 |
Тема 2. Алгоритмическое обеспечение АСУ ТП
|
|
|
|
Алгоритмическое обеспечение АСУ ТП. Основные понятия и определения.
Оценка интервалов дискретизации непрерывных технологических параметров. Первичная обработка информации, введенной в микропроцессорные средства контроля и управления. Алгоритмы аналитической градуировки датчиков, экстра- и интерполяции дискретно-измеряемых величин. Алгоритмы фильтрации. Разностные уравнения низкочастотных цифровых фильтров. Фильтры экспоненциального сглаживания и скользящего среднего. Робастные, высокочастотные, полосовые и режекторные фильтры. Дискретное дифференцирование, интегрирование и усреднение измеряемых величин. Проверка достоверности информации. Методы повышения достоверности информации. Алгоритмы контроля параметров технологического процесса и состояния оборудования.
Алгоритмы цифрового регулирования. Структура цифровой системы регулирования. Разностные уравнения параметрически оптимизируемых (П, ПИ, ПИД) регуляторов в не рекуррентной и рекуррентной формах.
Тема 3. Программное и информационное обеспечение АСУ ТП
Состав и структура программного обеспечения. Общее программное обеспечение и прикладное. Системы и языки программирования промышленных микропроцессорных контроллеров.
Языки программирования стандарта IEC 61131-3: IL, LDFBD, ST, CFC. Типичное применение языков стандарта. Диаграммы функциональных блоков: контроль и аварийная сигнализация, управление двигателями и клапанами, аналоговое регулирование. Диаграммы функциональных последовательностей: управление пуском - остановом, управление периодическими процессами. Структурированный текст: циклические операции, программы сложных расчетов, дополнения сложной логики.
|
|
|
Тема 4. Программное обеспечение верхнего уровня АСУ ТП
SCADA-системы. Назначение, структура и основные функции. Общие сведения о системе MasterSCADA. Структура проекта. Каналы прохождения информации в системе MasterSCADA. Типы каналов. Значения на каналах и процедуры их обработки. Связь с реальными каналами ввода - вывода информации.
Структура монитора реального времени (МРВ) и особенности запуска в реальном времени. Приоритеты выполнения задач. Временные характеристики системы и ее настройка. Контроль текущего состояния и ошибок при работе операторских станций. Автосохранение параметров при перезапуске. Защита операторских станций от несанкционированного доступа.
Обмен данными с приложениями WINDOWS.
Архивирование и документирование. Система архивов MasterSCADA. Работа с архивами проекта. Просмотр архивных данных. Создание отчетов Экспорт данных из архивов MasterSCADA в приложения WINDOWS.
Содержание практического раздела дисциплины
Задания на лабораторные работы по курсу «Программное обеспечение АСУ ТП»
1. Изучение пакета Codesys. Следящая система (6 часов).
2. Реализация алгоритмов фильтрации в пакете Codesys (6 часов).
3. Разработка системы регулирования уровня жидкости в емкости в пакете Codesys (10 часов).
4. Изучение пакета MasterSCADA (2 часа).
5. Система регулирования уровня. Разработка комплексного ПО системы в пакетах Codesys и MasterSCADA (6 часов).
Структура дисциплины по разделам и формам организации обучения
Таблица 2.
| Название раздела/темы | Аудиторная работа (час) | СРС (час) | Итого | ||
| Лекции | Практ. / сем. занятия | Лабор. занятия | |||
| Тема 1. Функции автоматизированных систем управления технологическими процессами | |||||
| Тема 2. Алгоритмическое обеспечение АСУ ТП | |||||
| Тема 3. Программное и информационное обеспечение АСУ ТП | |||||
| Тема 4. Программное обеспечение верхнего уровня АСУ ТП | |||||
| Всего |
|
|
|
4.4. Распределение компетенций по разделам дисциплины
Распределение по разделам дисциплины планируемых результатов обучения представлено в таблице 3.
Таблица 3.
| Формируемые компетенции | Разделы дисциплины | ||||
| 1. | З.6.7.4 | + | + | + | + |
| 2. | В.6.7.4 | + | + | + | + |
| 3. | У.6.7.4 | + | + | + | + |
5. Образовательные технологии
Достижение планируемых результатов освоения дисциплины обеспечивается образовательными технологиями, сочетание которых приведено в таблице 4.
Таблица 4.
Методы и формы организации обучения (ФОО)
| ФОО Методы | Лекции | Лабораторные работы | Самостоятельная работа |
| IT -методы | + | + | + |
| Работа в команде | + | + | |
| Case-study | |||
| Игра | |||
| Методы проблемного обучения. | |||
| Обучение на основе опыта | + | + | |
| Опережающая самостоятельная работа | + | ||
| Проектный метод | + | ||
| Поисковый метод | + | ||
| Исследовательский метод | + | + |
6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
6.1 Текущая и опережающая СРС состоит в проработке лекционного материала, подготовке к лабораторным работам и контрольным работам. Она составляет 48 часов и включает:
- подготовку к лекционным занятиям (10 ч.);
- подготовку к лабораторным работам (23 ч.);
- работа с технической литературой по темам курса (15 ч.).
6.2 Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа (ТСР) состоит:
- в разработке оригинальных алгоритмов управления и реализация их при выполнении лабораторных работ.
- участие в исследовательской работе, в научных студенческих конференциях, семинарах и олимпиадах по тематике.
Контроль самостоятельной работы
Оценка результатов самостоятельной работы организуется как единство двух форм: самоконтроль и контроль со стороны преподавателей. Оценка преподавателем самостоятельной работы студентов отражена в Рейтинг-плане.
Средства (ФОС) текущей и итоговой оценки качества освоения модуля
Текущий контроль
Цель текущего контроля проверить усвоение студентами теоретического и практического материала, излагаемого лектором.
|
|
|
Вопросы текущего контроля
Контроль выполняется после завершения определенной темы курса.
1. Понятия АСУ: АСУП, ИАСУ, АСУ ТП и их особенности.
2. Функции АСУ ТП. Структура АСУ ТП.
3. Стандарт МЭК 1131. Основные части стандарта. Разработка языков стандарта.
4. Набор стандартных функций. Функциональные блоки. Польза и важность стандарта.
5. Комплексы проектирования МЭК 1131-3. Инструменты комплексов программирования ПЛК.
6. Встроенные редакторы. Текстовые редакторы. Графические редакторы.
7. Средства отладки. Средства управления проектом.
8. Особенности комплекса Codesys.
9. Переменные. Идентификаторы. Распределение памяти переменных. Прямая адресация.
10. Поразрядная адресация. Преобразование типов.
11. Определение компонента. Объявление POU. Формальные и актуальные параметры. Параметры и переменные компонента.
12. Функции. Функциональные блоки.
13. Задачи. Ресурсы. Конфигурация.
Итоговый контроль
Итоговый контроль полученных знаний выполняется после завершения лекционного курса и выполнения лабораторных работ. Из нижеперечисленных вопросов формируются билеты, ответ на которые служит основанием для получения зачета по дисциплине. Количество вопросов в билете определяется преподавателем.
Вопросы итогового контроля.
1. Понятия АСУ: АСУП, ИАСУ, АСУ ТП и их особенности.
2. Функции АСУ ТП. Структура АСУ ТП.
3. Стандарт МЭК 1131. Основные части стандарта. Разработка языков стандарта.
4. Набор стандартных функций. Функциональные блоки. Польза и важность стандарта.
5. Комплексы проектирования МЭК 1131-3. Инструменты комплексов программирования ПЛК.
6. Встроенные редакторы. Текстовые редакторы. Графические редакторы.
7. Средства отладки. Средства управления проектом.
8. Особенности комплекса Codesys.
9. Переменные. Идентификаторы. Распределение памяти переменных. Прямая адресация.
10. Поразрядная адресация. Преобразование типов.
11. Определение компонента. Объявление POU. Формальные и актуальные параметры. Параметры и переменные компонента.
|
|
|
12. Функции. Функциональные блоки.
13. Задачи. Ресурсы. Конфигурация.
14. Язык линейных инструкций IL. Функциональные диаграммы FBD.
15. Структурированный текст ST. Релейные диаграммы LD.
16. Последовательные функциональные схемы SFC.
17. Арифметические операторы. Операторы битового сдвига. Логические битовые операторы.
18. Операторы выбора и ограничения. Операторы сравнения.
19. Математические функции. Строковые функции.
20. Таймеры. Триггеры.
21. Детекторы импульсов. Счетчики.
22. Побитовый доступ к целым. Гистерезис. Пороговый сигнализатор.
|
|
|
