Інформаційно-керуючі системи -1: Локальні інформаційно-керуючі системи - Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)

Реквізити навчальної дисципліни

Рівень вищої освіти Перший (бакалаврський)
Галузь знань 12 Інформаційні технології
Спеціальність 126 Інформаційні системи та технології
Освітня програма Інтегровані інформаційні системи
Статус дисципліни Нормативна
Форма навчання очна(денна)/заочна/дистанційна
Рік підготовки, семестр 3 курс, весняний семестр
Обсяг дисципліни 90 годин (36 годин – Лекції, 18 годин – Лабораторні, 36 годин – СРС)
Семестровий контроль/ контрольні заходи Екзамен
Розклад занять http://rozklad.kpi.ua
Мова викладання Українська
Інформація про керівника курсу / викладачів

Лектор: доц., к.т.н., с.н.с. Кравець Петро Іванович

Лабораторні: ст.викладач Шимкович Володимир Миколайович

Розміщення курсу https://campus.kpi.ua

Програма навчальної дисципліни

Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання

Опис дисципліни. Сучасні досягнення інформаційних технологій проектування систем управління для різних класів об’єктів і технологічних процесів пов’язані з широким впровадженням в практику проектування та реалізації систем управління засобів обчислювальної техніки, інструментальних систем та спеціальних мов і засобів програмування, що регламентуються міжнародними стандартами, а також впровадженням нової елементної бази для побудови систем управління - вільно програмованих контролерів. Використання таких технологій і реалізація на їх основі систем управління технічними об’єктами потребує фахівців з відповідними знаннями в цій галузі.

Предметом вивчення навчальної дисципліни: є сучасні принципи побудови інформаційно-керуючих системи, їх архітектура, засоби реалізації, моделювання та налагодження для різних типів промислових об’єктів.

Міждисциплінарні зв’язки.

Вивчення дисципліни базується на знаннях, навичках та уміннях, отриманих під час вивчення студентами дисциплін математичного циклу, теорії систем, моделювання процесів та систем, теорії автоматичного керування, алгоритмічного та програмного забезпечення систем управління.

Знання, одержані при вивчені даної дисципліни використовуються в дисциплінах: «Проектування інформаційно-керуючих систем», «Цифрові та оптимальні системи управління», «Проектування інформаційних систем», у курсовому та дипломному проектуванні.

Мета навчальної дисципліни. Метою вивчення дисципліни є формування у майбутніх фахівців знань та вмінь застосування сучасних методів та засобів проектування, реалізації, налаштування та дослідження інформаційно-керуючих систем і отримання навиків використання таких систем та технологій своїй практичній роботі.

Основні завдання навчальної дисципліни

Знання:

- принципів побудови інформаційно-керуючих систем, їх архітектуру та засобів реалізації;

- алгоритмів функціонування, технології проектування та технологій налагодження інформаційно-керуючих систем для різних класів обєктів;

- сучасних програмних засобів для проектування, моделювання та налагодження інформаційно-керуючих систем .

Уміння:

  • обґрунтовано вибирати архітектуру інформаційно-керуючих систем при розв’язані відповідних практичних задач;

  • обґрунтовано вибирати технічні та програмні засоби для реалізації інформаційно-керуючих систем;

  • розробляти моделювати та досліджувати моделі об’єктів управління;

  • налагоджувати конкретні інформаційно-керуючих системи;

  • використовувати сучасні програмні засоби та середовища для розробки, налаштування та дослідження комп’ютеризованих систем управління різних типів.

Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)

Пререквізити: Студенти повинні мати знання з дисциплін “Вища математика”, „Комп’ютерна техніка та технології”, „Теорія інформаційних процесів”, “Теорія автоматичного управління”, “Моделювання процесів та систем” та інші.

Постреквізити: Після вивчення дисципліни студенти зможуть використати набуті знання та вміння при проектуванні, моделюванні та налагодженні інформаційних систем, комп'ютеризованих систем управління, інформаційно-керуючих систем, систем прийняття рішень, використовуючи для цього сучасні програмні середовища.

Зміст навчальної дисципліни

Лекційні заняття

Вступ.

Розділ 1**.** Загальні засади інформаційно-керуючих систем (ІКС).

Тема 1.1 Різновиди ІКС

Розділ 2.Іінформаційно-керуючі системи та їх елементи.

Тема 2.1 Об’єкти управління, їх моделі та методи ідентифікації.

Тема 2.2 Регулятори ІКС

Тема 2.3. Інженерні методики вибору та розрахунків елементів контурів систем управління та налагодження ІКС.

Тема 2.4 Технічні засоби ІКС.

Тема 2.5 Програмні засоби ІКС

Розділ 3. Експлуатаційні характеристики ІКС

Тема 3.1 Надійність ІКС.

Тема 3.2 ІКС небезпечних об'єктів.

Тема 3.3 Системи протиаварійного захисту в ІКС.

Розділ 4. Приклади реалізації ІКСУ

Тема 4.1 Приклади реалізації ІКСУ на базі контролерів фірми Мікрол

Лабораторні заняття

1. Побудова регресійної моделі об’єкта управління методом повного факторного експерименту (активний експеримент).

2. Дослідження статичних, динамічних та частотних характеристик статичних та астатичних ОУ 1-7 порядку з запізненням та без нього.

3. Розробка та дослідження системи управління динамічним об’єктом з двопозиційним регулятором.

4. Розробка та дослідження системи управління динамічним об’єктом з трипозиційним регулятором.

5. Розробка та дослідження системи управління динамічним об’єктом з регуляторами змінної структури.

6. Розробка та дослідження слідкуючої системи управління динамічним об’єктом

7. Розробка та дослідження системи управління динамічним об’єктом з програмним керуванням**.**

8. Моделювання систем управління з імпульсними регуляторами 

9. Моделювання систем керування з регуляторами змінної структури що забезпечують ковзний режим
10. Дослідження слідкуючих систем в режимі малих переміщень

11. Дослідження Інваріантної системи автоматичного управління

12. Дослідження робастних систем управління

13. Дослідження адаптивної системи керування

14. Дослідження адаптивної системи керування з моделлю об’єкта.

Навчальні матеріали та ресурси

Базова література

  1. Денисенко В.В. Компьютерное управление технологическим процессом, экспериментом, оборудованием. М.:Горячая линия – Телеком, 2009. – 608 с., ил.

  2. Наладка средств автоматизации и автоматики систем регулирования. Справочное пособие / А.С. Клюев, А.Г. Лебедев, С.А. Клюев, А.Г. Гаврилов. М.: Энергоатомиздат, 1989, -386 с.

  3. Деменков Н.П. SCADA-системы как инструмент проектирования АСУ ТП: Учебное пособие - М. : Изд-во МГТУ им.Н.Э.Баумана, 2004.- 328 с..

  4. Благовещенская М.М. Информационные технологии систем управления технологическими процессами. Учеб. Для вузов/М.М.Благовещенская, Л.А.Злобин.- М.:Высш.шк., 2005. – 768 с.: ил.

  5. Автоматизація виробничих процесів: підручник./І.В.Ельперін, О.М.Пупена, В.М.Сідлецький, С.М.Швед.- К.Видавництво Ліра-К. 2015 – 378 с

Допоміжна

  1. Комплект методичних посібників виданих кафедрою, конспект лекцій.

  2. Федоров Ю.Н. Справочник инженера по АСУ ТП: Проектирование и разработка. Учебно-практическое пособие. – М.: Инфра-Инженерия, 2008. – 928 стр.

  3. Технические средства автоматики. Кишнев В.В., Иванов В.А., Тохтабаев Г.М., Афанасьев А.А. – М.: «Металлургия», 1981. –240 с. .

5. Эйкхофф П. Основы идентификации систем управления. Пер. с англ. – М.; Мир, 1975.

6. Певзнер Г.С. и др. Регулируемые микропроцессорные контроллеры (отраслевые каталоги) Р-100 (Вып. 13,14) 1985.; Р-110, Р-112, Р-120, Р-122 (Вып. 6…9), 1987.

7. Інформаційні матеріали фірми «Мікрол».

Навчальний контент

Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Лекційні заняття

№ з/п Назва теми лекції та перелік основних питань
(перелік дидактичних засобів, посилання на літературу та завдання на СРС)
1

Вступ.

Лекція 1. Зміст, мета та задачі дисципліни. Зв’язок з другими дисциплінами та її значення в підготовці інженерів за фахом. Звітність (РСО) та література до вивчення дисципліни. Історичний шлях розвитку ІКС.

Література: [1,2]

Завдання на СРС Поглиблене вивчення матеріалів лекції.

2

Розділ 1. Загальні засади Інформаційно-керуючих систем.(ІКС).

Тема 1.1 Різновиди систем управління.

Лекція 2. Визначення та класифікація систем управління.

Принципи функціонування локальних ІКС. Класифікація систем. Основні типові структури ІКС та особливості їх функціонування. Різновиди інформаційно-керуючих систем: програмного управління, слідкуючого управління, оптимальні системи, адаптивні системи, системи прийняття рішень, системи прогнозу, системи контролю, інтелектуальні системи. Одноконтурні, багатоконтурні та ієрархічні ІКС.

Література: [1,2,4]

Завдання на СРС. Поглиблене вивчення матеріалів лекції.

3

Лекція 3. Складні ІКС та їх відмінні ознаки. Вбудовані системи, автономні системи, локальні системи, АСУ ТП у виробництві, АСУ диспетчеризації, комп’ютеризовані інтегровані системи АСУП та АСУ ВП. Структура та ієрархічність систем: централізовані, віддалені, розподілені. Узагальнена структура комп’ютеризованих систем управління та її елементи.

Системний підхід до забезпечення ІКС: методичне, інформаційне, організаційне, апаратно-технічне, програмне, математичне забезпечення.

Література: [1,2,4]

Завдання на СРС. Поглиблене вивчення матеріалів лекції.

4

Розділ 2. Інформаційно-керуючі системи та їх елементи.

Тема 2.1 Об’єкти управління, їх моделі та методи ідентифікації.

Лекція 4. Об’єкти управління, їх моделі.

Класифікація об’єктів управління (ОУ): лінійні, лінеаризовані, нелінійні, аналогові та дискретні ОУ, ОУ з постійними, змінними та розподіленими параметрами, статичні та астатичні ОУ. Статичні, динамічні та частотні характеристики ОУ. Математичний опис ОУ типовими ланками. Приклади ОУ різних типів. Збурення в системах управління, їх основні характеристики.

Література: [1,2,4]

Завдання на СРС. Поглиблене вивчення матеріалів лекції.

5

Лекція 5. Вибір методів ідентифікації ОУ при проектуванні ІКС.

Поняття ідентифікації моделі ОУ. Задачі та методи ідентифікації. Параметричні та непараметричні моделі ОУ. Розрахунок динамічних властивостей ОУ статистичними методами. Реалізація методів та процедур оцінювання параметрів моделей ОУ. Експериментальне дослідження ОУ та обробка результатів експериментів. Побудова статичних моделей ОУ методом пасивного експерименту. Побудова статичних моделей ОУ методом активного експерименту. Побудова моделей ОУ частотним методом.

Література: [1,2,4,6]

Завдання для СРС. Поглиблене вивчення матеріалів лекції.

6

Тема 2.2 Регулятори ІКС

Лекція 6. Алгоритми регулювання та стабілізації контурів ІКС.

Регулятори. Призначення автоматичних регуляторів. Узагальнена структурна схема автоматичних регуляторів. Класифікація регуляторів. Регулятори з типовими законами регулювання. Аналогові та цифрові регулятори. Релейні регулятори. Динаміка процесів регулювання в системах з двопозиційним та трипозиційним регулюванням. Регулятори з лінійними законами регулювання: П- , І-, ПІ-, ПД-, ПІД- регулятори та їх структурна схема побудови. Різновиди структур регуляторів. Реалізація регуляторів для статичних і астатичних ОУ Передаточні функції цифрових регуляторів з лінійними законами. Регулятори постійної швидкодії. Імпульсні регулятори.

Література: [1,2,4]

Завдання для СРС. Поглиблене вивчення матеріалів лекції.

7

Лекція 7. Регулятори змінної структури (РЗС). Структурні схеми РЗС: пропорційного із змінним коефіцієнтом передачі, ізодромного із змінною постійної часу інтегрування, ПІ- зі змінною П- складовою, напівпропорційного, напівпропорційного зі скидом виходу, напівпропорційного диференційного, пропорційного напівінтегрального, та інших. Регулятори з великим коефіцієнтом підсилення. Робастні регуляторі. Адаптивні регулятори.

Література: [1,2,4]

Завдання для СРС.. Поглиблене вивчення матеріалів лекції.

8

Тема 2.3. Інженерні методики вибору та розрахунків елементів контурів систем управління та налагодження ІКС.

Лекція 8. Методики вибору та розрахунків налагоджуваних параметрів регулятора, виходячи з моделі та характеристик ОУ і завдань контурів КСУ. Якісні показники процесів регулювання. Вибір закону регулювання. Розрахунок параметрів регуляторів. Стійкість систем.

Література: [1,2,4,6]

Завдання для СРС. Поглиблене вивчення матеріалів лекції. .Підготовка до контрольної роботи.

9

Тема 2.4 Технічні засоби ІКС.

Лекція 9. Вимірювальні та виконавчі засоби комп’ютерізованих систем управління. Основні типи вимірювальних елементів, їх класифікація та основні метрологічні, статичні та динамічні характеристики. Виконавчі пристрої, їх основні типи та їх характеристики.

Узгодження вимірювальних та виконавчих пристроїв з засобами контролю та управління при проектуванні ІКС.

Література: [1,2,4,6],

Завдання для СРС. Поглиблене вивчення матеріалів лекції.

10

Лекція 10. Контролери ІКС.

Комплекси технічних засобів автоматизації: вільно програмовані контролери (ВПК), спеціалізовані контролери (СК), локальні регулятори, керуючі ЕОМ, операторські станції, агрегатні комплекси. Класифікація, структура та сфера застосування. Мережеві можливості ВПК контролерів та комплексів технічних засобів автоматизації. Вільно програмовані контролери платформ РС та PLC. Призначення, особливості, функціональні можливості. Основні характеристики та типи лінійок ВПК та СК.

ВПК фірм Shnaider Elektric, Siemens, Advantech, І-7000 та інші. Контролери що виробляються в Росії та Україні: ВПК фірм Овен, Мікрол та ін.

Література: [1]

Завдання для СРС. Поглиблене вивчення матеріалів лекції.

11

Лекція 11 Мережеві інтерфейси ІКС.

Промислові мережі і інтерфейси. Загальні відомості про промислові мережі. Модель OSI. Физичний рівень. Канальний рівень. Мережевий рівень. Транспортний рівень. Сеансовий рівень. Рівень представлень. Прикладний рівень. Критика моделі OSI. Інтерфейс Rs-485. Інтерфейси Rs-232 і Rs-422. Інтерфейс «токова петля». НАrt-протокол. CAN. Топологія мереж на основі даних інтерфейсів. Кабелі для промислових мереж. Вибір кабелю. Усунення стану невизначеності лінії.

Модульна контрольна робота

Література: [1]

Завдання для СРС. Поглиблене вивчення матеріалів лекції.

12

Лекція 12 Мережеві інтерфейси Profibus, Modbus, Промисловий Ethernet. Безпровідні локальні мережі Bluetooth. Zigbee і Ieee.802.15.4. Wi-fi і IEEE 802.11. Порівняння безпровідних мереж.

Використання інтернет-технологій в ІКС. Основні поняття технологій інтернету. Принципи управління через інтернет. Мікро-веб-сервери. Позитивні сторони і недоліки управління через інтернет. Проблеми такого управління і їх вирішення.

Мережеве устаткування. Повторювачі інтерфейсу. Концентратори. Перетворювачі інтерфейсу. Перетворювачі інтерфейсу, що адресуються. Міжмережеві шлюзи. Інше мережеве устаткування.

Література: [1]

Завдання для СРС.. Поглиблене вивчення матеріалів лекції.

13

Тема 2.5 Програмні засоби ІКС

Лекція 13. Різновиди та особливості програмних засобів ІКС

Засоби графічного програмування. Бази даних. Операційні системи реального часу. ОРС-сервери.

Література: [1,4]

Завдання для СРС. Поглиблене вивчення матеріалів лекції.

14

Лекція 14. Мови програмування вільно програмованих контролерів по міжнародному стандарту МЕК 61131-3. Функціональні блоки стандартів МЭК 61499 і МЭК 61804. CoDeSys. ISBGRAF. SCADA-пакети Функції SCADA Різновиди SCADA

Література: [1,3,4]

Завдання для СРС. Поглиблене вивчення матеріалів лекції.

15

Лекція 15 Людино-машинний інтерфейс ІКС (НМІ).

Загальні поняття НМІ. СКАДА/НМІ та її функції. Мнемосхеми. Способи та елементи відображення стану процесу Способи та елементи введення (зміни значення змінних) Тривоги та події Реєстрація та відображення даних у вигляді трендів Формування звітів Управління рецептами Планувальники Система розмежування доступу Мережні архітектури.

Модульна контрольна робота

Література: [1,4]

Завдання для СРС. Поглиблене вивчення матеріалів лекції.

16

Розділ 3. Експлуатаційні характеристики ІКСУ

Тема 3.1 Надійність ІКСУ.

Лекція 16. Надійність ІКСУ. Основні поняття і визначення. Резервування, як основний метод підвищення надійності.. Загальні принципи резервування. Резервування ПЛК і пристроїв вводу-виводу даних. Резервування процесорних модулів. Резервування джерел живлення. Резервування промислових мереж: Profibus, Modbus, CAN, Ethernet, безпровідних мереж. Оцінка надійності резервованих систем.

Література: [1,4]

Завдання для СРС. Поглиблене вивчення матеріалів лекції.

17

Тема 3.2 ІКСУ небезпечних об'єктів.

Лекція 17. Функціональна безпека. Види небезпечних промислових об'єктів. Класифікації вибухонебезпечних зон. Класифікація вибухонебезпечних технологічних блоків. Вибухово-пожежна і пожежна небезпека. Вимоги до технічних до технічних пристроїв. Маркірування вибухобезпечного устаткування. Вибір і монтаж вибухонебезпечного технологічного устаткування та апаратних засобів. Іскробезпечний електричний ланцюг. Блоки іскрозахисту. Правила використання іскробезпечних пристроїв.

Тема 3. Системи протиаварійного захисту в ІКС.

Сучасна концепція безпеки. Призначення системи ПАЗ. Задачі системи ПАЗ. Архітектура системи ПАЗ. Зв'язок системи ІКС з системою ПАЗ. Операторські панелі системи ПАЗ. Секретність в системах ПАЗ.

Література: [1,4,5]

Завдання для СРС Поглиблене вивчення матеріалів лекції.

18

Розділ 4. Приклади реалізації ІКСУ

Лекція 18. Приклади реалізації ІКСУ на базі контролерів фірми Мікрол

Приклади реалізації ІКСУ на базі контролерів МІК-51, МІК-52. Організація прийому та видачі аналогових та дискретних сигналів. Інтерфейси. Віртуальна структура МІК-51. Алгоблоки та алгоритми. Бібліотека алгоритмів. Бібліотека стандартних конфігурацій МІК-51. Розміщення алгоритмів в алгоблоках. Оперативне управління контурами регулювання в МІК-51. Основні алгоритми регулювання. Вирішення типових задач автоматичного регулювання на МІК-51. Сіткова структура побудови систем управління на основі МІК-51.

Література: [7]

Завдання для СРС. Поглиблене вивчення матеріалів лекції.

Лабораторні заняття

Назва лабораторної роботи Кількість ауд. годин
1

Лабораторна робота 1. Побудова регресійної моделі об’єкта управління методом повного факторного експерименту (активний експеримент).

Література: [6]

2
2

Лабораторна робота 2. Дослідження статичних, динамічних та частотних характеристик статичних та астатичних ОУ 1-7 порядку з запізненням та без нього.

Література: [6]

2
3

Лабораторна робота 3. Розробка та дослідження системи управління динамічним об’єктом з двопозиційним регулятором.

Література: [6]

2
4

Лабораторна робота 4. Розробка та дослідження системи управління динамічним об’єктом з трипозиційним регулятором.

Література: [6]

2
5

Лабораторна робота 5. Розробка та дослідження системи управління динамічним об’єктом з регуляторами змінної структури.

Література: [6]

2
6

Лабораторна 6. Розробка та дослідження слідкуючої системи управління динамічним об’єктом

Література: [6]

2
7

Лабораторна робота 7. Розробка та дослідження системи управління динамічним об’єктом з програмним керуванням.

Література: [6]

2
8

Лабораторна робота 8. Моделювання систем управління з імпульсними регуляторами 

Література: [6]

2
9 Лабораторна робота 9 Моделювання систем управління з цифровими регуляторами.
Література: [6]
2

Самостійна робота студента/аспіранта

№ з/п

Назва теми, що виноситься на самостійне опрацювання Кількість годин СРС
1

Вступ.

Лекція 1. Зміст, мета та задачі дисципліни.

Література: [1,2]

2

Розділ 1. Тема 1.1. Лекція 2. Визначення та класифікація систем управління.

Література: [1,2,4]

1
3

Розділ 1. Тема1.1. Лекція 3. Складні ІКСУ та їх відмінні ознаки.

Література: [1,2,4]

2
4

Розділ 2. Тема 2.1. Лекція 4. Об’єкти управління, їх моделі.

Література: [1,2,4]

3
5

Розділ 2.. Тема 2.1. Лекція 5. Вибір методів ідентифікації ОУ.

Література: [1,2,4,6]

2
6

Розділ 2.Тема 2.2. Регулятори КСУ. Лекція 6. Алгоритми регулювання та стабілізації контурів КСУ.

Література: [5.8]

2
7

Розділ 2.. Тема 2.2. Лекція 7. Регулятори змінної структури.

Література: [1,2,4].

2
8

Розділ 2.. Тема 2.3. Лекція 8. Методики вибору та розрахунків налагоджуваних параметрів регулятора .

Література: [1,2.4,6]

2
9

Розділ 2. Тема 2.4. Лекція 9. Вимірювальні та виконавчі засоби

Література: [1,2,4,6]

2
10

Розділ 2. Тема 2.4. Лекція 10. Контролери ІКСУ.

Література: [1]

2
11

Розділ 2. Тема 2.4. Лекція 11 Мережеві інтерфейси ІКСУ.

Література: [1]

2
12

Розділ 2. Тема 2.4. Лекція 12 Мережеві інтерфейси.

Література: [1]

2
13

Розділ 2. Тема 2.5. Лекція 13. Різновиди та особливості програмних засобів ІКСУ.

Література: [1]

4
14

Розділ 2. Тема 2.5. Лекція 14. Мови програмування вільно програмованих контролерів.

Література: [1]

2
15

Розділ 2. Тема 2.5. Лекція 15 Людино-машинний інтерфейс ІКС.

Література: [1,4,9]

2
16

Розділ 3. Тема 3.1. Лекція 16. Надійність ІКСУ.

Література: [1,5]

2
17

Розділ 3. Тема 3.2. Лекція 17. Функціональна безпека.

Тема 3.3 Системи ПАЗ в ІКС

Література: [1,5]

2
18

Розділ 4. Тема 4.1. Лекція 18. Приклади реалізації ІКСУ.

Література: [8]

2

Політика та контроль

Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Система вимог, які ставляться перед студентом:

  • відвідування лекційних та лабораторних занять є обов’язковою складовою вивчення матеріалу;

  • на лекції викладач користується власним презентаційним матеріалом; відпрацьовує практичну частину на віртуальній машині з встановленою відповідною РСУБД; використовує гугл-диск для викладання матеріалу поточної лекції, додаткових ресурсів, лабораторних робіт та інше; викладач відкриває доступ до певної директорії гугл-диска для скидання електронних лабораторних звітів та відповідей на МКР;

  • на лекції заборонено відволікати викладача від викладання матеріалу, усі питання, уточнення та ін. студенти задають в кінці лекції у відведений для цього час;

  • лабораторні роботи захищаються у два етапи – перший етап: студенти виконують завдання на допуск до захисту лабораторної роботи; другий етап – захист лабораторної роботи. Бали за лабораторну роботу враховуються лише за наявності електронного звіту;

  • модульні контрольні роботи пишуться на лекційних заняттях без застосування допоміжних засобів (мобільні телефони, планшети та ін.); результат пересилається у файлі до відповідної директорії гугл-диску;

  • заохочувальні бали виставляються за: активну участь у підготовці лекційних матеріалів; участь у факультетських та інститутських олімпіадах з навчальних дисциплін, участь у конкурсах робіт, підготовка оглядів наукових праць; презентацій по одній із тем СРС дисципліни тощо. Кількість заохочуваних балів на більше 10;

  • штрафні бали виставляються за: невчасне відпрацювання та здачу лабораторної роботи

.

Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)

Рейтинг студента з дисципліни складається з балів, що він отримує за:

  1. виконання та захист 9 лабораторних робіт;

  2. виконання 2 модульних контрольних робіт (МКР);

  3. заохочувальних та штрафних балів.

Система рейтингових балів та критерії оцінювання

Лабораторні роботи

Загальна кількість балів – 50. Оцінка:

  • «відмінно», повна відповідь на питання під час захисту (не менш ніж 90% потрібної інформації) та оформлений належним чином електронний протокол до лабораторної роботи – 6-7 балів;

  • «добре», достатньо повна відповідь на питання під час захисту (не менш ніж 75% потрібної інформації) та оформлений належним чином електронний протокол до лабораторної роботи – 4-5 балів;

  • «задовільно», неповна відповідь на питання під час захисту (не менш ніж 50% потрібної інформації), незначні помилки та оформлений належним чином електронний протокол до лабораторної роботи – 3 бали;

  • «достатньо», неповна відповідь на питання під час захисту (не менш ніж 30% потрібної інформації), незначні помилки та оформлений належним чином електронний протокол до лабораторної роботи – 1-2 бали;

  • «незадовільно», незадовільна відповідь та/або не оформлений належним чином електронний протокол до лабораторної роботи – 0 балів.

За кожне запізнення з поданням лабораторної роботи до захисту від встановленого терміну оцінка знижується на 1 бал.

Модульні контрольні роботи

Загальна кількість балів – 20. Кожна модульна контрольна робота містить три теоретичних запитання (завдання). Кожне запитання (завдання) оцінюється у 5 балів. Перелік питань наведений у додатках.

Оцінка:

  • «відмінно», повна відповідь (не менш ніж 90% потрібної інформації) – 13-15 балів;

  • «добре», достатньо повна відповідь (не менш ніж 75% потрібної інформації), або повна відповідь з незначними помилками – 10-12 балів;

  • «задовільно», неповна відповідь (але не менш ніж 60% потрібної інформації) та незначні помилки – 7-9 бали;

  • «достатньо», неповна відповідь на питання під час захисту (не менш ніж 30% потрібної інформації), незначні помилки та оформлений належним чином електронний протокол до лабораторної роботи – 3-6 бали;

  • «незадовільно» - 0-2 бали. Незадовільна відповідь (неправильний розв’язок задачі), потребує обов’язкового повторного написання в кінці семестру.

Заохочувальні бали за виконання творчих робіт з кредитного модуля (наприклад, участь у факультетських та інститутських олімпіадах з навчальних дисциплін, участь у конкурсах робіт, підготовка оглядів наукових праць тощо); за активну роботу на лекції (питання, доповнення, зауваження за темою лекції, коли лектор пропонує студентам задати свої питання) 1-2 бали, але в сумі не більше 10;

Міжсесійна атестація

За результатами навчальної роботи за перші 7 тижнів максимально можлива кількість балів –30 (3 лабораторні роботи та МКР-1). На першій атестації (8-й тиждень) студент отримує «зараховано», якщо його поточний рейтинг не менший ніж 10 балів.

За результатами 14 тижнів навчання максимально можлива кількість балів – 60 балів (5 лабораторні та МКР-2. На другій атестації (14-й тиждень) студент отримує «зараховано», якщо його поточний рейтинг не менший ніж 20 балів.

Максимальна сума вагових балів контрольних заходів протягом семестру складає:

RD = 7*rлаб+2*rмкр + (rз - rш ) = 70 + (rз - rш),

де rлаб – бал за лабораторну роботу;

rмкр – бал за написання МКР ;

rз – заохочувальні бали за активну участь на лекціях, презентації, участь в олімпіадах, конкурсі роботи, наукові роботи за тематикою дисципліни (0…10);

rзш – штрафні бали.

Іспит

Умовою допуску до іспиту є зарахування всіх лабораторних робіт, написання обох модульних контрольних робіт та стартовий рейтинг не менше 30 балів.

На іспиті студенти виконують письмову контрольну роботу. Кожен білет містить три теоретичних запитання (завдання). Перелік теоретичних питань наведений у додатку 1. Кожне запитання (завдання) оцінюється у 10 балів.

Система оцінювання питань

Загальна кількість балів – 30. Оцінка:

  • «відмінно», повна відповідь, не менше 90% потрібної інформації, що виконана згідно з вимогами до рівня «умінь», (повне, безпомилкове розв’язування завдання) – 27-30 балів;

  • «добре», достатньо повна відповідь, не менше 75% потрібної інформації, що виконана згідно з вимогами до рівня «умінь або є незначні неточності (повне розв’язування завдання з незначними неточностями) – 20-26 балів;

  • «задовільно», неповна відповідь, не менше 50% потрібної інформації, що виконана згідно з вимогами до «стереотипного» рівня та деякі помилки (завдання виконане з певними недоліками) – 15-19 балів;

  • «достатньо», неповна відповідь на питання під час захисту (не менш ніж 30% потрібної інформації), незначні помилки та оформлений належним чином електронний протокол до лабораторної роботи – 10-14 балів;

  • «незадовільно», відповідь не відповідає умовам до «задовільно» – 0-9 балів.

Сума стартових балів та балів за екзаменаційну контрольну роботу переводиться до екзаменаційної оцінки згідно з таблицею:

Таблиця 1. Переведення рейтингових балів до оцінок за університетською шкалою

Кількість балів Оцінка
100-95 Відмінно
94-85 Дуже добре
84-75 Добре
74-65 Задовільно
64-60 Достатньо
Менше 60 Незадовільно

Є не зараховані лабораторні роботи або

не зарахована модульна контрольна робота

Не допущено

Додаткова інформація з дисципліни (освітнього компонента)

  • перелік теоретичних питань, які виносяться на семестровий контроль наведено в Додатку 1;

Робочу програму навчальної дисципліни (Силабус):

Складено доцент, к.т.н., с.н.с. Кравець Петро Іваноович

Ухвалено кафедрою АУТС (протокол № 1 від 30.08.2021 р.)

Погоджено Методичною комісією факультету[1] (протокол № 1 від 30.08.2021 р.)

Додаток 1

Перелік теоретичних питань на залік по першій частині курсу

Завдання для поточного та підсумкового контролю

1. Опишіть структурну схему та призначення комп’ютеризованих систем управління технічними об’єктами. .

2. Охарактеризуйте різновиди інформаційно-керуючих систем.

3. Наведіть узагальнену структурну схему комп’ютеризованої системи управління та опишіть її основні елементи.

4. Наведіть структурні схеми одноконтурної, багатоконтурної та ієрархічної КСУ

5. Ваші уявлення про вбудовані системи, автономні системи, локальні системи, АСУ ТП, комп’ютеризовані інтегровані системи.

6. Опишіть структури багатоконтурних КСУ.

7. Охарактеризуйте розподілені КСУ та наведіть приклади їх використання.

8. Охарактеризуйте узагальнену структуру ієрархічної КСУ.

9. Опишіть класифікацію об’єктів управління

10. Охарактеризуйте статичні, динамічні та частотні характеристики ОУ

11. Наведіть типові ланки, якими спрощено описують моделі ОУ в ІКСУ.

12. Поясніть різницю між параметричними та непараметричними моделями ОУ

13. Опишіть методику побудови статичних моделей ОУ методом пасивного експерименту.

14. Опишіть методику побудови статичних моделей ОУ методом активного експерименту.

15. Опишіть технологію повного факторного експерименту.

16. Охарактеризуйте методи ідентифікації ОУ при проектуванні КСУ.

17. Опишіть методику побудови моделей ОУ частотними методами

18. Ваші уявлення про вимірювальні та виконавчі засоби комп’ютерізованих систем управління.

19. Поясніть призначення автоматичних регуляторів та перерахуйте відомі Вам типи.

20. Опишіть класифікації регуляторів.

21. Опишіть передаточні функції аналогових регуляторів з лінійними законами.

22. Опишіть передаточні функції цифрових регуляторів з лінійними законами.

23. Опишіть передаточні функції П- , І-, ПІ-, ПД-, ПІД- регуляторів

24. Опишіть принцип дії двопозиційного регулятора.

25. Опишіть принцип дії багатопозиційних регуляторів..

26. Опишіть принцип дії трипозиційних регуляторів..

27. Поясніть, що собою являють імпульсні регулятори та опишіть їх характеристики.

28. Охарактеризуйте імпульсні регулятори.

29. Дайте визначення регуляторам змінної структури (РЗС), приведіть їх структурну схему та опишіть різновиди.

30. Охарактеризуйте регулятори змінної структури (РЗС) та наведіть приклади їх використання.

31. Опишіть методику вибору типу регулятора та розрахунків його налагоджуваних параметрів, виходячи з моделі ОУ і завдань КСУ.

32. Опишіть відомі Вам методики налаштування регуляторів в системі керування.

33. Охарактеризуйте показники (критерії) якості роботи системи керування.

34. Охарактеризуйте поняття «запас стійкості в системі керування» і її вплив на якість роботи системи керування.

35. Покажіть динаміку процесів регулювання інерційного ОУ двопозиційним регулятором.

36. Опишіть динаміку процесів регулювання статичного ОУ другого прядку трипозиційним регулятором.

37. Покажіть динаміку процесів регулювання астатичного ОУ двопозиційним регулятором.

38. Опишіть динаміку процесів регулювання статичного ОУ двопозиційним регулятором. 39. Опишіть динаміку процесів регулювання астатичних ОУ з запізненням двопозиційним регулятором.

40 Опишіть динаміка процесів регулювання статичного ОУ першого порядку трипозиційним регулятором.

41. Опишіть динаміку процесів регулювання інерційного ОУ з запізненням трипозиційним регулятором.

42. Опишіть динаміку процесів регулювання астатичних ОУ з запізненням двопозиційним регулятором.

43. Покажіть динаміку процесів регулювання астатичного ОУ двопозиційним регулятором

44. Ваші уявлення про вільно програмовані контролери (ВПК) та їх класифікацію.

45. Охарактеризуйте контролери платформ PLC та PC.

46. Поясніть, що таке віртуальна структура контролерів платформ PLC та PC.

47. Охарактеризуйте вільно програмовані контролери (ВПК)

48. Наведіть та опишіть структуру промислових контролерів та її елементів.

49. Наведіть узагальнену структуру та характеристики процесора промислового контролера.

50. Охарактеризуйте промислові комп’ютери.

51. Поясніть призначення інтерфейсів в КСУ та приведіть приклади їх використання в структурах КСУ.

52. Коротко охарактеризуйте відомі Вам інтерфейси КСУ.

53. Охарактеризуйте інтерфейс RS-485.

54. Охарактеризуйте інтерфейс RS-232.

55. Охарактеризуйте промисловий Ethernet.

56. Охарактеризуйте мережу CAN.

57. Охарактеризуйте мережу Profibus.

58. Охарактеризуйте інтерфейс Modbus.

59. Охарактеризуйте інтерфейс «токова петля» .

60. Охарактеризуйте інтерфейс «цифрова токова петля» .

61. Опишіть складові елементи мережевих технологій, що використовуються в системах ІКСУ.

62. Охарактеризуйте використання інтернет-технологій в ІКСУ

63. Коротко охарактеризуйте різновиди та особливості програмних засобів ІКСУ

64. Охарактеризуйте бази даних КСУ

65. Ваші уявлення про ОРС-сервер і його різновиди.

66. Охарактеризуйте операційні системи реального часу.

67. Охарактеризуйте мови програмування контролерів по МЕК 61131-3.

68. Ваші уявлення про функціональні блоки стандартів МЭК 61499 і МЭК 61804

69. Опишіть функції SCADA-пакетів.

70. Що таке «CoDeSys»?

71. Ваші уявлення про Людино-машинній інтерфейс.

72. Способи та елементи відображення стану процесу в ЛМІ

73. Охарактеризуйте задачі, що вирішуються ЛМІ.

74. Охарактеризуйте поняття надійності ІКС та технологій досягнення необхідних значень

75. Охарактеризуйте поняття функціональної безпеки, що повинна забезпечувати КСУ

76. Охарактеризуйте функціональні завдання системи ПАЗ в ІКС. .

[1] Методичною радою університету – для загальноуніверситетських дисциплін.