В. О. Леонтьєв Навчальна програма дисципліни Проектування комп’ютеризованих систем управління icon

В. О. Леонтьєв Навчальна програма дисципліни Проектування комп’ютеризованих систем управління




Скачати 120.28 Kb.
НазваВ. О. Леонтьєв Навчальна програма дисципліни Проектування комп’ютеризованих систем управління
Дата14.09.2012
Розмір120.28 Kb.
ТипДокументи


Міністерство освіти і науки України

вінницький національний технічний університет

Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління

Факультет автоматики та комп’ютерних систем управління






затверджено




Вченою радою ВНТУ




Протокол №_____




від “___”_________200__ р.




Проректор з науково-педагогічної

роботи по організації навчального

процесу та його науково-методичного

забезпечення




___________ В.О. Леонтьєв



^

Навчальна програма дисципліни


Проектування комп’ютеризованих систем управління


Напрям підготовки 0914 - Комп’ютеризовані системи, автоматика і управління


Освітньо-кваліфікаційний рівень - спеціаліст

7.091401 - Системи управління і автоматики


Автор: _________________ Мітюшкін Ю.І., доцент кафедри КСУ


Розглянуто і схвалено на засіданні кафедри КСУ

Протокол №____

від “____”____________200__ р.




Зав. кафедри ___________________ Дубовой В.М.







Програма прорецензована ___________________________________________

та схвалена на засіданні кафедри _____________________________________

Протокол №____ від “____”_______________200__ р.




Зав. кафедри

_____________________________________________________




Розглянуто і схвалено на засіданні Методичної комісії

інституту автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління

Протокол №___ від “___”______________200__ р.




Голова Методичної комісії




Васюра А.С.







Розглянуто і схвалено на засіданні Вченої ради

інституту автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління

Протокол №___ від “___”______________200__ р.




Голова Вченої ради інституту




Васюра А.С.







Розглянуто і схвалено на засіданні Методичної ради ВНТУ

Протокол №___ від “___”______________200__ р.




Голова Методичної ради




В.О. Леонтьєв




^ 1. Загальні положення


1.1 Мета та задачі дисципліни

Дисципліна „Проектування комп’ютеризованих систем управління” є однією з фундаментальних дисциплін спеціалітету, оскільки одним з головних призначень спеціалістів в галузі систем управління і автоматики є розробка комп’ютеризованих систем управління (КСУ) різними об’єктами.

На сьогоднішньому етапі розвитку процесу розробки КСУ ускладнюється через обмеження витрат часу та коштів на проведення проектних робіт. Це потребує від спеціалістів-розробників оволодіння сучасними методами підвищення ефективності процесу проектування. Перспективним напрямком в цьому контексті є застосування спеціальних інструментальних засобів проектування комп’ютеризованих систем управління, таких як систем автоматизованого проектування програмного забезпечення різних рівнів управління на всіх етапах їх розробки.

Метою вивчення дисципліни є набуття студентами знань і навичок, необхідних для інтеграції обчислювальних машин та систем у системи автоматичного управління при їх проектуванні.


^ 1.2 Завдання дисципліни

В результаті вивчення дисципліни студенти повинні знати:

- загальні питання побудови та використання сучасних КСУ;

- принципи функціонування сучасних КСУ;

- принципи розробки UML-діаграм програмного забезпечення КСУ;

- основні різновиди та характеристики технічних засобів КСУ;

- інструментальні засоби автоматизованого проектування програмного забезпечення, структури та алгоритмів функціонування КСУ;

- основні стандарти та правила виконання технічної документації КСУ;

- загальну методику проектування КСУ;

- способи оцінки якості проектних рішень КСУ.

На основі засвоєних знань майбутні спеціалісти повинні вміти:

- вибирати та ефективно використовувати засоби автоматизації для побудови будь-якої КСУ;

- здійснювати розробку основних UML-діаграм проекту КСУ;

- проводити оцінку основних технічних показників проектних рішень КСУ.


^ 1.3 Зв’язок з іншими дисциплінами

Матеріал, що вивчається в рамках курсу, базується на знаннях, отриманих студентами при вивченні таких дисциплін бакалаврату, як “Алгоритмічні мови та програмування”, „Основи теорії цифрових автоматів”, „Вступ в інтелектуальні технології управління”, „Теорія інформації та передачі даних” та “Теорія автоматичного керування”.


Дисципліна складається з 2-х модулів.

^ 2. Зміст дисципліни


2.1 Вступ.

Поняття комп’ютеризованої системи управління. Основні складові елементи КСУ. Узагальнена структурна схема типової КСУ. Принципи організації сучасних КСУ технічними, виробничими та організаційними системами.

Принципи організації зв’язку ЕОМ-об’єкт управління. Функціональна та інформаційна структура сучасних КСУ. Технічна структура і програмне забезпечення КСУ. Основні етапи проектування КСУ.


^ 2.2 Архітектура і структурні схеми сучасних КСУ.

Інтеграція КСУ. Роль обчислювальної техніки в управлінні процесами. Приклад реалізації сучасної КСУ ТП. Типові інформаційні функції КСУ ТП. Сучасні тенденції розвитку засобів автоматизації КСУ. Огляд загальних методів та засобів проектування КСУ ТП. Основні стандарти на проектування та розробку КСУ, міжнародні організації зі стандартизації в області КСУ.


^ 2.3 Моделювання об’єктів управління на етапі проектування КСУ.

Класифікація об’єктів управління. Види моделей. Застосування моделей для розробки структурної, функціональної схем автоматизації КСУ та прикладного програмного забезпечення КСУ.


^ 2.4 Принципи функціонування КСУ.

Ієрархія задач в КСУ. Режими роботи КСУ, схеми інформаційних потоків. Задачі підсистеми введення інформації і алгоритми її роботи. Технологічні датчики як джерела інформаційних сигналів. Типи пристроїв зв'язку з об'єктом. Принципи організації розподілених систем управління.


^ 2.5 Постановка задачі проектування КСУ.

Визначення потреб в системі, аналіз можливостей виробництва та збуту. Визначення мети проектування. Основні вимоги, що висуваються до різних типів КСУ. Формування технічного завдання на проектування, його основні розділи: техніко-економічне обґрунтування, умови експлуатації системи, основні функції системи, визначення обсягів робіт, технічні вимоги до системи.


^ 2.6 Проектування структури КСУ.

Побудова та опис ієрархічної структури КСУ. Варіантний аналіз структури КСУ. Пошук оптимального варіанту структури. Визначення складу і вимог до основних пристроїв. Вибір методів контролю достовірності роботи КСУ. Визначення раціональних конструкторсько-технологічних параметрів системи.


^ 2.7 Концептуальне проектування КСУ за допомогою UML.

Концепція методу. Діаграми класів. Діаграми сценаріїв. Діаграми моделювання поведінки системи. Діаграми послідовності. Діаграми співробітництва. Діаграми діяльності. Діаграми станів. Діаграми реалізації: діаграми компонент і діаграми розміщення. Пакети в UML.


^ 2.8 Особливості UML для проектування КСУ реального часу.

Визначення системи реального часу. Задачі, процеси, потоки. Синхронізація задач і процесів. Обмін інформацією між процесами. Управління системними ресурсами. Нотація UML (сигнали, події, стани, переходи, стереотипи, обмеження) і діаграми UML для моделювання систем реального часу: діаграми діяльності та станів автомату (для класу, прецеденту, системи в цілому). Моделювання поведінки системи та окремих задач. Проектування класів і їх поведінки. Детальне проектування програмного забезпечення: проектування складових задач, синхронізація доступу до класів, проектування з’єднувачів для комунікацій між задачами, визначення логіки упорядкування подій. Моделювання часових обмежень та просторових об’єктів.


^ 2.9 Інструментальні засоби підтримки UML.

Трансформація проекту в програму. Сімейство CASE-засобів Rational Rose: основні функції та прийоми роботи з ними.


^ 2.10 Проектування технічних засобів КСУ.

Типовий склад технічних засобів КСУ. Давачі, вимірювальні перетворювачі. Системи сенсорів провідних спеціалізованих виробників. Пристрої зв’язку ЕОМ з об’єктом керування, комутатори їх каналів. Інтерфейси. АЦП, ЦАП. МікроЕОМ. Периферійні пристрої. Автоматичні регулятори. Промислові контролери. Виконавчі пристрої КСУ: силові елементи, електрогідравліка, електропневматика, електромеханіка. Пристрої відображення інформації. Засоби оргтехніки. Формалізація процесу проектування комплексу технічних засобів.


^ 2.11 Засоби автоматизації проектування КСУ.

Загальна характеристика САПР.

Поняття автоматизованого проектування. Види забезпечення САПР. Класифікація САПР. Системний підхід до автоматизації проектування і принципи організації САПР. Склад програмного забезпечення типової САПР, основні його компоненти. Спеціальне програмне забезпечення САПР.


^ 2.12 Інструментальні засоби проектування КСУ.

Класифікація та загальний огляд основних характеристик. CASE-засоби програмування промислових контролерів. Засоби програмування пристроїв введення/виведення сигналів. Засоби автоматизованої розробки ПЗ операторських станцій (SCADA).


2.13 SCADA-системи.

Загальна структура сучасної SCADA-системи. Функціональні характеристики SCADA-систем. Сучасні тенденції розвитку SCADA-систем. Відкритість SCADA-систем. Інтеграція SCADA – систем у автоматизоване управління підприємством. Принципи побудови розподілених систем управління виробництвом.


^ 2.14. Проектування КСУ на загальносистемному рівні

в SCADA-системі Трейс Моуд.

Загальна характеристика системи. Функціональні складові та їх призначення: редактори бази каналів, представлення даних та шаблонів. Головні виконавчі модулі та драйвери. Проектування бази каналів КСУ: архітектура середовища розробки ПЗ КСУ, технологія розробки структури КСУ та її бази каналів. Проектування графічного інтерфейсу КСУ.


^ 2.15 SCADA-система Genie.

Архітектура середовища розробки ПЗ КСУ. Технологія розробки структури КСУ. Технологія розробки ПЗ операторської станції (задач та стратегії управління).


^ 2.16 Особливості та правила виконання технічної документації КСУ.

Основні нормативно-технічні документи та стандарти при проектуванні КСУ. Правила виконання структурних схем. Правила виконання функціональних схем. Особливості виконання принципових схем. Основна графічна документація на програмне забезпечення: схема програми, схема даних, схема системи, схема взаємодії програм.


^ 2.17 Оцінка показників проектних варіантів КСУ.

Продуктивність та затрати на організацію обчислювального процесу. Контроль достовірності роботи пристроїв обчислювального комплексу. Розподіл вимог до надійності і достовірності роботи між пристроями КСУ. Проблеми забезпечення надійності КСУ. Основні поняття надійності. Цілі і критерії забезпечення надійності. Розрахунок показників стійкості КСУ. Дослідження стійкості та оцінка якісних показників. Розрахунок точності. Оцінка запасів стійкості та швидкодії.


^ 2.18 Методологія оцінки якості проектних рішень.

Критерії оцінки якості проектних варіантів КСУ. Чисельні оцінки критеріїв якості проектних рішень. Оцінка якості проектних рішень із застосуванням методу нечіткого логічного висновку.

^ 3. Зміст лабораторних занять


  1. Первинний інструктаж з питань охорони праці та безпеки життєдіяльності. Вивчення функціональних можливостей САПР Трейс Моуд.

  2. Розробка КСУ в редакторі бази каналів САПР Трейс Моуд.

  3. Розробка графічного інтерфейсу операторської станції в редакторі представлення даних САПР Трейс Моуд.

  4. Розробка баз даних, розподілених КСУ та програмного забезпечення контролерів в середовищі САПР Трейс Моуд.

  5. Розробка стратегії управління в редакторі задач SCADA-системи Genie.

  6. Розробка графічного інтерфейсу операторської станції в редакторі форм відображення SCADA-системи Genie.


^ 4. Практичні заняття


  1. Основні елементи мови UML.

  2. Розробка діаграми варіантів використання.

  3. Графічна нотація та розробка діаграми класів.

  4. Розробка діаграми кооперації.

  5. Графічна нотація та розробка діаграм послідовності.

  6. Діаграма станів: основні типи станів, правила їх відображення.

  7. Розробка діаграми станів.

  8. Графічна нотація та розробка діаграми діяльності.

  9. Графічна нотація та розробка діаграми компонентів.

10. Графічна нотація та розробка діаграми розгортання.


5. Індивідуальні завдання


У відповідності до навчального плану, в рамках вивчення даної дисципліни студенти виконують курсовий проект на основі виданих їм індивідуальних завдань.

Мета курсового проектування – комплексне практичне закріплення знань і навичок, набутих студентами під час освоєння теоретичного матеріалу та виконання лабораторних робіт, а також стимулювання студентів до творчого підходу під час самостійної роботи над курсовим проектом.

Завдання на курсовий проект передбачають розв’язання задач розробки проектів комп’ютеризованих систем керування деякими об’єктами або технологічними процесами за допомогою сучасних систем автоматизованого проектування. Кожне завдання орієнтоване на розробку структури КСУ певним об’єктом чи технологічним процесом, а також її програмного забезпечення з використанням SCADA-систем як інструментального засобу розробки..

Зміст завдань на курсове проектування переглядається щорічно.

^ 6. Самостійна робота студентів


На самостійне вивчення студентам виноситься теоретичний матеріал загального змісту (огляди, класифікації, стандарти тощо), а також інструктивний матеріал, пов’язаний з використанням інструментальних засобів проектування КСУ.

Також при виконанні лабораторних робіт, практичних завдань та курсового проекту за індивідуальними завданнями передбачається більш глибоке самостійне освоєння студентами інструментальних засобів та прийомів роботи в ними.

7. Література


7.1 Основна література


  1. Глонь О.В., Дубовой В.М., Мітюшкін Ю.І. Комп’ютеризовані системи керування. – Вінниця: ВНТУ, 2005. – 157 с.

  2. Колодницький М.М. Елементи теорії САПР складних систем: Навч. посібник. – Житомир: ЖІТІ, 1999. – 512 с.

  3. Скидан Ю.А., Папінов В.М., Лисогор В.Г. Засоби автоматизації комп’ютерних систем управління. – Вінниця: ВНТУ - Універсум, 2006. – 321 с.

  4. Скурихин В.И. и др. АСУТП. Теория и технология автоматизированного проектирования. – К.: Наукова думка, 1988. – 284 с.

  5. Скотт К. UML: основные концепции. : Пер. с англ. – СПб.: Издательский дом «Вильямс», 2002. – 144 с.

  6. Папінов В.М., Скидан Ю.А. Інструментальні засоби автоматизації проектування комп’ютеризованих систем управління. – Вінниця: ВДТУ, 2000. – 137 с.

  7. Родионов В.Д., Терехов В.А., Яковлев В.Б. Технические средства АСУТП: Учебное пособие. – М.:. Высш. шк., 1989.- 263 с.

  8. Гороховський О.І. Автоматизація проектування: Навчальний посібник. – Вінниця: ВНТУ, 2006. – 178 с.

  9. Трейс Моуд 5.0. Руководство пользователя. – М.: AdAstra Research Group, 2001. – 800 c. (документація фірми-розробника).

  10. Олссон Г., Пиани Дж. Цифровые системы автоматизации и управления. – СПб: Невский диалект, 2001 – 557 с.

  11. Шадров Б.В., Чудаков А.Д. Технические средства автоматизации: Учебник для студентов вузов. – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 368 с.

  12. Смирнова В.И. и др. Основы проектирования и расчета следящих систем. – М.: Маш-строение, 1983. – 295 с.

  13. Методичні вказівки до оформлення дипломних проектів (робіт) для студентів всіх спеціальностей /Уклад. В.В. Кухарчук, О.Г. Ігнатенко, Р.Р. Обертюх. – Вінниця: ВДТУ, 2002. – 51 с.

  14. Карданская М.Л., Чудаков А.Д. Системы управления производством: анализ и проектирование: Уч. пособие. – М.: Русская деловая литература, 1999. – 240 с.



^ 7.2 Додаткова література


  1. Матвейкин В.Г., Фролов С.В., Шехтман М.Б. Применение SCADA – систем при автоматизации технологических процессов. – М.: Машиностроение, 2000. – 356 с.

  2. Рамбо Дж., Якобсон А., Буч Г. UML: специальный справочник. – СПб.: Питер, 2002. – 656 с.

  3. Мацяшек, Лешек, А. Анализ требований и проектирование систем. Разработка информационных систем с использованием UML.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2002. – 432 с.

  4. Трофимов С. А. CASE-технологии. Практическая работа в Rational Rose. — М.: Бином, 2002. — 284 с.

  5. Ротштейн А.П. Интеллектуальные технологии идентификации. – Винница: УНІВЕРСУМ-Вінниця, 1999. – 325 с.

  6. Документація фірм-розробників.



Схожі:

В. О. Леонтьєв Навчальна програма дисципліни Проектування комп’ютеризованих систем управління iconНавчальна програма дисципліни Основи системотехніки в комп’ютеризованих системах управління
Основи системотехніки в комп’ютеризованих системах управління” забезпечує засвоєння студентами основних понять та методів системного...
В. О. Леонтьєв Навчальна програма дисципліни Проектування комп’ютеризованих систем управління iconМетодичні вказівки до виконання курсових проектів з дисципліни "Проектування комп’ютеризованих систем управління" для студентів спеціальності 091401
Проектування комп’ютеризованих систем управління для студентів спеціальності 091401
В. О. Леонтьєв Навчальна програма дисципліни Проектування комп’ютеризованих систем управління iconВ. О. Леонтьєв Навчальна програма дисципліни Вступ в інтелектуальні технології управління
Комп’ютеризовані системи, автоматика І управління”. Адже інтелектуальні технології є тими засобами моделювання систем управління,...
В. О. Леонтьєв Навчальна програма дисципліни Проектування комп’ютеризованих систем управління iconВ. О. Леонтьєв програма дисципліни
Розглянуто І схвалено на засіданні кафедри комп’ютерних систем управління, протокол № від " "    2006 р
В. О. Леонтьєв Навчальна програма дисципліни Проектування комп’ютеризованих систем управління iconВ. О. Леонтьєв програма дисципліни
Розглянуто І схвалено на засіданні кафедри комп’ютерних систем управління, протокол № від " "    2006 р
В. О. Леонтьєв Навчальна програма дисципліни Проектування комп’ютеризованих систем управління iconВ. О. Леонтьєв Навчальна програма дисципліни
Дисципліна “Комп’ютерні мережі в системах управління” є однією з дисциплін спеціалітету, в рамках вивчення якої майбутні спеціалісти...
В. О. Леонтьєв Навчальна програма дисципліни Проектування комп’ютеризованих систем управління iconВ. О. Леонтьєв Навчальна програма дисципліни
Метою вивчення дисципліни є теоретична та практична підготовка бакалаврів, що включає вивчення фундаментальних принципів автоматичного...
В. О. Леонтьєв Навчальна програма дисципліни Проектування комп’ютеризованих систем управління iconТип модуля: обов’язковий Семестр: VII обсяг модуля
Зміст навчального модуля: Класифікація комп'ютеризованих систем, автоматики та управління. Оцінка технічного завдання та формулювання...
В. О. Леонтьєв Навчальна програма дисципліни Проектування комп’ютеризованих систем управління iconМетодичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни «Проектування комп’ютеризованих систем управління» для студентів спеціальності 091401
Разработка любого проекта всегда начинается в редакторе базы каналов. Чтобы загрузить этот редактор, надо выполнить команду Редактор...
В. О. Леонтьєв Навчальна програма дисципліни Проектування комп’ютеризованих систем управління iconПрограма фахового випробування для прийому на навчання за освітньо-кваліфікаційним рівнем «бакалавр»
Програма складена на підставі дисциплін циклу професійної підготовки молодших спеціалістів, передбачених освітньо-професійною програмою...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи