Локальные системы автоматизации и управления

Алибеккызы Карлыгаш

*InstructorProfile(zh-CN)*

内容描述: В данной дисциплине рассматриваются вопросы синтеза систем автоматизации и управления. Формируются знания принципов построения современных локальных систем автоматизации и управления на базе микроконтроллеров и программируемых логических контроллеров, а также приобретаются навыки расчета параметров настройки регуляторов.

贷款数: 5

Пререквизиты:

  • Линейные системы автоматического регулирования

*СomplexityDiscipline(zh-CN)*:

*TypesOfClasses(zh-CN)* *hours(zh-CN)*
*Lectures(zh-CN)* 15
*PracticalWork(zh-CN)*
*LaboratoryWork(zh-CN)* 30
*srop(zh-CN)* 30
*sro(zh-CN)* 75
*FormOfFinalControl(zh-CN)* экзамен
*FinalAssessment(zh-CN)* устный экзамен

零件: Компонент по выбору

循环次数: Базовые дисциплины

Цель
  • освоение теоретических и практических основ построения, функционирования локальных систем управления, контроля, регулирования на основе микроконтроллеров и программируемых логических контроллеров.
Задача
  • приобретение теоретических и практических знаний по построению и эксплуатации локальных систем управления, контроля, регулирования на основе микроконтроллеров и программируемых логических контроллеров;
  • формирование умений построения систем автоматизации и управления на основе знания элементов теории автоматического управления и современных комплексов технических средств автоматизации;
  • приобретение навыков по инженерным исследованиям объектов и синтезу на этой основе алгоритмов контроля, регулирования и управления, обеспечивающих качественное функционирование технических систем.
Результат обучения: знание и понимание
  • описывать перспективы и тенденции развития, принципы построения, элементную базу локальных систем управления, контроля, регулирования;
  • описывать систему команд, архитектуру, структуру и языки программирования микроконтроллеров и программируемых логических контроллеров;
Результат обучения: применение знаний и пониманий
  • применять методы математического анализа и моделирования, основы теоретического и экспериментального исследования в области построения локальных систем автоматизации
Результат обучения: формирование суждений
  • ставить и решать инновационные задачи инженерного анализа, связанные с разработкой технических систем управления с использованием аналитических методов и сложных моделей.
Результат обучения: коммуникативные способности
  • сообщать тенденции в области автоматизации производственных систем, перспективные направления и возможности практического применения, как специалистам, так и не специалистам;
Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе
  • выбирать подходящие методы и алгоритмы управления, производить синтез, проектирование, конструирование и настройку управляющих устройств на базе последних достижений науки и техники
*TeachingMethods(zh-CN)*

технологии учебно-исследовательской деятельности

информационно-коммуникационные технологии

модульная технология обучения

*AssessmentKnowledge(zh-CN)*

Преподаватель проводит все виды работ текущего контроля и выводит соответствующую оценку текущей успеваемости обучающихся два раза в академический период. По результатам текущего контроля формируется рейтинг 1 и 2. Учебные достижения обучающегося оцениваются по 100-балльной шкале, итоговая оценка Р1 и Р2 выводится как средняя арифметическая из оценок текущей успеваемости. Оценка работы обучающегося в академическом периоде осуществляется преподавателем в соответствии с графиком сдачи заданий по дисциплине. Система контроля может сочетать письменные и устные, групповые и индивидуальные формы.

*Period2(zh-CN)* *TypeOfTask(zh-CN)* *Total(zh-CN)*
1  *Rating(zh-CN)* Выполнение и защита лабораторной работы "Анализ объекта моделирования как системы модели". 0-100
Выполнение и защита лабораторной работы "Построение структурной схемы локальной системы автоматизации."
Выполнение и защита лабораторной работы "Построение функциональной схемы локальной системы автоматизации".
Выполнение и защита лабораторной работы "Моделирование системы контроля и управления".
Рубежный контроль 1
2  *Rating(zh-CN)* Выполнение и защита лабораторной работы "Исследование двухпозиционных регуляторов и систем". 0-100
Выполнение и защита лабораторной работы "Исследование трехпозиционных регуляторов и систем".
Выполнение и защита лабораторной работы "Изучение принципов программирования контроллеров для управления технологическими процессами на базе алгоритмического языка Structured Control Language".
Выполнение и защита лабораторной работы "Изучение принципов программирования контроллеров для управления технологическими процессами на базе графического языка Function Block Diagram".
Рубежный контроль 2
*TotalControl(zh-CN)* экзамен 0-100
*PolicyAssignmentTask(zh-CN)*
*TypeOfTask(zh-CN)* 90-100 70-89 50-69 0-49
Excellent *Grade4(zh-CN)* *Grade3(zh-CN)* *Grade2(zh-CN)*
Собеседование по контрольным вопросам Демонстрирует системные теоретические знания, владеет терминологией, логично и последовательно объясняет сущность явлений и процессов, делает аргументированные выводы и обобщения, приводит примеры, показывает свободное владение монологической речью и способность быстро реагировать на уточняющие вопросы Демонстрирует прочные теоретические знания, владеет терминологией, логично и последовательно объясняет сущность, явлений и процессов, делает аргументированные выводы и обобщения, приводит примеры, показывает свободное владение монологической речью, но при этом делает несущественные ошибки, которые исправляет самостоятельно или при незначительной коррекции преподавателем Демонстрирует неглубокие теоретические знания, проявляет слабо сформированные навыки анализа явлений и процессов, недостаточное умение делать аргументированные выводы и приводить примеры, показывает недостаточно свободное владение монологической речью, терминологией, логичностью и последовательностью изложения, делает ошибки которые может исправить только при коррекции преподавателем. Демонстрирует незнание теоретических основ предмета, несформированные навыки анализа явлений и процессов, не умеет делать аргументированные выводы и приводить примеры, показывает слабое владение монологической речью, не владеет терминологией, проявляет отсутствие логичности и последовательности изложения, делает ошибки, которые не может исправить даже при коррекции преподавателем, отказывается отвечать на занятии
Работа на лабораторных занятиях Выполнил работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности действий; в ответе правильно и аккуратно выполняет все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления; правильно выполняет анализ ошибок. При ответе на вопросы правильно понимает сущность вопроса, дает точное определение и истолкование основных понятий; сопровождает ответ новыми примерами, умеет применить знания в новой ситуации; может установить связь между изучаемым и ранее изученным материалом, а также с материалом, усвоенным при изучении других дисциплин. Выполнил работу по требованию к оценке «5», но допущены 2-3 недочета. Ответ обучающегося на вопросы удовлетворяет основным требованиям к ответу на 5, но дан без применения знаний в новой ситуации, без использования связей с ранее изученным материалом и материалом, усвоенным при изучении других дисциплин; допущены одна ошибка или не более двух недочетов, обучающийся может их исправить самостоятельно или с небольшой помощью преподавателя. Выполнил работу не полностью, но не менее 50% объема, что позволяет получить правильные результаты и выводы; в ходе проведения работы были допущены ошибки. При ответе на вопросы обучающийся правильно понимает сущность вопроса, но в ответе имеются отдельные проблемы в усвоении вопросов курса, не препятствующие дальнейшему усвоению программного материала; допущено не более одной грубой ошибки и двух недочетов. Выполнил работу не полностью или объем выполненной части работ не позволяет сделать правильных выводов. При ответе на вопросы демонстрирует не владение основными знаниями и умениями в соответствии с требованиями программы; допущены больше ошибок и недочетов, чем необходимо для оценки 3 или не может ответить ни на один из поставленных вопросов.
*EvaluationForm(zh-CN)*

Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:

  • 40% результата, полученного на экзамене;
  • 60% результатов текущей успеваемости.

Формула подсчета итоговой оценки:

И= 0,6 Р12 +0,4Э
2

 

где, Р1, Р2 – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.

Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:

Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:

Оценка по буквенной системе Цифровой эквивалент Баллы (%-ное содержание) Оценка по традиционной системе
A 4.0 95-100 Отлично
A- 3.67 90-94
B+ 3.33 85-89 Хорошо
B 3.0 80-84
B- 2.67 75-79
C+ 2.33 70-74
C 2.0 65-69 Удовлетворительно
C- 1.67 60-64
D+ 1.33 55-59
D 1.0 50-54
FX 0.5 25-49 Неудовлетворительно
F 0 0-24
Темы лекционных занятий
  • Место локальных систем в иерархии систем управления. Классификация локальных систем автоматики. Основные требования предъявляемые к автоматическим системам. Порядок разработки и основные этапы проектирования автоматических систем
  • Задачи и объекты управления в автоматизированных производственных системах. Структура автоматизированной производственной системы. Объекты управления в производственной системе. Назначение и состав АСУ производственной системы.
  • Общие принципы управления. Виды управления в производственных системах. Цикловое управление. Автоматическое регулирование. Числовое программное управление.
  • Анализ объектов управления. Математические модели и методы их определения. Методика аналитического определения математической модели. Определение математических моделей по экспериментальным данным. Математическое обеспечение АСУ производственной системы.
  • Элементы теории систем и моделирования. Определение системы. Связи. Структура. Моделирование структуры. Графы.
  • Структурная и функциональная схемы управляемого объекта. Общая структурная схема системы контроля и управления. Формализованные описания объектов и процессов. Алгоритмы управления. Функциональные схемы. Выбор основных функциональных элементов систем автоматизации и управления.
  • Информация в системах контроля и управления. Первичные преобразователи информации. Аналоговое и цифровое представление информации.
  • Основы компьютерного управления. Микропроцессорные устройства управления в системах автоматизации. Построение систем управления на основе микроЭВМ.
  • Передача информации в АСУ производственной системы. Использование технологических команд. Стандартные интерфейсы. Использование модемов. Локальные вычислительные сети. Промышленные сети для управления. Управление обменом информации. Протоколы связи в системах управления.
  • Программное обеспечение АСУ производственной системы. Состав программного обеспечения. Системное программное обеспечение. Прикладное программное обеспечение. Автоматизация разработки ПО АСУ производственной системы
  • Инженерные методы анализа и синтеза систем автоматизации и управления. Анализ точности. Синтез параметров автоматических систем из условия обеспечения заданной точности. Анализ устойчивости и качества регулирования в переходных режимах. Синтез параметров систем из условия обеспечения заданного качества регулирования. Синтез последовательных корректирующих устройств. Синтез корректирующих обратных связей.
  • Перспективы развития автоматизированных систем управления. Основы фази-управления. Использование экспертных систем и методов искусственного интеллекта
Основная литература
  • Шемелин В. К., Хазанова О.В. Управление системами и процессами: Учебник – Старый Оскол : ТНТ, 2021. – 320 с.
  • Ковалев П.И. Введение в теорию моделирования систем управления: учебное пособие. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2014. - 68 с.
  • Колосов О.С. Технические средства автоматизации и управления: учебник для академического бакалавриата . - Москва: Юрайт, 2018. - 291 с.
  • Шишов О.В. Программируемые контроллеры в системах промышленной автоматизации: учебник. - Москва: ИНФРА-М, 2018. - 365 с.
Дополнительная литература
  • Федотов А.В. Автоматизация управления в производственных системах. - Омск, 2001. - 354 c.
  • Карташов Б.А. Компьютерные технологии и микропроцессорные средства в автоматическом управлении: учебное пособие – Ростов-на-Дону : Феникс, 2013. – 541 с.
  • Технические средства автоматизации и управления: учебное пособие / О. В. Шишов. - Москва: ИНФРА-М, 2016. - 396 с.
  • Сеньков, А. Г. Автоматика. Лабораторный практикум: учебно-методическое пособие / А. Г. Сеньков, Н. М. Матвейчук, Е. Е. Мякинник. – Минск : БГАТУ, 2017. – 204 с.