МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ В Г. ТАГАНРОГЕ
(ТТИ Южного федерального университета)
Факультет автоматики и вычислительной техники
УТВЕРЖДАЮ
Декан ФАВТ ______________
"_____"__________________2011 г.
Рабочая программа дисциплины
Технические средства автоматизации и управления
(Наименование дисциплины)
Направление подготовки
220400.62 «Управление в технических системах»
Профиль подготовки
“Управление и информатика в технических системах”
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
Очная
(очная, очно-заочная и др.)
г. Таганрог
2011
1. Цели освоения дисциплины
Целью освоения дисциплины "Технические средства автоматизации и управления" (ТСАиУ) является изучение студентами технических средств (ТС), используемых для решения задач контроля и управления, особенностей выбора ТС исходя из системных требований, принципов построения систем автоматизации и управления на базе стандартных модулей, что позволит студентам подготовиться к следующим видам профессиональной деятельности: проектно-конструкторской, производственно-технологической, научно-исследовательской и монтажно-наладочной.
Изучение данной дисциплины будет способствовать достижению цели основной образовательной программы по направлению подготовки 220400.62 «Управление в технических системах»:
Цель направления 3. Удовлетворение потребностей общества в квалифицированных кадрах путем подготовки специалистов по проектированию, разработке и эксплуатации автоматизированных систем и средств контроля и управления.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина “Технические средства автоматизации и управления” относится к профессиональному циклу основной образовательной программы бакалавриата по направлению подготовки 220400.62 «Управление в технических системах» профиль подготовки «Управление и информатика в технических системах»
Для успешного обучения студенту понадобятся знания в области таких дисциплин, как "Высшая математика", "Физика", "Электротехника и электроника, “Основы силовой преобразовательной техники”, “Цифровая обработка сигналов”, “Микропроцессорная техника в системах управления”, “Теория автоматического управления”. Из этих дисциплин студенты должны знать методы расчета и анализа электронных схем, методы определения устойчивости систем автоматики, теорию аналоговых и цифровых сигналов и др. Дисциплина “Технические средства автоматизации и управления” является выпускной в образовании бакалавра.
а также будет способствовать достижению локальной цели профиля подготовки «Управление и информатика в технических системах»:
Цель 1 профиля. Развитие у студентов теоретических знаний и практических навыков, позволяющих выпускникам понимать и применять фундаментальные и передовые знания и научные принципы, лежащие в основе современных средств и систем автоматизации и управления при формулировании и решении инженерных задач;
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины “Технические средства автоматизации и управления”
В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать способность и готовность:
- учитывать современные тенденции развития электроники, измерительной и вычислительной техники, информационных технологий;
- осуществлять сбор и анализ исходных данных для расчета и проектирования систем и средств автоматизации и управления;
- производить расчеты и проектирование отдельных блоков и устройств автоматизации и управления и выбирать стандартные средства автоматики, измерительной и вычислительной техники для проектирования систем автоматизации и управления в соответствии с техническим заданием;
- разрабатывать информационное обеспечение систем с использованием стандартных СУБД;
- разрабатывать проектную документацию в соответствии с имеющимися стандартами и техническими условиями;
- к внедрению результатов разработок средств и систем автоматизации и управления в производство;
- к участию в работах по изготовлению, отладке и сдаче в эксплуатацию систем и средств автоматизации и управления;
- к участию в работах по изготовлению, отладке и сдаче в эксплуатацию систем м средств автоматизации и управления;
- осуществлять сбор и анализ научно-технической информации, обощать отечественный и зарубежный опыт в области средств автоматизации и управления, проводить анализ патентной литературы;
- выполнять эксперименты на действующих объектах по заданным методикам и обрабатывать результаты с применением современных информационных технологий и технических средств;
- участвовать в разработке и изготовлении стендов для комплексной отладки и испытаний программно-аппаратных управляющих комплексов.
4. Структура и содержание дисциплины ТСАиУ
Общая трудоемкость дисциплины составляет __4___ зачетных единиц __144___ часов.
Вид учебной работы
Всего часов
Общая трудоемкость дисциплины
144/4 ЗЕТ
Аудиторные занятия
54
- лекции
22
- практические занятия
10
22
- другие виды аудиторных занятий
-
Самостоятельная работа
47
Курсовой проект (работа)
-
Контроль самостоятельной работы
11
Аттестация
32
Экзамен (8 семестр)
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
№
п/п
Раздел
Дисциплины
Семестр
Неделя семестра
Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)
Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра)
Лек.
Лаб.
Пр.
СРС
КРС
1
Назначение и проблемы проектирования технических средств (ТС) систем автоматизации и управления. Этапы проектирования ТС.
8
1
2
2
4
1
2
Типовые структуры и средства систем автоматизации и управления
8
2
2
2
4
Собеседование, устный опрос
3
Устройства получения информации о состоянии процесса
8
3
2
4
2
Дискуссионный форум по проблемно-ориентированной тематике, сформулированной студентом
4
Технические средства приема, преобразования, передачи информации по каналам связи
8
4
2
4
2
4
Собеседование, устный опрос
5
Микропроцессоры, микроЭВМ и контроллеры в САиУ
8
5
2
4
2
Контр. работа “Датчики”
6
Информационно-управляющие вычислительные комплексы для целей контроля и управления в САиУ
8
6
2
4
2
4
Собеседование, устный опрос
7
SCADA система TRACE MODE ч.1
8
7
2
4
2
Собеседование, устный опрос
8
SCADA система TRACE MODE ч.2
8
8
2
4
2
4
Контр. работа “Применение МК в системах управления”
9
Устройства преобразования, обработки, хранения информации, выработки команд управления
8
9
2
5
2
Собеседование, устный опрос
10
Исполнительные механизмы и устройства промышленных систем автоматики
8
10
2
4
2
5
Дискуссионный форум по проблемно-ориентированной тематике, сформулированной студентом
11
Устройства отображения информации
8
11
2
5
2
Контр. работа “Работа в TRACE MODE”
ИТОГО:
22
22
10
47
11
5. Образовательные технологии
В процессе изучения дисциплины, выполнения контрольных заданий и лабораторных работ предусматривается использование пакета прикладных программ “SCADA система TRACE MODE”, который позволяет выполнять управление в реальном масштабе времени систем управления, а также осуществлять визуализацию технологического процесса.
Demo-версия программы доступна для скачивания на сайте разработчика и может использоваться в учебном процессе: http://www. /
6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
Перечень контрольных вопросов письменного опроса:
1. Понятие о САУ и АСУ ТП.
2. Назначение и проблемы проектирования технических средств (ТС) систем автоматизации и управления. Этапы проектирования ТС.
3. Назначение, цели и функции систем автоматизации и управления (САиУ) техническими объектами и технологическими процессами. Примеры САиУ.
4. Средства управления технологическими процессами. Средства построения ЛУВС с магистральной структурой. Типовой состав технических средств АСУ ТП. Типовые структуры и средства САиУ техническими объектами и технологическими процессами.
5. Назначение и состав технических средств САиУ, типовое обеспечение САиУ, комплексы технических средств, программно-технические комплексы
6. Типизация, унификация технических средств. Компьютеры и рабочие станции в промышленном исполнении. Устройства промышленного ввода/вывода. Примеры оборудования российских и зарубежных фирм Advantech, Octagon, Siemens и др.
7. Технические средства получения информации о состоянии объекта управления, датчики, измерительные преобразователи. Общие сведения.
8. Основные характеристики устройств получения информации о состоянии процесса. Системные требования к устройствам получения информации о состоянии процесса. Выбор устройств получения информации о состоянии процесса.
9. Технические средства приема, преобразования и передачи измерительной и командной информации по каналам связи; устройства связи с объектом управления, системы передачи данных, интерфейсы САиУ. Общая характеристика стандартных интерфейсов.
10. Структуры каналов УСО. Модули дискретного ввода/вывода. Модули аналогового ввода/вывода.
11. Цифровые средства обработки информации в САиУ, управляющие ЭВМ, управляющие вычислительные комплексы (УВК), промышленные (индустриальные); микро-ЭВМ и микро-УВК, программируемые логические контроллеры, программируемые компьютерные контроллеры, однокристальные микроконтроллеры; программное обеспечение САиУ.
12. Системные требования к цифровым средствам обработки информации в САиУ. Оценка производительности базового комплекса. Методика выбора цифровых средств обработки информации на основании системных требований.
13. Аппаратно-программные средства распределенных САиУ, локальные управляющие вычислительные сети (ЛУВС), технические средства и методы управления доступом к моноканалам ЛУВС.
14. Скоростные интерфейсы передачи и хранения информации, распределенные системы ввода-вывода.
15. Особенности функционирования информационно-управляющих вычислительных комплексов (ИУВК). Функциональная и структурная организации ИУВК. Структурная организация ИУВК с радиальным интерфейсом, с единой магистралью.
16. Технические средства обработки, хранения информации и выработки командных воздействий. Автоматические регуляторы. Модульные программируемые контроллеры. Типовые микропроцессорные установки.
17. Программируемые логические контроллеры. Регулирующие микропроцессорные контроллеры.
18. Технические средства использования командной информации и воздействия на объект управления. Исполнительные устройства, регулирующие органы.
19. Устройства взаимодействия с оперативным персоналом САиУ, типовые средства отображения и документирования информации.
20. Устройства связи с оператором; принципы построения, классификация и технические характеристики; видеотерминальные средства, мнемосхемы, индикаторы; операторские панели и станции, регистрирующие и показывающие приборы.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины ТСАиУ
а) основная литература:
1. Технические средства автоматизации: учебник для студ. высш. учеб. заведений / , . – М.: Издательский цент “Академия”, 2007. – 368 с.
2. , , Яковлев средства АСУ ТП: Учеб. пособие для вузов по спец. «Авто. и управл. в технич. сист.». - М.: Высш. шк., 1989.– 263 с.
3. Пьявченко , методические указания и контрольные работы по дисциплине “Технические средства автоматизации и управления”. Таганрог: Изд-во ТРТУ. 20с.
4. Пьявченко системы управления технологическими процессами и техническими объектами: Учебное пособие. Таганрог; ТРТУ.19с.
5. Строганов машины и их применение: Учебное пособие. - М.: Высш. шк., 1986.– 240 с.
6. , . Интерфейсы средств автоматизации. Учебное пособие. – Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2005. – 252 c.
7. , . Технические средства автоматизации и управления: Методическое руководство к лабораторным работам.– Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2006.– 92 c.
б) дополнительная литература:
1. Наладка автоматических систем и устройств управления технологическими процессами. Справочное пособие/ Под ред. . – М.: Энергия. 19с.
2. Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы. Справочное пособие/ Под ред. . –Л.: Машиностроение (Ленингр. отд-ние). 19с.
3. , Изранцев автоматического управления с микроЭВМ. – М.: Наука. 19с.
4. Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. Ежемесячный научно-технический и производственный журнал.
5. Приборостроение и средства автоматизации. Энциклопедический справочник. Ежемесячный журнал.
6. Современные технологии автоматизации. Ежеквартальный журнал.
7. , , Югай системы управления. Учебное пособие / Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2009. – 321 с.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
1. http://www. /products/dev/scada/
2. http://www. /
3. http://ait. /about/
4. http://noc-isu. tti. /tostudients/.html
5. http://www. /mag/spravoch/
6. http://sau. favt. /ru/forstudent/library/1377-interfsredstvavtomat
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины ТСАиУ
Для проведения лабораторных и практических работ имеется следующее оборудование:
1. Стенды для выполнения лабораторных работ по дисциплине ТСАиУ (5 шт.).
2. Персональные компьютеры (10 шт.).
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки 220400.62 «Управление и информатика в технических системах» .
Авторы: _______________________________ ,
Зав. кафедрой _________________________
Программа одобрена на заседании УМК ФАВТ от 01.01.2001 года, протокол
