Учебно-методический комплекс (стр. 2 )

- знать виды производственных объектов управления; цели и задачи управления производственными процессами; виды, методы и принципы управления; параметры, характеризующие состояние производственных объектов управления; функции, классификацию и структуры систем управления; виды моделей объектов и систем управления; методики построения моделей объектов и систем управления; структуру иерархии задач управления; сущность и способы реализации задач управления; состав комплекса технических средств автоматизированных и автоматических систем управления, а также средств информационного и программного обеспечения производственных систем управления;

- уметь анализировать состояние производственного объекта управления, выявлять зависимости выходных параметров объекта от его входных характеристик, строить математические, графические модели, алгоритмы функционирования и управления объектами и системами; формулировать цели и задачи управления производственными объектами, разрабатывать структурные схемы управления производственными процессами, выбирать логические, технические средства реализации поставленных задач, а также средства информационного обеспечения разработанных систем управления.

1.4 Место дисциплины в учебном процессе

Дисциплина относится к циклу общепрофессиональных дисциплин и федеральному компоненту ООП.

Изучение данной дисциплины базируется на следующих дисциплинах: «Физика», «Математика», «Дискретная математика», «Электротехника и промышленная электроника», «Теория автоматического управления», «Автоматизация производственных процессов в машиностроении». Кроме того, используются знания по специальным дисциплинам: «Резание металлов», «Металлорежущие инструменты», «Металлорежущие станки», «Технология машиностроения», «Технологическая оснастка», «Организация производственных процессов в машиностроении».

Основные положения дисциплины должны быть использованы в дальнейшем при выполнении курсовых проектов по дисциплине «Технология машиностроения», а также дипломных проектов.

2. Организационно-методические данные дисциплины

(По учебному плану, утвержденному на Ученом совете института 25.04.2001г. протокол )

Таблица №1

№	Вид работы	Трудоемкость в часах
очное 9 семестр	очное ПССП 4семестр	заочное 9семестр	заочное ПССП 4семестр
1	2	3			4
1	Аудиторная работа
	a)  Лекции b)  Практические занятия c)  Лабораторные работы Итого	34 16 18 68	12 - 6 18	10 4 6 20	4 - 4 8
2	Внеаудиторная и самостоятельная работа	51	99	101	111
	Рефераты Домашние контрольные работы Самоподготовка (самостоятельное изучение разделов, проработка и повторение лекционного материала учебников и учебных пособий, подготовка к практическим и лабораторным работам и т. д.).	10 10 31	10 20 69	10 20 71	10 20 81
3	Общая трудоемкость дисциплин	119	119	119	119
4	Форма итогового контроля	Экзамен	Экзамен	Экзамен	Экзамен

3. Содержание программы дисциплины

3.1 Лекционные занятия

3.1.1 Общее представление об управлении производственными объектами

Объекты, цели и задачи управления производственными системами. Принципы управления.

3.1.2.Объекты, процессы и системы управления в машиностроении Производственный процесс как объект управления: структура, типовые задачи управления производственным процессом. Технологический объект управления: состояние, критерии управления. Системы управления: функции, классификация, иерархичность производственных систем.

3.1.3. Модели объектов, процессов и систем управления

Классификация моделей объектов и систем управления. Требования, предъявляемые к математическим моделям объектов. Общая методика построения математических моделей. Аналитические методы получения математических моделей: модели элементов, модели сложных систем. Идентификация объектов и систем управления. Задачи идентификации. Идентификация одномерных, многомерных объектов, динамическая идентификация, модели недетерминированных объектов. Постановка алгоритма управления системой. Обобщенный алгоритм автоматического управления. Классификация алгоритмов управления.

3.1.4. Иерархия задач управления производственными объектами.

Задачи анализа, синтеза и оптимизации систем управления. Структурный и параметрический синтез систем.

Моделирование производственных процессов. Иерархия задач управления. Геометрические, логические, технологические, терминальные задачи управления и задача-диспетчер.

3.1.5.Геометрические задачи управления

Модели и способы решения геометрических задач. Синтез систем управления по заданному воздействию.

3.1.6. Логические задачи управления

Постановка логических задач управления. Элементы теории дискретных автоматических устройств. Синтез комбинационных и последовательных автоматов. Элементы логики. Средства реализации логического управления. Принципы логического управления: цикловое и программное управление.

3.1.7.Технологические задачи управления

Основы моделирования технологических процессов. Получение информации о технологическом объекте управления. Формирование управляющей информации. Задачи управления технологическими процессами. Средства реализации технологических задач. Формирование сигнала обратной связи. Моделирование систем управления технологическими объектами. Управление состоянием технологической системы. Оптимизация технологических процессов механообработки. Системы адаптивного управления ходом технологического процесса. Самонастраивающиеся системы.

3.1.8.Терминальные задачи в производственных системах управления.

Управление обменом информации. Средства и способы реализации терминальных задач: стандартные интерфейсы, модемы, вычислительные сети.

3.1.9.Задача-диспетчер в производственных системах управления

Организация и планирование работы гибких производственных систем. Модели задач диспетчирования: модели с использованием целочисленного программирования, с использованием систем массового обслуживания.

3.1.10. Состав комплекса технических средств производственных систем управления.

Виды обеспечения автоматизированных систем управления (АСУ). Устройства хранения и переработки информации (запоминающие устройства, арифметические и логические устройства, устройства связи с объектом, микропроцессоры, микроЭВМ). Измерительные устройства, датчики обратной связи. Общая характеристика и классификация основных узлов ЭВМ. Управляющие ЭВМ: управляющий вычислительный комплекс и управляющие вычислительные машины, микроЭВМ. Локальные системы управления: программируемые контроллеры, системы ЧПУ. Основные режимы работы управляющих вычислительных машин (УВМ) в составе АСУ. Средства информационного обеспечения производственных систем управления. Принципы выбора технических средств.

3.1.11. Основы проектирования автоматизированных систем управления технологическими процессами

Основные принципы построения автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП). Функциональные принципы построения АСУ. Особенности построения АСУТП различного исполнения.

3.2 Практические занятия

3.2.1. Построение математических моделей типовых процессов механической обработки: продольное точение жесткой детали, продольное точение детали малой жесткости, врезное фрезерование и шлифование.

3.2.2 Динамическая идентификация и построение экспериментальных моделей недетерминированных объектов.

3.2.3. Стохастические модели технологических операций.

3.2.4. Синтез и реализация моделей циклового управления операциями механической обработки.

3.2.5. Синтез алгоритмов оптимизации процессов механообработки.

3.2.6. Получение информации о технологическом объекте управления.

3.2.7. Синтез математической модели системы массового обслуживания.

3.3 Лабораторные работы

3.3.1.Оценка надежности автоматизированных систем управления тех. процессами (АСУТП)

3.3.2. Детерминированный расчет экономической эффективности внедрения автоматизированных систем управления тех. процессами.

3.3.3. Расчет экономической эффективности внедрения АСУТП с учетом неупорядоченности производства

3.3.4. Исследование работы робототехнического комплекса как элемента системы массового обслуживания.

3.3.5. Управление качеством продукции и организация технического контроля.

3.3.6. Организация и управление производственным процессом.

3.3.7. Организация поточного производства.

4.  Тематический план изучения дисциплины

(По учебному плану, утвержденному на Ученом совете института 25.04.2001г. протокол )

Таблица №2

№ раздела	Наименование разделов и их содержание	Форма обучения	Количество часов
Всего	Аудиторная работа	Внеауд. работа
ЛК	ПЗ	ЛР	Кол.	Вид работы
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Общее представление об управлении производственными объектами Объекты, цели и задачи управления производственными системами.	1	1	1	-	-	-
2	-	-	-	-	-
3
4
2	Объекты, процессы и системы управления в машиностроении 2.1 Структура и классификация производственных объектов управления. Типовые задачи управления производственными процессами. 2.2 Технологический объект управления. Состояние ТОУ, задачи и критерии управления 2.3 Системы управления. Функции, классификация, иерархичность в системах управления.	1	6	4	-		2	Работа с учебником
2	6	1	-		5	Тестирование
3	6	0,5	-		5,5	Тестирование
4	6	-	-		6	Тестирование
3	Модели объектов, процессов и систем управления. 3.1 Классификация моделей объектов и систем управления. 3.2 Требования, предъявляемые к математическим моделям объектов. 3.3 Общая методика построения математических моделей. 3.4 Аналитические методы получения математических моделей: модели элементов, модели сложных систем. 3.5 Задачи идентификации. Идентификация одномерных объектов и многомерных систем. Динамическая идентификация. Модели недетерминированных объектов. 3.6 Постановка алгоритма управления системой. Виды алгоритмов. Обобщенный алгоритм управления.	1	31	13	8	-	10	Решение задач
2	31	2	-	-	29	Решение задач
3	31	1	2	-	28	Решение задач
4	31	1	-	-	30	Решение задач
4	Иерархии задач управления.
	4.1 Задачи синтеза, анализа и оптимизации систем управления. Структурная и параметрическая оптимизация систем. 4.2 Моделирование производственных процессов. Выявление иерархичности задач реализации моделей процессов. Содержание и взаимодействие геометрических, логических, технологических, терминальных задач и задач диспетчирования.	1	5	3	-	-	2	Работа с конспектом
2	5	1	-	-	4	Тестирование
3	5	1	-	-	4	Тестирование
4	5	0,5	-	-	4,5	Тестирование
	4.3 Геометрические задачи управления. Модели и средства решения.	1	4	2	-	-	2	Решение задач
2	4	1	-	-	3	Решение задач
3	4	1	-	-	3	Решение задач
4	4	0,5	-	-	3,5	Решение задач
	4.1  4.4 Логические задачи управления. 4.4.1 Структура формирования технологического цикла. 4.2  4.4.2 Элементы теории дискретных управляющих устройств. 4.4.3 Синтез комбинационных и последовательностных автоматов. 4.4.4 Элементы логики. 4.4.5 Принципы логического управления: цикловое и программное управление.	1	8	2	2	-	4	Решение задач, коллоквиум
2	8	1	-	-	7	Решение задач, тестирование
3	8	1	1	-	6	Решение задач, тестирование
4	8	0,5	-	-	7,5	Решение задач
	4.3  Технологические задачи управления. 4.5.1 Моделирование технологических процессов. 4.5.2 Средства реализации технологических задач. 4.5.3 Получение информации о технологическом объекте управления. Формирование сигнала обратной связи. 4.5.4 Моделирование систем управления технологическими процессами. 4.5.6 Управление состоянием технологической системы. 4.5.7 Оптимизация технологических процессов механообработки. 4.5.8 Системы адаптивного управления ходом технологического процесса. 4.5.9 Самонастраивающиеся АСУ.	1	15	5	4	-	6	Решение задач
2	15	2	-	-	13	Решение задач
3	15	2		-	13	Решение задач
4	15	0,5	-	-	14,5	Решение задач
	4.6  Терминальные задачи управления. 4.6.1 Управление обменом информации. 4.6.2 Способы и средства решения терминальных задач.	1	8	2			6	Коллоквиум
2	8	1			7	Тестирование
3	8	1			7	Тестирование
4	8	0,5	-		7,5	Тестирование
	4.7 Задача-диспетчер в АСУ. 4.7.1 Организация и планирование работы АСУ. 4.7.2 Модели с использованием целочисленного программирования, систем массового обслуживания.	1	6	2	2		2	Работа с учебником
2	6	1			7	Тестирование
3	6	1	1		4	Тестирование
4	6	0,5	-		5,5	Тестирование
5	Состав комплекса технически средств АСУ. 5.1 Виды обеспечения АСУ. 5.2 Элементы и устройства логики. 5.3 Устройства хранения и переработки информации. 5.4 Общая характеристика и классификация основных узлов ЭВМ. 5.5 Микропроцессоры. 5.6 Локальные системы управления: программируемые контроллеры, системы ЧПУ, интеллектуальные приводы. 5.6 Управляющие ЭВМ. Одноплатные микроЭВМ. 5.7 Основные режимы работы ЭВМ в составе АСУ. 5.8 Средства информационного обеспечения АСУ.	1	26	2		14	10	Коллоквиум
2	26	1		5	20	Тестирование
3	26	1,5		5	19,5	Тестирование
4	26	-	-	3	23	Тестирование
6	Основы проектирования АСУТП 6.1 Основные принципы построения АСУТП. 6.2 Особенности проектирования АСУТП различного исполнения.	1	13	2	-	4	7	Решение задач
2	13	1		1	11	Решение задач
3	13			1	12	Решение задач
4	13		-	1	12	Решение задач
	Практические занятия
	1. Построение математических моделей типовых процессов механической обработки: продольное точение жесткой детали, продольное точение детали малой жесткости, врезное фрезерование и шлифование.	1			4
	2			-
	3			1
	4			-
	2 Динамическая идентификация и построение экспериментальных моделей недетерминированных объектов.	1			2
	2			-
	3			-
	4			-
	3. Стохастические модели технологических операций.	1			2
	2			-
	3			-
	4			-
	4. Синтез и реализация моделей циклового управления операциями механической обработки.	1			2
	2			-
	3			1
	4			-
	5. Синтез алгоритмов оптимизации процессов механообработки.	1			2
	2			-
	3			1
	4			-
	6. Получение информации о технологическом объекте управления.	1			2
	2			-
	3			-
	4			-
	7. Синтез математической модели системы массового обслуживания.	1			2
	2			-
	3			1
	4			-
	Лабораторные работы
	1. Изучение структуры и принципа работы восьмиразрядного микропроцессора КР580ВМ80А	1				2
	2				1
	3				1
	4				-
	2. Изучение структуры и принципа работы программируемого контроллера «Ремиконт 130»	1				2
	2				1
	3				1
	4				1
	3. Изучение структуры и принципа работы системы ЧПУ 2С42	1				2
	2				1
	3				1
	4				1
	4. Изучение структуры и принципа работы частотно-регулируемого привода «Micromaster»	1				2
	2				-
	3				-
	4				-
	5. Изучение структуры и принципа работы управляющего вычислительного комплекса СМ 14210	1				2
	2				1
	3				1
	4				-
	6. Изучение структуры и принципа работы управляющей микроЭВМ IBM-PCI	1				2
	2				1
	3				1
	4				1
	7. Ознакомление со структурами систем передачи информации в АСУПП: Remoute, DeviceNet, DH-485, Siemens, «Транзит»	1				2
	2				-
	3				-
	4				-
	8. Изучение структуры и принципа работы АСУТП АСВ-201	1				4
	2				1
	3				1
	4				1

Примечание: