Правительство Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"
Московский институт электроники и математики Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики»
Факультет Электроники и телекоммуникаций
Программа дисциплины
"Системы автоматизированного управления оборудованием"
для специальности 210107.65 "Электронное машиностроение"
Автор программы:
, доцент, к. т.н. *****@***ru
Одобрена на заседании кафедры "Электроника и наноэлектроника" «___»____________ 20 г.
Зав. кафедрой ______________
Рекомендована секцией УМС «Электроника» «___»____________ 20 г.
Председатель __________________________
Утверждена УС факультета Электроники и телекоммуникаций «___»_____________20 г.
Ученый секретарь________________________
Москва, 2012
Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими вузами без разрешения кафедры-разработчика программы.
Цель преподавания дисциплины.
Дисциплина «Системы автоматизированного управления оборудованием» предназначена для подготовки специалистов к выполнению научно-исследовательской деятельности при создании и эксплуатации изделий электронной техники на промышленных предприятиях и в научных организациях. Сведения, излагаемые в данной дисциплине, дают студентам представление об основах автоматизации процессов и оборудования электронной техники.
2. Основные знания, приобретаемые студентами при изучении дисциплины.
Студенты, прослушавшие курс, должны:
а) иметь представление:
- о принципах построения систем автоматического управления процессами оборудованием электронной техники;
- о задачах, решаемых системами управления на иерархических уровнях в системах управления оборудованием;
- основы применения ЭВМ в системах управления данными процессами;
- о локальных вычислительных сетях и возможностях их применения;
- о принципах организации управления автоматизированными и робототехническими комплексами, производственных установок;
- об использовании различных моделей при автоматизации сложных технологических систем, в том числе и моделей искусственного интеллекта.
б) знать:
- принципы построения систем автоматического упарвления процессами электрофизических и электрохимических методов обработки;
- принципы организации систем управления отдельным узлом, станком, робототехническим комплексом, производственным участком;
- основы использования ЭВМ в системах управления;
- различные методы управления сложными технологическими системами.
в) уметь:
- формулировать задачи автоматизации конкретных технологических объектов (узлов, станков, технологических участков);
- грамотно выбирать технические средства для автоматизации технологических процессов электрофизических и электрохимических методов;
- использовать и применять стандартные средства автоматизации
и формулировать требования к нестандартным устройствам и системам управления.
2.1. Базовые и смежные дисциплины, необходимые для изучения курса
(входные знания)
Для успешного усвоения данной дисциплины студент должен иметь знания по следующим предметам:
1. Основы теории автоматического управления (курс читается в 7 семестре)
2. Технология электронного машиностроения (курс читается в 6, 7 семестрах)
2.2. Учебная нагрузка.
2.2.1 Виды занятий по учебному плану
Семестр | Лекции | Упр. | Л/Р | Самост. раб. | Контр. раб. | ДЗ (РГР) | Зачет | Экзамен |
9 | 51 | 17 | 87 | 2 | да |
Самостоятельная работа 32 час.
2.2.2 Дополнительные работы преподавателя
Вид работы | Семестр | Всего часов |
9 | ||
Проверка контрольных работ на 1 студ. Проверка РГР на 1 студ. Прием экзаменов на 1 студ. | 0,6 0,4 0,5 | 0,6 0,4 0,5 |
1,5 на студента |
2.2.3 Самостоятельная работа студентов
Виды работ | Семестр | Всего часов |
9 | ||
Подготовка к ЛР | 20 | 20 |
Подготовка к контр. раб. | 6 | 6 |
Выполнение контр. раб. | 6 | 6 |
3. Объем дисциплины и виды учебной работы.
Вид учебной работы | Всего часов | Семестр |
9 | ||
Общая трудоемкость дисциплины | 155 | |
Аудиторные занятия | 68 | |
Лекции | 51 | 51 |
Практические занятия (ПЗ) | ||
Семинары (С) | ||
Лабораторные работы (ЛР) | 17 | 17 |
Самостоятельная работа | 87 | |
Курсовая работа | ||
Расчетно-графические работы | ||
Вид итогового контроля | экзамен |
4. Содержание дисциплины по темам.
Индекс ДС | Наименование дисциплины и ее основные разделы9 семестр |
Тема 1 | ВведениеСодержание (2 часа) 1. Цели и задачи автоматизации технологических процессов и оборудования. Связь курса с другими дисциплинами. |
Тема 2 | Структура автоматизированных систем управления технологическими процессами.Содержание (2 часа)Составные части современной автоматизированной системы управления технологическим процессом. |
Тема 3 | Особенности технологических процессов электороники как объектов регулирования Содержание (2 часа) |
Тема 4 | Математические модели динамики управляемых процессов Содержание (4 часа) Понятие о моделях динамики линейных и нелинейных систем с сосредоточенными и распределенными параметрами. |
Тема 5 | Гибкие производственные системы, гибкие производственные модули, оборудование с ЧПУ. Содержание (2 часа) 1. Классификация оборудования и систем управления с ЧПУ. |
Тема 6 | Аппаратные и программные средства систем ЧПУ. Содержание (18 часов) 1. Роль информации в системах управления. 2. Задачи, решаемые с помощью ЭВМ в системах управления. 3. Средства связи ЭВМ с периферийными устройствами. 4. Схемотехника аналоговых устройств автоматики. 5. Схемотехника цифровых устройств. 6. Основы микропроцессорной техники. 7. Системы программного обеспечения ЧПУ. 8. Применение ЭВМ в управлении технологическими процессами. |
Тема 7 | Интегрированные системы управления технологическими процессами, их структура, функции, и иерархическая организация. Содержание (2 часа) 1. Структура интегрированной системы управления технологическим процессом. 2. Функции интегрируемых систем управления технологическим процессом. 3. Принцип иерархической организации интегрированных систем управления. |
Тема 8 | Структурные варианты систем управления технологическими процессами. Содержание (2 часов) 1. Локальные системы управления. 2. Понятие о локальной вычислительной сети и ее функциональных уровнях. 3. Централизованные и децентрализованные системы управления. |
Тема 9 | Подготовка программ для станков с ЧПУ. Содержание (8 часов) | 1. Подготовка информации для управляющих программ. 2. Понятие об интерполяции. Линейная, круговая интерполяция. 3. Кодирование информации. Код ISO-7 бит. 4. Структура кадра и управляющей программы для ЧПУ. |
Тема 10 | Экстремальные и самонастраивающиеся системы автоматического управления. Содержание (4 часов) 1. Области применения экстремальных регуляторов. 2. Способы организации движения к экстремуму. 3. Основные характеристики экстремальных регуляторов. 4. Применение ЭВМ в экстремальных регуляторах. |
Тема 11 | Роботы, классификация и применение. Содержание (3 часа) 1. Автоматические, дистанционно-управляемые и ручные роботы. 2. Основные характеристики роботов-манипуляторов. |
Тема 12 | Роботизированные технологические комплексы. Содержание (2 часа) 1. Основные характеристики РТК и этапы их развития. 2. Систем управления роботами и РТК. |
5. Практическая часть дисциплины
5.1. Лабораторные работы:
Индекс | Содержание работы 9 семестр | Объем Часы |
ЛР1 | Изучение системы команд микропроцессорной системы с помощью эмулятора | 4 |
ЛР2 | Изучение программ обслуживания внешних устройств в микропроцессорной системе | 4 |
ЛР3 | Разработка и исследование программы интерполяции контура детали | 4 |
ЛР4 | Разработка программы для станка с ЧПУ | 6 |
Календарный план занятий. 9 семестр
N недели | Вид занятий Рубежный контроль | Тема занятий | Объем Час |
1 | Л1 | Введение. Цели и задачи автоматизации технологических процессов и оборудования. Связь курса с другими дисциплинами. | 4 |
2 | Л2 | Структура автоматизированных систем управления технологическим процессом | 2 |
3 | Л3 | Особенности процессов электрофизических и электрохимических методов обработки как объектов регулирования. | 2 |
3 | Л4 | Математические модели динамики управляемых процессов. | 2 |
4 | Л5 | Гибкие производственные системы, гибкие производственные модули, оборудование с ЧПУ. | 2 |
5 | Л6 | Роль информации в системах управления. Задачи, решаемые с помощью ЭВМ в системах управления. | 2 |
5 | Л7 | Средства связи ЭВМ с периферийными устройствами. | 2 |
6 | Л8 | Схемотехника аналоговых устройств автоматики. | 2 |
7 | Л9 | Схемотехника аналоговых устройств автоматики. | 2 |
7 | Л10 | Схемотехника цифровых устройств. | 2 |
8 | Л11 | Схемотехника цифровых устройств. | 2 |
9 | Л12 | Основы микропроцессорной техники. | 2 |
9 | Л13 | Основы микропроцессорной техники. | 2 |
10 | Л14 | Системы программного обеспечения ЧПУ. | 2 |
11 | Л15 | Применение ЭВМ в управлении технологическими процессами. | 2 |
11 | Л16 | Интегрированные системы управления технологическими процессами, их структура, функции и иерархическая организация. | 2 |
12 | Л17 | Структурные варианты систем управления технологическими процессами. | 2 |
13 | Л18 | Подготовка программ для станков с ЧПУ. | 2 |
13 | Л19 | Подготовка программ для станков с ЧПУ. | 2 |
14 | Л20 | Подготовка программ для станков с ЧПУ. | 2 |
15 | Л21 | Экстремальные и самонастраивающиеся системы автоматического управления. | 2 |
15 | Л22 | Экстремальные и самонастраивающиеся системы автоматического управления. | 2 |
16 | Л23 | Роботы, классификация и применение. | 2 |
17 | Л24 | Роботизированные технологические комплексы | 2 |
5. Литература
5.1 Основная
1. Капустин производственных процессов. Учебник Минск: Высшая школа 2007
2. Вилкова технического регулирования. Учебное пособие для студентов вузов. М.: Академия 2006
3. Волчкевич производственных процессов. Учебное пособие. М.: Машиностроение 2007
4. , Мартинов числового программного управления: учебное пособие, М.: Логос, 2с. Ил.
5. , "Применение ЭВМ в управлении технологическими процессами" М. МГОУ А/О "Росвузнаука", 1992, 246 с.
6. , "Программирование обработки на станках с ЧПУ" Справочник, Л., Машиностроение. 1990, 592 с.
5.2 Дополнительная
1. , , "Автоматизация типовых технологических процессов и установок", М. Энергоатомиздат. 1988, 432 с.
2. , , "Автоматизированные электроэрозионные станки", Л. Машиностроение, 1984, 232 с.
3. "Управление станками гибких производственных систем", М. Машиностроение, 1987, 272 с.
Рабочая программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 210100 "Электроника и наноэлектроника"
подготовки специалиста
Программу составил доцент каф. "Электроника и наноэлектроника" к. т.н.,
