Проектування та програмування контролерів систем автоматики
Спеціальність: Комп'ютерні системи управління рухомими об'єктами (автомобільний транспорт)
Код дисципліни: 7.122.07.E.019
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Комп'ютеризовані системи автоматики
Лектор: не визначено
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: - Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу.
- Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях.
- Здатність генерувати нові ідеї (креативність).
- Здатність розробляти, описувати, аналізувати та оптимізувати архітектурні рішення інформаційних та комп’ютерних систем різного призначення.
- Здатність ініціювати, планувати та реалізовувати процеси розробки інформаційних та комп’ютерних систем та програмного забезпечення, включно з його розробкою, аналізом, тестуванням, системною інтеграцією,
впровадженням і супроводом.
- Здатність розробляти вбудовані системи на базі контролерів та мікроконтролерів
Результати навчання: Програмні результати навчання:
- ґрунтовні знання наукових понять, теорій і методів, необхідних для дослідження та синтезу автомобільних систем керування та вбудованих систем інтернету речей;
- знати життєвий цикл інтегрованих автомобільних систем керування та вбудованих систем інтернету речей; зміст та послідовність процедур побудови функціональних та структурних схем;
- знання методів та засобів оброблення сигналів та зображень, основних підходів перетворення сигналів з однією області в іншу, методів та засобів здійснення цифрової фільтрації та стискання сигналів та зображень;
- знання моделей інформаційних потоків, сховищ і просторів даних, баз знань з використанням діаграмної техніки і стандартів розроблення інформаційних систем.
- знати та розуміти вплив технічних рішень в суспільному, економічному, соціальному і екологічному контексті;
- вміти застосовувати знання і розуміння для задач аналізу та синтезу спеціалізації;
- вміти здійснювати вибір необхідного методу перетворення сигналів, виконувати перетворення сигналів з однієї області в іншу, здійснювати цифрову фільтрацію та стискання сигналів, зокрема, сигналів зображень
- вміти використовувати сучасні методи програмування та інструментальні засоби для дослідження доцільності впровадження автомобільних систем керування та вбудованих систем інтернету речей з метою забезпечення інформаційних потреб користувачів;
- вміти здійснювати пошук інформації в різних джерелах для розв’язання задач спеціалізації.
У результаті вивчення дисципліни спеціаліст повинен знати:
- принципи роботи ПЛК;
– Промислові мережі PLC (MPI, PROFIBUS, ETHERNET);
- принципи обміну даними між ПЛК і текстовими та графічними панелями.
Підготовлений спеціаліст повинен вміти:
– проектувати АСУ ТП на базі ПЛК з текстовими та графічними панелями та без них;
– створювати повноцінні програми для ПЛК з текстовими та графічними панелями та без них;
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Комп’ютерні системи контролю та діагностики на транспорті
Цифрові методи обробки сигналів в системах Інтернету речей
Короткий зміст навчальної програми: Навчальна дисципліна «Проектування та програмування контролерів систем автоматики» містить опис основних інструментальних засобів для побудови систем управління і збору даних на основі програмованих логічних контролерів.
Теоретичні та практичні навички роботи з використанням ПЛК Vipa в SIMATIC STEP7 дають змогу швидко розв’язувати реальні задачі, пов’язані із розробкою систем управління, збору, обробки, передачі, зберігання та відображення інформації у промислових системах автоматики та системах IIoT.
Опис: 1. Автоматизовані системи управління (Види контролерів АСУ. Що таке ПЛК. Типи ПЛК. Модулі розширення для ПЛК. Текстові та графічні панелі оператора для ПЛК. SCADA-системи. Стандарт IEC61131-3)
2. Середовище Simatic STEP7. (Структура середовища. Проект, бібліотеки, мультипроект. Майстер створення проекту. Компоненти пакету SIMATIC Manager. Створення, збереження та редагування проектів).
3. Модуль HW Config. (Конфігурування ПЛК та модулів розширення (на прикладі ПЛК та модулів розширення фірми Siemens та Vipa). Конфігурування програматора. З’єднання ПК з ПЛК через MPI, PROFIBUS та Ethernet. Типи даних. Створення таблиці символів та змінних. Призначення організаційних блоків ОВ, функцій FC та функціональних блоків FВ).
4. Структура програми S7. (Абсолютна та символьні адресації. Організаційні блоки, функції, функціональні блоки, блоки даних, системні функції та функціональні блоки).
5. Області пам’яті ПЛК. (Структура пам’яті ПЛК. Звертання до даних в різних областях пам’яті ПЛК).
6. Типи даних (Прості типи даних. Складні типи даних)
7. Редактор програм. (Мови програмування FBD, LAD та STL. Локальні змінні блоків ОВ, FB, FC).
8. Операції «Булевої логіки». (Реалізація логічних операцій «І», «АБО» та «Виключне АБО» мовами FBD та LAD. Комбінування логічних функцій).
8. Функції для роботи з пам’яттю. (Функції встановлення та скидання. Елементи оцінки фронту сигналу. Елементи збереження значення RLO).
9. Функції лічильників (SIMATIC-лічильник. Пряма та зворотна лічба. Встановлення та скидання лічильників. Зчитування значення лічильників. Призначення входів та виходів блоку лічильника).
10. Функції таймерів. (SIMATIC-таймер. Імпульсний таймер, Розширений імпульсний таймер, Таймер затримки включення, Таймер затримки включення з запам’ятовуванням, Таймер затримки виключення. Запуск таймерів, зчитування значення таймерів. Призначення входів та виходів блоку таймера).
11. Арифметичні функції.
12. Функції перетворення типів даних. (Функції перетворення типів даних. Функції інверсії даних. Функції заокруглення. Особливості використання функцій перетворення типів даних мовами FBD та LAD).
Методи та критерії оцінювання: Підсумковий (екзаменаційний) контроль:
Складання екзаменаційного контролю передбачає виконання письмової та усної ком-понент.
Письмова компонента включає завдання трьох рівнів складності:
– завдання 1-го рівня – тестові завдання;
– завдання 2-го рівня – розкриття змісту понять та визначень;
– завдання 3-го рівня – повний розгорнутий виклад поставленого питання.
Критерії оцінювання результатів навчання: Критеріями оцінювання результатів навчання є:
– характер засвоєння вже відомого знання (рівень усвідомлення, міцність запам'ятовування, обсяг, повнота і точність знань);
– якість виявленого студентом знання, логіка мислення, аргументація, послідовність і самостійність викладу, культура мовлення;
– ступінь оволодіння вже відомими способами діяльності, уміннями і навичками застосування засвоєних знань на практиці;
– оволодіння досвідом творчої діяльності;
– якість виконання роботи (зовнішнє оформлення, темп виконання, ретельність).
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Ганс Бергер. Автоматизация с помощью программ STEP7 LAD и FBD. Издание 2-е переработанное, 2001. – 605 с.
2. Ганс Бергер. Автоматизация посредством STEP 7 с использованием STL и SCL и программируемых контроллеров SIMATIC S7-300/400. Издание 2001.- 776 с.
3. Інструкція: SIMATIC Конфигурирование аппаратуры и коммуникационных соединений STEP 7 V5.3. Редакция 01.2004. A5E00261404-01.- 302 с.
4. Інструкція: SIMATIC Работа со STEP 7 V 5.3 Первые шаги. Редакция 01.2004. A5E00261403-01.- 114 с.
5. Інструкція: VIPA System 100V CPU 11x.- 146 с.
6. http://www.automation.siemens.com
7. http://www.vipa.com.ua
8. http://www.copadata.com
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).