Методические указания к практическим занятиям по дисциплине icon

Методические указания к практическим занятиям по дисциплине




НазваниеМетодические указания к практическим занятиям по дисциплине
Дата конвертации15.07.2013
Размер131.05 Kb.
ТипМетодические указания
источник


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

УКРАИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ


МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ


к практическим занятиям по дисциплине:


ТЕОРИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ”

для студентов ІI курса дневной формы обучения

по специальности 8.090220 - „Оборудование химических производств и предприятий строительных материалов”.

Часть 1. Алгоритм декомпозиции и синтеза технических систем с использованием современных программных пакетов. Общие сведения.




Утверждено на заседании

кафедры оборудования химических

производств


Протокол № 12 от 27.12.2006 р.


Днепропетровск

УГХТУ

2007


МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к практическим занятиям по дисциплине

^ „ТЕОРИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ” для студентов ІI курса дневной формы обучения

по специальности 8.090220-„Оборудование химических производств и предприятий строительных материалов”. Часть 1. Алгоритм декомпозиции и синтеза технических систем с использованием современных программных пакетов. Общие сведения.

Сост.: С.М. Русалин, В.М.Задорский.

Днепропетровск: УГХТУ, 2007.- с.


Составители: С.М. Русалин, канд.техн.наук

В.М.Задорский, д-р техн. наук


Ответственный за выпуск В.Л.Юшко, д-р. техн. наук


Учебное издание


Методические указания к практическим занятиям по дисциплине:

^ ТЕОРИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ”

для студентов ІI курса дневной формы обучения

по специальности 8.090220-„Оборудование химических производств и предприятий строительных материалов”. Часть 1. Алгоритм декомпозиции и синтеза технических систем с использованием современных программных пакетов. Общие сведения.


Составители: С.М. Русалин,

В.М.Задорский.


Редакторы: _______________


Корректор: _______________


Подписано к печати. 2007. Формат 60х84 1/16. Бумага печать.№2.

Печать. Офсетный. Умов.-друк.арк.0,51 Облік.-вид.арк.0,54.Тираж 100 прим.

Зам. №___. Свидетельство ________ от __.__._________ г.

УДХТУ, 49005, Дніпропетровськ, 5,просп. им..Гагаріна,8.

Участок оперативной полиграфии _____________

СОДЕРЖАНИЕ


Вступление…………………..……………………………………..….3


  1. Основные понятия и принципы теории систем ..………......4




  1. Иерархическая структура химических производств ….5




  1. Программный пакет параметрического моделирования SolidWorks …………………………………………………..…..6




  1. Программа «eDrawings» пакета SolidWorks ………………..7




  1. Рекомендуемая литература ……………………………………8



ВСТУПЛЕНИЕ


Актуальной современной задачей является создание эффективных технических систем – механизмов, машин, установок, роботов и пр. Теория технических систем – это наука о том, как анализировать и создавать такие системы.

Главное в курсе «Теория технических систем» - это знание, понимание и умение использовать системный анализ. При изучении курса студенты должны приобрести первоначальные знания и умения по системному анализу и практике его применения. Это поможет им далее понимать и уметь решать проблемы при решении комплексных задач создания оптимальных химико-технологических производств

 На практических занятиях студенты самостоятельно будут реализовывать синтез аппаратов из структурных составляющих, элементов. Выполнение этих работ будет выполняться на персональных компьютерах с использованием самых современных программ. Работа сданными программными пакетами позволит в подробностях рассмотреть конструкции модулей, аппаратов, установок (на соответствующих объемных моделях) и реализовать процедуры анализа, декомпозиции, синтеза, не выходя из компьютерного зала.

^

1. Основные понятия и принципы теории систем.



Фундаментальная проблема общей теории систем – выяснение законов, определяющих принципы образования, поведения и развития любых реальных систем, где под системой понимают множество элементов произвольной материальной и абстрактной природы, находящихся в некоторых заданных отношениях друг к другу.


Под системой понимается множество элементов произвольной природы, которые связаны между собой и образуют определенную целостность.


Определение термина “система”, а именно: система - это многоуровневая конструкция из взаимодействующих элементов, объединяемых в подсистемы нескольких уровней для достижения единой цели функционирования (целевой функции).


^ По природе элементов различают материальные (конкретные, реальные) и абстрактные системы. Первые делят следующим образом:

- системы неорганической природы, например технические, физические, геологические, химические системы;

- живые системы - организмы, микроорганизмы, популяции, экологические системы.


По происхождению системы делят на :

- природные (образованные природой);

- искусственные (созданные людьми);

- смешанные.


Искусственные системы классифицируются на следующие группы:

  • Орудия труда

  • Механизмы

  • Машины

  • Автоматы

  • ЭВМ

  • Роботы

  • Базы данных

  • Базы знаний

  • Научные


В теории систем имеется свое "ядро", свой особый метод — системный подход к возникающим задачам. Сущность этого метода достаточно проста: все элементы системы и все операции в ней должны рассматриваться только как одно целое, только в совокупности, только во взаимосвязи друг с другом.


В связи с системами рассматриваются три типа задач:


1. Задача синтеза - задан характер функционирования и прочие требования к системе, нужно сформировать, синтезировать структуру из элементов более низкого иерархического уровня, которая удовлетворяет поставленным требованиям.


  1. Задача декомпозиции - задана структура, нужно определить функционирование системы.


3. Задача черного ящика - задана система, структура которой неизвестна или известна частично, нужно определить ее функционирование и, возможно, структуру.

^

Моделирование систем



Термин “модель” происходит от лат. modulus - образец. То есть модельявляется вспомогательным способом, который в определенной ситуации заменяет систему при исследовании ее свойств.

Модели могут быть не только материальными, но и идеальными, или абстрактными. Модели - это специальные системы, так что мир моделей – это системный мир. Особое значение в наше время приобретает математическое или машинно-информационное моделирование.

Из того, что модель есть целевым отображением некоторой системы или объекта, вытекает, что возможны различные модели того же самого объекта, ибо для различных целей нужны различные модели. Этот принцип многомодельности отображения объекта (явления) является одним из главных для современного системного анализа.


^ Общие принципы и методы системного анализа.

Принцип декомпозиции систем. Анализ и синтез систем.


Успех и значение анализа состоят не только в том, что целое разбивается на достаточно простые части, а и в том, что, объединяя, синтезируя эти части, можно вновь образовать целое. Момент воссоединения, агрегатирования частей в целое является конечным этапом анализа, что позволяет объяснить целое через части в виде структуры целого. Не только аналитический метод невозможен без синтеза (то есть агрегации частей в структуру), но и синтетический метод объединения частей в целое невозможен без анализа, так как необходима дезагрегация целого для пояснения функций частей.


Анализ и синтез дополняют, но не заменяют друг друга. Системные исследования соединяют оба указанных метода.

Операции разложения целого на части и объединения их в целое, то есть операции анализа и синтеза, в системных исследованиях называются декомпозицией и агрегатированием.

Анализ и синтез являются действиями, которые содержат простые операции декомпозиции и агрегатирования, которые, в свою очередь, можно разложить на мелкие элементы. При применении декомпозиции задача разделяется на подзадачи, система - на подсистемы, цели - на подцели и тому подобное. Повторяя этот процесс можно создать иерархическую древовидную структуру разделения.

Основой декомпозиции является модель системы. Поэтому полная декомпозиция (то есть то, насколько полон список частей целого) зависит от завершенности модели, ее полноты.
2. Иерархическая структура химических производств

В основу создания химических производств также положен системный подход, включающий декомпозицию системы, формирование иерархической структуры, координацию задач и т. д.

Рассмотрим иерархическую структуру ХТП . Каждый элемент низшего иерархического уровня является образующим, базовым, элементом последующего уровня


^ 1-й иерархический уровень: элемент аппарата (ЭА), например контактная ступень в колонном аппарате, перемешивающее устройство в реакторе и т. д.


2-й иерархический уровень: технологический модуль (ТМ) - единица оборудования минимальной сложности, выполняющая определенные технологические функции (нагревание, перемешивание, фильтрацию и т. д.). Примером ТМ является секция колонного тарельчатого аппарата, состоящая из цилиндрической царги и тарелок. ТМ может быть выполнен в виде неразборной конструкции либо из отдельных частей.


^ 3-й иерархический уровень: технологический аппарат (ТА) —технологическая единица оборудования, предназначенная для проведения технологических процессов различной сложности. тТА состоит из одного или нескольких ТМ и имеет патрубки подвода и отвода технологических потоков, теплоносителей, а также соответствующие датчики и средства управления.


^ 4-й иерархический уровень: технологическая установка (ТА) — конструктивно завершенный комплекс оборудования, включающий аппараты, трубопроводы, насосы, исходные и приемные емкости, средства контроля и управления, монтажные конструкции, предназначенные ц ля реализации одного или нескольких процессов химической технологии.


^ 5-й иерархический уровень: технологический комплекс (ТК) — установка с переменной структурой, снабженная хранилищем ТА, ТМ, ЭА, а также элементов коммуникационных линий и вспомогательного оборудования.


При проведении практических занятий по дисциплине «Теория технических систем» студенты рассмотрят различные варианты ЭА, ТМ, ТА, и ТУ. Также будут реализовываться процедуры декомпозиции установок, аппаратов, модулей на структурные составляющие более низкого иерархического уровня. Студенты самостоятельно будут реализовывать синтез модулей и аппаратов из структурных составляющих, элементов. Выполнение этих работ будет выполняться на персональных компьютерах с использованием самых современных программ. Описание используемых программ приводится ниже. Работа сданными программными пакетами позволит в подробностях рассмотреть конструкции модулей, аппаратов, установок (на соответствующих объемных моделях) и реализовать процедуры анализа, декомпозиции, синтеза, не выходя из компьютерного зала.

^

3. Программный пакет параметрического моделирования SolidWorks




Система твёрдотельного параметрического моделирования SolidWorks разработана компанией SolidWorks Corporation (США).

Система автоматизированного проектирования SolidWorks создана для использования на персональном компьютере в операционной среде Microsoft Windows. В SolidWorks используется новый принцип проектирования, что позволяет конструктору создавать объемные детали и компоновать сборки в виде трехмерных электронных моделей, по которым создаются двухмерные чертежи и спецификации в соответствии с требованиями ЕСКД.

SolidWorks даёт каждому конструктору возможность использовать на своём рабочем месте последние достижения науки в области проектно-конструкторских технологий для разработки сложных деталей и сборок изделий в различных областях техники. За 6 лет поставок системы, SolidWorks продал более чем 180000 рабочих мест программного обеспечения. SolidWorks имеет офисы во всем мире и поставляет свои системы через сеть 230 реселеров в 70 странах.

SolidWorks создан на основе последних достижений науки. Он сочетает в себе лучшие черты идеологии проектирования доступные ранее только дорогостоящим системам тяжелого класса. Пользовательский интерфейс реализован на качественно новом уровне и является отличительной чертой системы. Эффективная работа обеспечивается не на дорогостоящих компьютерных станциях, а на персональных компьютерах.

SolidWorks является системой моделирования специально спроектированной для Windows. Полноценное сочетание передовых технологий моделирования и нового пользовательского и системного интерфейса выводит систему в лидеры. При этом проектирование с помощью SolidWorks является для конструктора интуитивно простым и удобным, полностью соответствуя привычным для него навыкам и методам работы.

Интерфейс системы отличается максимальной продуманностью, удобством работы и доступностью для понимания.

SolidWorks максимально использует все преимущества операционных систем Windows.


Трехмерное моделирование изделий дает массу преимуществ перед традиционным двумерным проектированием, например, исключение ошибок собираемости изделия еще на этапе проектирования, создание по электронной модели детали управляющей программы для обработки на станке с ЧПУ. С помощью программы SolidWorks можно увидеть будущее изделие со всех сторон в объеме и придать ему реалистичное отображение в соответствии с выбранным материалом для предварительной оценки дизайна.




Рис. 1 Модель, сборка, чертеж




Рис.2 Построение 3D модели


Модули SolidWorks позволяют:

    • создавать фотореалистичные изображения;

    • создавать презентационные видеоролики;

    • создавать трехмерные разводки кабелей электрических систем и трубопроводов;

    • созданвать автономно просматриваемые чертежи и модели, для обмена информацией с партнерами не имеющими SolidWorks

Уникальные средства SolidWorks для работы со сборками позволяют объединять в одной сборке сотни разнотипных деталей и подсборок и строить необходимые сборочные единицы, не выходя в режим создания деталей. На протяжении жизни изделия структура сборки доступна для обработки и изменения, при этом непосредственно в режиме сборочной единицы могут быть изменены любые параметры отдельных деталей.
После создания твёрдотельной модели существует возможность автоматического получения рабочих чертежей детали или сборки с изображениями видов, проекций, простановки основных размеров и обозначений. Процесс построения чертежа упрощается за счет автоматического формирования видов, разрезов, изометрических изображений, выбора любого международного стандарта размеров, обозначений шероховатости, допусков, обозначений сварки, выносок и т.д., в том числе и ЕСКД. Система позволяет управлять размерами, шрифтами, чертежными линиями, размерными числами, автоматически создавать спецификации сборок.

SolidWorks, благодаря широким возможностям геометрического моделирования и интегрированным средствам инженерного анализа, является именно тем высокоточным и надежным инструментом, который максимально востребован сегодня в передовых областях науки и техники. К примеру, с помощью SolidWorks в Национальной оптической лаборатории США был спроектирован инфракрасный спектрограф для 8-метрового телескопа, который сейчас эксплуатируется в обсерватории в Чили. А в последнее время у мирового сообщества SolidWorks появился новый повод для гордости. Как известно, в январе этого года американские марсоходы Spirit и Opportunity совершили успешную посадку на Марсе и приступили к проведению исследований его поверхности. «Нам очень приятно отметить тот факт, что одно из ответственных устройств марсохода и его рабочий инструмент — рука робота-манипулятора спроектирована в SolidWorks», — сказал г-н Мак-Элени –президент компании.


^ 4. Программа «eDrawings» пакета SolidWorks

eDrawings является запатентованным программным продуктом SolidWorks Corp, предназначенным для представления чертежей и моделей в специальном формате, который позволяет просматривать и выводить на печать 2D- и 3D-геометрию, сохранять чертежи в виде компактных exe-файлов, HTML-страниц и в других форматах. Модуль eDrawings может быть использован как средство коллективной работы над проектом или в качестве генератора интерактивных моделей и чертежей для ИЭТР. Ожидается, что уже в ближайшем будущем новейшие технологии eDrawings смогут занять место таких средств общения, как FTP-сайты, факсимильные сообщения и экспресс-почта, а возможность встраивания объектов eDrawings в электронную почту вкупе с бесплатной версией делает это приложение поистине незаменимым. Бесплатную версию eDrawings можно загрузить через Интернет с сайтов http://www.solidworks.com/ (версия для SolidWorks и AutoCAD).

Рекомендуемая литература.


  1. Кафаров В. В., Дорохов Н. Н. Системный анализ процессов химической технологии. М.: Наука, 1988.

2. 3адорский В. М. Интенсификация химико-технологических процессов на основе системного подхода. Киев; Техника, 1989.





15

1

14


2

13


3

12


4

11


5

10


6

9


7

8



Похожие:

Методические указания к практическим занятиям по дисциплине iconМетодические указания к практическим занятиям по дисциплине
Оборудование химических производств и предприятий строительных материалов”. Часть Алгоритм декомпозиции и синтеза технических систем...
Методические указания к практическим занятиям по дисциплине iconМетодические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Методика профессионального обучения» для студентов всех форм обучения
Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Методика профессионального обучения». Екатеринбург, фгаоу впо «Рос...
Методические указания к практическим занятиям по дисциплине iconМетодические указания для выполнения контрольной работы по дисциплине «Налоги и налогообложение»
Методические указания для выполнения контрольной работы по дисциплине «Налоги и налогообложение» (для студентов заочной и заочной...
Методические указания к практическим занятиям по дисциплине iconУчебник по метрологии Антропов: Измерения в электрических цепях Методичка: Хроносов Г. С. метрология 1997 учебная программа по дисциплине и методические задания и указания для выполнения контрольных работ
Методичка: Хроносов Г. С. метрология 1997 учебная программа по дисциплине и методические задания и указания для выполнения контрольных...
Методические указания к практическим занятиям по дисциплине iconКонтрольные вопросы для подготовки к экзамену Методические указания по выполнению контрольной работы: > 1 Задание на контрольную работу
Настоящие методические указания составлены в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального...
Методические указания к практическим занятиям по дисциплине iconМетодические указания по выдаче специальных разрешений (лицензий) на виды деятельности, связанные
Методические указания предназначены для применения при организации и осуществлении лицензионной деятельности органами Госгортехнадзора...
Методические указания к практическим занятиям по дисциплине iconМетодические указания для выполнения контрольной работы для студентов-заочников
Методические указания разработаны на кафедре «Прикладная экономика» пгта и предназначены для студентов заочной формы обучения
Методические указания к практическим занятиям по дисциплине iconМетодические указания по определению величины накладных расходов в строительстве мдс 81 99 Введены в действие постановлением
Методические указания предназначены для широкого круга специалистов, занимающихся разработкой сметной документации для строительства...
Методические указания к практическим занятиям по дисциплине iconМетодические указания по обследованию грузоподъемных машин с истекшим сроком службы
Взамен рд 22-319-92. Краны стреловые самоходные общего назначения. Методические указания по проведению обследования технического...
Методические указания к практическим занятиям по дисциплине iconМетодические указания по обследованию производственных зданий и сооружений тепловых электростанций, подлежащих реконструкции
Методические указания предназначены для специализированных организаций отрасли, производящих обследование пз и С, а также для персонала...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©sov.opredelim.com 2000-2015
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов