Метод_указ курс раб
.pdfФедеральное агентство по образованию ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ»
Теплоэнергетический факультет Кафедра «Атомная энергетика»
ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА
Методические указания к курсовой работе для направления 140202 - Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии
Екатеринбург
2006
2
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................ |
4 |
|
1 |
Задачи курсовой работы ................................................................................. |
5 |
2 |
Состав работ.................................................................................................... |
5 |
3 |
Требования к оформлению результатов курсовой работы ........................... |
5 |
4 |
Тема курсовой работы..................................................................................... |
6 |
5 |
Структурные схемы энергетических установок............................................ |
7 |
6 |
Исходные данные............................................................................................ |
8 |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.................................................................................... |
11 |
|
Приложение А...................................................................................................... |
12 |
|
Приложение Б....................................................................................................... |
13 |
|
Приложение В...................................................................................................... |
17 |
|
Приложение Г....................................................................................................... |
30 |
|
3
ВВЕДЕНИЕ
Изучение курса «Информационно-измерительная техника и электроника» завершается выполнением курсовой работы по расчету блока информационноизмерительной системы в составе энергетической установки. Методической основой курсовых работ является самостоятельная углубленная проработка учащимися заданной тематики с привлечением учебного материала и литературных источников. Выполнение расчётов, оформление текстовой и графической документации позволяет студентам приобрести навыки самостоятельной инженерной работы.
Контроль курсовой работы производится в процессе её защиты. Контролю подлежат пояснительная записка и графические материалы (электрическая принципиальная схема и спецификация элементов), выполненные в соответствии с требованиями государственных стандартов.
Методические указания не устанавливают, а лишь конкретизируют требования к соблюдению норм и правил, изложенных в государственных нормативнотехнических документах. Некоторые из этих норм и правил повторяются в настоящем пособии, на остальные даются ссылки.
4
1 Задачи курсовой работы
Основными задачами являются:
самостоятельная углубленная проработка отдельного блока информационноизмерительной системы;
выполнение расчётов электронных схем;
оформление технической документации.
2Состав работ
Всостав курсовой работы входит выполнение пояснительной записки и электрической принципиальной схемы разрабатываемого устройства.
Таблица 1 - Этапы выполнения работ
|
Этапы выполнения работы |
Сроки готов- |
Результаты |
|
|
ности разделов |
|
1. |
Анализ ТЗ и синтез струк- |
|
|
турной схемы |
|
|
|
2. |
Выбор элементной базы и |
|
|
разработка принципиальной |
|
|
|
электрической схемы |
|
|
|
3. |
Расчёт параметров элементов |
|
|
электрической принципиальной |
|
|
|
схемы |
|
|
|
4. |
Оформление текстовых и |
|
Пояснительная записка, электри- |
графических материалов |
|
ческая принципиальная схема, |
|
|
|
|
спецификация элементов |
3 Требования к оформлению результатов курсовой работы
Основные требования к оформлению пояснительной записки устанавливает ГОСТ 2.106-68, ГОСТ 7.32, оформление графических материалов в соответствии с ГОСТ 2.702-75.
Структура пояснительной записки:
1)ТИТУЛЬНЫЙ ЛИСТ
2)РЕФЕРАТ
3)СОДЕРЖАНИЕ
4)ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
5)ЗАКЛЮЧЕНИЕ
6)ПРИЛОЖЕНИЕ
3.1ТИТУЛЬНЫЙ ЛИСТ является первым листом пояснительной записки и заполняется по форме, приведенной в Приложении Г.
3.2РЕФЕРАТ должен содержать:
1)сведения об объеме пояснительной записки, количестве иллюстраций, таблиц, приложений, количестве использованных источников;
2)перечень ключевых слов;
3)текст реферата.
5
3.3Перечень ключевых слов должен включать от 5 до 15 слов или словосочетаний из текста пояснительной записки, которые в наибольшей мере характеризуют его содержание и обеспечивают возможность информационного поиска. Ключевые слова приводятся в именительном падеже и печатаются прописными буквами в строку через запятые.
3.4Текст реферата должен отражать:
1)объект разработки;
2)цель работы;
3)основные технические параметры разрабатываемого электронного устройства;
4)область применения:
3.5СОДЕРЖАНИЕ
Содержание включает введение, наименование всех разделов, подразделов, пунктов (если они имеют наименование) и заключение с указанием номеров страниц, с которых начинаются эти элементы.
3.6 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Основная часть, как правило, содержит Анализ ТЗ и синтез структурной схемы;
Разработка электрической принципиальной схемы; Расчёт параметров элементов электрической принципиальной схемы.
3.7 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Заключение должно содержать краткие выводы по результатам выполненной работы.
3.8ПРИЛОЖЕНИЕ
Вприложении можно приводить данные справочного характера (технические характеристики используемых микросхем и т.п.), а также перечень элементов электрической принципиальной схемы, выполненный по ГОСТ 2.702-75.
Общий объем курсовой работы не должен превышать 20—25 страниц текста форматом А4.
4 Тема курсовой работы
Рекомендуется выбирать тему курсовой работы с учетом дальнейшего использования проработанного материала при выполнении квалификационной работы.
Курсовая работа по любой теме выполняется в соответствии с заданием, выдаваемым руководителем работы, которое включает план ее проведения. Задание содержит следующие пункты:
название темы;
пояснение роли и назначения объекта;
технические характеристики объекта (объектов);
рекомендуемая литература.
Примером могут служить следующие темы:
6
1.Блок ограничения максимального напряжения аккумуляторной батареи ветроэлектрической установки;
2.Блок ограничения минимального напряжения аккумуляторной батареи ветроэлектрической установки;
3.Блок измерения параметров электроэнергии ветроэлектрической установки;
4.Блок измерения параметров электроэнергии фотоэлектрической установки.
5 Структурные схемы энергетических установок
Ниже показаны структурные схемы систем электроснабжения на базе ветроэлектрической установки (ВЭУ) (Рисунок 1) и солнечной фотоэлектрической панели (ФЭП) (Рисунок 2). В этих схемах в качестве элементов представлены блоки, принципиальные электрические схемы которых подлежат разработке.
|
|
1 |
2 |
~ |
~ |
ИП |
Нагрузка |
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
U I |
|
АЦП 
БС
1 - блок ограничения максимального напряжения аккумуляторной батареи; 2- блок ограничения минимального напряжения аккумуляторной батареи; БС - блок согласования выходных сигналов ИП с входами АЦП; АЦП - аналого-цифровой преобразователь.
Рисунок 1 - Структурная схема ветроэлектрической установки
Блок управления зарядом АБ
|
|
|
U |
|
ФЭП |
|
|
|
АБ |
|
Н |
|||||
АЦП |
|
БС |
I |
|
ИП |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
0…21 В |
|
|
12 В |
|
|
|
|
12 В |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ФЭП |
|
|
|
|
|
|
|
|
Нагрузка |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
АЦП - аналого-цифровой преобразователь; БС - блок согласования выходных сигналов ИП с входами АЦП; ИП – блок измерительных преобразователей тока и напряжения ФЭП; ФЭП – солнечная фотоэлектрическая панель
Рисунок 2 - Структурная схема солнечной фотоэлектрической установки
7
6 Исходные данные
6.1блок ограничения максимального напряжения аккумуляторной батареи ветроэлектрической установки
Функции разрабатываемого электронного устройства:
1)Размыкание электрической цепи между ВЭУ и АБ при достижении верхнего порогового уровня напряжения АБ;
2)Замыкание электрической цепи между ВЭУ и АБ при достижении нижнего порогового уровня напряжения АБ; Таблица 2 – Основные технические требования
Параметр |
|
|
|
|
№ варианта |
|
|
|
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Номинальная выходная мощность |
0.16 |
0.20 |
0.20 |
0.50 |
|
0.50 |
0.50 |
1.00 |
1.00 |
1.50 |
1.50 |
ВЭУ, кВт |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Напряжение отключения ВЭУ, В |
14.40 |
14.40 |
28.80 |
14.40 |
|
28.80 |
57.60 |
28.80 |
57.60 |
57.60 |
115.20 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Напряжение подключения ВЭУ, В |
13.30 |
13.30 |
26.60 |
13.30 |
|
26.60 |
53.20 |
26.60 |
53.20 |
53.20 |
106.40 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номинальное напряжение АБ, В |
12.00 |
12.00 |
24.00 |
12.00 |
|
24.00 |
48.00 |
24.00 |
48.00 |
48.00 |
96.00 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номинальный ток, А |
13.33 |
16.67 |
8.33 |
41.67 |
|
20.83 |
10.42 |
41.67 |
20.83 |
31.25 |
15.63 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.2Блок ограничения минимального напряжения аккумуляторной батареи ветроэлектрической установки
Функции разрабатываемого электронного устройства:
1)Размыкание электрической цепи между АБ и нагрузкой при достижении нижнего порогового уровня напряжения АБ;
2)Замыкание электрической цепи между АБ и нагрузкой при достижении верхнего порогового уровня напряжения АБ;
8
Таблица 3 – Основные технические требования
Параметр |
Вариант |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Максимальная мощность нагрузки, кВт |
0.10 |
0.20 |
0.20 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
1.00 |
1.00 |
1.50 |
1.50 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Напряжение отключения нагрузки, В |
10.50 |
10.50 |
21.00 |
10.50 |
21.00 |
42.00 |
21.00 |
42.00 |
42.00 |
84.00 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Напряжение подключения нагрузки, В |
11.50 |
11.50 |
23.00 |
11.50 |
23.00 |
46.00 |
23.00 |
46.00 |
46.00 |
92.00 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номинальное напряжение АБ, В |
12.00 |
12.00 |
24.00 |
12.00 |
24.00 |
48.00 |
24.00 |
48.00 |
48.00 |
96.00 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.3 Блок измерения параметров электроэнергии ветроэлектрической установки Функции разрабатываемого электронного устройства:
Преобразование измеряемых физических величин (ток и напряжение силовой цепи ВЭУ) в соответствующие значения сигнала (напряжения), подаваемого на вход АЦП;
Согласование выходных параметров датчиков напряжения и тока с вхо-
дами АЦП Входные параметры измерительного блока определяются типом ВЭУ
(Таблица 4).
Выходы разрабатываемого измерительного блока должны быть согласованы с входами АЦП (модуль аналогового ввода ADAM 6017). Описание и основные технические параметры модуля ADAM 6017 указаны в приложении А.
Таблица 4 – Варианты заданий
№ вариан- |
Тип ВЭУ |
Производитель |
та |
|
|
1 |
Сапсан - 0.5 |
ЗАО "Сапсан-энергия ветра", Москва |
2 |
Сапсан - 1 |
ЗАО "Сапсан-энергия ветра", Москва |
3 |
Сапсан - 5 |
ЗАО "Сапсан-энергия ветра", Москва |
4 |
SW-2/5 |
ООО "Стройинжиниринг СМ", г. Москва |
5 |
ВЭУ 1500 |
ООО "Специальное конструкторское бюро "Спецремтекс", |
|
|
г. Москва |
6 |
ВЭУ-02 |
Научно-инженерный центр "Виндэк", г. Москва |
7 |
ВЭУ-05 |
Научно-инженерный центр "Виндэк", г. Москва |
8 |
ВЭУ-1 |
Научно-инженерный центр "Виндэк", г. Москва |
9 |
ВЭУ-1,5 |
Научно-инженерный центр "Виндэк", г. Москва |
10 |
ВЭУ-5 |
Научно-инженерный центр "Виндэк", г. Москва |
9
6.4 Блок измерения параметров электроэнергии фотоэлектрической установки
Функции разрабатываемого электронного устройства:
Преобразование измеряемых физических величин (ток и напряжение силовой цепи ФЭП) в соответствующие значения сигнала (напряжения), подаваемого на вход АЦП;
Согласование выходных параметров датчиков напряжения и тока с вхо-
дами АЦП Входные параметры измерительного блока определяются типом ФЭП
(Таблица 5).
Выходы разрабатываемого измерительного блока должны быть согласованы с входами АЦП (модуль аналогового ввода ADAM 6017). Описание и основные технические параметры модуля ADAM 6017 приводятся в приложении А.
Таблица 5 – варианты заданий
№ варианта |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Тип ФЭП |
ФСМ10 |
ФСМ12 |
ФСМ15 |
ФСМ20 |
ФСМ25 |
ФСМ30 |
ФСМ35 |
ФСМ40 |
ФСМ45 |
ФСМ10 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10