МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
"Чувашский государственный аграрный университет"
(ФГБОУ ВО Чувашский ГАУ)
Механизации, электрификации и автоматизации с/х производства
Проректор по учебной
и научной работе
Аппаратные средства автоматизации в агропромышленном комплексе
Направление подготовки 09.03.03 Прикладная информатика
Направленность (профиль) Прикладная информатика в агропромышленном комплексе
рабочая программа дисциплины (модуля)
Распределение часов дисциплины по семестрам
Семестр
(<Курс>.<Семестр на курсе>)
В том числе в форме практ.подготовки
канд. техн. наук , доц., Белов Е.Л.
1. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования - бакалавриат по направлению подготовки 09.03.03 Прикладная информатика (приказ Минобрнауки России от 19.09.2017 г. № 922).
При разработке рабочей программы дисциплины (модуля) "Аппаратные средства автоматизации в агропромышленном комплексе" в основу положены:
2. Учебный план: Направление подготовки 09.03.03 Прикладная информатика
Направленность (профиль) Прикладная информатика в агропромышленном комплексе, одобренный Ученым советом ФГБОУ ВО Чувашский ГАУ от 26.03.2024 г., протокол № 12.
Рабочая программа дисциплины (модуля) проходит согласование с использованием инструментов электронной информационно-образовательной среды Университета.
Заведующий кафедрой Мардарьев С.Н.
Заведующий выпускающей кафедрой Максимов А.Н.
Председатель методической комиссии факультета Гаврилов В.Н.
Директор научно-технической библиотеки Викторова В.А.
1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
ознакомление студентов с аппаратными средствами реализации систем автоматического управления на предприятиях АПК.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП
Требования к предварительной подготовке обучающегося:
Проектирование информационных систем
Информационные технологии в профессиональной деятельности
Механизация, электрификация и автоматизация сельскохозяйственного производства
Разработка программных приложений
Технические средства в сельском хозяйстве
Информационные системы и технологии
Основы технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции
Основы хранения и переработки сельскохозяйственной продукции
Дисциплины и практики, для которых освоение данной дисциплины (модуля) необходимо как предшествующее:
Автоматические системы управления в агропромышленном комплексе
Производственная практика, технологическая (проектно-технологическая) практика
3. КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
ПК-1. Способен устанавливать и настраивать системное и прикладное программное обеспечение, необходимое для функционирования ИС
ПК-1.2 Демонстрирует навыки применения современного коммуникационного оборудования и сетевых протоколов
ПК-4. Способен обучать пользователей ИС в АПК
ПК-4.2 Владеет методиками и типовыми программами обучения пользователей, рекомендованных производителями ИС
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
основные способы получения и обработки данных о состоянии контролируемых параметров технологического процесса; основные подходы к проектированию распределённых систем сбора данных и управления; методики формального описания структуры систем автоматизации;
типы средств автоматизации, способы их обозначения при составлении технической документации; способы описания технологических процессов в АПК для реализации систем автоматического управления;
способы описания и расчёта базовых устройств автоматики.
составлять схему автоматизации технологического объекта или процесс в АПК; подбирать технические средства для выполнения задач автоматизации;
составлять модель технологического процесса; реализовывать программный алгоритм, реализующий функцию регулирования технологическим процессом; производить расчёт параметров для аппаратных средств автоматизации на основании составленной модели технологического процесса.
Иметь навыки и (или) опыт деятельности:
проектирования ИС автоматизации в сфере АПК, учитывающие использование аппаратных средств;
составления моделей процессов технологических систем и подготовки проектной документации.
Наименование разделов и тем /вид занятия/
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Раздел 1. Аппаратные средства автоматизации в агропромышленном комплексе
Общая характеристика функционального состава средств автоматизации. /Лек/
Общая характеристика функционального состава средств автоматизации. /Лаб/
Общая характеристика функционального состава средств автоматизации. /Ср/
Принципы реализации автоматических регуляторов на аналоговых средствах. /Лек/
Принципы реализации автоматических регуляторов на аналоговых средствах. /Лаб/
участие в выполнении отдельных элементов работ, связанных с будущей профессиональной деятельностью, а именно: владение методиками и типовыми программами обучения пользователей
Принципы реализации автоматических регуляторов на аналоговых средствах. /Ср/
Функциональные преобразования электрических средств автоматики. /Лек/
Функциональные преобразования электрических средств автоматики. /Лаб/
Функциональные преобразования электрических средств автоматики. /Ср/
Промышленные электрические исполнительные устройства автоматики /Лек/
Контактные и бесконтактные пусковые устройства. Реализация ключей, реверсирования и торможения электродвигателей. /Лаб/
участие в выполнении отдельных элементов работ, связанных с будущей профессиональной деятельностью, а именно: Демонстрация навыков применения современного коммуникационного оборудования и сетевых протоколов
Промышленные электрические исполнительные устройства автоматики. /Ср/
Промышленные комплексы систем автоматики на аналоговых средствах. /Лек/
Средства статических и динамических преобразований. Регулирующие блоки. /Лаб/
Промышленные комплексы систем автоматики на аналоговых средствах /Ср/
Принципы реализации алгоритмов управления и функциональных преобразований на микропроцессорных средствах /Лек/
Микропроцессорные средства регулирования и логического управления /Лаб/
участие в выполнении отдельных элементов работ, связанных с будущей профессиональной деятельностью, а именно: регулирование и управление микропроцессорными средствами
Аналого-цифровые, цифро-аналоговые и цифро-импульсные преобразователи. Реализация функциональных преобразований. /Лаб/
участие в выполнении отдельных элементов работ, связанных с будущей профессиональной деятельностью, а именно: демонстрирует навыки применения аналого-цифровых, цифро-аналоговых и цифро-импульсных преобразователей.
Принципы реализации алгоритмов управления и функциональных преобразований на микропроцессорных средствах /Ср/
Стандартные интерфейсы микропроцессорных систем управления /Лек/
Стандартные интерфейсы микропроцессорных систем управления /Лаб/
Стандартные интерфейсы микропроцессорных систем управления /Ср/
Программируемые логические контроллеры (ПЛК). /Лек/
Порядок программирования приборов. Примеры реализации типовых АСР /Лаб/
участие в выполнении отдельных элементов работ, связанных с будущей профессиональной деятельностью, а именно: владеет методиками и типовыми программами обучения пользователей, рекомендованных производителями ИС
Реализация автоматизированной и автоматической настройки регуляторов.
Малоканальные контроллеры компании: специализированные регуляторы и универсальные контроллеры /Лек/
Программно-технические комплексы (ПТК) для АСУТП. /Лек/
Реализация автоматизированной и автоматической настройки регуляторов.
Малоканальные контроллеры: специализированные регуляторы и универсальные контроллеры. /Лаб/
участие в выполнении отдельных элементов работ, связанных с будущей профессиональной деятельностью, а именно: владеет методиками и типовыми программами
Обзор программно-технических комплексов (ПТК) для АСУТП, их архитектура, структурные схемы,
основные компоненты /Лаб/
Стандартные интерфейсы микропроцессорных систем управления /Ср/
Малоканальные микропроцессорные контроллеры /Ср/
Реализация распределенных систем управления на основе микропроцессорных средств автоматизации. /Лек/
Реализация распределенных систем управления на основе микропроцессорных средств автоматизации /Лаб/
Обзор программно-технических комплексов (ПТК) для АСУТП, их архитектура, структурные схемы, основные компоненты. Программное обеспечение ПТК. Системная интеграция. Примеры реализации распределенных систем управления на основе микропроцессорных средств автоматизации.. /Ср/
5. ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ
5.1. Примерный перечень вопросов к зачету
Не предусмотрено учебным планом.
5.2. Примерный перечень вопросов к экзамену
1. Базовые средства автоматизации
2. Преимущества и недостатки создания систем автоматизированного управления на базе РС
3. Эволюционное развитие структур АСУ ТП
4. Промышленные компьютеры
5. Встраиваемые компьютеры
6. Особенности программного обеспечения промышленных компьютеров
7. Промышленные контроллеры
8. Структурные компоненты контроллеров
9. Программно-технические комплексы на базе контроллеров
10. Характеристики ПТК
11. Классификация ПТК
12. Особенности выбора ПТК для конкретного объекта
13. Языки программирования промышленных контроллеров
14. Системы подготовки программ промышленных контроллеров
15. Современный рынок контроллерных средств
16. Дискретные модули УСО
17. Аналого-цифровые УСО
18. Устройства удаленного сбора данных и управления
19. Типовые средства организации человеко-машинного интерфейса
20. Преобразователи частоты для управления двигателями
21. Уровни и задачи автоматизации управления предприятием
22. Пути и средства интеграции задач и уровней АСУ
23. Стандарт OPC
24. SCADA-системы
5.3. Тематика курсовых работ (курсовых проектов)
Не предусмотрено учебным планом.
Примерные темы рефератов
1. Типовые технические средства автоматизации, этапы их развития и принципы формирования
2. Технические средства автоматизированных систем управления. Исполнительные механизмы
3. Технические средства автоматизации на основе микропроцессорных систем
4. Интерфейсные устройства
5. Принципы построения и регулирования управляемых приводов автоматизированных систем
6. Регулирующие устройства и автоматические регуляторы.
7. Средства измерения основных переменных производственных объектов (температура, расход материальных потоков, давление, уровень и пр.).
8. Средства использования командной информации (исполнительные механизмы, усилители мощности).
9. Общая характеристика и классификация основных узлов управляющих вычислительных машин (УВМ). Организация связи УВМ с объектом управления (УСО, АЦП, ЦАП).
10. Промышленные контроллеры и сети ЭВМ. Средства отображения и хранения информации, рабочие станции и сервера.
11. Общие сведения о промышленных автоматических системах управления. Структурные схемы промышленных систем управления (одноконтурные, многоконтурные, каскадные, многосвязные, централизованные и распределенные, и пр.).
12. Промышленные регуляторы. Типовые законы регулирования. Дискретная форма основных законов управления.
13. Особенности применения промышленных контроллеров и компьютеров, системы реального времени.
14. Алгоритмы первичной обработки входных сигналов в цифровых системах управления.
5.4. Фонд оценочных средств для проведения текущего контроля
15. Алгоритмы расчета технико-экономических показателей в промышленных системах автоматизации.
16. Методы расчета параметров настройки промышленных регуляторов и контроллеров для типовых математических моделей объектов управления. Автоматическая настройка параметров законов управления в современных промышленных контроллерах.
17. Переходные процессы в системах управления и основные показатели их качества.
18. Примеры типовых систем автоматического управления различных производственных объектов.
19. Специфика периодических и дискретных процессов как объектов управления. Задачи систем дискретного логического управления при автоматизации технических процессов.
20. Управление последовательностью событий, включение и выключение оборудования. Примеры объектов управления. Конвейерные линии, станки с числовым программным управлением, стрелочные переключатели, автоблокировка и пр.
21.Основные задачи в области автоматизации технических систем и их связь с требованиями производства. Нормативно-техническая документация на создание систем автоматизации.
22. Уровни автоматизации. Классификация систем управления по уровням автоматизации. Общие сведения об автоматических и автоматизированных системах управления.
23. Классификация объектов управления в технических системах и их виды. Особенности технических систем как объектов управления.
24. Статические и динамические характеристики объектов управления. Линейные и нелинейные модели объектов.
25. Дифференциальные уравнения, передаточные функции, временные и частотные характеристики звеньев и систем автоматического управления.
26. Экспериментальные методы определения статических и динамических характеристик объектов управления. Кривая разгона.
6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Андреев А. Е., Кирносенко С. И.
Адаптивные технологии разработки программного обеспечения: учебное пособие
Карнадуд Е. Н., Карнадуд О. С.
Средства автоматизации и управления: учебное пособие
6.1.2. Дополнительная литература
Технология разработки программного обеспечения: учебное пособие
Алѐшкин А. С., Лесько С. А., Жуков Д. О.
Аппаратные и программные средства поиска уязвимостей при моделировании и эксплуатации информационных систем (обеспечение информационной безопасности): учебное пособие
6.3.1 Перечень программного обеспечения
Электронный периодический справочник «Система Гарант»
Справочная правовая система КонсультантПлюс
6.3.2 Перечень информационных справочных систем
Электронная библиотечная система издательства «Лань». Полнотекстовая электронная библиотека. Индивидуальный неограниченный доступ через фиксированный внешний IP адрес академии неограниченному количеству пользователей из любой точки, в которой имеется доступ к сети Интернет.http://e.lanbook.com
Электронная библиотека технического ВУЗа (ЭБС «Консультант студента»). Полнотекстовая электронная библиотека. Индивидуальный неограниченный доступ через фиксированный внешний IP адрес академии неограниченному количеству пользователей из любой точки, в которой имеется доступ к сети Интернет. http://www.studentlibrary.ru
Электронно-библиотечная система ZNANIUM.COM. Полнотекстовая электронная библиотека. Индивидуальный неограниченный доступ через фиксированный внешний IP адрес академии неограниченному количеству пользователей из любой точки, в которой имеется доступ к сети Интернет. http://znanium.com/
Электронная библиотечная система «ЭБС ЮРАЙТ www.biblio-online.ru». Полнотекстовая электронная библиотека. Индивидуальный неограниченный доступ через фиксированный внешний IP адрес академии неограниченному количеству пользователей из любой точки, в которой имеется доступ к сети Интернет. https://www.biblio-online.ru/
Электронный периодический справочник «Система ГАРАНТ». Полнотекстовый, обновляемый. Доступ по локальной сети академии
Национальная электронная библиотека. Доступ посредством использования сети «Интернет» на 32 терминала доступа. https://нэб.рф/
7. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Доска ученическая настенная трехэлементная, лабораторный комплекс «Средства автоматизации и управления», лабораторный комплекс «Пневмопривод и пневмоавтоматка», типовой комплекс учебного оборудования «Основы электротехники и электроники», столы (17 шт.), стулья (25 шт.)
Помещение для самостоятельной работы
Компьютерная техника с возможностью подключения к сети "Интернет" и обеспечением доступа в электронную информационно-образовательную среду организации (персональные компьютеры) (3 шт.). Стол ученический 2-х местный (5 шт.), стул ученический (7 шт.)
Стенд для подготовки электромонтажников и электромонтеров с измерительным блоком, СПЭЭ-ИБ/380-НМП, набор «Технология электромонтажных работ», Н1-ТЭмР, набор «Электрические цепи в быту и на производстве» Н2-ЭЦБП/380, набор «Электрические цепи в быту и на производстве», Н3-ЭЦБП/220, набор «Цепи электроизмерительных приборов», Н4-ЦЭиП, набор «Энергосберегающие технологии в светотехнике», Н5-ЭсТС, набор «Эксплуатация и наладка схем управления электродвигателями», Н6-ЭНСЭдЧП/380, набор «Монтаж и наладка цепей тревожной сигнализации», Н10-МНЦТС, набор «Монтаж и наладка электрических цепей управления и автоматики», Н11-МНЭЦА, набор «Энергоэффективность источников света», Н15-ЭэИС/РВ, типовой комплект «Монтаж и наладка систем автоматики», МиН-СА-ШР, комплект учебно-лабораторного оборудования «Стол электромонтажника начального уровня», комплект учебно-лабораторного оборудования «Электромонтажный стенд для монтажа скрытой и открытой проводки», комплект учебно-лабораторного оборудования «Электробезопасность в электроустановках до 1000 В» (ЭБЭУ1-С-Р-1), столы (17 шт.), стулья (31 шт.), интерактивная доска HITACHI Starboard, настенные плакаты (3 шт.)
Помещение для самостоятельной работы
Компьютерная техника с возможностью подключения к сети "Интернет" и обеспечением доступа в электронную информационно-образовательную среду организации (ноутбуки, персональные компьютеры) (4 шт.)
8. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ОСВОЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Для освоения дисциплины студентами необходимо:
Актуализированная рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании выпускающей кафедры, протокол № ___ от _____________________
Заведующий выпускающей кафедрой _________________________________
ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ
в 20___ /20___ учебном году
ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ
в 20___ /20___ учебном году
ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ
в 20___ /20___ учебном году
Актуализированная рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании выпускающей кафедры, протокол № ___ от _____________________
Актуализированная рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании выпускающей кафедры, протокол № ___ от _____________________
Актуализированная рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании выпускающей кафедры, протокол № ___ от _____________________
Заведующий выпускающей кафедрой _________________________________
Заведующий выпускающей кафедрой _________________________________
Заведующий выпускающей кафедрой _________________________________
ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ
в 20___ /20___ учебном году
Актуализированная рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании выпускающей кафедры, протокол № ___ от _____________________
Заведующий выпускающей кафедрой _________________________________
ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ
в 20___ /20___ учебном году
Актуализированная рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании выпускающей кафедры, протокол № ___ от _____________________
ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ
в 20___ /20___ учебном году
Заведующий выпускающей кафедрой _________________________________