МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени ШАКАРИМА г.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени ШАКАРИМА г. СЕМЕЙ
Документ СМК 3 уровня
УМКД
Программа дисциплины
«Промышленные контроллеры»
для преподавателя
УМКД
Редакция № 2 от
16.06.2014 г.
УМКД
042-18-11.1.20.99/012014
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ
«ПРОМЫШЛЕННЫЕ КОНТРОЛЛЕРЫ»
для специальности 5В070200
«Автоматизация и управление»
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ
Семей
2014
УМКД
042-18-11.1.20.99/01-2014
Редакция № 2 от 16.06.2014 г.
Страница 2 из 9
Предисловие
1. РАЗРАБОТАНО
Составитель ________________ 10 августа 2014 г.
Демьяненко А.И., кандидат технических наук, и.о. доцента кафедры «Автоматики и электротехники»
2. ОБСУЖДЕНО
2.1. На заседании кафедры «Автоматики и электротехники»
Протокол от «___» ___________ 2014 года, № ____.
Заведующий кафедрой ___________ А.Д. Золотов
2.2. На заседании учебно-методического бюро факультета информационно-коммуникационных технологий
Протокол от «___» ____________ 2014 года, № __.
Председатель ______________Р.С. Бекбаева
3. УТВЕРЖДЕНО
Одобрено и рекомендовано к изданию на заседании Учебно-методического
совета университета
Протокол от «___» ____________ 2014 года, № __.
Председатель УМС _____________ Г. К. Искакова
4. Взамен редакции № 1 от 5.09. 2013 г.
УМКД
042-18-11.1.20.99/01-2014
Редакция № 2 от 16.06.2014 г.
Страница 3 из 9
Содержание
1
Область применения
4
2
Нормативные ссылки
4
3
Общие положения
4
4
Содержание учебной дисциплины (модуля)
6
5
Перечень тем для самостоятельной работы студента
7
6
Карта обеспеченности учебно-методической литературой
7
7
Литература
8
УМКД
042-18-11.1.20.99/01-2014
1.
Редакция № 2 от 16.06.2014 г.
Страница 4 из 9
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Рабочая программа дисциплины для преподавателя, входящая в состав
учебно-методического комплекса, по дисциплине «Промышленные контроллеры» предназначена для студентов специальности 050702 – Автоматизация и
управление.
2.
НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
Настоящая рабочая учебная программа дисциплины «Промышленные контроллеры» для преподавателя устанавливает порядок организации учебного
процесса по данной дисциплине в соответствии с требованиями и
рекомендациями следующих документов:
- Государственный общеобязательный стандарт образования соответствующего уровня образования;
Каталог элективных дисциплин специальности 5В070200 – «Автоматизация и управление»;
СТУ 042-ГУ-4-2014 Стандарт университета «Общие требования к разработке и оформлению учебно-методических комплексов дисциплин»;
ДП 042-1.01-2014 Документированная процедура «Структура и содержание учебно-методических комплексов дисциплин».
3.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
3.1. Краткое описание содержания дисциплины
Курс «Промышленные контроллеры» является элективным предметом для
студентов специальности 5В070200 – «Автоматизация и управление» и включается в учебные планы в качестве базовой дисциплины.
Курс дисциплины посвящен изучению таких вопросов, как структуры систем управления с микроконтроллерами, архитектуры промышленного контроллера, распределенные системы сбора данных и управления, многоуровневые системы автоматизации и управления, инструменты и языки программирования ПЛК.
3.2. Цель изучения дисциплины
Основной целью изучения дисциплины «Промышленные контроллеры»
является изучение студентами основных технических средств на основе микроконтроллерной и микропроцессорной техники, их применение в управляющих
системах, усвоение основных принципов монтажа, наладки и эксплуатации микроконтроллерных систем.
3.3. Основная задача изучения дисциплины:
Основной задачей изучения дисциплины является освоение методики анализа микропроцессорных и микроконтроллерных систем управления, изучение
УМКД
042-18-11.1.20.99/01-2014
Редакция № 2 от 16.06.2014 г.
Страница 5 из 9
принципов построения иерархических систем управления, получение навыков
определения функций интеллектуальных управляющих устройств на различных
уровнях систем управления, изучение номенклатуры современных интеллектуальных средств управления, их характеристик и параметров, а также основных
принципов программирования микропроцессорных устройств управления.
3.4. Результаты обучения:
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать принципы построения распределенных и сосредоточенных систем управления; принципы построения промышленных контроллеров; инструменты программирования и языки программирования промышленных контроллеров;
владеть навыками разработки микропроцессорных систем управления;
усвоить методику выбора управляющих устройств для интеллектуальных иерархических систем управления;
уметь выбрать технические средства управления для всех уровней
иерархических систем управления; разрабатывать программное обеспечение
промышленных контроллеров с применением современных средств разработки
и языков программирования;
понимать логику работы микроконтроллерных систем управления и
микроконтроллерных управляющих устройств;
иметь навыки работы с программным обеспечением микроконтроллеров различных фирм и современными системами и средами программирования
промышленных контроллеров;
приобрести навыки работы с виртуальными и реальными управляющими устройствами.
3.5 Пререквизиты курса
Микропроцессорные комплексы в системах управления.
3.6 Постреквизиты курса
Выполнение дипломной работы.
3.7 Выписка из рабочего учебного плана:
Таблица 1
Курс Семестр Кредиты
4
7
3
ЛК СПЗ ЛБ СРОП
час. час. час. час.
15
30
-
22,5
СРО
час.
67,5
Всего
Форма
час. итогового
контроля
135
экзамен
УМКД
042-18-11.1.20.99/01-2014
4.
Редакция № 2 от 16.06.2014 г.
Страница 6 из 9
СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Таблица 2
Наименование тем и их содержание
Количество
часов
1
2
Модуль 1 «Структуры систем управления с микроконтроллерами»
Лекционные занятия
Общее представление о сложных системах управления.
1
Структуры СУ с микроконтроллерными устройствами управле1
ния.
Функции микроконтроллерных устройств управления на разных
1
уровнях СУ.
Практические занятия
Изучение структуры САУ с микроконтроллером
2
Модуль 2 «Архитектура промышленного контроллера»
Лекционные занятия
Общая организация программируемого промышленного кон1
троллера (ПЛК).
Работа центрального процессора ПЛК. Понятие цикла. Организа1
ция памяти ПЛК.
Периферийные устройства ПЛК. Входы и выходы.
1
Сетевые интерфейсы ПЛК.
1
Практические занятия
Изучение структуры ПЛК
4
Изучение среды AVRStudio
4
Модуль 3 «Распределенные системы сбора данных и управления»
Лекционные занятия
Стандарты передачи данных. Основные сведения о сетях переда1
чи данных. Сетевые протоколы, реализуемые в ПЛК.
Модель ISO OSI и сетевые протоколы различных уровней. Место
1
сетевых протоколов в иерархии системы управления.
Защита и безопасность промышленных сетей. Волоконно1
оптические линии связи.
Практические занятия
Изучение аппаратного обеспечения промышленных сетей
4
Модуль 4 «Многоуровневые системы автоматизации и управления»
Лекционные занятия
Интерфейсы ПЛК в системах диспетчерского уровня. Обмен дан1
ными с ПЛК. Контроль работы ПЛК. ПЛК в SCADA-системе.
Простые средства управления и индикаторы. Цифровые входы и
1
УМКД
042-18-11.1.20.99/01-2014
Редакция № 2 от 16.06.2014 г.
Страница 7 из 9
выходы. Предупредительная и аварийная сигнализация. Графические панели.
Практические занятия
Изучение операторского интерфейса ПЛК
4
Изучение среды ScrEdit
4
Модуль 5 «Инструменты и языки программирования ПЛК»
Лекционные занятия
Языки программирования ПЛК. Инструменты программирования
1
МЭК.
Комплекс ISAGraf. Комплекс WPLSoft.
1
Диаграммы SFC. Список инструкций IL. Структурированный
1
текст ST. Релейные диаграммы LD. Функциональные блоки FBD.
Практические занятия
Изучение среды WPLSoft
4
Изучение среды CoDeSys
4
5.
ПЕРЕЧЕНЬ
СТУДЕНТОВ
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
ТЕМ
ДЛЯ
САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ
РАБОТЫ
Промышленные контроллеры в системах автоматизации
Входные устройства промышленных контроллеров
Структура промышленного контроллера
Выходные устройства промышленных контроллеров
Промышленные сети
Методы защиты от помех в промышленных сетях
Программное обеспечение промышленных контроллеров
6.
КАРТА
ЛИТЕРАТУРОЙ
ОБЕСПЕЧЕННОСТИ
Таблица 4
Наименование учебников,
учебно-методических пособий
1
Меркулов А.В. Микропроцессорная система управления на
базе интерфейсов персонального
компьютера: Учеб. пособие. –
Хабаровск: Изд-во ДВГУПС,
2004. – 70 с.: ил.
Смирнов В.А. Схемотехника
микропроцессорных систем:
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ
Количество
экземпляров
2
Без
ограничения
Количество
студентов
3
6
Процент
обеспечения
4
100
Без
ограничения
6
100
УМКД
042-18-11.1.20.99/01-2014
Текст лекций. —Челябинск: Издво ЮУрГУ, 2003. — 110 с.
Денисенко В.В. Компьютерное
управление технологическим
процессом, экспериментом, оборудованием. - М.: Горячая линия-Телеком, 2009. - 608 с.
Петров И. В. Программируемые
контроллеры: Стандартные языки и приемы прикладного проектирования / под ред. В. П. Дьяконова. - М: СОЛОН-Пресс,
2004, 266 с.
Н.Б. Сбродов. Основы программирования контроллера ОВЕН
ПЛК100 на языке LD. Методические указания к выполнению лабораторной работы. – Курган,
2012. 25 с.
7.
Редакция № 2 от 16.06.2014 г.
Страница 8 из 9
Без
ограничения
6
100
Без
ограничения
6
100
Без
ограничения
6
100
ЛИТЕРАТУРА
7.1 Основная
7.1.1
Меркулов А.В. Микропроцессорная система управления на базе
интерфейсов персонального компьютера: Учеб. пособие. – Хабаровск: Изд-во
ДВГУПС, 2004. – 70 с.: ил.
7.1.2
Смирнов В.А. Схемотехника микропроцессорных систем: Текст
лекций. -Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2003. — 110 с.
7.1.3
Денисенко В.В. Компьютерное управление технологическим
процессом, экспериментом, оборудованием. - М.: Горячая линия-Телеком, 2009.
- 608 с.
7.1.4
Петров И. В. Программируемые контроллеры: Стандартные языки и приемы прикладного проектирования / под ред. В. П. Дьяконова. - М:
СОЛОН-Пресс, 2004, 266 с.
7.1.5
Н.Б. Сбродов. Основы программирования контроллера ОВЕН
ПЛК100 на языке LD. Методические указания к выполнению лабораторной работы. – Курган, 2012. 25 с.
7.1.6
Программно – технические комплексы микропроцессорных систем автоматизации и управления. Учебное пособие. - Издательскополиграфический центр СПбГЭТУ. 1999. 64 с.
УМКД
042-18-11.1.20.99/01-2014
Редакция № 2 от 16.06.2014 г.
Страница 9 из 9
7.2 Дополнительная
7.2.1
Аппаратные и программные средства систем управления. Промышленные сети и контроллеры: Учебное пособие/В.В. Кангин, В.Н. Козлов. –
М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. 418 с.
7.2.2
Минаев И.Г., Самойленко В.В. Программируемые логические
контроллеры. Практическое руководство для начинающего инженера. Учеб.
пособие. - Ставрополь: АГРУС, 2009. - 100 с.