Інформаційно-керуючі системи. ЧАСТИНА 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 | Обов’язкова (нормативна) |
| Форма навчання | Заочна |
| Рік підготовки, семестр | 3 курс, осінній семестр |
| Обсяг дисципліни | 5 кредитів ECTS /150 годин (10 годин – Лекції, 10 годин – Лабораторні, 130 годин – СРС)) |
| Семестровий контроль/ контрольні заходи | Іспит, захист лабораторних робіт |
| Розклад занять | Сесія вступна, сесія екзаменаційна, індивідуальна консультація |
| Мова викладання | Українська |
| Інформація про керівника курсу / викладачів |
Лектор: к.т.н. доц. Кравець Петро Іванович, 0662350857 Лабораторні роботи: к.т.н. доц. Кравець Петро Іванович |
| Розміщення курсу | https://campus.kpi.ua |
Програма навчальної дисципліни
Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання
Силабус освітнього компонента «Інформаційно-керуючі системи- 2» складено відповідно до освітньої програми підготовки бакалаврів «Інтегровані інформаційні системи» спеціальності 126 – Інформаційні системи та технології.
Метою навчальної дисципліни є формування та закріплення у студентів наступних компетентностей: (КС2) - Здатність застосовувати стандарти в області інформаційних систем та технологій при розробці функціональних профілів, побудові та інтеграції систем, продуктів, сервісів і елементів інфраструктури організації; (КС3) - Здатність до проектування, розробки, налагодження та вдосконалення системного, комунікаційного та програмно-апаратного забезпечення інформаційних систем та технологій, Інтернету речей (ІоТ), комп’ютерно-інтегрованих систем та системної мережної структури, управління ними; (КС16) - Здатність інтегрувати програмні, технічні, інформаційні та інтелектуальні компоненти усіх рівнів ієрархії інформаційно-керуючих систем в єдину розподілену систему; (КС18) - Здатність вирішувати задачі інтеграційних процесів інформаційних систем у сфери виробництва та керування з використанням методів аналізу та синтезу засобів передачі, зберігання та обробки інформації, основ сервіс-орієнтованого підходу до обслуговування користувачів інформаційних систем, базових та прикладних інформаційних технологій та інструментальних засобів інфраструктури ІТ.
Предмет навчальної дисципліни - сучасні принципи побудови інформаційно-керуючих системи, їх архітектура, технології реалізації, моделювання та налагодження для різних типів об’єктів і систем.
Програмні результати навчання, на формування та покращення яких спрямована дисципліна: (ПРН 12) - Застосовувати знання складу, структури, принципів реалізації та функціонування інформаційно-керуючих систем та виконувати розроблення, підтримку та супроводження інформаційних та програмно-технічні засобів, оцінювати ефективність використання інформаційно-керуючих систем на підприємствах; (ПРН 16) - Застосовувати знання відповідних мов програмування та ефективно використовувати методи машинного навчання в задачах створення компонентів штучного інтелекту в інформаційних система з використання аналізу та оцінки складності алгоритмів рішення.
Пререквізити та постреквізити дисципліни
Для успішного засвоєння дисципліни студент повинен володіти освітніми компонентами знання з дисциплін “Вища математика”, „Інженерія систем”, “Теорія автоматичного управління”, “Моделювання процесів та систем”, “Комп’ютерна техніка та технології”, „Теорія інформаційних процесів” та інші. Компетенції, знання та уміння, одержані в процесі вивчення освітнього компонента студенти зможуть використати 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
Вступ.
Розділ 1*.** Загальні засади інформаційно-керуючих систем (ІКС).*
Тема 1.1 Різновиди систем управління.
Розділ 2. Інформаційно-керуючі системи управління 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 реалізації інформаційно-керуючих систем управління.
Тема 2.5 Програмні засоби ІКС.
Розділ 3. Експлуатаційні характеристики ІКС.
Тема 3.1 Надійність ІКС.
Тема 3.2 ІКС небезпечних об'єктів.
Розділ 4. Приклади реалізації ІКС.
Тема 4.1 Приклади реалізації ІКС на базі контролерів фірми Мікрол.
Навчальні матеріали та ресурси
Основна література
Інформаційно-керуючі системи [Електронний ресурс] : курс лекцій для студентів напряму підготовки 126 «Інформаційні системи та технології» спеціальності «Інтегровані інформаційні системи» всіх форм навчання / НТУУ «КПІ» ; уклад. П.І.Кравець. – Електронні текстові дані (1 файл: 26,3 Мбайт). – Київ : НТУУ «КПІ», 2022. - (Доступ за посиланням https://ela.kpi.ua).
Інформаційно- керуючі системи. Лабораторний практикум. [Електронний ресурс] : навчальний посібник для здобувачів ступеня бакалавра за освітньою програмою «Інтегровані інформаційні системи» спеціальності 126 «Інформаційні системи та технології» / КПІ ім. Ігоря Сікорського; уклад.: П.І.Кравець, В.М.Шимкович, Ю.М.Бердник. – Електронні текстові дані (1 файл: 7,56 МБайт). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023. – 165 с. – (Доступ за посиланням https://ela.kpi.ua/ ).
Автоматизація виробничих процесів: підручник./І.В.Ельперін, О.М.Пупена, В.М.Сідлецький, С.М.Швед.- К.Видавництво Ліра-К. 2015 – 378 с.
Денисенко В.В. Компьютерное управление технологическим процессом, экспериментом, оборудованием. М.:Горячая линия – Телеком, 2009. – 608 с., ил.
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.
Швець В. І., Шостачук Д.М. Виконавчі механізми, регулювальні органи і пристрої. Житомир: Видавництво ЖДТУ, 2007. 211 с
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.
Деменков Н.П. SCADA-системы как инструмент проектирования АСУ ТП: Учебное пособие - М. : Изд-во МГТУ им.Н.Э.Баумана, 2004.- 328 с.
Додаткова література
Эйкхофф П. Основы идентификации систем управления. Пер. с англ. – М.; Мир, 1975.
Інформаційні матеріали фірми «Мікрол».
Навчальний контент
4. Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)
Лекційні заняття
№ з/п |
Назва теми лекції та перелік основних питань (перелік дидактичних засобів, посилання на інформаційні джерела) |
|---|---|
| 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. Конспект лекцій: Література: [3,4,5] Завдання на СРС Поглиблене вивчення матеріалів лекції. |
| 2 | Розділ 1. Загальні засади інформаційно-керуючих систем управління. Тема 1.1 Різновиди інформаційно-керуючих систем управління. Лекція 1. 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. Конспект лекцій: Література: [3,4,5] Завдання на СРС. Поглиблене вивчення матеріалів лекції. |
| 3 | Розділ 1. Загальні засади інформаційно-керуючих систем управління. Тема 1.1. Різновиди інформаційно-керуючих систем управління. Лекція 1. 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 інформаційно-керуючих систем та її елементи. Системний підхід до забезпечення ІКС: методичне, інформаційне, організаційне, апаратно-технічне, програмне, математичне забезпечення. Конспект лекцій: Література: [3,4,5] Завдання на СРС. Поглиблене вивчення матеріалів лекції. |
| 4 | Розділ 2. Інформаційно-керуючі системи і їх елементи. Тема 2.1. Об’єкти управління, їх моделі та методи ідентифікації. Лекція 2. 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. Конспект лекцій: Література: [4,5,7,9] Завдання на СРС. Поглиблене вивчення матеріалів лекції. |
| 5 | Розділ 2. Інформаційно-керуючі системи і їх елементи. Тема 2.1. Об’єкти управління, їх моделі та методи ідентифікації. Лекція 2. 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. Конспект лекцій: Література: [4,5,7,9] Завдання на СРС. Поглиблене вивчення матеріалів лекції. |
| 6 | Розділ 2. Інформаційно-керуючі системи і їх елементи Тема 2.2. Регулятори ІКС Лекція 3. 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. Конспект лекцій: Література: [3,4,5] Завдання для СРС. Поглиблене вивчення матеріалів лекції. |
| 7 | Розділ 2.Іінформаційно-керуючі системи і їх елементи. Тема 2.2. Регулятори ІКС. Лекція 3. 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. Конспект лекцій: Література: [3,4,5] Завдання для СРС. Поглиблене вивчення матеріалів лекції. |
| 8 | Розділ 2. Інформаційно-керуючі системи і їх елементи Тема 2.3. Інженерні методики вибору та розрахунків елементів контурів систем управління та налагодження ІКС. Лекція 3. Методики вибору та розрахунків налагоджуваних параметрів регулятора, виходячи з моделі та характеристик ОУ і завдань контурів ІКС. Якісні показники процесів регулювання. Вибір закону регулювання. Розрахунок параметрів регуляторів. Стійкість систем. Конспект лекцій: Література: [4,5,7] Завдання для СРС. Поглиблене вивчення матеріалів лекції. .Підготовка до контрольної роботи. |
| 9 | Розділ 2.Інформаційно-керуючі системи і їх елементи Тема 2.4. Технічні засоби інформаційно-керуючих систем. Лекція 4. 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. Конспект лекцій: Література: [3,4.5.6], Завдання для СРС. Поглиблене вивчення матеріалів лекції. |
| 10 | Розділ 2. Інформаційно-керуючі системи і їх елементи Тема 2.4. Технічні засоби інформаційно-керуючих систем. Лекція 4. 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 Україні: ВПК фірм Овен, Мікрол та ін. Конспект лекцій: Література: [3,4,5,10] Завдання для СРС. Поглиблене вивчення матеріалів лекції. |
| 11 | Розділ 2. Інформаційно-керуючі системи і їх елементи Тема 2.4. Технічні засоби інформаційно-керуючих систем. Лекція 4. 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 Конспект лекцій: Література: [4] Завдання для СРС. Поглиблене вивчення матеріалів лекції. .Підготовка до контрольної роботи. |
| 12 | Розділ 2. Інформаційно-керуючі системи і їх елементи Тема 2.4. Технічні засоби інформаційно-керуючих систем. Лекція 4. 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. Конспект лекцій: Література: [3,4] Завдання для СРС. Поглиблене вивчення матеріалів лекції. |
| 13 | Розділ 2. Інформаційно-керуючі системи і їх елементи Тема 2.5. Програмні засоби ІКС Лекція 5. Різновиди та особливості програмних засобів ІКС Засоби графічного програмування. Бази даних. Операційні системи реального часу. ОРС-сервери. Конспект лекцій: Література: [3,4,8] Завдання для СРС. Поглиблене вивчення матеріалів лекції. |
| 14 | Розділ 2. Інформаційно-керуючі системи і їх елементи Тема 2.5. Програмні засоби ІКС Лекція 5. 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 Конспект лекцій: Література: [3,4] Завдання для СРС. Поглиблене вивчення матеріалів лекції. |
| 15 | Розділ 2. Інформаційно-керуючі системи і їх елементи Тема 2.5. Програмні засоби ІКС Лекція 5. 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 Конспект лекцій: Література: [3,4,8] Завдання для СРС. Поглиблене вивчення матеріалів лекції. |
| 16 | Розділ 3. Експлуатаційні характеристики ІКС Тема 3.1. Надійність ІКС. Лекція 5. Надійність ІКС. 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. Конспект лекцій: Література: [3,4] Завдання для СРС.. Поглиблене вивчення матеріалів лекції. |
| 17 | Розділ 3. Експлуатаційні характеристики ІКС Тема 3.2. ІКС небезпечних об'єктів. Лекція 5. 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. Конспект лекцій: Література: [3,4] Завдання для СРС.. Поглиблене вивчення матеріалів лекції. |
| 18 | Розділ 4. Приклади реалізації ІКС Лекція 5. Приклади реалізації ІКС на базі контролерів фірми Мікрол Приклади реалізації ІКС 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. Конспект лекцій: Література: [10] Завдання для СРС. Поглиблене вивчення матеріалів лекції. |
Лабораторні роботи
№ з/п |
Перелік лабораторних робіт |
|---|---|
| 1 | Лабораторна робота 1. Побудова регресійної моделі об’єкта управління методом повного факторного експерименту (активний експеримент). Мета роботи – здобути вміння розробляти, моделювати та налаштовувати моделі об’єктів керування методом активного експерименту. Література: [2] |
| 2 | Лабораторна робота 2. Дослідження статичних, динамічних та частотних характеристик статичних та астатичних ОУ 1-7 порядку з запізненням та без нього. Мета роботи – здобути вміння моделювати та досліджувати характеристики об’єктів керування . Література: [2] |
| 3 | Лабораторна робота 3. Розробка та дослідження системи управління динамічним об’єктом з двопозиційним регулятором Мета роботи – здобути вміння розробляти, досліджувати та налаштовувати інформаційно-керуючі системи. Література: [2] |
| 4 | Лабораторна робота 4. Розробка та дослідження системи управління динамічним об’єктом з трипозиційним регулятором Мета роботи – здобути вміння розробляти, досліджувати та налаштовувати інформаційно-керуючі системи. Література: [2] |
| 5 | Лабораторна робота 8. Побудова та дослідження систем управління з імпульсними регуляторами. Мета роботи – здобути вміння розробляти, досліджувати та налаштовувати інформаційно-керуючі системи. Література: [2] |
Самостійна робота
№ з/п |
Вид самостійної роботи | Кількість годин СРС |
|---|---|---|
| 1 | Підготовка до лабораторних робіт | 30 |
| 2 | Поглиблене вивчення матеріалів лекцій. | 70 |
| 3 | Підготовка до іспиту | 30 |
Контрольні роботи
Метою контрольної роботи є закріплення та перевірка теоретичних знань із освітнього компонента, набуття студентами практичних навичок самостійного вирішення завдань. Кожен студент отримує індивідуальне завдання, яке необхідно виконати в заданий проміжок часу.
Політика та контроль
. Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)
Система вимог, які викладач ставить перед студентом:
правила відвідування занять: викладач не оцінює присутність або
відсутність здобувача на аудиторному занятті, не нараховує заохочувальні або штрафні бали;
правила поведінки на заняттях: на лекції викладач користується
власним презентаційним матеріалом, використовує гугл-диск для викладання матеріалу поточної лекції, додаткових ресурсів та інше;
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 лабораторної роботи, другий етап – захист лабораторної роботи;
бали за лабораторну роботу враховуються лише за наявності
електронного звіту;
контрольні роботи пишуться на лекційних заняттях без застосування
допоміжних засобів (мобільні телефони, планшети та ін.); результат пересилається у файлі до відповідної директорії гугл-диску;
політика дедлайнів та перескладань: якщо студент не проходив або не
з’явився на КР (без поважної причини), його результат оцінюється у 0 балів. Перескладання результатів КР не передбачено;
політика щодо академічної доброчесності: Кодекс честі Національного
технічного університету України «Київський політехнічний інститут» https://kpi.ua/files/honorcode.pdf встановлює загальні моральні принципи, правила етичної поведінки осіб та передбачає політику академічної доброчесності для осіб, що працюють і навчаються в університеті, якими вони мають керуватись у своїй діяльності, в тому числі при вивченні та складанні контрольних заходів з дисципліни;
при використанні цифрових засобів зв’язку з викладачем (мобільний
зв’язок, електронна пошта, переписка на форумах та у соцмережах тощо) необхідно дотримуватись загальноприйнятих етичних норм, зокрема бути ввічливим та обмежувати спілкування робочим часом викладача..
. Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)
Поточний контроль: виконання та захист лабораторних робіт.
Семестровий контроль: іспит.
Умови допуску до семестрового контролю: виконані та захищені лабораторні роботи, семестровий рейтинг більше 30 балів.
Таблиця відповідності рейтингових балів оцінкам за університетською шкалою:
Загальна рейтингова оцінка студента після завершення семестру складається з балів, отриманих за:
- виконання та захист 5 лабораторних робіт – 50 балів;
- виконання контрольних робіт (КР) – 30 балів;
- відповіді на іспиті – 20 балів.
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 – 9…10 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 – 6…7 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 – 4…5 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 – 2…3 балів;
- «незадовільно», незадовільна відповідь та/або не оформлений належним чином електронний протокол до лабораторної роботи – 0…1 балів.
УВАГА! Захист всіх лабораторних робіт є умовою допуску до складання екзамену. Студенти, що на момент консультації перед іспитом не захистили лабораторні роботи, не допускаються до основної здачі та готуються до перескладання.
УВАГА! Для допуску до перескладання екзамену треба у визначений викладачем термін здати всі заборгованості по лабораторним роботам.
Контрольна робота
Загальна кількість балів – 30. Контрольна робота містить три теоретичних запитання (завдання). Кожне запитання (завдання) оцінюється у 10 балів. Перелік питань наведений у додатках.
Оцінка:
- «відмінно», повна відповідь (не менш ніж 90% потрібної інформації) – 27…30 балів;
- «добре», достатньо повна відповідь (не менш ніж 75% потрібної інформації), або повна відповідь з незначними помилками – 21…26 балів;
- «задовільно», неповна відповідь (але не менш ніж 60% потрібної інформації) та незначні помилки – 15…20 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» - 0-9 балів. Незадовільна відповідь (неправильний розв’язок задачі), потребує обов’язкового повторного написання.
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;
– презентації по СРС – від 1 до 5 балів.
Форма семестрового контролю – іспит.
Максимальна сума балів за роботу у семестрі складає 80. Необхідною умовою допуску до іспиту є виконані та захищені лабораторні роботи та семестровий рейтинг не менше 30 балів.
Іспит містить дві складові: письмову контрольну роботу та відповіді на запитання викладача. Кожен білет письмової контрольної роботи містить три теоретичні завдання, кожне з яких оцінюється у 10 балів. Відповіді на запитання викладача оцінюються у 20 балів. Перелік теоретичних завдань наведений у додатку 1.
Загальна рейтингова оцінка знань студента після завершення семестру складається із суми усіх отриманих балів у відповідності з рейтинговою оцінкою за університетською шкалою.
Силабус:
Складено доцентом кафедри інформаційних систем та технологій ФІОТ, к.т.н., с.н.с. Кравцем П. І.
Ухвалено кафедрою ІСТ ФІОТ (протокол № 16 від 12.06.2024 р.).
Погоджено Методичною комісією факультету (протокол № 10 від 21.06.2024 р.)
Додаток 1
Завдання для поточного та підсумкового контролю
1. Опишіть структурну схему та призначення Інформаційно-керуючих систем управління технічними об’єктами. .
2. Охарактеризуйте різновиди інформаційно-керуючих систем.
3. Наведіть узагальнену структурну схему ІКС управління та опишіть її основні елементи.
4. Наведіть структурні схеми одноконтурної, багатоконтурної та ієрархічної ІКС
5. Ваші уявлення про вбудовані системи, автономні системи, локальні системи, АСУ ТП, комп’ютеризовані інтегровані системи.
6. Опишіть структури багатоконтурних ІКС.
7. Охарактеризуйте розподілені ІКС та наведіть приклади їх використання.
8. Охарактеризуйте узагальнену структуру ієрархічної ІКС.
9. Опишіть класифікацію об’єктів управління
10. Охарактеризуйте статичні, динамічні та частотні характеристики ОУ
11. Наведіть типові ланки, якими спрощено описують моделі ОУ в ІКС.
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 ІКС.
17. Опишіть методику побудови моделей ОУ частотними методами
18. Ваші уявлення про вимірювальні та виконавчі засоби ІКС.
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 ІКС.
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 ІКС та приведіть приклади їх використання в структурах ІКСУ.
52. Коротко охарактеризуйте відомі Вам інтерфейси ІКС.
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 ІКС
63. Коротко охарактеризуйте різновиди та особливості програмних засобів ІКС
64. Охарактеризуйте бази даних ІКС
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 ІКС.
