньев?

9. Приведите примеры реализации пропорционального звена. Каковы АФХ и типовая кривая разгона этого звена?

10. Приведите пример идеального дифференцирующего звена. Какова его передаточная функция?

11. Поясните АФХ и кривые разгона идеального и реального дифференцирующих звеньев?

12. Приведите пример реализации и поясните АФХ и типовую кривую разгона запаздывающего звена.

13. Что представляют собой логарифмические частотные характеристики динамических звеньев?

14. Поясните ЛАХ и ЛФХ безинерционного и апериодического звеньев?

15. Каковы ЛАХ и ЛФХ колебательного звена и какие факторы влияют на изменение этих характеристик?

16. Поясните ЛАХ и ЛФХ дифференцирующего и интегрирующего звеньев.


Тема 3.2. Соединение звеньев и синтез САУ

Контрольные вопросы

1. Поясните схему и назначение основных элементов типовой промышленной САУ.

2. В чём состоит отличие укрупненной схемы САУ от типовой промышленной схемы?

3. Как изменяется работа САУ при наличии отрицательной и положительной обратных связей?

4. Для чего в САУ используются отрицательная и положительная обратные связи?

5. Как включается регулятор в САУ?

6. Какие виды регуляторов используются в промышленных САУ?

7. Что такое параметры настройки регулятора?

8. Каковы графики процессов регулирования параметров статического объекта в системах с П-, И-, ПИ- и ПИД- регуляторами?


Тема 3.3: Анализ устойчивости и качества работы САУ

Контрольные вопросы

1. Каковы графики процессов регулирования в САУ с регуляторами недостаточной, избыточной и необходимой мощности?

2. При регуляторах какой мощности работа САУ будет устойчивой, неустойчивой и почему?

3. Что такое статическая ошибка САУ и в каких системах она наблюдается?

4. Что такое динамическая ошибка САУ?

5. Что такое время регулирования, перерегулирование и степень затухания в процессе регулирования?

6. Как определяется обобщённый интегральный средний квадратический показатель качества процесса регулирования?

7. Какие на практике используются виды оптимальных процессов регулирования?

8. Что такое устойчивость САУ и какими показателями она определяется?

9. Какие существуют критерии устойчивости САУ?

10. Как определить качество САУ методом трапеций?


Тема 3.4: Цифровые системы автоматического управления

Контрольные вопросы

1. Каково назначение ЭВМ в составе САУ и какова упрощённая схема цифровой САУ?

2. Каково назначение АЦП и ЦАП в цифровой САУ?

3. Как и зачем производится квантование сигналов по времени и уровню в цифровых САУ?

4. Для чего применяются логические элементы в автоматике?

5. Какие виды логических операций применяются в автоматике? Что такое дизъюнкция, конъюнкция, логическое умножение, инверсия?

6. Как осуществляется логические операции релейно- контактными элементами?

7. Как изображаются логические элементы на схемах?

8. Какие существуют законы алгебры логики?

9. Как минимизируются логические функции?

10. Что представляют собой бесконтактные логические элементы?

11. Что такое числовое программное управление и каковы преимущества применения СЧПУ в машиностроении?

12. Что представляют собой позиционное, прямоугольное и контурное управления в СЧПУ?

13. Поясните функциональную схему СЧПУ токарного станка.

14. Что такое ГПС и какова её структурная схема?

15. Каково назначение и как устроен автоматический робот- манипулятор?

16. Как работает функциональная схема управления роботом- манипулятором?

17. Поясните работу системы с центральной управляющей микроЭВМ (микроконтроллерами)?

18. Какова виртуальная структура системы управления с центральной микроЭВМ?

19. Как работает система с автономными управляющими микроЭВМ (микроконтроллерами)?

20. В чём заключается принцип действия многомикропроцессорной системы управления?

21. Какие существуют варианты топологии цифровых систем управления?

22. Поясните работу типовой одноконтурной системы управления с микроЭВМ.


Тема 3.5: Системы телемеханики

Контрольные вопросы

1. Что такое телемеханика?

2. Какова структурная схема телемеханической системы?

3. Какие виды линий связи используются в телемеханический системах?

4. Что представляют собой одноуровневая и многоуровневая системы телемеханики?

5. Каково назначение систем телеизмерения, телеуправления, телерегулирования и передачи данных?

6. Каково назначение основных элементов телемеханики: источника информации, распределения, передатчика и др.?

7. Каким образом можно уменьшить число каналов связи в системах телемеханики?

8. В чём состоит различие небалансных и балансных систем телеизмерения?

9. Как работают радиорелейная линия связи?

10. Как происходит преобразование сигнала при амплитудной модуляции?

11. Каковы принципы частотной, фазовой и цифровой модуляций сигналов?

12. Какова роль оператора и ЭВМ в автоматизированной системе управления?

13. Поясните обобщённую структурную схему автоматической системы управления технологическими процессами.

14. Как взаимодействуют технические средства интегрированной автоматической системы управления предприятием?





Перспективное планирование

п/п

Наименование разделов и тем

Кол-во часов

Тип, форма занятия

Виды контроля

Дидактические средства

Литература

Самост. работа

Раздел 1. Производственный процесс как объект автоматизации (4 часа)

Тема 1.1. Цели и принципы управления (4 часа)

1 – 2

Основные понятия управления

2

Урок усвоения новых знаний

Работа в тетради Индивидуальный опрос


Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 1.1. – 1.3.

Определения терминов (1 ч)

3 – 4

Функциональная схема и классификация САУ

2

Комбинированный урок

Фронтальный опрос

Карточки – вопросы

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 1.4., 1.5.


Раздел 2. Элементы автоматики и средства автоматизации (42 часов)

Тема 2.1. Классификация и характеристики элементов автоматики (6 часов)

5 – 6

Элементы автоматики. Основные понятия

2

Урок усвоения новых знаний

Индивидуальный опрос

Карточки – вопросы

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 2.1.


7 – 8

Классификация элементов автоматики

2

Комбинированный урок

Индивидуальный опрос

Карточки – задания

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 2.2.

Подготовка к ПР № 1 (2 ч)

9 – 10

ПР № 1

Изучение характеристик и режимов работы элементов автоматики

2

Практическая работа

Фронтальный письменный опрос

Карточки – вопросы

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 2.3., 2.4.


Тема 2.2. Измерительные преобразователи (6 часов)

11 – 12

Классификация преобразователей

2

Урок усвоения новых знаний

Работа в тетради

Карточки – вопросы

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 3.1., 3.2.

Подготовка к ПР № 2 (2 ч)

13 – 14

ПР № 2

Изучение характеристик и структурных схем преобразователей

2

Практическая работа

Фронтальный письменный опрос

Карточки – задания

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 3.3. , 3.4.


15 – 16

Унификация и стандартизация преобразователей

2

Комбинированный урок

Индивидуальный опрос

Карточки – задания

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 3.5.


Тема 2.3. Датчики (6 часов)

17 – 18

Датчики перемещений

2

Урок усвоения новых знаний

Работа в тетради

Карточки – вопросы

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 4.1., 4.2.


19 – 20

Датчики скорости

2

Комбинированный урок

Индивидуальный опрос

Карточки – задания

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 4.3.

Подготовка к ПР № 3 (2 ч)

21 – 22

ПР № 3

Изучение параметров датчиков температуры и давления

2

Практическая работа

Фронтальный письменный опрос

Карточки – вопросы

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 4.4., 4.5.


Тема 2.4. Задающие устройства и устройства сравнения (4 часа)

23 – 24

Задающие устройства

2

Урок усвоения новых знаний

Работа в тетради

Карточки – вопросы

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 5.1.

Конспект: виды заданных величин в системах САУ (2 ч)

25 – 26

Устройства сравнения

2

Комбинированный урок

Фронтальный письменный опрос

Карточки – задания

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 5.2.


Тема 2.5. Усилители (8 часов)

27 – 28

Электромагнитные усилители

2

Урок усвоения новых знаний

Работа в тетради

Карточки – вопросы

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 6.1., 6.2.

Подготовка к ПР № 4 (2 ч)

29 – 30

ПР № 4

Изучение параметров электромашинных усилителей

2

Практическая работа

Фронтальный письменный опрос

Карточки – задания

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 6.3.

Подготовка к ПР № 5 (2 ч)

31 – 32

ПР № 5

Изучение параметров полупроводниковых усилителей

2

Практическая работа

Индивидуальный опрос

Карточки – вопросы

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 6.4.

Подготовка к ПР № 6 (2 ч)

33 – 34

ПР № 6

Изучение параметров полупроводниковых усилителей

2

Практическая работа

Фронтальный письменный опрос

Карточки – задания

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 6.4.


Тема 2.6. Переключающие устройства (реле) (8 часов)

35 – 36

Электромагнитные реле постоянного тока

2

Урок усвоения новых знаний

Работа в тетради

Карточки – вопросы

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 7.1. – 7.3.

Конспект: методы и средства дуго- и искрогашения (2 ч)

37 – 38

Электромагнитные реле переменного тока

2

Комбинированный урок

Индивидуальный опрос

Карточки – вопросы

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 7.4., 7.5.

Подготовка к ПР № 7 (2 ч)

39 – 40

ПР № 7

Изучение характеристик контактов реле

2

Практическая работа

Фронтальный письменный опрос

Карточки – задания

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 7.6.


41 – 42

Реле времени и тепловые реле

2

Комбинированный урок

Индивидуальный опрос

Карточки – вопросы

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 7.7., 7.8.

Подготовка к ПР № 8 (2 ч)

Тема 2.7. Исполнительные устройства (4 часа)

43 – 44

ПР № 8

Изучение характеристик исполнительных устройств

2

Практическая работа

Фронтальный письменный опрос

Карточки – задания

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 8.1. – 8.3.


45 – 46

Виды исполнительных устройств

2

Комбинированный урок

Индивидуальный опрос

Карточки – вопросы

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 8.4., 8.5.


Раздел 3. Системы автоматики и телемеханики (22 часа)

Тема 3.1. Типовые звенья САУ (4 часа)

47 – 48

Апериодическое, астатическое, колебательное звенья

2

Урок усвоения новых знаний

Работа в тетради

Карточки – вопросы

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 9.1. – 9.4.

Подготовка к ПР № 9 (2 ч)

49 – 50

ПР № 9

Изучение характеристик пропорциональных, дифференцирующих звеньев

2

Практическая работа

Фронтальный письменный опрос

Карточки – задания

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 9.5. – 9.7.


Тема 3.2. Соединение звеньев и синтез САУ (4 часа)

51 – 52

Соединение звеньев в САУ

2

Урок усвоения новых знаний

Работа в тетради

Карточки – вопросы

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 10.1. – 10.3.

Подготовка к ПР № 10 (2 ч)

53 – 54

ПР № 10

Выбор типа регулятора САУ

2

Практическая работа

Фронтальный письменный опрос

Карточки – задания

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 11.1. – 11.3.


Тема 3.3. Анализ устойчивости и качества работы САУ (4 часа)

55 – 56

Анализ устойчивости замкнутой системы САУ

2

Урок усвоения новых знаний

Индивидуальный опрос

Карточки – вопросы

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 12.1., 12.4.

Подготовка к ПР № 11 (2 ч)

57 – 58

ПР № 11

Анализ качества работы замкнутой системы САУ

2

Практическая работа

Фронтальный опрос

Карточки – задания

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 12.2., 12.3.


Тема 3.4. Цифровые системы автоматического управления (4 часа)

59 – 60

Включение ЭВМ в САУ

2

Урок усвоения новых знаний

Работа в тетради

Карточки – вопросы

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 13.1., 13.2.

Конспект: система с центральной управляющей микро ЭВМ (2 ч)

61 – 62

Системы числового программного управления

2

Комбинированный урок

Фронтальный письменный опрос

Карточки – задания

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 13.3. – 13.5.


Тема 3.5. Системы телемеханики (6 часов)

63 – 64

Принципы построения систем телемеханики

2

Урок усвоения новых знаний

Работа в тетради Индивидуальный опрос

Карточки – вопросы

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 14.1., 14.2.

Подготовка к ПР № 12 (2 ч)

65 – 66

ПР № 12

Изучение методов преобразования сигналов

2

Практическая работа

Фронтальный письменный опрос

Карточки – задания

Шишмарёв В. Ю. Автоматика

§ 14.3., 14.4.

Подготовка к контрольной работе (2 ч)

67 – 68

Контрольная работа

2

Урок контроля усвоения учебного материала

Фронтальный письменный опрос

Карточки – задания


Подготовка к дифференцированному зачету (2 ч)

69 – 70

Дифференцированный зачёт

2


Фронтальный письменный опрос

Тесты



Материалы промежуточной аттестации

Задание для дифференцированного зачёта в рамках промежуточной аттестации по дисциплине «Автоматика» разработано для студентов 4 курса по образовательной программе СПО «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования» со сроком обучения 3 года 10 месяцев на базе основного общего образования.

Основой разработки задания являются следующие нормативные документы:

  1. Федеральный государственный образовательный стандарт среднего профессионального образования по специальности 13.02.11 «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования»

  2. Положение о текущем контроле успеваемости и промежуточной аттестации учащихся и студентов ГАПОУ СО «Ревдинский многопрофильный техникум»

  3. Учебный план по ОПОП 13.02.11 «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования», срок обучения 3 года 10 месяцев на базе основного общего образования

  4. Рабочая учебная программа предмета «Автоматика»

Цель: создание условий для выявления уровня сформированности знаний учащихся по дисциплине «Автоматика» в соответствии с рабочей учебной программой.

Задачи:

1. Определение уровня сформированности знаний о видах, конструкциях, принципе действия и особенностях применения элементов и устройств системы автоматического управления.

2. Определение уровня сформированности умений сопоставлять теорию с практикой, обобщать и определять правильные ответы на основании выводов.

3. Выявление способности понимать формулировки вопросов, анализировать информацию.

Задание для итогового контроля по дисциплине «Автоматика» разработано в тестовой форме и включает в себя:

  • Инструкцию для учащихся

  • 20 теоретических вопросов в утвердительной форме в рамках дисциплины

  • 5 вариантов ответов на каждый вопрос

  • Эталон ответов к тесту

  • Критерии оценивания в балльной системе

  • Бланк ответов студентов

Вопросы задания охватывают материал дисциплины «Автоматика», изучаемой на 4 курсе обучения по специальности «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования». Предусматривают выявление теоретических знаний об основных видах автоматических устройств, их конструктивных особенностях, принципе действия и применении.

Каждый вопрос содержит 5 ответов, что позволяет учащимся производить анализ и синтез информации.

В соответствии с рабочей учебной программой дисциплины «Автоматика» вопросы теоретического задания содержат информацию по следующим темам:

  • Цели и принципы управления;

  • Классификация и характеристики элементов автоматики;

  • Измерительные преобразователи;

  • Датчики;

  • Задающие устройства и устройства сравнения;

  • Усилители;

  • Переключающие устройства (реле);

  • Исполнительные устройства;

  • Типовые звенья САУ;

  • Соединение звеньев и синтез САУ;

  • Анализ устойчивости и качества работы САУ.

Все вопросы теоретического задания имеют закрытую форму с одним правильным вариантом ответа. Формулировки вопросов являются наиболее привычными и основываются на принципах классификации, кумуляции (накапливания) и сочетания (Табл. № 1).

Принцип классификации определяет ответы (верный и дистракторы), подобранные содержательно в соответствии с темой.

Принцип кумуляции имеет характер накопления данных в ответах. Каждый последующий ответ вбирает в себя содержание предыдущего и имеет дополнительную информацию. Самый полный ответ необязательно является правильным.

Принцип сочетания дополнительно имеет правило цепочки. Последнее слово первого ответа становится первым словом последующего.

Выполнение задания в тестовой форме рассчитано на 60 – 80 минут учебного времени. Так как вопросы имеют междисциплинарный характер, время для обдумывания ответов на каждый вопрос 3 – 4 минуты.

Система оценивания теоретического задания определяется количеством правильных ответов. Максимальное количество баллов – 20.

Правильность ответов и критерии оценивания определяются по «Эталону к тесту» (Табл. № 2), который является ключом к заданию в тестовой форме.

Для удобства выполнения задания в тестовой форме аттестующимся студентам предлагается бланк ответов в таблице № 3.

Критерии оценивания: 19 – 20 баллов – «5», 16 – 18 баллов – «4», 13 – 15 баллов – «3», менее 13 баллов – «2»

Таблица № 1

Матрица принципов построения задания

задания

Принцип построения задания

задания

Принцип построения задания

1

Классификация

11

Сочетание (правило цепочки)

2

Сочетание (правило цепочки)

12

Кумуляция (накопление)

3

Кумуляция (накопление)

13

Классификация

4

Классификация

14

Классификация

5

Кумуляция (накопление)

15

Кумуляция (накопление)

6

Классификации

16

Сочетание (правило цепочки)

7

Сочетание (правило цепочки)

17

Классификация

8

Классификация

18

Сочетание (правило цепочки)

9

Кумуляция (накопление)

19

Классификация

10

Классификация

20

Кумуляция (накопление)

Итого

Классификация

9 вопросов

Кумуляция (накопление)

6 вопросов

Сочетание (правило цепочки)

5 вопросов



Таблица № 2

Эталон к тесту





Бланк ответов студента


Фамилия, имя ___________________________________________________

Группа __________

Дисциплина ____________________________________________________


Тестовое задание для промежуточной аттестации

Уважаемый студент!

Вам предлагается выполнить зачётное задание в тестовой форме для определения уровня теоретических знаний по дисциплине «Автоматика». Тест содержит 20 вопросов. Каждый вопрос имеет 5 вариантов ответов, из которых верным может быть только 1. Выбранные варианты проставляются в бланке ответов. Верный ответ оценивается в 1 балл. Максимальное количество баллов – 20.

Удачи!

1. Техническая установка, процессы в которой регулируются с помощью специальных технических средств, называется:

а) система управления;

б) теория управления;

в) параметр управления;

г) сигнал управления;

д) объект управления.

2. Биметаллический датчик, действие которого основано на различии температурных коэффициентов различных металлов, называется:

а) датчик перемещения;

б) датчик скорости;

в) датчик давления;

г) датчик температуры;

д) датчик напряжения.

3. Источником электрической энергии в цепях систем автоматического управления может служить:

а) генератор;

б) генератор и аккумулятор;

в) генератор, аккумулятор и трансформатор;

г) генератор, аккумулятор, трансформатор и манипулятор;

д) генератор, аккумулятор, трансформатор, манипулятор и коммутатор.

4. Режим работы, при котором приток энергии или вещества равен оттоку, и объект находится в состоянии равновесия, называется:

а) статический;

б) возмущающий;

в) импульсный;

г) функциональный;

д) динамический.

5. Усилители, регулирующие мощность входящих сигналов, бывают нескольких видов:

а) магнитные;

б) магнитные и электромашинные;

в) магнитные, электромашинные и полупроводниковые;

г) магнитные, электромашинные, полупроводниковые и операционные;

д) магнитные, электромашинные, полупроводниковые, операционные и универсальные.

6. Контакты реле, выполненные в виде конуса и плоскости или полусферы и плоскости, относятся виду контактов:

а) линейных;

б) роликовых;

в) плоскостных;

г) скользящих;

д) точечных.

7. Статическая характеристика измерительных преобразователей изображается графиком и может быть:

а) гистерезисной и насыщенной;

б) насыщенной и линейной;

в) линейной и нелинейной;

г) нелинейной и релейной;

д) релейной и гистерезисной.

8. Разновидность электропривода, принцип действия которого аналогичен принципу действия силовых электродвигателей:

а) электрические сервоприводы;

б) гидравлические двигатели;

в) сервоприводы с магнитными муфтами;

г) пневматические двигатели;

д) шаговые сервоприводы.

9. Течение технологического процесса в объекте управления изменяют факторы:

а) возмущающие;

б) возмущающие и управляющие;

в) возмущающие, управляющие и регулируемые;

г) возмущающие, управляющие, регулируемые и функционирующие;

д) возмущающие, управляющие, регулируемые, функционирующие и информирующие.

10. Датчики, действие которых основано на преобразовании изменении светового потока в изменение электрических параметров полупроводникового элемента, называются:

а) ёмкостные;

б) индуктивные;

в) фотоэлектрические;

г) индукционные;

д) электроконтактные.

11. Апериодические звенья системы автоматического управлении бывают двух видов:

а) интегрирующее и колебательное;

б) колебательное и усилительное;

в) усилительное и инерционное;

г) инерционное и статическое;

д) статическое и интегрирующее.

12. Элементами системы автоматического управления считаются:

а) датчики;

б) датчики и усилители;

в) датчики, усилители и стабилизаторы;

г) датчики, усилители, стабилизаторы и реле;

д) датчики, усилители, стабилизаторы, реле и исполнительные устройства.

13. Усилитель, работающий по принципу изменения индуктивности обмоток переменного тока при подмагничивании сердечника, называется:

а) магнитный;

б) электромашинный;

в) операционный;

г) электрометрический;

д) многокаскадный.

14. Электрометрические, механические, пневматические и гидравлические измерительные преобразователи относятся к классу по определённому признаку:

а) по виду функции преобразования;

б) по соотношению между входной и выходной величинами;

в) по виду используемой энергии;

г) по характеру преобразования входной величины в выходную;

д) по виду структурной схемы.

15. Особенностью реле является последовательность функциональных этапов:

а) срабатывание;

б) срабатывание и работа;

в) срабатывание, работа и отпускание;

г) срабатывание, работа, отпускание и покой;

д) срабатывание, работа, отпускание, покой и ожидание.

16. Общей характеристикой исполнительных устройств является перемещение, которое имеет скорости:

а) линейную и импульсную;

б) импульсную и динамическую;

в) динамическую и специфическую;

г) специфическую и статическую;

д) статическую и линейную.

17. Элементы автоматики, не получившие окончательного конструктивного исполнения, относятся к классу:

а) элементы усиления;

б) вспомогательные элементы;

в) элементы распределения;

г) дополнительные элементы;

д) элементы сравнения.

18. По принципу производимого преобразования различают два вида датчиков:

а) измерительные и преобразовательные;

б) преобразовательные и параметрические;

в) параметрические и генераторные;

г) генераторные и двигательные;

д) двигательные и измерительные.

19.Типовые звенья САУ имеют частотные характеристики, одна из которых практически используется наиболее часто:

а) ЛФЧХ;

б) АЧХ;

в) ФЧХ;

г) АФХ;

д) ЛАЧХ.

20. К общим характеристикам элементов автоматики относятся:

а) коэффициент передачи;

б) коэффициент передачи и абсолютная погрешность;

в) коэффициент передачи, абсолютная погрешность и относительная погрешность;

г) коэффициент передачи, абсолютная погрешность, относительная погрешность и приведённая погрешность;

д) коэффициент передачи, абсолютная погрешность, относительная погрешность, приведённая погрешность и порог чувствительности.


Информационное обеспечение обучения


Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы

Основные источники:

1. Шишмарёв В. Ю. Атоматика : учебник для студ. сред. проф. образования / В. Ю. Шишмарёв. – 3-е изд., стер. – М. : Издательский центр «Академия», 2010.

Дополнительные источники:

Интернет-ресурсы

  1. Все об электрике от А до Я. fazaa.ru

  2. Информационный сайт для электрика. electricdom.ru

  3. Онлайн журнал электрика. elektrica.info

  4. Сам себе электрик. Всё об электричестве. trigada.ucoz.com

  5. Школа для электрика: элементы автоматики. www.ElectricalSchool.info






Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Автор
Дата добавления 17.11.2016
Раздел Другое
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров84
Номер материала ДБ-360233
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх