Локальные системы автоматизации и управления
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 | Р1+Р2 | +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.
