Интегрированные системы проектирования и управления
内容描述: Дисциплина посвящена изучению принципов построения и архитектуры интегрированных систем управления современными технологическими процессами, систем диспетчерского управления и сбора данных (SCADA-системы), механизмам взаимодействия SCADA-систем с внешними устройствами (динамический обмен данными (DDE), связывание и внедрение объектов (OLE), OLE для управления процессами (OPC), собственные протоколы SCADA-систем. Рассматриваются встроенные языки программирования, интегрированные средства разработки программного обеспечения для автоматизированных систем с применением промышленных контроллеров.
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
- формирование компетенций в области разработки интегрированных систем проектирования и управления автоматизированными и автоматическими производствами на основе современных программных и технических средств, необходимых для выполнения видов профессиональной деятельности
Задача
- изучение основ построения интегрированных систем на базе программируемых логических контроллеров, модулей удаленного сбора данных и управления, промышленных компьютеров и рабочих станций, сетевой архитектуры нижнего и верхнего уровней, программного обеспечения SCADA-систем основных фирм производителей;
- применение принципов и методов интеграции при разработке структуры, выборе функций и технического обеспечения систем управления автоматизированных и автоматических производств;
- формирование навыков по решению практических задач с использованием современных инструментальных средств проектирования и разработки интегрированных систем управления.
Результат обучения: знание и понимание
- называть принципы построения интегрированных систем управления и проектирования, их основные компоненты и модули, типовые структуры;
Результат обучения: применение знаний и пониманий
- анализировать структуру интегрированных систем управления, определять основные компоненты и модули, типы связей между ними;
Результат обучения: формирование суждений
- описывать технологии, используемые при проектировании информационных систем высокого уровня, о способах передачи, обработки и защиты информации в этих системах;
Результат обучения: коммуникативные способности
- демонстрировать результаты инженерной, исследовательской деятельности специалистам и научной общественности;
Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе
- решать задачу проектирования интегрированной высокоуровневой системы управления в соответствии с поставленными техническими и логическими требованиями к функциям системы;
- применять современные средства проектирования и разработки интегрированных систем управления.
*TeachingMethods(zh-CN)*
интерактивная лекция (применение следующих активных форм обучения: ведомая (управляемая) дискуссия или беседа; модерация; демонстрация слайдов или учебных фильмов; мотивационная речь);
информационно-коммуникационная (например, занятия в компьютерном классе с использованием профессиональных пакетов прикладных программ);
поисково-исследовательская (самостоятельная исследовательская деятельность студентов в процессе 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)* | Лабораторная работа "Изучение функциональных возможностей среды проектирования и управления InTouch" | 0-100 |
| Лабораторная работа "Изучение функциональных возможностей среды WinCC" | ||
| Рубежный контроль 1 | ||
| 2 *Rating(zh-CN)* | Лабораторная работа "Создание SCADA-проекта с использованием функциональных возможностей среды проектирования и управления" | 0-100 |
| 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)* | |
| Работа на лабораторных занятиях | Проявлена превосходная теоретическая подготовка. Необходимые навыки и умения полностью освоены. Результат лабораторной работы полностью соответствует её целям. | Проявлена хорошая теоретическая подготовка. Необходимые навыки и умения в основном освоены. Результат лабораторной работы в основном соответствует её целям. | Проявлена удовлетворительная теоретическая подготовка. Необходимые навыки и умения частично освоены. Результат лабораторной работы частично соответствует её целям. | Проявлена неудовлетворительная теоретическая подготовка. Необходимые навыки и умения не освоены. Результат лабораторной работы не соответствует её целям. |
| Собеседование по контрольным вопросам | В ответе качественно раскрыто содержание темы. Ответ хорошо структурирован. Прекрасно освоен понятийный аппарат. Продемонстрирован высокий уровень понимания материала. Превосходное умение формулировать свои мысли, обсуждать дискуссионные положения. | Основные вопросы темы раскрыты. Структура ответа в целом адекватна теме. Хорошо освоен понятийный аппарат. Продемонстрирован хороший уровень понимания материала. Хорошее умение формулировать свои мысли, обсуждать дискуссионные положения. | Тема частично раскрыта. Ответ слабо структурирован. Понятийный аппарат освоен частично. Понимание отдельных положений из материала по теме. Удовлетворительное умение формулировать свои мысли, обсуждать дискуссионные положения. | Тема не раскрыта. Понятийный аппарат освоен неудовлетворительно. Понимание материала фрагментарное или отсутствует. Неумение формулировать свои мысли, обсуждать дискуссионные положения. |
*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
- Введение в интегрированные системы проектирования и управления. Что такое интегрированные системы и влияние интеграции на эффективность производства. Основные понятия интегрированной системы проектирования и управления (ИСПУ). Функции и структуры интегрированных систем, взаимосвязь процессов проектирования, подготовки производства и управления производством.
- Математическое, методическое и организационное обеспечение интегрированных систем проектирования и управления. Математическое, методическое и организационное обеспечение. Программно-технические средства для построения интегрированных систем проектирования и управления.
- Виды интеграции систем управления. Основные понятия и принципы горизонтальной и вертикальной интеграции систем управления. Виды интеграции систем управления,- организационная, функциональная, информационная, программная и техническая. MES-системы, ERP- системы Интеграция на уровне ERP- и MESсистем. Иерархия распределенных систем управления (РСУ). Интегрированные системы проектирования и управления технологическими процессами.
- Современные тенденции развития распределенных АСУ ТП и их интеграция с АСУП. Современные тенденции развития распределенных АСУ ТП и интеграции с АСУП. Классификация и состав ИСПУ. Архитектура связи открытых систем. Международные стандарты распределенных АСУ ТП. Физическая структура ИСПУ. Функции и структура интегрированных систем управления современным предприятием
- SCADA системы. Понятие SCADA систем. Назначение и функции SCADA - систем. Формализация и алгоритмизация процессов разработки систем управления средствами SCADA. Структура и характеристики SCADA - систем. Структура SCADA - пакетов: системы визуализации процесса, ввода - вывода переменных, отображения трендов, алармов, составления отчетов и др. Типовые SCADA, проблемы выбора - системы. OPC- стандарт взаимодействия SCADA-систем и ПЛК.
- Программно-технические комплексы и SCADA-системы в структуре интегрированных систем управления. SCADA-система InTouch: состав, назначение, выполняемые функции, установка, работа. SCADA-система WinCC: состав, назначение, выполняемые функции.
- Примеры применяемых в отрасли SCADA систем. SCADA системы, их функции и использование для проектирования автоматизированных систем управления, документирования, контроля и управления сложными производствами отрасли. Типовые SCADA, проблемы выбора системы Примеры интегрированных систем проектирования и управления.
- Системы автоматизированного проектирования (САПР). Системы автоматизированного проектирования (САПР) распределенных АСУ ТП. Пакеты для разработки проектной документации. Представление об особенностях программ, используемых на стадиях проектирования систем автоматизации.
- Интеграция в процессе проектирования систем автоматизации и управления. Стадии проектирования систем автоматизации и управления. Сетевая инфраструктура. Каналы передачи данных. САПР – история развития и классификация. Состав и структура САПР.
Основная литература
- Самойлова Е.М. Интегрированные системы проектирования и управления. Цифровое управление инженерными данными и жизненным циклом изделия: учебное пособие/ Самойлова Е.М. - Москва: Ай Пи Ар Медиа, 2020. - 283 c.
- Интегрированные системы проектирования и управления. SCADA: учебное пособие / Х.Н. Музипов, О.Н. Кузяков, С.А. Хохрин [и др.]; под редакцией Х.Н. Музипова. - Санкт- Петербург: Лань, 2018. – 408 с.
- Елизаров И. А., Третьяков А. А., Пчелинцев А. Н. Интегрированные системы проектирования и управления. SCADA-системы: учебное пособие / И.А. Елизаров [и др.]. - Тамбов: Тамбовский государственный технический университет, ЭБС АСВ, 2015. - 160c.
- Интегрированные системы проектирования и управления. SCADA : учебное пособие / Х.Н. Музипов, О.Н. Кузяков, С.А. Хохрин [и др.] ; под редакцией Х.Н. Кангин В.В. Разработка SCADA-систем: учебное пособие / Кангин В.В., Кангин М.В., Ямолдинов Д.Н. - Москва, Вологда: Инфра-Инженерия, 2019. - 564 c.
Дополнительная литература
- Иванов, В. Э. Разработка АСУТП в среде WinCC : учебное пособие / Иванов В. Э. , Чье Ен Ун. - Москва: Инфра-Инженерия, 2019. - 232 с.
- Тугов В. В. Проектирование автоматизированных систем управления в TRACE MODE: учебное пособие / Тугов В. В. - Оренбург : ОГУ, 2017.
- Осипова Н. В. Программное обеспечение систем управления : учеб. пособие / Н. В. Осипова. - Москва : МИСиС, 2019. - 74 с.
- Гаврилов А.Н. Средства и системы управления технологическими процессами: учебное пособие / А.Н. Гаврилов, Ю.В. Пятаков. - 3-е изд., стер. - Санкт-Петербург: Лань, 2019. - 376 с.
