Федеральное агентство по образованию
Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Чувашский государственный университет имени »
Технический институт
Факультет дизайна и компьютерных технологий
Кафедра компьютерных технологий
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
проф. ____________
«____» ___________________ 2010 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
Дисциплина ДС.10 – ПРОЕКТИРОВАНИЕ АСОИУ
Направление 654600 – Информатика и вычислительная техника
Специальность 230102 – Автоматизированные системы обработки информации и управления
БЮДЖЕТ ВРЕМЕНИ (ЧАС.)
Срок обучения | Сем | Всего | Аудиторные занятия | Сам. раб. | Итоговый контроль | ||||||
Всего ауд | Лек | Прак | Лаб | Контр. раб. | Зач. | Экз. | Курс. пр (раб) | ||||
4,5 г. об. | 8 | 170 | 26 | 12 | 6 | 8 | 144 | + | + | + | |
6 лет | 11 | 170 | 24 | 12 | 4 | 8 | 146 | + | + | + | |
3,5 г. об. | 5 | 170 | 68 | 34 | 17 | 17 | 102 | + | 6 сем | ||
5 лет | 8 | 170 | 85 | 34 | 17 | 34 | 85 | + | 9 сем |
Рабочая программа составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования направления подготовки дипломированного специалиста 654600 – Информатика и вычислительная техника, специальности 230102 – Автоматизированные системы обработки информации и управления, утвержденным 27 марта 2000г. (Регистрационный номер 224 тех/дс).
Составитель: ст. преподаватель кафедры КТ
Рабочая программа обсуждена, одобрена и рекомендована к использованию на заседании кафедры компьютерных технологий, «___» ___________ 2010 г., протокол №___
Зав. кафедрой компьютерных технологий,
профессор
Рассмотрена и одобрена методическим советом ФДиКТ
Декан, председатель методсовета факультета ДиКТ
Чебоксары 2010
2. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ
2.1.Цель преподавания дисциплины
Дисциплина "Проектирование АСОИУ" относится к дисциплинам специализации. Целью преподавания данной дисциплины является формирование у студентов знаний по методологии проектирования современных систем управления на базе новейших достижений науки и техники с учетом обеспечения заданных показателей, качества, закрепление, расширение и углубление теоретических и практических знаний, полученных при изучении курса "Теоретические основы автоматизированного управления".
2.2.Задачи изучения дисциплины
В результате изучения дисциплины студент должен знать:
- современное состояние и проблемы автоматизации основных отраслей, перспективы развития;
- современные методологии проектирования технических систем;
- нормативные документы по проектированию автоматических и телемеханических систем;
- суть методов системного подхода при проектировании;
- последовательность и содержание этапов проектирования;
- требования, предъявляемые к современным системам управления;
- различные структурные и функциональные схемы систем управления;
- технические и программные средства систем управления;
- современные агрегатные комплексы средств контроля, регулирования и телемеханики.
-
3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
ВВЕДЕНИЕ
Современное состояние автоматизации, перспективы, тенденции, проблемы. Основные понятия и определения: "Проектирование", "АСНИ", "САПР", "АСУ", "АСУТП","АСТПП". Иллюстрация проблем и состояния автоматизации по отраслям в стране и за рубежом. Научно-технический прогресс и автоматизация. Роль вычислительной техники и микроэлектроники в решении задач автоматизации. Процессы проектирования и конструирования в современных условиях. Требования, предъявляемые к инженеру-проектировщику. Ключевые слова: проектирование, автоматизация проектирования, методология, концепция, качество, показатель качества, метрика, оценочный элемент, оценка качества, обеспечение качества.
ТЕМА 1.Общие вопросы проектирования.
Объект управления (автоматизации). Цель управления. Выделение объекта из среды. Система управления. Алгоритм управления. Схемы систем управления. Субъект управления (заказчик). Понятие сложного объекта управления. Признаки сложного объекта управления. Этапы управления сложным объектом (формулировка целей управления, определение объекта управления, создание модели объекта, синтез управления, реализация управления, коррекция по этапам).
Уровни автоматизации. Классификация систем управления по уровням автоматизации. Структурные схемы систем управления - централизованного, одноуровневого, многоуровневого (иерархического) управления. Схемы систем с ЭВМ в контуре управления. Классификация систем управления в зависимости от места и функции ЭВМ в системе.
Характеристика требований, предъявляемых к системам управления (надежность, экономичность, конструктивность, технологичность, прогрессивность, эргономичность, социальные требования, функционально-технические, безопасность и др.) и их связь принципами проектирования.
ТЕМА 2. Системное проектирование.
Критерии эффективности систем управления. Многокритериальный подход. Проблема выбора критерия эффективности. Проблема оценки и сравнения различных систем (технико-экономическое обоснование целесообразности разработки). Экспертные оценки в условиях неопределенности. Применение системного анализа при решении задач выбора наилучшего проектного варианта. Системный подход к проектированию технических систем. Человеко-машинные методы формализации и алгоритмизации процедур описания множества проектных решений, многокритериального выбора варианта проектного решения. Программное обеспечение решения задачи выбора оптимального варианта.
ТЕМА 3.Этапы и стадии разработки систем управления в соответствии с действвующими нормативными документами.
Проведение научно-исследовательских работ (НИР) при создании технических систем. Виды НИР: фундаментальные, поисковые, прикладные. Автоматизированные системы научных исследований.
Основы технического творчества. Закон об изобретательстве в РФ. Методы подхода к решению изобретательских задач. Теория решения изобретательских задач. Законы строения и развития технических систем. Этапы развития технических систем, Функционально-стоимостной анализ. Основы теории развития творческой личности.
Исследования на стадии технического задания (ТЗ), разработка ТЗ, основные разделы технического задания, их содержание. Стоимость и сроки разработки. Сетевой метод планирования проектных работ. Научно-обоснованные нормы продолжительности выполнения отдельных работ. Метод экспертных оценок. Применение ЭВМ в решении задачи построения и оптимизации сетевых графиков. Технико-экономическое обоснование целесообразности разработки. Перечень необходимой документации на стадии разработки ТЗ. Структурный анализ и моделирование систем (технология SADT). Методология и порядок проектирования устройств и систем по , Дж. Джонсону, государственным и отраслевым стандартам. Проведение опытно-конструкторских разработок. САПР.
Этапы и стадии проектирования. Цели, задачи каждой стадии. Перечень работ, выполняемых на каждой стадии, перечень и содержание проектной документации. Методы и критерии оценки разработок. Процедура оформления и сдачи работ по каждой стадии.
Испытания систем. Виды испытаний, порядок их проведения. Корректировка проектной документации по результатам испытаний. Процедура сдачи изделия заказчику.
Проектирование систем на примере АСУ ТП. Организация проектно-конструкторских работ.
ТЕМА 4.Структурно-алгоритмические вопросы проектирования промышленных систем управления.
Задачи автоматизации промышленных объектов и технологических процессов (ТП). Классификация ТП. Математические модели промышленных объектов, передаточные функции. Методы определения передаточных функций объектов. Компьютерное моделирование промышленных объектов.
Локальные системы автоматического управления (САУ) и регулирования (САР), их проектирование. Методы синтеза локальных САР и расчета их параметров.
Централизованные системы управления ТП. Системы с непосредственным цифровым управлением и с супервизорным режимом работы УВМ. Принципы построения, архитектура.
Децентрализованные системы управления ТП. Принципы построения, функциональная и структурная организация. Информационно-управляющие вычислительные комплексы. Локальные управляющие вычислительные сети.
Вопросы телемеханики в проектировании АСУ ТП. Анализ структуры информационных потоков. Выбор методов разделения и уплотнения информации, типы каналов связи и их структуры, принципов синхронизации и управления телемеханической системой. Вопросы обеспечения помехоустойчивости при проектировании телемеханических систем. Телемеханика в вычислительных сетях.
ТЕМА 5. Техническое обеспечение проектирования промышлен ных автоматических и телемеханических систем.
Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП). Состав ГСП, принципы организации, классификация, типовые конструкции и сигналы. Нормативные документы на ГСП.
Агрегатные комплексы ГСП: АКЭСР, КАСКАД-2, КТС ЛИУС-2, МИКРОДАТ, АСЭТ, АСТТ, АСВТ-М.
Состав, топология, сопоставительный анализ. Типовые примеры проектирования систем регулирования промышленных технологических процессов на базе аппаратуры комплексов: САР стабилизации, соотношения, каскадное регулирование и т. д.
Средства организации централизованных систем управления и контроля. Комплекс АСКР-ЭЦ. Пример организации структуры микропроцессорной системы централизованного управления и контроля.
Средства организации децентрализованных систем управления ТП. МикроДАТ. Программные средства агрегатированных комплексов ГСП.
ТЕМА 6.Обеспечение качества при проектировании автоматических систем.
Показатели качества технических систем: характеристики, критерии, метрики, оценочные элементы, системы качества, системы управления качеством.
Основные понятия и определения теории надежности. Количественные характеристики надежности. Расчет надежности не резервированных и резервированных устройств и систем. Методы обеспечения надежности при разработке и изготовлении систем, методы оценки. Техническая диагностика. Прогнозирование надежности систем. Применение ЭВМ для расчета анализа надежности систем. Надежность АСУ. Специфика программных средств с позиций надежности. Нормативные документы в области надежности программных средств. Количественные характеристики, методы обеспечения и оценки надежности программных средств.
Заключение
Научные и инженерные проблемы проектирования технических систем.
4. ТЕМЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
1. Формирование технического задания по выбранной теме курсового и дипломного проектов.
2. Построение математических моделей простейших линейных объектов по их экспериментальным переходным характеристикам.
3. Построение моделей сложных систем по метрологии SADT.
4. Формирование принципиальной схемы системы. Использование средств ГСП.
5. Разработка алгоритмов функционирования телемеханических систем.
6. Расчет количественных характеристик надежности аппаратных и программных средств техническим систем.
8. Оценка показателей качества разрабатываемых технических систем.
5. ТЕМЫ лабораторных ЗАНЯТИЙ
1. Освоение методики управления сложным объектом.
2. Методы формализации и алгоритмизации процедур описания множества проектных решений, многокритериального выбора варианта проектного решения.
3. Метод экспертных оценок.
4. Построение и оптимизация сетевых графиков.
5. Этапы и стадии проектирования АСОИУ.
6. Математическое моделирование промышленных объектов, передаточные функции. Методы определения передаточных функций объектов.
7. Компьютерное моделирование промышленных объектов. Методы синтеза локальных САР и расчета их параметров.
8. Проектирования систем регулирования промышленных технологических процессов на базе аппаратуры комплексов: САР стабилизации, соотношения, каскадное регулирование.
9. Средства организации децентрализованных систем управления ТП - МикроДАТ.
10. Методы обеспечения надежности при разработке и изготовлении систем, методы оценки. Прогнозирование надежности систем. Методы обеспечения и оценки надежности программных средств.
6. ТЕМЫ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ
Взаимодействие основных подсистем и модулей интегрированной MRP – системы. Системы управления стандарта MRP: классификация, сфера применения, возможности. Описание процедуры сопровождения файла «Данные изделия». Описание процедуры сопровождения файла «Структура изделия». Описание процедуры сопровождения файла маршрутов. Описание процедуры ввода предложения на продажу. Описание процедуры ввода заказа на продажу. Описание процедуры распределения запасов под заказ на продажу. Описание процедуры продвижения заказа на продажу. Модуль «Калькуляция». Описание алгоритма проектирования. Описание процедуры формирования и сопровождения основного плана производства. Описание процедуры формирования и корректировки твердого заказа. Описание процедуры перевода твердого заказа в выданный. Описание процедуры формирования приоритетов в выборе заказов и файла укомплектования. Описание процедуры списания компонентов под заказ в производство. Описание процедуры печати маршрутной карты и карты учета заданий. Описание процедуры формирования сменно-суточного задания. Описание процедуры приема выполненных заказов на склады.19. Описание процедуры расчета требуемой мощности и формирования профиля загрузки.
Описание процедуры формирования и ведения заказов на закупку (заголовок и строки). Основные отличия процедур формирования заказов на закупки для основного производства и ремонтно-эксплуатационных нужд. Описание процедуры приема от поставщика материалов на склады предприятия. Взаимодействие модулей в интегрированной MRP системе.6. Экзаменационные вопросы по курсу «Проектирование АСОИУ»
1. Основные подсистемы и модули интегрированной MRP – системы.
2. Системы управления стандарта MRP: классификация, сфера применения, возможности.
3. Понятие системы синхронного планирования и оптимизации (СПО).
4. Процедура сопровождения файла «Данные изделия».
5. Процедура сопровождения файла «Структура изделия».
6. Процедура сопровождения файла маршрутов.
7. Процедура ввода предложения на продажу.
8. Процедура ввода заказа на продажу.
9. Процедура распределения запасов под заказ на продажу.
10. Процедура продвижения заказа на продажу.
11. Модуль «Калькуляция». Разработка алгоритма проектирования.
12. Процедура формирования и сопровождения основного плана производства.
13. Процедура формирования и корректировки твердого заказа.
14. Процедура перевода твердого заказа в выданный.
15. Процедура формирования приоритетов в выборе заказов и файла укомплектования.
16. Процедура списания компонентов под заказ в производство.
17. Процедура печати маршрутной карты и карты учета заданий.
18. Процедура формирования сменно-суточного задания.
19. Процедура приема выполненных заказов на склады.
20. Процедура расчета требуемой мощности и формирования профиля загрузки.
21. Процедура формирования и ведения заказов на закупку (заголовок и строки).
22. Основные отличия процедур формирования заказов на закупки для основного производства и ремонтно-эксплуатационных нужд.
23. Процедура приема от поставщика материалов на склады предприятия.
24. Взаимодействие модулей в интегрированной MRP системе.
7. ТЕМЫ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
1. Взаимодействие основных подсистем и модулей интегрированной MRP – системы.
2. Системы управления стандарта MRP: классификация, сфера применения, возможности.
3. Описание процедуры сопровождения файла «Данные изделия».
4. Описание процедуры сопровождения файла «Структура изделия».
5. Описание процедуры сопровождения файла маршрутов.
6. Описание процедуры ввода предложения на продажу.
7. Описание процедуры ввода заказа на продажу.
8. Описание процедуры распределения запасов под заказ на продажу.
9. Описание процедуры продвижения заказа на продажу.
10. Модуль «Калькуляция». Описание алгоритма проектирования.
11. Описание процедуры формирования и сопровождения основного плана производства.
12. Описание процедуры формирования и корректировки твердого заказа.
13. Описание процедуры перевода твердого заказа в выданный.
14. Описание процедуры формирования приоритетов в выборе заказов и файла укомплектования.
15. Описание процедуры списания компонентов под заказ в производство.
16. Описание процедуры печати маршрутной карты и карты учета заданий.
17. Описание процедуры формирования сменно-суточного задания.
18. Описание процедуры приема выполненных заказов на склады.
19. Описание процедуры расчета требуемой мощности и формирования профиля загрузки.
20. Описание процедуры формирования и ведения заказов на закупку (заголовок и строки).
21. Основные отличия процедур формирования заказов на закупки для основного производства и ремонтно-эксплуатационных нужд.
22. Описание процедуры приема от поставщика материалов на склады предприятия.
23. Взаимодействие модулей в интегрированной MRP системе.
7. ЛИТЕРАТУРА
Основная
1. Вендров программного обеспечения экономических информационных систем. Учебник. (ГРИФ). М.:Финансы и статистика, 20с.
2. Вендров по проектированию программного обеспечения экономических информационных систем. Учебное пособие (ГРИФ), М.:Финансы и статистика, 20с.
3. Норенков автоматизированного проектирования. Учебник для вузов. (ГРИФ). СПб:, Питер, 20с.
4. CASE-технологии. Консалтинг в автоматизации бизнес-процессов. М.: Горячая линия – Телеком, 20с.
5. Симаков операционных систем: устанавливаемые драйверы устройств: Текст лекции/ . – Чебоксары: ЧГУ, 2001. – 47с.
6. Шеин электронных схем программный комплекс «Electron»: Учеб. пособие/ , , .- Чебоксары: ЧГУ, 200c.
7. , , Герасимов технологических процессов в гибком автоматизированном производстве: Учеб. пособ. – Саратов: Сарат. полит. ин-т, 1992. – 65с.
Дополнитеьная
1. и др. Оценка качества и оптимизация вычислительных систем М.: Наука, 1982.
2. и др. Поиск новых идей: от озарения к технологии. - Кишнет: Карта. Молдовеняска, 1989.
3. , , и др. Руководство по проектированию систем автоматического управления: Учеб. пособие для студентов спец. "Автоматика и телемеханика". - М.: Высшая школа, 19с., ил.
4. , , . Технические средства АСУ ТП: Учеб. пособие для вузов / Под ред. . - М.: Высш. шк., 19с.
5. и др. Основы теории надежности автоматических систем управоения.- Л.: Энергоатомиздат Ленинградское отделение, 1984.
6. ,, и др. Проектирование и надежность систем автоматики и телемеханики. - Минск: Высшая школа, 19с., ил.
7. и др. Рождение изобретения - М.: Интерпракс, 1995.
8. ГОСТ 15.1Порядок выполнения НИР. Изд-во стандартов, 1980.
9. и др. Проектирования систем автоматизации технологических процессов: Справочное пособие по содержанию и оформлению проектов. М.: Энергоатомиздат, 1983.
10. CASE - Структурный системный анализ (автоматизация и применение) . - М.: Лор, 1996.
11. и др. Проектирование систем автоматизации технологическими процессами. Справочное пособие. - М.:Энергоатомиздат 1990.
12. , Мелехин узлов и систем автоматики и вычислительной техники: Учеб. пособие для вузов. - Л: Энергоатом издат. Ленинградское отделение, 19с., ил.
13. Липаев разработкой программных средств. - М.: финансы и статистика, 1993.
14. , Гоунк структурного анализа и проектирования (SADT): Пер. с англ. - М.: Мета технология, 1993.
15. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: справочное пособие Под. ред. . - М.: Энергоатомиздат, 1990.
16. и др. Выполнение электрических схем по ЕСКД: Справочник. - М. Издательство/стандартов, 1989.
17. Методические пособия и указания
18. , Стоменский автоматических и телемеханических систем. Конспект лекций / Чуваш. ун-т, Чебоксары, 1989.
19. и др. Автоматика и управление в технических системах: Методические указания к дипломному проектированию / Чуваш ун-т, Чебоксары, 1993.
20. Стоменский обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем. Метод. указания по выполнению дипломных работ / Чуваш. ун-т, Чебоксары, 1997.
21. Стоменский и надежность систем автоматики и телемеханики. Учебное пособие / - Чебоксары. Изд-во Чув. ГУ. 1986.
