скачать
Новокузнецкий филиал-институт
государственного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«Кемеровский государственный университет»
Факультет информационных технологий
Кафедра систем автоматизации управления
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ
(ФТД.04) ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
(код и название дисциплины по учебному плану специальности)
Для специальности 230102.65 Автоматизированные системы обработки информации и управления
(код и название специальности)
Цикл дисциплин учебного плана
(ОГСЭ, ЕН, ОПД, СД, ДС)
Компонент учебного плана:
(федеральный, региональный, вузовский)
Формы обучения дневная
Новокузнецк
Новокузнецкий филиал-институт
государственного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«Кемеровский государственный университет»
Факультет информационных технологий
Кафедра систем автоматизации управления
^
ФТД.04 Технические средства систем управления
( шифр и наименование дисциплины по рабочему учебному плану ООП)
для специальности 230102.65 Автоматизированные системы обработки информации и управления
(код и название специальности, учебного плана)
для дневной форм обучения
Составитель программы
Зельцер С.Р., к.т.н, профессор
Новокузнецк
Рабочая программа учебной дисциплины составлена на основании требований Основной образовательной программы специальности 230102 «Автоматизированные системы обработки информации и управления»
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры
Переработана в соответствии с требованиями Положения НФИ КемГУ об УМК дисциплины
«__31__» __август__ 200_6_ г. Протокол №_1_
Заведующий кафедрой _________________ __С.Р.Зельцер__
/подпись/ (Ф.И.О)
Рабочая программа одобрена методической комиссией факультета информационных технологий
«__6__» __сентября__200_6_ г. Протокол №_1_
Председатель комиссии _________________ __ Н.Б.Ермак__
/подпись/ (Ф.И.О)
^
Технические средства систем управления
название дисциплины, цикл, компонент
Дополнения и изменения в рабочей программе учебной дисциплины
^
№ изменения
|
Учебный год
|
Учебная группа /рабочий УП
|
Содержание изменений и решение кафедры – разработчика /
№ протокола, дата, подпись
зав. кафедрой
|
Преподаватель-
разработчик программы
|
Решение выпускающей кафедры /
№ протокола, дата, подпись зав. кафедрой
|
Декан
факультета
(подпись)
|
1
|
2006-2007
|
А-06
|
Разработана впервые
|
Зельцер С.Р.
|
31.08.06
|
|
2
|
2007-2008
|
А-07
|
Принята без изменений
|
Зельцер С.Р.
|
28.08.07
|
|
3
|
2008-2009
|
А-08
|
Принята без изменений
|
Зельцер С.Р.
|
29.08.08
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечания:
В случае отсутствия изменений и дополнений вместо содержания изменений вносится запись «Принята без изменений».
Тексты изменений прилагаются к тексту рабочей программы обязательно.
^
Список основной учебной литературы
*Указания о контроле на момент переутверждения программы
|
Сведения об учебниках
|
Соответствие ГОС (для федеральных дисциплин) или соответствия требованиям ООП (для региональных и вузовских) - указание на недостаточно отраженные в учебнике разделы
|
Количество экземпляров в библиотеке на момент переутверждения программы
|
Дата
|
Внесение, продление или исключение /
Подпись отв. за метод работу
|
Наименование, гриф
|
Автор
|
Год издания
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
|
|
1 Хетагуров, Я. А. Проектирование автоматизированных систем обработки информации и управления (АСОИУ) [Текст] : учебник / Я. А. Хетагуров. - М. : Высшая школа, 2006. - 223 с. - (Информатика и вычислительная техника). - Гриф МО "Допущено". - ISBN 5-06-005257-5 : 225-00.
|
Хетагуров, Я. А.
|
2006
|
Гриф МО "Допущено"
|
25
|
|
|
Зельцер, С.Р. Проектирование АСУ ТП [электронное издание]: Учебное пособие / С.Р. Зельцер, Марченко Ю.Н. – Новокузнецк: НФИ КемГУ, 2006.
|
С.Р. Зельцер, Марченко Ю.Н.
|
2006
|
|
Учебное электронное издание
|
^
Цели и задачи курса: подготовка специалистов для проектирования и обслуживания технических средств АСОИУ
Настоящая рабочая программа разработана в соответствии с ООП НФИ КемГУ направления подготовки дипломированных специалистов «Информатика и вычислительная техника», специальность 230102 «Автоматизированные системы обработки информации и управления»
Дисциплина «Технические средства АСОИУ» входит в цикл факультативных дисциплин учебного плана специальности 230102 «Автоматизированные системы обработки информации и управления».
Содержание дисциплины:
Раздел 1 Структура КТС систем автоматизации
Раздел 2 Первичные измерительные преобразователи и средства регистрации измерений
Раздел 3 Цифроаналоговые и аналогоцифровые преобразователи
Раздел 4 Программируемые логические контроллеры (ПЛК)
Раздел 5 Регуляторы и устройства исполнения команд
Раздел 6. Элементы КТС информационных технологий
Требования к уровню освоения содержания дисциплины
В итоге изучения курса студент должен:
Знать состав, принципы действия и устройство базовых КТС АСОИУ
Уметь применять полученные знания для выбора и проектирования технических средств АСОИУ
Овладеть навыками эксплуатации ^
Структура учебной дисциплины. Освоение дисциплины проводится в форме аудиторной (курс лекций) и внеаудиторной самостоятельной работы студентов в течение семестра.
^ зачет по лекционному курсу и итогам СРС.
Область применения: практика конкретных систем автоматизации управления реального времени в промышленности
^
^
обучения
|
Семестр
|
Всего
часов
|
Виды учебных занятий
|
Форма контроля
|
Аудиторные
|
Внеаудиторные
|
Семестр
|
Всего
часов
|
Лекции
|
Практ.
|
Лабор. раб.
|
Сам. раб.
|
Конт. раб.
|
Курс.
раб.
|
Экз.
|
Зачет
|
Дневное
|
6
|
50
|
17
|
17
|
|
|
33
|
|
|
|
6
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^
№
|
Название и содержание разделов, тем, модулей
|
Объем часов
|
Примечания
|
Общий
|
Аудиторная работа
|
Самостоятельная работа
|
Лекции
|
Практические (или семинарские) занятия
|
Лабораторные занятия
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
^
|
|
Введение
|
|
1
|
|
|
|
|
1
|
Раздел 1 Структура КТС систем автоматизации
|
|
2
|
|
|
|
|
2
|
Раздел 2 Первичные измерительные преобразователи и средства регистрации измерений
|
|
4
|
|
|
|
|
3
|
Раздел 3 Цифроаналоговые и аналогоцифровые преобразователи
|
|
2
|
|
|
|
|
4
|
Раздел 4 Программируемые логические контроллеры (ПЛК)
|
|
4
|
|
|
33
|
|
5
|
Раздел 5 Регуляторы и устройства исполнения команд
|
|
2
|
|
|
|
|
6
|
Раздел 6.
Элементы КТС информационных технологий
|
|
2
|
|
|
|
|
|
^
|
50
|
17
|
|
|
33
|
| ^ Введение Раздел 1 Структура КТС систем автоматизации Структура КТС САУ. Стандарты на разработку технического обеспечения. Требования, предъявляемые к КТС САУ. Классификация ТС САУ (система ГСП) ^ Структура ПИП. Чувствительные элементы и принципы измерения. Прямые и косвенные измерения ТП. Характеристики и погрешности ЧЭ. ПИП для измерений температур, давлений, расходов, уровней и массы; ПИП состава и качества материалов. Методы линеаризации градуировочных характеристик. Нормирующие преобразователи. Вторичные приборы: классификация, принцип действия и устройство типовых локальных средств регистрации и отображения измерений. Метрологическое обеспечение измерений. ^ Назначение, принцип действия и устройство ЦАП и АЦП. Основные параметры, базовые варианты схемотехнической реализации. Фильтры, коммутаторы, устройства выборки-хранения. Теоретические основы цифрового преобразования сигналов: теорема Найквиста – Котельникова. Эффект подмены частот. Математическое и программное обеспечение ЦАП-АЦП. ^ Архитектура ПЛК. Сравнительная характеристика и принципы выбора типов ПЛК на современном рынке автоматизации. Индустриальное программирование ПЛК: современные SCADA-технологии и языки программирования. ^ Классификация и характеристика типов регуляторов, исполнительных механизмов и регулирующих органов систем автоматики. Статические и динамические характеристики. Цифровая реализация типовых алгоритмов регулирования, методики их анализа, структурной и параметрической реализации. Корректирующие устройства, методы их синтеза и настройки. ^ Принципы построения и классификация вычислительных сетей. Коммутационное оборудование и аппаратура передачи данных. Техническое и программное обеспечение надежности, быстродействия и безопасности доступа и обмена данными в ИВС
^
по дисциплине
Освоение дисциплины проводится в форме аудиторной и внеаудиторной самостоятельной работы студентов в течение семестра.
Аудиторная самостоятельная работа осуществляется на лекциях и лабораторных или практических занятиях в форме контрольных работ, опросов и тестирования по блоку тем.
Внеаудиторная самостоятельная работа осуществляется в следующих формах:
подготовка к лекциям;
самостоятельное изучение тем дисциплины;
подготовка к текущим контрольным мероприятиям (контрольные работы, опрос, тестирование).
Заключительной стадией самостоятельного изучения учебного материала является выполнение индивидуального задания в соответствии с перечнем тем индивидуальных заданий.
Выбор темы индивидуального задания по дисциплине осуществляется каждым студентом, исходя из собственных интересов, и согласовывается с преподавателем.
Структура самостоятельной работы в рамках индивидуального задания предполагает такие виды работ, как литературный обзор по выбранной теме и анализ исследуемого вопроса.
Распределение часов по видам занятий по формам обучения представлено в таблицах 1.
Темы индивидуальных заданий для самостоятельной работы студентов
Архитектура и особенности реализации ПЛК различных фирм
Инструментальные средства и технологии программирования ПЛК
Методика многокритериального выбора технических средств
^
Название и содержание разделов, тем, модулей
|
Объем часов
|
Внеаудиторная
самостоятельная работа
|
Текущая аттестация СР
|
Общий
|
Аудиторная работа
|
Лекции
|
Практич. занятия
|
Лаборат. занятия
| |
Самост. работа
|
|
|
|
|
|
Подготовка к лекциям и лаб.работам
|
Подготовка к защите лаб. работ
|
Самостоятельное изучение темы
|
Выполнение индивидуального задания
|
Текущий опрос
|
Текущее тестирование
|
Контрольная
работа
(реферат)
|
Введение
|
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Раздел 1 Структура КТС систем автоматизации
|
|
2
|
|
|
|
|
|
|
|
***
|
|
|
Раздел 2 Первичные измерительные преобразователи и средства регистрации измерений
|
|
4
|
|
|
|
|
|
|
|
***
|
|
|
Раздел 3 Цифроаналоговые и аналогоцифровые преобразователи
|
|
2
|
|
|
|
|
|
|
|
***
|
|
|
Раздел 4 Программируемые логические контроллеры (ПЛК)
|
|
4
|
|
|
33
|
|
|
33
|
|
|
***
|
|
Раздел 5 Регуляторы и устройства исполнения команд
|
|
2
|
|
|
|
|
|
|
|
***
|
|
|
Раздел 6. Элементы КТС информационных технологий
|
|
2
|
|
|
|
|
|
|
|
***
|
|
|
^
|
50
|
17
|
|
|
33
|
|
|
33
|
|
|
|
|
^
6.1. Рекомендуемая литература
а) Основная литература:
см. лист-вкладку «Основная литература»
б) Дополнительная литература. Электронный ресурс
www.rtsoft.ru
www.citect.ru
^
Компьютерные программы: SCADA-система, эмулятор пульта управления ПЛК; мультимедийные технологии.
7. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Компьютерный класс, оборудованный компьютерами AMD64 2800+/256/60Гб/CD/ FDD/17, объединенными в локальную сеть, принтер лазерный HP LaserJet 6L, выход в Интернет, Windows XP, MS OfficeXP, TRACE MODE - пакет SCADA - программ; компьютерный проектор, экран массового пользования
^
Знания и умения студентов проверяются при текущем и итоговом контроле и оцениваются на «отлично», «хорошо», «удовлетворительно», «неудовлетворительно» в соответствии с указаниями ГОС (по всем дисциплинам и практикам, включенным в учебный план высшего учебного заведения, должна выставляться итоговая оценка по шкале - отлично, хорошо, удовлетворительно, неудовлетворительно или зачтено, не зачтено).
^ текущий контроль, зачет
Текущий контроль. Проводится с целью определения качества усвоения лекционного материала и части дисциплины, предназначенной для самостоятельного изучения. Наиболее эффективным является его проведение по окончании изучения очередной учебной темы в письменной форме или с использованием фонда тестовых заданий или вопросов для самопроверки. Частота контроля определяется индивидуально для каждой группы студентов, но не реже двух раз в течение семестра.
Система оценок выполнения контрольного тестирования:
«отлично» - количество правильных оценок от 80 до 100 процентов;
«хорошо» - от 66 до 80 процентов;
«удовлетворительно» - от 50 до 65 процентов.
Итоговый контроль по курсу. Для контроля усвоения данной дисциплины учебным планом предусмотрен: зачет.
^ :
Зачтено -
выставляется студенту, показавшему всесторонние, систематизированные, глубокие знания учебной программы дисциплины и умение уверенно применять их на практике при решении конкретных задач, свободное и правильное обоснование принятых решений; ответ на экзамене характеризуется научной терминологией, четкостью, логичностью, умением самостоятельно мыслить и делать выводы.
выставляется студенту, если он твердо знает материал, грамотно и по существу излагает его, умеет применять полученные знания на практике, но допускает в ответе или в решении задач некоторые неточности;
выставляется студенту, показавшему фрагментарный, разрозненный характер знаний, недостаточно правильные формулировки базовых понятий, нарушения логической последовательности в изложении программного материала, но при этом он владеет основными разделами учебной программы, необходимыми для дальнейшего обучения и может применять полученные знания по образцу в стандартной ситуации;
^
выставляется студенту, который не знает большей части основного содержания учебной программы дисциплины, допускает грубые ошибки в формулировках основных понятий дисциплины и не умеет использовать полученные знания при решении типовых практических задач.
^
по дисциплине
Вопросы к зачету
Раздел 1
Структура и состав КТС САУ
Стандарты на ТО САУ
Надежность КТС и методы ее обеспечения техническими средствами
Методики обоснования выбора вариантов технической реализации ИВС / САУ
Раздел 2
Определение первичного измерительного преобразователя; назначение, принцип действия и устройство
ПИП для измерения температуры: принцип действия и устройство
ПИП для измерения давлений и расходов: принцип действия и устройство
ПИП для измерения уровня: принцип действия и устройство
ПИП для измерения массы: принцип действия и устройство
ПИП для измерения состава и качества: принцип действия и устройство
ПИП для измерения б/к методом: примеры
Нормирующие преобразователи: принцип действия, устройство, работа
Понятие градуировочной характеристики, способы ее линеаризации
Погрешности измерений: классификация, характеристика, методы повышения точности
Раздел 3
АЦП: классификация, принцип действия и устройство
Теоретические основы квантования и дискретизации сигналов ПИП
Теорема Найквиста-Котельникова
Эффект подмены частот и способы его устранения
Аналоговая и цифровая фильтрация сигналов
Полиномиальные цифровые фильтры
Спектральные модели и цифровые фильтры на их основе
Восстановление цифровых сигналов
Архитектура и варианты схемотехнической реализации АЦП
Архитектура и варианты схемотехнической реализации ЦАП
Локальные устройства регистрации и отображения информации: классификация, характеристика типов
Прямые методы измерения
Компенсационные методы измерения
Раздел 4
Программируемые логические контроллеры: классификация и характеристика
Архитектура ПЛК
Современный рынок ПЛК: достоинства и недостатки ПЛК раличных фирм
Технологии программирования ПЛК. SCADA-пакеты, основные функциональные составляющие
Цифровая реализация типовых алгоритмов регулирования: уравнения
Методика выбора и настройки корректирующих устройств в системах цифрового управления
Методика выбора закона регулирования и его настроек (по Копеловичу)
То же, по Ротачу
Поисковые методы синтеза и параметрической оптимизации цифровых регуляторов
Применение НММ для синтеза и параметрической оптимизации цифровых регуляторов
Классификация и характеристика видов ИНК на базе НММ
Раздел 5
Классификация и характеристика разновидностей исполнительных механизмов и регулирующих органов (по виду используемой энергии, по виду регулируемых параметров)
Основные способы управления ИМ в САУ
Раздел 6
Назначение и классификация вычислительных сетей
Основные схемы построения ВС
Как осуществляется передача данных в ИВС
Что такое коммутация каналов в ИВС
Недостатки и преимущества коммутации сообщений и пакетов
Классификация и характеристика разновидностей интерфейсов в ИВС
Сходство и различие в технической реализации локальных и глобальных ВС
Характеристика методов доступа к данным в ИВС
Основные метолы защиты ресурсов ИВС от несанкционированного доступа
Добавить документ в свой блог или на сайт
|
