Автоматизация сварочных процессов

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ДОНСКОЙ ГОСУДКАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(ДГТУ)

 

Факультет «Машиностроительные технологии и оборудование»

Кафедра «Машины и автоматизация сварочного производства»

 

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по УР

___________ А.С. Коробцов

«___»___________ 2008 г.

Рег. № ________

 

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

 

По дисциплине    СД.Ф. 05.  Автоматизация сварочных процессов

По специальности  150202 «Оборудование и технология сварочного производства»

Форма и срок  освоения ООП очная, заочная, нормативный срок 5,5 лет

Всего учебных часов                        92 (час)

Из них:

Лекций                                              34 (час)

Лабораторных занятий                    16 (час)

Практических занятий                     -

Всего часов на самостоятельную

работу студента                                42 (час)

Курсовой проект (работа)               -

 

ФОРМА КОНТРОЛЯ

Экзамен                     10 (семестр)

Зачет                          -

Адрес электронной версии программы 

 

Ростов-на-Дону

2008

 

Лист согласования

Рабочая программа по учебной дисциплине «Автоматизация сварочных процессов» составлена в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по  специальности 150202 Оборудование и технология сварочного производства относится к циклу  специальных   дисциплин специальности.

Специализация – Производство сварных конструкций.

Шифр дисциплины по стандарту  СД.Ф.05.

Рабочая программа составлена Ленивкиным В.А. професором, доктором техн. Наук и рассмотрена на заседании кафедры «Машины и автоматизация сварочного производства»

Протокол № ____ от «___» ______ 2008 г.

Зав. кафедрой «МиАСП»     ____________ В.Ф. Лукьянов

 

Одобрена советом специальности 150202

 

Председатель совета            ____________ В.Ф. Лукьянов

«___» ______ 2008 г.

 

СОГЛАСОВАНО:

 

Декан факультета                  ____________ В.Н. Аксенов

«___» ______ 2008 г.

 

Заведующая организационно-методическим

Отделом                                ____________ А.И. Азарова

«___» ______ 2008 г.

 

Структура и содержание рабочей программы

 

Раздел 1. Общие положения

 

Дисциплина «Автоматизация сварочных процессами» охватывает основные области технических знаний, связанных с применением и использованием электроавтоматики в технологических процессах сварочного производства.

1.1 Цель и задачи дисциплины, её место в учебной программе.

Ознакомить студентов с возможностями и принципами автоматического управления сварочными процессами; выбором технических средств автоматизации. Подготовить к грамотной эксплуатации конкретных автоматических систем и автоматизированных комплексов при изготовлении сварных конструкций различными способами сварки; помощь молодому специалисту научиться ставить и решать задачи совершенствования сварочных производственных процессов.

1.2 Объём знаний, излагаемых в дисциплине, ориентирован на формирование технического кругозора будущих специалистов в технике и технологии машиностроения. Полученная ими информация необходима для последующей производственно-технологической, организационно-управлен­ческой, проектно-конструкторской и исследовательской деятельности в соответствии с квалификацией специалиста направления 150200 по программе 150202 «Оборудование и технология сварочного производства».

В результате изучения дисциплины специалист должен знать:

-     основные понятия и определения автоматического управления;

-     принципы работы элементов автоматики;

-     принципы управления энергетическими режимами различных способов сварки;

-     принципы построения систем управления процессами сварки;

-     пользоваться типовыми разработками;

-     разработать принципиальную систему автоматического управления процессами сварки;

-     перспективы развития автоматизации сварочных процессов.

В результате изучения дисциплины специалист должен уметь:

-     обосновывать выбор элементов и устройства для автоматического управления сварочными процессами;

-     пользоваться справочной технической литературой;

-     проектировать системы автоматического управления;

-     разрабатывать алгоритмы управления режимами сварки.

1.3 Дисциплина "Автоматизация сварочных процессов" является одной из завершающих дисциплин подготовки специалиста и дает целостное пред­ставление о месте автоматизации процессов сварка при изготовлении металлоконструкций в различных отраслях машиностроения. При изложении материала дисциплины предполагается, что студенты усвоили общенаучные дисциплины:

физику (основные законы электричества), математику (дифференциальное и интегральное исчисление,  основы теории линейных уравнений),

основы электротехники (электрические цепи постоянного и переменного тока, электрические машины);

 и основные специальные сварочные дисциплины (теория сварочных процессов, источники питания для сварки, сварочное оборудование для различных способов сварки, вспомогательное оборудования для сборки и перемещения изделия или оборудования сварочного).

 

Раздел 2 Тематический план и содержание дисциплины

 

Выписка из ГОС

Шифр дисциплины

Название дисциплины и ее содержание

Количество часов

СД05

Автоматизация сварочных процессов

Основы теории автоматического регулирования и управления, основные понятия и определения, элементы автоматики, динамика и статика систем автоматического регулирования, автоматизация основных и вспомогательных сварочных операций, связанных со сварочным процессом и изменением пространственного положения изделия и сварочной головки, особенности автоматизации сварочных процессов как части комплексной механизации и автоматизации сварочного производства, разомкнутые системы автоматического управления, системы стабилизации, системы программного управления и регулирования, следящие системы, кибернетические системы управления; перспективы развития автоматизации сварочных процессов

85

 

Раздел

№ дидактической единицы

Тема, литература

Содержание

 

1

2

3

4

Автоматическое управление

ДЕ 1 Системы

автоматического управления (САУ)

1.1 Понятие о САУ [7.1.1, 7.1.2, 7.3.1]

Понятие о управлении и регулировании Разомкнутые и замкнутые САУ.  Понятия об обратных связях

1.2 Принципы построения САУ

[7.1.1, 7.1.2, 7.3.1]

Построение САУ  по отклонению, по возмущению, комбинированные системы управления

1.3 Системы стабилизации [7.1.1, 7.1.2]

Устройство, принцип работы, характер изменения выходных параметров на примерах САУ сварочными процессами

1.4 Программные САУ [7.1.1, 7.1.2]

Устройство, принцип работы, характер изменения выходных параметров на примерах САУ сварочными процессами

1.5 Следящие. САУ [7.1.1, 7.1.2]

Устройство, принцип работы, характер изменения выходных параметров на примерах САУ сварочными процессами

1.6 Функциональная схема САУ [7.1.1, 7.3.1]

Элементы структурной схемы САУ. Обозначение элементов, входные и выходные величины элементов и системы

Статика систем регулирования

ДЕ 2 Статические и астатические САУ

2.1 Статика САУ

[7.1.1, 7.1.2, 7.3.1]

Понятие о статическом  регулировании. Основные свойства статики регулирования. Примеры применения в сварочном производстве

2.2 Астатические САУ [7.1.1, 7.1.2, 7.3.1]

Понятие об астатическом регулировании. Основные свойства астатического регулирования. Примеры применения в сварочном производстве

Элементы автоматики

ДЕ 3 Элементы автоматики

3.1 Исполнительные устройства [7.1.1]

Назначение, устройство принцип работы

3.2 Датчики [7.1.1, 7.3.1]

Разновидности датчиков. Основные свойства. Примеры применения датчиков в сварочном оборудовании

Регуляторы дуговой сварки

ДЕ 4 Регуляторы электрических параметров дуговой сварки

4.1 Автоматические регуляторы напряжения дуги (АРНД) [7.1.1, 7.1.2, 7.3.1]

Устройство, принцип действия АРНД. Статические характеристики регуляторов АРНД, статические ошибки 

4.2 Автоматические регуляторы дуговой сварки (АРДС) [7.1.1, 7.1.2, 7.3.1]

Устройство, принцип действия АРДС. Статические характеристики регуляторов АРДС, статические ошибки. Статические ошибки (тока и напряжения дуги) при возмущении по напряжению сети

Динамика регулирования

ДЕ 5

Динамика регулирования

5.1  Анализ динамики систем саморегулирования [7.1.1, 7.1.2, 7.3.1]

Элементарные звенья динамики САР. Составление структурной схемы саморегулирования. Преобразование структурной схемы, Нахождения необходимой передаточной функции. Определение закона переходного процесса

5.2  Устойчивость

САУ [7.1.1, 7.1.2, 7.3.1]

Рассмотрение критериев устойчивости. Определение устойчивости системы саморегулирования дуговой сварки 

Системы автоматического регулирования процессами сварки

ДЕ 6 Разновидности систем регулирования процессами дуговой сварки

6.1  САУ технологическими параметрами сварочных процессов. [7.1.1, 7.1.2, 7.3.1]

Системы автоматического управления вылета (АРВ) электрода. Устройство, принцип работы.

6.2  САУ энергетическими параметрами процесса   [7.1.1, 7.1.2, 7.3.1, 7.3.3

Системы автоматического управления тока дуги с воздействием на питающую систему. Устройство, принцип работы.  

6.3   САУ при сварке неплавящимся электродом. [7.1.1, 7.1.2, 7.3.1]

Системы автоматического управления параметров дуги при сварке неплавящимся электродом. Устройство, принцип работы.

6.4   САУ проплавлением [7.1.1, 7.1.2, 7.3.1]

Системы автоматического управления проплавления при дуговой, плазменной и электронно-лучевой сварке.

6.5  САУ переносом электродного металла  [7.1.1, 7.3.1]

САУ переносом металла при сварке длиной и короткой дугой. Устройство, принцип работы.

ДЕ 7 САУ электрошлаковой сварки

(ЭШС)

7.1.  САУ электрическими параметрами процесса  [7.1.1, 7.1.2, 7.3.1]

Системы управления током и напряжением при  ЭШС. Устройство, принцип работы.

7.2. САУ уровня металлической ванны

Системы управления уровня металлической и шлаковой ванны. Устройство, принцип работы.

ДЕ 8 CАУ контактной сваркой

8.1    CАУ контактной точечной сваркой. [7.1.1, 7.1.2, 7.3.1]

САУ электрическими параметрами контактной сварки. Обобщенная функциональная  схема. Устройство, принцип работы. Регуляторы перемещения электродов под действием теплового расширения металла

8.2  САУ стыковой сваркой  [7.1.1, 7.1.2, 7.3.1

САУ физическими  параметрами процесса при стыковой сварке оплавлением

Алгоритмы управления процессами сварки

ДЕ 9 Алгоритмы управления процессами сварки

9.1  Алгоритмы управления процессами  дуговой и контактной сварки  [7.1.1, 7.1.2, 7.3.1]

Составление алгаритмов управления контактной и дуговой сваркой. Контроль качества сварных швов и непрямое управление процессом

9.2   Управление дуговой сваркой [7.1.1, 7.1.2, 7.3.1]

Управление процессаом дуговой сварки плавлением.

9.3.   Управление контактной сваркой [7.1.1, 7.1.2, 7.3.1]

Управление процессом контактной сварки.

Алгоритмизированные системы управления сваркой

ДЕ 10 Алгоритмизированные САУ

10.1 САУ дуговой и контактной сварк  [7.1.1, 7.1.2, 7.3.1]

Назначение, функции и особенности построения систем управления процессами

10.2 Измерительные системы  [7.1.1, 7.1.2, 7.3.1]

Измерение параметров режима сварки в системе управления дуговой и контактной сваркой. Устройство, принцип работы.

10.3  Системы контроля. Программное обеспечение.   [7.1.1, 7.1.2, 7.3.1]

Системы контроля и управления, аппаратное и программное обеспечение. Устройство, принцип работы.

 

Раздел 3 Распределение бюджета времени по видам занятий

 

3.1 Лекционные занятия

 

№ рейтингового

блока

№ дидактической единицы

№ темы

Объем времени, час

очный

заочный

 

1

2

3

4

5

 

ДЕ1.

 

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1

1

1

-

-

1

1

 

 

ДЕ 2.

2.1

2.2

2

-

1

-

 

ДЕ 3.

3.1

3.2

2

2

0,5

-

 

ДЕ.4

4.1

4.2

2

2

1

 

 

ДЕ 5

5.1

5.2

2

2

1

 

ДЕ 6

6.1

6.2

6.3

6.4

6.5

1

1

1

1

2

1

-

-

-

-

 

ДЕ 7

7.1

7.2

2

–

0,5

-

 

ДЕ 8

8.1

8.2

2

1

-

 

ДЕ 9

9.1

9.2

9.3

2

1

-

-

 

ДЕ 10

10.1

10.2

10.3

1

1

-

-

Итого

34

6

 

3.2 Лабораторные и практические занятия

 

№ рейтингового блока

Тема и содержание лабораторного занятия

№ темы

Объем времени, час

очная

заочная

 

1

2

3

4

5

 

Исследование системы контроля и управления температурой печи для сушки электродов

1.3

4

-

 

 Автоматическое управление напряжением сварочных генераторов

2.1

4

4

 

 Изучение и исследование системы управления переносом металла при дуговой сварке плавящимся электродом

6.5

4

-

 

Исследование работы регулятора цикла сварки РЦС-405

9.1

4

-

 

 

Итого

16

4

Практические занятия

 

Автоматическое управление напряжением сварочных генераторов

2.1

-

4

 

3.3 Самостоятельная работа студента

 

№ п/п

Вид самостоятельной работы

Объем времени, час

Рекомендуемая литература

очная

заочная

 

1

2

3

4

5

1

 

1.1

Изучение теоретического материала дисциплины

Очное обучение по темам 1.4, 1.5, 2.1, 2.2, 7.1, 7.2, 8,2, 9.3

 

 

34

 

 

-

7.1.1, 7.1.2, 7.3.1, 7.3.2, 7.3.3

1.2

Заочное обучение по темам 1.6, 2.2, 3,2,  4,2,  6.2 –6.5,  7.2,  8.1–8.2, 9.1-9.3, 10.1 –10.3

 

43

 

2

Подготовка к выполнению лабораторных работ

8

8

7.4.1, 7.4.2, 7.4.3, 7.4.4,

3

Выполнение контрольных заданий

 

12

7.1.1, 7.1.2, 7.3.1, 7.3.2, 7.3.3, 7.6.1, 7.6.2

Итого

40

63

 

 

Раздел 4 Организация итогового и промежуточного контроля знаний

 

4.1 Комплект тестовых вопросов по дисциплине в количестве 85, охватывающих все разделы дисциплины.

4.2 Технические средства обучения и контроля: эпидиаскоп, компьютер, мультимедийный проектор, интерактивные тесты, мультимедийный электронный учебник.

 

 

Раздел 5 Программно-информационные обучающие материалы

 

5.1 Электронные контрольно–измерительные приборы для  идентификации технических характеристик систем управления сварочным оборудованием.

 

Раздел 6 Материально-техническое обеспечение дисциплины

 

Перечень оборудования:

6.1 Лабораторный действующий макет «Системы контроля и управления температурой печи»

6.2 Лабораторная установка для исследования автоматического управление напряжением сварочных генераторов.

6.3 Действующий макет импульсного источника питания для изучение и исследование системы управления переносом металла при дуговой сварке плавящимся электродом.

6.4 Регулятора цикла сварки РЦС-405.

6.5 Осциллографы С-I -70, C-I-72.

6.6 Генераторы сигналов Г5-56, Г3-52.

6.7 Источники питания Б5-47.

 

Раздел 7 Литература Карта методического обеспечения дисциплины

 

№

Автор

Название

Издательство

Гриф

издания

Год

издания

Кол-во

в библиотеке

Наличие

на электронных

носите

лях

Электронные уч. пособия, размещенные

на сайте ЦДО (кафедры)

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

7.1 Основная литература

7.1.1

Ленивкин В.А.

Автоматизация сварочных процессов

ДГТУ

УМО

2008

50

+

 

7.1.2

Ленивкин В.А., Варухак Е.Н.,

Павленко А.В.

 Автоматизация сварочных процессов .

ДГТУ

УМО

2003

20

 

 

 

7.2 Периодическая литература

7.2.1

 

Сварочное производство

 

Журнал

с 1955

 

 

 

7.2.2

 

Автоматическая сварка

 

Журнал

с 1960

 

 

 

7.2.3

 

Сварка и диагностика

 

Журнал

с 2007

 

 

 

 

7.3 Дополнительная литература

7.3.1

Ленивкин В.А., Петров П.И

 Автоматизация сварочных процессов. Системы автоматического управления: : Учеб. пособ.

ДГТУ

 

1993

94

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

7.3.2

Ленивкин В.А., Петров П.И.

Автоматизация сварочных процессов .Датчики: Учеб. пособие.

ДГТУ

 

1993

100

 

 

7.3.3

Ленивкин В.А., Петров П.И.

Автоматизация сварочных процессов . Элементы промышленной электроники в сварке:: Учеб. пособие.

ДГТУ

 

1993

96

 

 

7.3.4

Ленивкин В.А

Тестовые вопросы для подготовки к междисциплинарному экзамену по специальности 150202 Оборудование и технология сварочного производства»

Издательский центр ДГТУ

 

2006

100

 

+

 

7.4 Лабороторные занятия

7.4.1

 

 Исследование системы контроля и управления температурой печи для сушки электродов

ДГТУ

 

2007

20

+

 

7.4.2

 

 Автоматическое управление напряжением сварочных генераторов

ДГТУ

 

2007

24

+

 

7.4.3

 

 Изучение и исследование системы управления переносом металла при дуговой сварке плавящимся электродом

ДГТУ

 

2007

24

+

 

7.4.4

 

Исследование работы регулятора цикла сварки

РЦС-405

ДГТУ

 

2007

24

+

 

 

7,5

 

Курсовой проект

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

7.6.1

 

Контрольные работы

 

Программа, метод. указания,варианты контрольных работ 

ДГТУ

 

2008

30

+

+

 

Экспертное заключение

ГОУ ВПО

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

Совет специальности 150202  по рабочей программе дисциплины «Автоматизация сварочных процессов», предусмотренной учебным планом подготовки специалистов по направлению 150200 Машиностроительные технологии и оборудовании специальности «Оборудование и технология сварочного производства».

Рассмотрев структуру, содержание и качество оформления рабочей программы по дисциплине совет отмечает:

- рабочая программа по содержанию соответствует Государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования в части выполнения требований, предъявляемых к уровню профессиональной квалификации выпускников, их знаний и навыков по соответствующему циклу дисциплин и по самой дисциплине, а так же требованиям Стандарта ДГТУ;

- соотношение объемов основных разделов выбраны логично в целесообразных пропорциях;

- бюджет времени, отводимый на различные виды аудиторных занятий, согласуется с бюджетом времени, выделяемого для выполнения самостоятельной работы;

- достаточную полноту информационно-методического обеспечения (подготовлен электронный учебник «Автоматизация сварочных процессов», разработаны методические материалы для самостоятельной проработки отдельных разделов дисциплины).

Совет рекомендует: в соответствии с перечнем рекомендуемых средств интенсивного обучения для Вузов подготовить заявку для издания учебного пособия через РИЦ университета, приобрести современные электронные приборы (осциллографы, электронные измерительные приборы)

На основании выше изложенного совет специальности предлагает утвердить рабочую программу по дисциплине «Автоматизация сварочных процессов», представленную на экспертизу.

 

Председатель совета специальности                                В.Ф.Лукьянов

 

Члены экспертной группы:                                                Ю.Г. Людмирский

Е.Л. Стрижаков

А.А. Чуларис

ЦДО ДГТУ © 2010