Рабочая программа дисциплины «Интегрированные системы проектирования и управления» для специальности 210200 Автоматизация технологических процессов и производств Программа рассмотрена icon

Рабочая программа дисциплины «Интегрированные системы проектирования и управления» для специальности 210200 Автоматизация технологических процессов и производств Программа рассмотрена


Смотрите также:
Рабочая программа дисциплины «Математические модели технологических процессов» для специальности...
Рабочая программа дисциплины автоматизация технологических процессов и производств для...
Рабочая программа дисциплины «Интегрированные системы проектирования и управления» Направление...
Рабочая программа дисциплины интегрированные системы проектирования и управления рекомендована...
Учебное пособие Омск Издательство Сибади 2003...
Рабочая программа Дисциплины «Технические измерения и приборы» Для специальности...
Рабочая программа Дисциплины «Технические измерения и приборы» Для специальности...
Рабочая программа дисциплины автоматизация производственных процессов рекомендована Методическим...
Рабочая программа дисциплины автоматизированный гидропневмопривод рекомендована Методическим...
Рабочая программа дисциплины для направления 657900 Автоматизированные технологии и производства...
Методические указания для студентов специальности 210200 «Автоматизация технологических...
Рабочая программа учебной дисциплины ф тпу 01 21...



Загрузка...
скачать

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ


ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ


УТВЕРЖДАЮ:

Декан факультета АТП

________________ И.А. Авцинов

«____» ________________ 2004 г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА


дисциплины «Интегрированные системы проектирования и управления»

для специальности 210200 - Автоматизация технологических процессов и производств


Программа рассмотрена:

- на заседании кафедры «Информационные и управляющие системы», протокол № ____ от «____» _______ 2004 года


Заведующий кафедрой ИУС, д.т.н., проф. Битюков В.К.


- на заседании методической комиссии, протокол № ______ от «____» ________ 2004 года.


Председатель методической комиссии проф., д.т.н. Авцинов И.А.

Воронеж


2004


  1. ^ Цели и задачи дисциплины

Цель изучения дисциплины – получение теоретических и практических знаний в области проектирования архитектуры и настройки специального программного обеспечения АСУТП с использованием современных пакетов прикладных программ диспетчерского мониторинга и управления технологическими процессами и производствами.

Задача изучения дисциплины –

  1. Получение навыков проектирования архитектуры аппаратно-программных комплексов и настройки их программного обеспечения автоматических и автоматизированных систем контроля и управления общепромышленного и специального назначений в различных отраслях национального хозяйства.

  2. Получения навыков использования SCADA систем для управления несложными технологическими процессами.




  1. ^ Требования к уровню освоения содержания дисциплины

Слушатель должен знать: Архитектуру интегрированных систем проектирования и управления, функциональное назначение отдельных частей системы, решаемые ими задачи. Основные понятия и определения, используемые в современных интегрированных системах проектирования и управления; основные этапы проектирования и настройки программных средств SCADA систем при построении АСУТП.

Уметь использовать:

- Инструментальные средства конкретной SCADA системы для проектирования информационного обеспечения АСУТП.

  • Исполнительные модули SCADA системы для организации рабочего места технолога-оператора.

  • Програмно-технические комплексы и средства их программирования и настройки при организации структурных элементов АСУТП верхнего уровня.

Слушатель должен иметь представление: о WEB технологии мониторинга и управления технологическими процессами, использовании коммутируемых, модемных, радиомодемных линий передачи данных, технологий GSM, а также технологи встраиваемых объектов (OLE For Process Control) – использующейся при создании любой современной SCADA системы.

Слушатель должен иметь опыт работы со SCADA системой и опыт создания проекта АСУТП в ней для автоматизации несложных технологических процессов и производств.


  1. ^ Объем дисциплины и виды учебной работы (час)

Таблица 1


Виды работы

Всего часов

Распределение по семестрам

8-й семестр

9-й семестр
^

Общая трудоемкость дисциплины


155

56

99

Аудиторные занятия:

85

34

51

Лекции

34

17

17

Лабораторные работы

34

-

34

Практические занятия

17

17

-

Внеаудиторная работа:

70

22

48
^

Проработка конспекта лекций


16

8

8

Оформление отчета по лабораторной и практической работе

15

5

10

Создание программ без графической оболочки

14

6

8

Создание программ с графической оболочкой

15

3

12
РГР

10

-

10
Итого

155

56

99

Виды итогового контроля




Зачет

Экзамен




  1. Содержание дисциплины

4.1. Разделы дисциплины и виды занятий

Таблица 2


Раздел дисциплины

Всего

Аудиторная работа

8 семестр

9 семестр

лек

ЛР


ПР

лек

ЛР


ПР

1. Тема. Введение в интегрированные системы проектирования и управления

4

2




2










2. Тема. Основные компоненты систем контроля и управления на основе SCADA

3

1










2




3. Концепция, принципы работы и архитектура SCADA систем

4

2










2




4. Обработка данных в каналах контроля и управления

13

5




8










5.Использование сетевых линий передачи данных для построения АСУТП на основе SCADA TRACE MODE

14

7




7










6. Математическое и алгоритмическое обеспечение АСУТП. Язык функциональных блоков

4










2

2




7. Стандартные функциональные блоки. Функции управления. Примеры использования

26










6

20




8. Стандартные функциональные блоки. Функции регулирования. Примеры использования

6










2

4




9. Создание функциональных блоков на языке инструкций.

6










4

2




10. Разработка драйвера для платы УСО L_card -264 в WINDOWS (2ч)

4










2

2




11. Существующие SCADA системы и особенности выбора

1










1







Итого

85

17




17

17

34





4.2. Содержание разделов дисциплины


4.2.1. ЛЕКЦИОННЫЕ ЗАНЯТИЯ - 34 часов


8 семестр (17 ч)

Тема 1. Введение в интегрированные системы проектирования и управления (2ч)


Общие положения. Представление о современной АСУТП. Основные подходы к созданию прикладного программного обеспечения АСУТП. SCADA системы и решаемые ими основные задачи. Этапы развития человеко-машинного интерфейса. Этапы разработки АСУТП на основе SCADA.


Тема 2. Основные компоненты систем контроля и управления на основе SCADA(1ч)


Уровни АСУТП. Основные функции уровней управления, их назначение и задачи.


Тема 3. Концепция, принципы работы и архитектура SCADA систем (2 ч)


Концепция систем диспетчерского контроля и управления. Принципы работы. Архитектура SCADA TRACE MODE. Инструментальная система и исполнительные модули Основные понятия и определения.


Тема 4. Обработка данных в каналах контроля и управления (5 ч)


Переменные каналов контроля и управления. Процедуры обработки данных в а налоговых каналах. Первичная и выходная обработка. Масштабирование. Трансляция и фильтрация. Операции фильтрации: подавление малых колебаний, случайных всплесков, экспоненциальное сглаживание, контроль шкалы, ограничение скорости изменения. Процедуры обработки данных для дискретных каналов. Операции логической обработки: предустановка, инверсия, анализ на сочетаемость.


Тема 5. Использование сетевых линий передачи данных для построения АСУТП на основе SCADA TRACE MODE (7 ч)


Обмен данными по локальной сети. Варианты использования. Конфигурация операционной системы для организации обмена. Режимы обмена данными по локальной сети. Обмен точка-точка, файловый обмен, один ко многим. Настройка сетевого обмена в TRACE MODE.

Обмен данными по последовательному интерфейсу. Варианты использования. Конфигурация операционной системы для организации обмена. Режимы обмена данными по последовательному интерфейсу. Настройка сетевого обмена по последовательному интерфейсу в TRACE MODE.


9 семестр (17 ч)

Тема 6. Математическое и алгоритмическое обеспечение АСУТП. Язык функциональных блоков (2 ч)


Язык FBD. Общие положения. Входные и выходные переменные функциональных блоков. Порядок пересчета блоков.


Тема 7.Стандартные функциональные блоки. Функции управления. Примеры использования. (6 ч)


Управление нагрузкой (электросети). Описание входов выходов функционального блока. Пример построения FBD программы управления освещением теплицы.

Управление двигателем. Описание входов выходов и работы функционального блока. Пример использования. Граф перехода по состояниям.

Управление группой устройств типа. Описание работы блока. Типовая схема подключения и работы с блоками управления двигателями.

Управление клапаном. Кодировка режимов работы. Статусы состояния. Типовая схема подключения блока управления к ПИД регулятору.

Управление задвижкой. Назначение функциональных входов и выходов. Байт статуса состояния. Тиковая схема подключения блока управления задвижкой (с дополнительным сигналом с муфты, с сигналом останова).


Тема 8. Стандартные функциональные блоки. Функции регулирования. Примеры использования. (2 ч)


Звено PID и PDD регулирования. Типовая схема контура регулирования. Нечеткий регулятор. Блок идентификации объекта. Блоки определения настроек регулятора по параметрам объекта. Настройка регулятора по возмущению.


Тема 9. Создание функциональных блоков на языке инструкций (4ч).


Общие положения. Создание, отладка, трансляция, добавление программ в проект. Понятие о переменных в языке инструкций. Входные, выходные, статические и динамические и системные переменные. Константы. Операнды. Операции. Функции. Метки. Операторы.


Тема 10. Разработка драйвера для платы УСО L_card -264 в WINDOWS (2ч)


Функций драйвера. Описание платы L_card –264. Загрузка управляющей программы. Пример драйвера.


Тема 11. Существующие SCADA системы и особенности выбора (1ч)

Критерии выбора SCADA системы. Технические, стоимостные и эксплутационные характеристики. Отличительные особенности.


4.2.2. Практические занятия

8 семестр (17 ч)

Таблица 3


№ п/п

№ раздела дисциплины

Наименование темы практического занятия

1.

1

Ознакомление со SCADA TRACE MODE. Изучение архитектуры. Работа в инструментальной системе (2ч)

2

4

Создание проекта АСУТП в SCADA TRACE MODE. Проектирование ФСА технологического участка. Разработка базы каналов промышленного контроллера для контроля состояния параметров технологического процесса и управления устройствами промышленной автоматики. (8 ч)

3.

5

Проектирование рабочих мест технологов-операторов. Ручное и автоматическое создания и настройка базы каналов промышленных станций для индикации, регистрации и дистанционного управления технологическими параметрами. Настройка сетевого обмена данными между промышленными контроллерами и уровнем диспетчерского управления и контроля.(7 ч)




  1. ^ Лабораторный практикум

9 семестр (34 ч)

Таблица 4


№ п/п

№ раздела дисциплины

Наименование темы лабораторного занятия

1.

2,3

Создание графического интерфейса технолога-оператора. Статические и динамические объекты (4ч)

2.

6

Разработка и подключение FBD программ (2 ч)

3

7

Разработка системы управления нагрузкой электросети (4ч)

4

7

Разработка системы контроля и управления работой электродвигателем (4ч)

5

7

Разработка системы контроля и управления работой группой устройств типа электродвигатель (4ч)

6

7

Разработка системы контроля и управления работой задвижки (4ч)

7

7

Разработка системы контроля и управления работой клапана (4ч)

8

8

Разработка системы управления на основе ПИД регулятора с возможностью идентификации объекта и расчета параметров регулятора (4ч)

9

9

Программирование FBD на языке инструкций. (2ч)

10

10

Подключение внешнего пользовательского драйвера для использования УСО L_card –264 для связи с объектом управления (2ч)




  1. Формы и содержание текущего, промежуточного и итогового контроля


Вопросы к экзамену

  1. Общие положения. Варианты разработки ПО для АСУТП. Основные задачи, решаемые SCADA системами.

  2. Этапы развития АСУТП.

  3. Функции диспетчера на основных этапах развития АСУТП.

  4. История развития SCADA. Основные проблемы внедрения SCADA на Российских предприятиях.

  5. Основные положения концепции SCADA.

  6. Принципы разработки SCADA систем.

  7. Общая структура АСУТП на основе SCADA.

  8. Функции SCADA на уровне контроллеров и датчиков.

  9. Разработка и отладка управляющих программ на уровне контроллеров и датчиков.

  10. Техническое обеспечение уровня цеха.

  11. Функциональные возможности SCADA на уровне цеха.

  12. Техническое обеспечение и функциональные возможности SCADA на уровне предприятия.

  13. Критерии выбора SCADA систем при проектировании АСУТП. Технические характеристики.

  14. Критерии выбора SCADA систем при проектировании АСУТП. Зксплуатационные и стоимостные характеристики.

  15. Архитектура TRACE MODE.

  16. Инструментальная система TRACE MODE.

  17. Исполнительные модули TRACE MODE. Монитор реального времени. Net Link и Net Link Light мониторы реального времени. Назначение и функциональные возможности.

  18. Исполнительные модули TRACE MODE. Глобальный регистратор, супервизор, сервер документирования. Микро монитор реального времени. Назначение и функциональные возможности.

  19. Отличительные особенности TRACE MODE от других SCADA систем.

  20. Основные понятия и определения.

  21. Обработка данных в канале. Входное значение канала.

  22. Обработка данных в канале. Аппаратное значение канала.

  23. Обработка данных в канале. Реальные и выходные значения канала значения канала.

  24. Процедуры обработки данных в канале. Первичные и выходные процедуры. Последовательность процедур при первичной и выходной обработке.

  25. Процедура «Масштабирование» при обработке входных и выходных данных в аналоговом канале.

  26. Процедура «Трансляция» при обработке входных и выходных данных в аналоговом канале.

  27. Процедура «Фильтрация» при обработке входных данных в аналоговом канале. Подавление малых колебаний.

  28. Процедура «Фильтрация» при обработке входных данных в аналоговом канале. Подавление случайных всплесков.

  29. Процедура «Фильтрация» при обработке входных данных в аналоговом канале. Экспоненциальное сглаживание и контроль шкалы.

  30. Процедура «Фильтрация» при обработке выходных данных в аналоговом канале.

  31. Процедура «Фильтрация» при обработке выходных данных в аналоговом канале. Ограничение скорости изменения, подавление малых колебаний, экспоненциальное сглаживание и ограничение выходной величины.

  32. Процедуры обработки входных и выходных данных в дискретном канале.

  33. Язык программирования алгоритмов управления FBD. Общие положения.

  34. Язык FBD. Типы входов и выходов элементов FBD.

  35. Алгоритм пересчета блоков FBD.

  36. Функции управления. Управление нагрузкой. Назначение входов выходов. Описание работы блока.

  37. Функции управления. Реализация блока «Управление нагрузкой».

  38. Функции управления. Управление двигателем. Назначение входов выходов.

  39. Функции управления. Управление двигателем. Описание работы блока. Граф перехода по состояниям.

  40. Функции управления. Управление группой устройств типа «двигатель». Назначение входов и выходов. Типовая схема реализации.

  41. Функции управления. Управление группой устройств типа «двигатель». Описание работы блока.

  42. Функции управления. Блок управления клапаном. Назначение входов и выходов.

  43. Функции управления. Блок управления клапаном. Кодировка режимов работы блока.

  44. Функции управления. Блок управления клапаном. Определение статуса состояния клапана.

  45. Функции управления. Блок управления клапаном. Типовая схема подключения к ПИД регулятору и описание работы.

  46. Функции управления. Блок управления задвижкой. Назначение входов и выходов.

  47. Функции управления. Блок управления задвижкой. Кодировка режимов работы и определение статуса состояния блока.

  48. Функции управления. Блок управления задвижкой. Типовая схема реализации блока в стандартном режиме.

  49. Функции управления. Блок управления задвижкой. Типовая схема реализации блока при отсутствии сигнала с муфты.

  50. Функции управления. Блок управления задвижкой. Типовая схема реализации блока с выделенным сигналом на остановку.

  51. Функции регулирования. Блок ПИД – регулятор. Назначение входов и выходов регулятора. Описание работы блока.

  52. Функции регулирования. Блок ПИД – регулятор. Конфигурация контура регулирования.

  53. Функции регулирования. Трехпозиционный регулятор. Назначение входов и выходов регулятора. Описание работы блока.

  54. Функции регулирования. Трехпозиционный регулятор. Типовая схема подключения.

  55. Функции регулирования. Нечеткий регулятор. Назначение входов и выходов регулятора. Описание работы блока.

  56. Функции регулирования. Блок идентификации. Назначение и описание работы.

  57. Функции регулирования. Настройка ПИД регулятора по параметрам объекта. Описание работы и типовая схема подключения.

  58. Функции регулирования. Настройка ПИД регулятора по скачку сигнала задания. Назначение входов-выходов и описание работы.

  59. Функции регулирования. Настройка ПИД регулятора по скачку сигнала задания. Типовая схема подключения.

  60. Язык инструкций. Общие положения.

  61. Создание IL-программы, трансляция и отладка.

  62. Добавление IL-программы в проект.

  63. Язык инструкций. Входные и выходные переменные.

  64. Язык инструкций. Статические динамические и системные переменные.

  65. Язык инструкций. Константы и операнды.

  66. Язык инструкций. Синтаксис записи операций.

  67. Язык инструкций. Арифметические операции.

  68. Язык инструкций. Логические операции.

  69. Язык инструкций. Операции сравнения.

  70. Язык инструкций. Функции и метки.

  71. Язык инструкций. Оператор #DEFINE и операторы обмена с акамулятором.

  72. Язык инструкций. Операторы условных и безусловных переходов.

  73. Язык инструкций. Условный оператор.

  74. Язык инструкций. Операторы циклов.

  75. Разработка драйвера для платы УСО L_card -264 в WINDOWS. Общие положения. Описание функций драйвера для платы УСО.

  76. Описание платы L_card –264.

  77. Библиотеки lcard_ad.dll и LCARD_32.DLL. Загрузка управляющей программы для платы L_card –264.

  78. Описание драйвера для платы L_card –264.




    1. Текущий контроль – по результатам выполнения лабораторных и практических занятий с учетом рейтинговой оценки знаний студентов.

    2. Промежуточный контроль – выполнение РГР.




  1. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

    1. Основная литература

  1. Матвейкин В.Г., Фролов С.В., Шехтман М. Б. Применение SCADA-систем при автоматизации технологических процессов: Учеб. Пособие. М.-Тамбов: Машиностроение, 2000. 176 с.

  2. TRACE MODE графическая инструментальная системы для разработки АСУ: Руководство пользователя. М.: AdAstra Research Group, 2002. 777 с.

    1. Дополнительная литература

  1. Корнеева А.И., Матвейкин В.Г., Фролов С.В. Программно-технические комплексы, контроллеры и SCADA-системы. М.: ЦНИИТЭ-нефтехим, 1996. 219 с.

  2. Системы диспетчерского управления и сбора данных (SCADA системы)// Мир компьютерной автоматизации. 1999. № 3. С. 4-9.

    1. Методические материалы преподавателю

  1. Создание базы данных каналов промышленного контроллера в SCADA системе TRACE MODE: Методические указания для выполнения практической работы по дисциплине «Интегрированные системы проектирования и управления» / Воронеж. гос. технол. акад.; Сост. И.А. Хаустов. Воронеж, 2004. 32 с.

  2. Создание базы каналов АРМ диспетчерского контроля и управления с настройкой сетевого обмена: Методические указания для выполнения практической работы по дисциплине «Интегрированные системы проектирования и управления» / Воронеж. гос. технол. акад.; Сост. И.А. Хаустов. Воронеж, 2004. 20 с.




    1. Обучающие, контролирующие, расчетные и другие средства освоения дисциплины


Пакет прикладных программ SCADA системы TRACE MODE 5.10

Пакет прикладных программ для объектно-ориентированного программирования на СИ Visual C++6.0.


Программу составил:

к.т.н , доц. каф. ИУС Хаустов И.А.




Скачать 185,14 Kb.
оставить комментарий
Дата28.09.2011
Размер185,14 Kb.
ТипРабочая программа, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

наверх