Информационно-измерительные и управляющие системы

СТО АлтГТУ 13.62.1.1216 - 2012
СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ
Система качества АлтГТУ
Образовательный стандарт
высшего профессионального образования АлтГТУ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ СТАНДАРТ
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Б3.23.1. «Информационно-измерительные и управляющие
системы»
(код и наименование дисциплины)
230100 «Информатика и вычислительная техника» (квалификация (степень) "бакалавр")
ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет
им. И.И. Ползунова»
СТО АлтГТУ 13.62.1.1216 - 2012
ПРЕДИСЛОВИЕ
1) РАЗРАБОТАН кафедрой вычислительных систем и информационной безопасности ФБГОУ ВПО
«Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова»;
2) Стандарт дисциплины разработан на основании ФГОС ВПО направления подготовки 230100
«Информатика и вычислительная техника» (квалификация (степень) "бакалавр"), утвержденного
09 ноября 2009 г. (регистрационный номер 553);
3) Стандарт дисциплины по своему назначению, структуре и содержанию полностью соответствует
требованиям письма Рособрнадзора от 17.04.2006 г. № 02-55-77 ин/ак в части состава и содержания
учебно-методического комплекса дисциплины (требованиям УМКД), а в части оформления –
соответствует ГОСТ Р 1.5 и СТО АлтГТУ 12.310 – 2011 «Стандарт организации. Система качества.
Образовательный стандарт высшего профессионального образования АлтГТУ. Образовательный
стандарт учебной дисциплины. Общие требования к структуре, содержанию и оформлению»
4) ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
II
СТО АлтГТУ 13.62.1.1216 - 2012
Содержание
Предисловие......................................................................................................................................................................................................II
Введение 4
1.
Область применения................................................................................................................................................................4
2.
Нормативные ссылки ..............................................................................................................................................................5
3.
Термины и определения.........................................................................................................................................................5
4.
Обозначения и сокращения ..................................................................................................................................................6
5.
Общие сведения о дисциплине. Паспорт дисциплины ............................................................................................6
5.1.
Выписка из рабочего учебного плана ООП...................................................................................................................6
5.2.
Цели и задачи освоения дисциплины...............................................................................................................................7
5.3.
Место дисциплины в структуре ООП направления (специальности) ...............................................................7
5.4.
Требования к результатам освоения дисциплины ......................................................................................................8
5.5.
Объем и виды занятий по дисциплине (Паспорт дисциплины)............................................................................9
6.
Рабочая программа дисциплины......................................................................................................................................10
6.1.
Содержание дисциплины ....................................................................................................................................................10
6.1.1. Тематический план дисциплины....................................................................................................................................10
Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины ......................................................................18
6.1.2. Формы и содержание текущей аттестации и промежуточной аттестации по дисциплине ..................20
6.1.3. Учебно-методическая карта дисциплины...................................................................................................................21
6.2.
Условия освоения и реализации дисциплины............................................................................................................22
6.2.1. Методические рекомендации студентам по изучению дисциплины.............................................................22
6.2.2. Организация самостоятельной работы студента (СРС) по дисциплине........................................................22
6.2.3. Методические рекомендации преподавателю дисциплины ..............................................................................23
6.2.4. Образовательные технологии...........................................................................................................................................24
6.2.5. Особенности преподавания дисциплины ...................................................................................................................24
6.2.6. Материально-техническое обеспечение дисциплины...........................................................................................25
6.3.
Лист согласования рабочей программы........................................................................................................................26
Приложение А. Фрагмент методических указаний по выполнению лабораторных работError! Bookmark not defined.
Лабораторная работа 1 Создание проекта в среде Trace Mode ........................................Error! Bookmark not defined.
Приложение Б. Индивидуальные варианты для выполнения лабораторной работыError! Bookmark not defined.
Приложение В. Примеры вопросов для тестов текущего контроля успеваемости по дисциплинеError! Bookmark not def
Приложение Г. Примеры текстов промежуточной аттестации успеваемости по дисциплинеError! Bookmark not defined
Приложение Д. Памятка для студентов по изучению дисциплиныError! Bookmark not defined.
Приложение Е. Лист внесения изменений ................................ Error! Bookmark not defined.
III
СТО АлтГТУ 13.62.1.1216 - 2012
ВВЕДЕНИЕ
Настоящий стандарт вводится в связи реформой образования и переходом от
подготовки специалистов по ГОС ВПО к подготовке бакалавров по ФГОС ВПО, что
потребовало соответствующео пересмотра структуры и содержания целого ряда
дисциплин, читаемых ранее в рамках ООП «Информатика и вычислительная техника»
Стандарт организации
Система качества АлтГТУ
Образовательный стандарт
высшего профессионального образования АлтГТУ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ СТАНДАРТ
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Б3.23.1.
«Информационно-измерительные
управляющие системы»
Введен впервые
и
УТВЕРЖДАЮ
Начальник УМУ
__________________________________
(подпись)
Щербаков Н.П.
( Ф.И.О.)
Дата ___________ 2012 г.
(число, месяц, год)
1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
1. Стандарт дисциплины устанавливает общие требования к содержанию, структуре,
объему дисциплины и условиям ее реализации в АлтГТУ.
2. Действие стандарта распространяется:
 на студентов, обучающихся по направлению (направлениям) подготовки 230100
«Информатика и вычислительная техника» (квалификация "бакалавр") очной формы
обучения;
 на преподавателей и сотрудников структурных подразделений, задействованных в
образовательном процессе по дисциплине.
4
СТО АлтГТУ 13.62.1.1216 - 2012







2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты.
ФГОС ВПО по направлению подготовки 230100 «Информатика и вычислительная
техника» (квалификация (степень) бакалавр), утвержденный минобрнауки РФ от
09.11.2009, № 553.
СТО АлтГТУ 12.310-2011. Образовательный стандарт высшего профессионального
образования АлтГТУ. Образовательный стандарт учебной дисциплины. Общие
требования к структуре, содержанию и оформлению.
СТО АлтГТУ 12 005-2012. Образовательный стандарт высшего профессионального
образования АлтГТУ. Самостоятельная работа студентов. Общие требования.
СТП 12 700-2007. Занятия лабораторные. Общие требования к организации,
проведению и методическому обеспечению.
СТП 12 560-2011. Образовательный стандарт высшего профессионального
образования АлтГТУ. Текущий контроль успеваемости и промежуточная аттестация 1
студентов.
СТП 12 570-2006. Образовательный стандарт высшего профессионального
образования АлтГТУ. Общие требования к текстовым, графическим и программным
документам.
СМК ОПД 01–19–2008. Система менеджмента качества. Положение о модульнорейтинговой системе квалиметрии учебной деятельности студентов.
3. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими
определениями.
Федеральный
государственный
образовательный
стандарт
высшего
профессионального образования: совокупность требований, обязательных при
реализации основных образовательных программ высшего профессионального
образования
образовательными
учреждениями,
имеющими
государственную
аккредитацию
Основная образовательная программа высшего профессионального образования:
комплект учебно-методических документов, разрабатываемых вузом в соответствии с
ФГОС ВПО и регламентирующих и конкретизирующих цели, ожидаемые результаты,
содержание, условия и технологии реализации образовательного процесса, систему
оценки качества подготовки выпускника.
Образовательный стандарт учебной дисциплины: документ, определяющий цель
реализации процесса обучения и воспитания студентов в рамках данной дисциплины, и
необходимый обязательный уровень требований, предъявляемых к содержанию, методам,
формам и средствам обучения и контроля по учебным дисциплинам, разрабатываемых
вузом самостоятельно с учетом соответствующих требований государственных законов и
подзаконных актов по подготовке бакалавров, магистров и специалистов
Учебно-методический комплекс дисциплины (УМКД): система нормативной и
учебно-методической документации, средств обучения и контроля, определяющих цели,
содержание и методы реализации процесса обучения и воспитания студентов в рамках
данной дисциплины.
Компетентностный подход: подход, акцентирующий внимание на результате
образования, причем в качестве результата рассматривается не сумма усвоенной
информации, а способность человека действовать в различных ситуациях.
5
СТО АлтГТУ 13.62.1.1216 - 2012
Модуль: часть образовательной программы (или учебной дисциплины), имеющая
определенную логическую завершенность по отношению к установленным целям и
результатам обучения и воспитания.
Зачетная единица (кредит) трудоемкости: мера трудоемкости образовательной
программы, равная 36 часам учебных занятий.
Учебник: учебное издание, содержащее систематическое изложение учебной
дисциплины, её раздела, части, соответствующее учебной программе и официально
утвержденное в качестве данного вида издания.
Учебное пособие: учебное издание, частично (полностью) заменяющее учебник,
официально утвержденное в качестве данного вида издания.
Учебно-методическое пособие: учебное издание, содержащее материалы по
методике преподавания учебной дисциплины или по методике воспитания.
4. ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
ООП - Основная образовательная программа (высшего профессионального
образования)
УМКД - Учебно-методический комплекс дисциплины
ФГОС ВПО - Федеральный государственный образовательный стандарт высшего
профессионального образования
ЗЕТ – зачетная единица трудоемкости
РУП – рабочий учебный план
5. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ДИСЦИПЛИНЕ. ПАСПОРТ ДИСЦИПЛИНЫ
5.1.
Выписка из рабочего учебного плана ООП
Рабочий учебный план АлтГТУ по направлению 230100 «Информатика и
вычислительная техника» в профессиональном цикле (Б.3) в его вариативной части в
дисциплинах по выбору под номером 23.1 включает дисциплину «Информационноизмерительные и управляющие системы», читаемую в 7,8 семестрах кафедрой ВСИБ.
Общий объем занятий по дисциплине составляет 216 часов (6 ЗЕТ), в том числе 28 часов –
в интерактивной форме и 78 часов – аудиторных занятий, из которых 39 часов составляют
лекции и 39 часов – лабораторные работы (по 2 часа раз в две недели). Дисциплина
реализует компетенции ООП ОК-10,11 и ПК-2,3,9,10,11,20 по направлению 230100,
включает зачет в 7-м и экзамен в 8-м семестре. Соответствующий данной дисциплине
фрагмент учебного плана приведен в нижеследующей таблице
Таблица 1. Выписка из рабочего учебного плана
Б.2
23.1
Информационно измерительные и
8
управляющие системы
24
ИТОГО по ПЦ
7
25
62-67
12
14
15
В период
сессий
13
В семестре
11
16
62 2232 1881 838 371 456 11 1043 351
24 864
6
7
10
Практические
занятия
9
СРС
Лабораторные
работы
8
Лекции
7
Аудиторные
занятия
ФГОС
Из них
Всего без СРС в
период сессий
6
Часы учебных занятий
Всего
5
Расчетные
задания
Курсовые проекты (работы)
4
ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ ЦИКЛ
Вариативная часть, включая
дисциплины по выбору
Дисциплины по выбору:
Продолжение таблицы 1
6
3
Трудоемко
сть
РУП
2
Зачеты
1
Наименование
циклов и дисциплин
Экзамены
№ п/п
Распределение
по семестрам
216
738
180
370 168 202 0
78
39
39
0
368 126
102
36
12 124-134 125 4500 3564 1738 773 937 28 1826 936
II курс
1
2
III курс
3
4
5
IV курс
6
7
8
17
17
11
Кафедра
I курс
Недель в семестре
17
17
17
17
17
Часов в неделю (лекции/ лаб. раб./ практ. зан.) / Часов СРС в семестре
19
20
21
22
23
24
1 1 0
8
98
9
117
8
116
9
126
16 250 17 350
21
489
25
2 2 0
22
28
ВСИБ
18
74
17
В интерактивной
форме, час
Распределение по курсам
Перечень реализуемых
компетенций
СТО АлтГТУ 13.62.1.1216 - 2012
26
27
ОК10,11;П
К2,3,9,10,
11,20
28
280
599
5.2.
Цели и задачи освоения дисциплины
Целью изучения настоящей дисциплины является изучение основ и принципов работы
современных информационно-измерительных и управляющих систем (ИУС), в том числе
таких, как SCADA-системы, системы автоматического и автоматизированного
регулирования, системы технической и инженерно-технической защиты, системы охраны,
систем контроля и управления доступом. Курс закладывает фундамент для студентов, чью
деятельность будет связана с обслуживанием и проектированием современных
технических средств автоматизации производственных процессов.
Дисциплина включает в себя как общие основы работы программно-технических
средств BEC, так и более подробное знакомство с наиболее востребованными из них, а
также базовые основы их расчета и проектирования.
Задачи дисциплины:
 Дать общие представления о современных технологиях автоматизации, областях их
применении и используемых в этих технологиях программно-технических средствах.
 Обучить общим принципам разработки программно-технических средств систем
автоматического контроля, управления и регулирования.
 Научить решать различные специфические задачи, связанные с автоматизацией
работы устройств и/или процессов.
 Привить общие навыки работы с современными инструментальными и техническими
средствами, применяемыми в системах автоматического контроля, управления и
регулирования.
5.3.
Место дисциплины в структуре ООП направления (специальности)
Дисциплина изучается в 7-м и 8-м семестрах. Ее изучение базируется почти на всех
дисциплинах, входящих в цикл общепрофессиональных, специальных дисциплин и
дисциплин специализации стандарта специальности. Помимо общих навыков
программирования и знания основ машинной графики, электротехники, электроники и
схемотехники, для качественного усвоения курса от студента потребуются также знания
таких дисциплин, как «Базы данных», «ЭВМ и периферийные устройства», «Сети и
телекоммуникации», «Теория вероятностей и математическая статистика», «Дискретная
математика». Приобретенные знания могут быть использованы при написании
дипломного проекта, если его тематика связана с решением задач автоматизации
производственных процессов.
7
СТО АлтГТУ 13.62.1.1216 - 2012
Роль дисциплины в системе профессиональной подготовки специалистов состоит в
том, что она дает общее представление о комплексном применении современных
программных продуктов, вычислительных сред, и различных технических средств для
решения различных практических задач.
5.4.
Требования к результатам освоения дисциплины
В результате изучения дисциплины студенты должны:
иметь представление:
1.
2.
о современных технологиях, теоретических основах и методах расчета и проектирования
информационно-измерительных и управляющих систем;
о современных языках программирования, используемых в информационно-измерительных и
управляющих системах;
знать:
основные требования, предъявляемые к информационно-измерительным и управляющим системам;
классификацию информационно-измерительных и управляющих систем;
структуру и, принципы функционирования
и построения информационно-измерительных и
управляющих систем;
6. общие принципы построения и функционирования информационно-измерительных и управляющих
систем;
7. современную компонентную базу программно-технических средств информационно-измерительных и
управляющих систем;
8. принцип работы наиболее распространенных компонентов информационно-измерительных и
управляющих систем;
9. порядок и принципы разработки программно-технических средств для информационно-измерительных
и управляющих систем;
10. один из языков программирования SCADA- систем;
3.
4.
5.
уметь (использовать):
11.
12.
13.
14.
современные инструментальные средства для разработки систем автоматизации;
современные программно-технические средства, используемые в системах автоматизации;
научно-техническую литературу и справочную информацию по тематике изучаемой дисциплины.
применять полученные знания при проектировании технических средств получения информации в
информационно-измерительных и управляющих системах;
иметь (владеть):
15. иметь опыт решения различных задач, связанных с разработкой программно-технических средств
информационно-измерительных и управляющих систем;
16. владеть навыками определения основных параметров аппаратных компонентов информационноизмерительных и управляющих систем;
17. иметь опыт работы с измерительными устройствами;
18. владеть навыками разработки программного кода с применением одного из языков программирования
SCADA – систем;
19. иметь опыт настройки, отладки, тестирования и испытания ИИУС.
Корреляция между перечисленными знаниями, умениями и навыками, и
общекультурными и профессиональными компетенциями ОК и ПК (их перечень и
расшифровка содержания приведены во ФГОС ВПО, в ООП направления ИБ, в разделе
6.1.1.) приведена в следующей таблице, где в колонках знать, уметь и владеть указаны
номера из вышеперечисленных знаний, умений и навыков студента, приобретаемых им в
ходе освоения дисциплины
Таблица 5.1. Связь компетенций с навыками, умением и знаниями, приобретаемыми
при изучении дисциплины
8
СТО АлтГТУ 13.62.1.1216 - 2012
Номер/инд
екс
компетенци
и по ФГОС
ВПО или
ООП
ОК-10
ОК-11
ПК-2
ПК-3
ПК-9
В результате
изучения
дисциплины
обучающиеся
должны:
владе
знать уметь
ть
Содержание компетенции
использует основные законы естественнонаучных дисциплин в
профессиональной
деятельности,
применяет
методы
1,3,6,8,9 14
15
математического анализа и моделирования, теоретического и
экспериментального исследования
осознает сущность и значение информации в развитии
современного общества; владеет основными методами, способами и 4,5,6,8
14
15
средствами получения, хранения, переработки информации
осваивать методики использования программных средств для
10
11
18
решения практических задач
разрабатывать интерфейсы «человек-ЭВМ»
2,10
11
15
участвовать в настройке и наладке программно-аппаратных
16,17,
2,7,8 11,12
комплексов
19
ПК-10
сопрягать аппаратные и программные средства в составе
информационных и автоматизированных систем
ПК-11
инсталлировать программное и аппаратное обеспечение для
информационных и автоматизированных систем
разрабатывать и реализовывать алгоритмы управления, сбора,
обработки и хранения данных в управляющих, информационноизмерительных и других технических системах, включая их
программно-техническую реализацию для микроконтроллеров
и мобильных устройств
ПК-20
2,7,8,9 12,13
7,9
16,17,
19
12,14 16,19
3,9,10 12,13 15,18
Семе
стр
Распределение по видам занятий
Учебные занятия (час.)
Аудиторные
Труд
оёмк
В
ость
интер
(в
актив
зет)
ной
форм
е, час
5.5.
Объем и виды занятий по дисциплине (Паспорт дисциплины)
Кафедра _Вычислительных систем и информационной безопасности____________
(наименование кафедры, обеспечивающей преподавание дисциплины)
Дисциплина Б.3.23.1 «Информационно-измерительные и управляющие системы»
(профессиональный цикл)
(шифр с указанием цикла подготовки, наименование дисциплины)
Статус дисциплины вариативная по выбору
(базовая, вариативная, вариативная по выбору, факультативная)
Направление 230100 Информатика и вычислительная техника
(код и наименование направления или специальности)
Профиль (и) (при наличии) (наименование профиля)
Форма обучения_____очная________________________________________________
(очная, очно - заочная, заочная)
Объем дисциплины______216_____________________________________________
(общий объем дисциплины, час.)
Общая трудоёмкость дисциплины __6___ зачётных единиц
СРС
Наличие
курсовых
Форма
промежуто
9
7
72
8
72
Всего 216
34
34
78
17
22
39
17
22
39
-
В сессию
ПрактиВсего Всего
ЛабораЛекческие
аудиторные
ции
занятия
торных
работы
(семинары)
В семестре
СТО АлтГТУ 13.62.1.1216 - 2012
74
28 36
102 36
3
3
6
17
17
34
проектов (КП),
чной
курсовых
аттестации
работ (КР),
(зачёт,
расчетных
экзамен)
заданий (РЗ)
нет
зачет
нет
экзамен
-
6. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
6.1.
Содержание дисциплины
6.1.1.
Тематический план дисциплины
карта компетенций дисциплины «Информационно-измерительные и управляющие
системы»
(наименование дисциплины)
1. Перечень компетенций дисциплины
Код
компетенци
Формулировка компетенции
и
ОК-10
использует основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной
деятельности, применяет методы математического анализа и моделирования,
теоретического и экспериментального исследования
осознает сущность и значение информации в развитии современного общества; владеет
ОК-11
основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки
информации
осваивать методики использования программных средств для решения практических
ПК-2
задач
разрабатывать интерфейсы «человек-ЭВМ»
ПК-3
участвовать в настройке и наладке программно-аппаратных комплексов
ПК-9
сопрягать аппаратные и программные средства в составе информационных и
ПК-10
автоматизированных систем
инсталлировать программное и аппаратное обеспечение для информационных и
ПК-11
автоматизированных систем
Разрабатывать и реализовывать алгоритмы управления, сбора, обработки и
ПК-20
хранения данных в управляющих, информационно-измерительных и других
технических системах, включая их программно-техническую реализацию для
микроконтроллеров и мобильных устройств
2 Компонентный состав дисциплины
Технологии формирования компетенций
и перечень тем
Лабораторные
Лекции
СРС
работы
Модуль 1 «Общие представление об информационно - измерительных и управляющих системах
(ИУС)» – 1 ЗЕТ
Форма текущей оценки – защита лабораторных работ, промежуточной – зачет
Результат освоения: Знать: 1,3-6; Уметь: 13; Владеть: __-___
1. Введение. (1 ч)
Вводное занятие (1час)
ПЛк
10
СТО АлтГТУ 13.62.1.1216 - 2012
Технологии формирования компетенций
и перечень тем
Лабораторные
Лекции
работы
2. Общие принципы построения и обобщенная 1. Создание проекта в среде
структурная схема ИУС (2ч)
Trace Mode (2 часа)
3. Классификация и виды ИУС (2 ч)
Модуль 2 «Программно- техническое обеспечение ИУС» – 2 ЗЕТ
Форма текущей оценки – защита лабораторных работ и сдача расчетного задания,
промежуточной – зачет.
Результат освоения: Знать: 2,6-8, 10; Уметь: 11-14; Владеть: 15,18
2. Создание статического и
4 Программное обеспечение ИУС (2 часа)
изображения
5. Методы и средства измерения электрических величин динамического
(2часа)
(4 часа)
6. Методы и средства измерения неэлектрических 3. Программирование на языках
Texno ST и Texno FBD (4 часа)
величин (4 часа)
4. Программирование на языках
7. Протоколы и интерфейсы ИУС (2 ч)
Texno IL и Texno SFC (4 часа)
8. Аппаратное обеспечение, промышленные компьютеры 5. Создание отчета тревог и
и контроллеры (1 час)
СПАД – архива (4 часа)
9. Исполнительные механизмы систем автоматизации и
устройства ввода – вывода (1 час)
Модуль 3 «Теоретические основы ИУС» – 2 ЗЕТ
Форма текущей оценки – защита лабораторных работ и сдача расчетного задания,
промежуточной – зачет.
Результат освоения: Знать: 1,6, 9; Уметь: 13-14; Владеть: 15-19
10. Введение (2 часа)
6. Программирование ПЛК (4
часа)
11. Теория информации и кодирования (2 часа)
7.
Программирование
12. Статистическая теория ИИС (2 часа)
13.
Методы математического моделирования и автоматических регуляторов (4
часа)
оптимального проектирования (2 часа)
8. Исследование характеристик
14. Методы нелинейной обработки сигналов (2 часа)
беспроводной сети ZigBee (4
15. Теория нечетких множеств (2 часа)
часа)
16. Прочие методы синтеза и анализа ИУС (2часа)
9.
Программирование
узлов
СРС
ПЛр
ПЛк
ПЛр
ПЛк
ПЛр
беспроводной сети ZigBee (4
часа)
10. Исследование характеристик
радиомодемов P2P (2 часа)
Модуль 4 «Примеры практических реализаций ИУС» – 1 ЗЕТ
Форма текущей оценки – защита лабораторных работ и сдача расчетного задания,
промежуточной – зачет.
Результат освоения: Знать: 3,5-8; Уметь: 14; Владеть: ____
Изучение
работы ПЛк
17. Технологические решения для систем «умный дом» (4 11.
распределенной
ИИС ПЛр
часа)
многоточечного
мониторинга
(2
18. АСУ ТП и информационно-измерительные системы
часа)
на базе SCADA – систем (2 часа)
12. Изучение работы системы
19. Технологические решения для бортовых систем
автоматизированной диагностики
транспортных средств (2 часа)
сердечно-сосудистой
деятельности (2 часа)
11
СТО АлтГТУ 13.62.1.1216 - 2012
Примечания:
1. В результатах освоения приведены номера пунктов из перечней знаний, умений и
навыков, перечисленных ранее в разделе 5.4.
3. СРС включает в себя подготовку к лекциям (ПЛк), лабораторным работам (ПЛр).
Подробнее объем и содержание СРС раскрыты в конце данного подраздела, а также в
разделах 6.2.1, 6.2.2; 2.
2. Все лекции имеют продолжительность 2 часа, лабораторные работы разбиваются на
– 4-х часовые занятия
Ниже приведено развернутое содержание приведенных в таблице дидактических
единиц и технологий формирования компетенций с указанием рекомендуемой литературы
Лекционный курс (39 часов)
Модуль 1. Общие представление об информационно управляющих системах (ИУС) - 5 часов, 7-й семестр
измерительных и
Тема 1. Введение. (1 ч) [1,2,3,5-8]
Общее представление об информационно-измерительных и управляющих системах.
Сходства и различия между информационно-измерительной и управляющей системами.
Основные задачи дисциплины и ее взаимосвязь с другими дисциплинами. Историческая
справка. Области практического применения полученных знаний и навыков. Структура
курса. Требования к зачету, экзамену и уровню усвоения материала.
Тема 2. Общие принципы построения и обобщенная структурная схема ИУС (2 ч) [1-8].
Основные термины и определения, используемые в ИУС. Общие принципы
построения и обобщенная структурная схема. Основные компоненты ИУС и их
назначение. Датчики, блок обработки данных (вычислитель) и исполнительные
устройства. Программно-аппаратные средства вычислительной техники. Интерфейсы
ИУС.
Тема 3. Классификация и виды ИУС (2 ч) [1-8].
Требования, предъявляемые к ИУС. Краткое описание и сравнительная
характеристика ИУС различного назначения. Интеллектуальные, автоматические и
автоматизированные ИУС.
Измерительные и телеизмерительные системы. Системы автоматического контроля и
технической
диагностики.
Системы
распознавания
образов.
Статистические
измерительные системы. САПР. АСНИ. Автоматизация управленческого труда. АРМы.
Компьютеризированные и микроконтроллерные измерительные и управляющие системы.
Требования, предъявляемые к ИУС. Краткое описание и сравнительная характеристика
ИУС различного назначения. Интеллектуальные, автоматические и автоматизированные
ИУС. Измерительные и телеизмерительные системы. Системы автоматического контроля
и технической диагностики. Системы распознавания образов. Статистические
измерительные системы. САПР. АСНИ. Автоматизация управленческого труда. АРМы.
Компьютеризированные и микроконтроллерные измерительные и управляющие системы.
АСУ ТП. Автомобильная электроника.
Модуль 2. Программно- техническое обеспечение ИУС – 12 часов, 7-й семестр
Тема 4. Программное обеспечение ИУС(2 ч) [1,6,14,16-17].
SCADA – системы и тенденции их развития. SCADA как типичный представитель
программного обеспечения ИУС. Общее представление о SCADA – системах. Уровни,
основные термины и основные компоненты SCADA – систем: тэги/каналы, алармы
/журналы, графики/диаграммы/charts, PLC/ПЛК, УСД.
Программирование SCADA – систем. Типовые алгоритмы обработки данных. Языки
программирования и подходы к организации данных.Варианты и диалекты языков:
12
СТО АлтГТУ 13.62.1.1216 - 2012
текстовый язык – список инструкций IL (Instruction List), напоминающий универсальные
языки программирования язык структурированного текста ST (Sructured Text).
Графические языки LD (Ladder Diagram – язык релейных диаграмм), графический язык
программирования на уровне функциональных блоков и логических элементов FBD
(Functional Block Diagram ), графический язык для описания алгоритма работы в виде блок
– схемы алгоритма SFC (Sequantional Functional Chart – содержит шаги со входом,
выходом и действиями, а также переходы – типа блок-схем алгоритмов), редактор
функциональных блоковых диаграмм CFC (Continuous Functional Chart)
Краткая сравнительная характеристика SCADA – систем: IsoGraf, Круг2000, Trace
Mode, Wizcon, Овен - CoDeSys. Система Trace Mode. Основные модули системы:
Softlogic, Scada/HMI, MES= Manufactoring Execution System (планирование, контроль и
управление производственными заданиями), EAS= Enterprise Asset Management
(управление основными средствами и ремонтом), HRM = Humen Resource Management
(управление персоналом и кадрами)..
Тема 5. Методы и средства измерения электрических величин (2 ч) [1,4,5,7,8,18-22].
Измерительные схемы и методы общего назначения. Прямые, косвенные и
совокупные измерения. Активные и пассивные параметрические методы измерения.
Методы подавления помех: дифференциальные схемы и статистические методы.
Классификация электроизмерительных устройств, их математические модели и
алгоритмы измерения. Преобразователи электрических и магнитных величин. Аналоговые
(электромеханические) и цифровые электроизмерительные приборы. Сигма-дельта АЦП.
Измерительные генераторы и синтезаторы частоты: назначение и основные технические
характеристики (ОТХ), методы прямого цифрового синтеза (DDS – Digital Direct
Synthesizers). Электронные осциллографы – разновидности (аналоговые, цифровые, USB,
стробоскопические): ОТХ и функциональные возможности. Измерение частоты и
временных интервалов. Измерение фазового сдвига. Измерение тока, напряжения и
мощности. Анализаторы спектра, импульсных и амплитудно-частотных характеристик.
Измерители характеристик случайных процессов. Измерение нелинейных искажений и
параметров модулированных сигналов. Измерение параметров и характеристик
компонентов цепей и устройств с сосредоточенными и распределенными параметрами, в
том числе конденсаторов, резисторов, кабельной продукции, микросхем и
полупроводниковых приборов. Измерители параметров и характеристик СВЧ – устройств.
Измерители характеристик случайных процессов. Измерители качества источников
электроэнергии
Тема 6. Методы и средства измерения неэлектрических величин (4 ч) [1,4,5,7,9,15,18-25].
Классификация первичных измерительных преобразователей (ПИП) неэлектрических
величин, методов и средств измерения. Реостатные, тензорезистивные, емкостные,
пьезоэлектрические, индуктивные, трансформаторные, индукционные, магнитоупругие,
термоэлектрические,
терморезистивные,
фотоэлектрические,
ионизационные,
электрохимические,
гальваномагнитные,
кулонметрические,
оптико-электронные
преобразователи. Основные методы измерения: магнитные, оптические, оптикоэлектронные,
фотоэлектрические,
электромеханические,
ионизационные,
радиоизотопные, магнитные, акустические, химотронные, оптические. ПЗС. Основные
виды измерений: измерение механических величин и других свойств изделий; линейных и
угловых размеров, уровней, расстояний; измерение магнитных величин; скоростей,
перемещений и параметров движения; положения, размеров и формы; температуры,
давления, влажности и усилий; расхода и количества; концентрации и химического
состава /свойств веществ. Задачи идентификации и подсчета изделий и распознавания
образов. Особенности измерения и контроля для быстропротекающих процессов,
13
4а
СТО АлтГТУ 13.62.1.1216 - 2012
биологических объектов, охраняемых объектов и других специфических видов объектов и
процессов. Электронная микроскопия, ЯМР и томография.
Тема 7. Протоколы и интерфейсы ИУС (2 ч) [4-8,26-30].
Беспроводные локальные компьютерные сети (WLAN – wireless local area networks) на
основе протоколов Wi-Fi (IEEE 802.11) и WiMax (IEEE 802.16): основные сравнительные
характеристики вариантов реализации протоколов a – n. Беспроводные сенсорные сети
(БСС) на основе технологии ZigBee (протоколов высокого сетевого уровня,
использующих автономно работающие миниатюрные маломощные радиопередатчики,
использующие для связи стандарт IEEE 802.15.4-2006, http://www.zigbee.org/): общее
представление о БСС, технологии применения и организации сети, используемые в БСС;
эмуляция работы БСС на примере эмулятора TOSSIM. IEEE 802.15.4-2006.
Тема 8. Аппаратное обеспечение, промышленные компьютеры и контроллеры (1 ч) [48,26-30].
Радиомодемы P2P (Point to Point – точка в точку). Спутниковые системы навигации
GPRS и ГЛОНАСС. Промышленные компьютеры и программируемые логические
контроллеры (ПЛК): особенности исполнения и применения, сравнительная
характеристика широкого применения (фирма Овен, ICP CON и другие). Сетевая
аппаратура индустриального стандарта фирмы MOXA. Оборудование для радиочастотной
идентификации (RFID – radio frequency identification).
Тема 9. Исполнительные механизмы систем автоматизации и устройства ввода вывода(1 ч) [1,4,5,7,8,23-27].
Электропривод. Сервопривод. Частотные преобразователи. Твердотельные реле.
IGBT, FET – транзисторы и драйверы силовых ключей. HMA (Human – Machine Interface,
человеко–машинный интерфейс). Акустические и световые сигнализаторы, индикаторы и
устройства отображения информации. E-ink – мониторы и сенсорные панели.
Модуль 3. Теоретические основы ИУС - 14 часов, 8-й семестр.
Тема 10. Введение (2часа) [1-9].
Теоретическая база ИУС. Общее представление о методах синтеза и анализа ИУС.
Перечень дисциплин, используемых для проведения синтеза и анализа и их краткая
характеристика. Общее представление об информационных процессах и сигналах:
Понятия информации. Ее свойства. Информационные процессы и системы. Основы
семиотики.
Тема 11. Теория информации и кодирования (2часа) [1-9,11].
Общее и назначение, объем информации по Хартли, Шеннону и Колмогорову,
свойства и меры информации, Основы теории сжатия сигналов, основы
помехоустойчивого кодирования.
Тема 12. Статистическая теория ИИС (2часа) [1-8,11]
Общее представление о статистической и информационной теории измерительных
устройств. Многомерные функции распределения. Преобразования случайных процессов.
Функции риска. Виды решающих правил и оценок. Интервальные минимаксные оценки.
Тема 13. Методы математического моделирования и оптимального проектирования
(2часа) [3]
Клеточные автоматы, методы Монте-Карло, визуализация решений. Методы
оптимального проектирования: проблема выбора критериев оптимизации. Оптимизация
по интегральному критерию. Многокритериальная оптимизация.
14
СТО АлтГТУ 13.62.1.1216 - 2012
Тема 14. Методы нелинейной обработки сигналов (2часа) [1-8,11]
Эвристические алгоритмы «плавающие» пороги, дискриминантные, взвешенные и
пр. методы выделения информации о центре гауссоиды. Методы математической
морфологии морфологические операции эрозии и дилатации. Примеры нелинейной
обработки сигналов.
Тема 15. Теория нечетких множеств (2часа) [1-8,11]
Общее представление о функции принадлежности, лингвистической переменной.
Операции с лингвистической переменной. Области применения. теории нечетких
множеств.
Тема 16. Прочие методы синтеза и анализа ИУС (2часа) [1-8,11]
Системный анализ: общее представление и основные понятия. Оптимальные и
адаптивные системы: общее представление об оптимальных, нелинейных и адаптивных
системах управления. PID – регуляторы. Линейные методы фильтрации: статистические
методы, оптимальные фильтры. Теория принятия решений: общее представление и
основные понятия. Нейросетевые методы: принципы построения и виды; этапы решения;
примеры применений. Общее представление о вейвлет – преобразованиях, конечных
ортогональных преобразованиях, о теории игр и теории массового обслуживания,
генетических алгоритмах, фрактальном анализе.
Модуль 4. Примеры практических реализаций ИУС – 8 часов, 8-й семестр
Тема 17. Технологические решения для систем «умный дом» (4 ч) [1,4,5,20-22].
Распределенные и автономные системы ограничения доступа. Охранные системы
заграждающего и упреждающего типов. Системы регулировки и мониторинга
температурного режима (на примере систем фирмы Viessman). Системы видеонаблюдения
и видеорегистрации: IP – камеры и IP – серверы, квадраторы, системы выделения
движения и другие устройства. Медиацентры и BarBone – системы. Домашние
беспроводные компьютерные сети. Краткая характеристика технологий систем умный
дом Х10, C-Bus, EIB, LonWorks, AM, Crestron, BACnet.
Тема 18. АСУ ТП и информационно-измерительные системы на базе SCADA – систем.
(2 ч) [1,4,5,16-18].
Автоматизированные системы коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ).
Автоматизированные системы коммерческого и оперативного контроля и учета
потребления тепла на стороне потребителя и источника (АСКУТ) : общие требования,
используемые технические средства, особенности эксплуатации и технического
обслуживания. Роботы и робототехнические комплексы. Автоматические и
автоматизированные линии.
Тема 19. Технологические решения для бортовых систем транспортных средств (2 ч)
[1,4,5,24-26].
Системы технической диагностики. Протоколы автомобильных систем. CAN –
интерфейс. Системы обеспечения безопасности автомобиля: системы поддержки курсовой
устойчивости (варианты реализации, общие принципы работы, основные функции).
Системы охраны транспортных средств: функции и принципы работы автономных и
спутниковых систем. Навигационные системы на базе систем технического зрения и GPSнавигации.
Лабораторные работы (85 часов).
Литература основная [1-2], дополнительная [5-7,8],
материалы [12-15] и ресурсы [17]
методические указания [10],
Модуль 1-2. Работа со SCADA системой Trace Mode. 7-й семестр, 17 часов.
15
СТО АлтГТУ 13.62.1.1216 - 2012
Вводное занятие. Знакомство с лабораторным стендом в части работ по ИУС. Изучение и
сдача правил техники безопасности (1 часа) [1-2,5-7,10]
Работа №1. Создание проекта в среде Trace Mode. Установка и ознакомление со
SCADA–системой, создание и настройка каналов, освоение вывода информации на экран
(2 часа) [10,14,17]
Работа №2. Создание статического и динамического изображения. Знакомство с
интерфейсом и со стандартными объектами, предназначенными для создания статических
и динамических изображений (2 часа, вес 1) [10, 14,17]
Работа №3. Программирование на языках Texno ST и Texno FBD. Приобретение
начальных навыков программирования на языках Texno ST и Texno FBD в процессе
реализации системы АСУ ТП (4 часа, вес 2) [10, 14,17]
Работа №4. Программирование на языках Texno IL и Texno SFC. Приобретение
начальных навыков программирования на языках Texno IL и Texno SFC в процессе
реализации системы АСУ ТП (4 часа, вес 2) [10, 14,17]
Работа №5. Создание отчета тревог и СПАД – архива. Знакомство с отчетом тревог,
СПАД – архивом в процессе создания отчета тревог и архива значений (4 часа, вес 1) [10,
14,17]
Модуль 3-4. Работа с программно-техническими компонентами ИУС. 8-й семестр, 22
часа.
Работа №6. Программирование ПЛК. Изучение характеристик промышленных
контроллеров i7188 фирмы ICP CON или ARM SAM Cortex TM-3 и методов их
программирования. (4 часа, вес 1) [10,12].
Работа №7. Программирование автоматических регуляторов. Изучение характеристик
технических средств автоматизации фирмы ОВЕН и методов их программирования. (4
часа, вес 1) [10,22].
Работа №8. Исследование характеристик беспроводной сети ZigBee. Изучение
характеристик беспроводной сети и скорости передачи данных в зависимости от
расстояния между узлами (4 часа, вес 1) [10,12].
Работа №9. Программирование узлов беспроводной сети ZigBee. Изучение
инструментальной среды для программироования ZigBee модулей, изучение готовых
библиотек и разработка простейших программ (4 часа, вес 1) [10,12].
Работа №10. Исследование характеристик радиомодемов P2P. Изучение характеристик
беспроводной сети и скорости передачи данных в зависимости от расстояния между
узлами и алгоритмов обработки сигналов на основе радиомодемов P2P(2 часа, вес 1)
[10,12].
Работа №11. Изучение работы распределенной ИИС многоточечного мониторинга.
Изучение структуры ИИС, ее программно-технического обеспечения, разработка по
индивидуальными заданиям алгоритмов для сбора, обработки и визуализации
информации. (2 часа, вес 1) [10,12].
Работа №12. Изучение работы системы автоматизированной диагностики сердечнососудистой деятельности. Изучение структуры кардиологического диагностического
комплекса, ее программно-технического обеспечения, разработка по индивидуальными
заданиям алгоритмов для сбора, обработки и визуализации информации. (2 часа, вес 1)
[10,13].
16
СТО АлтГТУ 13.62.1.1216 - 2012
Подготовку к лабораторным работам и оформление по ним отчетов студенты
выполняют самостоятельно за счет времени, отводимого на СРС. Каждая работа
защищается. В защиту входит как отчет по результатам выполнения предложенного в
лабораторной работе задания, так и знание соответствующего этой работе теоретического
материала
Самостоятельная работа
Целью самостоятельной работы студентов является углубление, усвоение и
закрепление знаний по изучаемым разделам дисциплины. Лекции предназначены
преимущественно для раскрытия системообразующих методологических основ курса.
Фактологический же материал и понятийный каркас теории осваивается в основном во
время самостоятельной работы. Самостоятельное освоение большей части учебного и
справочно-методического материала осуществляется в течение всего семестра при
выполнении лабораторных работ и подготовки к зачету и экзамену. Для самостоятельной
работы используется основная и дополнительная литература и конспект лекций.
Координация самостоятельной учебной деятельности осуществляется преподавателем во
время проведения занятий и на консультациях. Текущий контроль освоения материала
проводится в процессе приема лабораторных работ
и
Итого
Семестр
Структура часов на СРС:
Общий объем СРС равен 138 часам (102 часам в семестре и 36 в сессию)
распределяется по различным его видам и по семестрам следующим образом:
Подготовка к
Выполнение и
Подготов
Подготовк Литература для
лабораторным
защита
ка к
а к зачету подготовки к
работам и их
расчетного
лекциям
и экзамену лекциям, сессии
защите
задания
7
8
50 [10]
16
[1-2,5-9]
8
11
17 [10]
36
[1-2,5-6,11]
Итого
19
67
52
-
74
64
138
Для организации СРС используются регламентирующие и учебно-методические
документы:
 график проведения и защиты лабораторных работ;
 формы отчетности;
 учебная программа дисциплины;
 учебные материалы;
 методические указания по выполнению лабораторного практикума;
 список рекомендуемой литературы;
 вопросы для самоконтроля.
Элементы творчества являются обязательными при выполнении лабораторных работ
по дисциплине. Студенты должны, опираясь на общую методику выполнения
лабораторных работ, выполнить лабораторные работы по индивидуальному варианту,
самостоятельно определяя технологический процесс получения необходимых для
подготовки отчета данных. Кроме того, при защите работы приветствуется
неординарность исполнения отчета.
Индивидуальные задания предусматривают получение студентами навыков
самостоятельной учебной деятельности в рамках единой для всех тематики заданий.
Регулярные консультации (не реже 1 раза в неделю) и контроль процесса защиты
лабораторных работ являются обязательным элементом организации учебного процесса
по дисциплине в рамках СРС.
17
СТО АлтГТУ 13.62.1.1216 - 2012
Вся необходимая для самостоятельной
библиографических источниках [10-11].
работы
информация
содержится
в
Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
а) Перечень основной литературы
Шандров Б. В. Технические средства автоматизации: учебник для студентов высших
учебных заведений / Б. В. Шандров, А.Д.Чудаков.- М.: Издательский центр
«Академия», 2007 – 360 с. (2 экз), 2010 – 358 с. (15экз)
б) Перечень дополнительной литературы
3. Маглинец Ю.А. Анализ требований к автоматизированным информационным
системам: Учебное пособие / Ю.А. Маглинец – М.: Интернет-Университет
Информационных Технологий; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008 г. - 200с.; ил., табл.
- (Серия «Основы информационных технологий») (1 экз).
4. Казиев А.М. Введение в анализ, синтез и моделирование систем. Учебное пособие / /
А.М. Казиев – М.: Интернет-Университет Информационных Технологий; БИНОМ.
Лаборатория знаний, 2007 г. - 244с.; ил., табл. - (Серия «Основы информационных
технологий»)
5. Мартяков А. И. Функциональные узлы и устройства автоматики. / Мартяков А. И.
Учебное пособие. - 140 с., ил..
6. И.А. Елизаров, Ю.Ф. Мартемьянов, А.Г. Схиртладзе, С.В. Фролов. Технические
средства автоматизации. Программно-технические комплексы и контроллеры:
Учебное пособие. М.: «Издательство машиностроение – 1», 2004. – 180с.
7. Алексеев К.Б., Палагута К.А. Интегрированные системы проектирования и
управления. Учебное пособие / К.Б. Алексеев, К.А. Палагута – М.: ИнтернетУниверситет Информационных Технологий; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008 г. –
204 с.; ил., табл. - (Серия «Основы информационных технологий»).
8. Раннев Г.Г., Сурогина В.А., Калашников В.И. и др. Информационно-измерительная
техника и электроника. Под редакцией проф. Г. Г. Раннева. Учебник. 2-е изд., стер. М.:
Издательский центр «Академия». 2007. - 512 стр..
9. Основы построения информационно-измерительных систем. [Н. А. Виноградова и др.]
под общ. ред. В. Г. Свиридова М.: Изд-во МЭИ, 2004.
10. Электрические измерения неэлектрических величин. Изд. 5-е, перераб. И доп. Под
ред.Новицкого П.В. –Л.: Энергия, 1975. – 576с 17 экз.
в) Перечень методических указаний, пособий и иных материалов для студентов,
используемых в учебном процессе
11. Якунин А.Г. Лабораторный практикум по курсу «Информационно-измерительные и
управляющие системы». - Барнаул, АлтГТУ, 2010. – 58 с. Источник: электронная
библиотека
образовательных
ресурсов
АлтГТУ.
Режим
доступа
http://elib.altstu.ru/elib/eum/avs/Jakunin-IIUS.pdf
12. Сучкова Л.И., Якунин А.Г. Информационно-измерительные и управляющие системы:
Учебное пособие / Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. – Барнаул, 2012. - 145 с.,
ил.
13. Контроллеры i7188 (2 шт) с преобразователем интерфейсов COM – RS 485 фирмы ICP
и CD – диском с оригинальной документацией и ПО, отладочные платы SAM, STK600,
ZigBee - модули AVRRAVEN, модем P2P на радиочастотных модулях RFM01 и
RFM02 компании HOPE RF
14. Аппаратно-программный комплекс для автоматизированной функциональной
диагностики сердечно – сосудистой системы ЭФКР
15. Программный комплекс со SCADA – системой Trace Mode с оригинальной
документацией на CD – диске (Demo-версия).
18
СТО АлтГТУ 13.62.1.1216 - 2012
16. Извещатели пожарно-охранной сигнализации.
г) Программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
17. НПФ «КРУГ» - Промышленная автоматизация, АСУ ТП, АСКУЭ, SCADA,
инжиниринг[Электронный ресурс]:
официальный сайт НПФ «Круг», разработчика
SCADA – системы КРУГ-2000. – Режим доступа: http://www.krug2000.ru/.– Загл. с
экрана.
18. SCADA системы для АСУ ТП. SCADA-SOFTLOGIC-MES-EAM [Электронный
ресурс]: – сайт компании ООО «AdAstra», разработчика SCADA – системы Trace
Mode, посвященный этой системе. – Режим доступа: http://adastra.ru/. – Загл. с
экрана.
19. Компания ЭлеСи: промышленная автоматизация технологических процессов
[Электронный ресурс]: – сайт группы компаний (инжиниринговой компании «ЭлеСи
– Про» и НИПИ «ЭлеСи»), разработчиков SCADA – системы Infinity. – Режим
доступа: http://elesy.ru/. – Загл. с экрана.
20. ИнСАТ - Интеллектуальные Системы Автоматизации Технологии - промышленная
автоматизация во всех отраслях[Электронный ресурс]: официальный НПФ «ИнСАТ»,
разработчика Master – SCADA. – Режим доступа: http://www.insat.ru/.– Загл. с экрана.
21. Citect.ru - программное обеспечение для автоматизации производства. SCADA-система
Citect.РТСофт[Электронный ресурс]: – сайт компании ЗАО «РТСофт», официального
дистрибутора SCADA – системы фирмы Schneider CitectScada, посвященный
локализованной версии этой системы. – Режим доступа: http://www.scada.ru/. – Загл.
с экрана.
22. Программно-технический комплекс "Саргон" - Автоматизированные системы
управления для энергетики [Электронный ресурс]: – сайт ЗАО "НВТ-Автоматика,
поставщика программно-технических комплексов и услуг по созданию
полнофункциональных АСУТП для электростанций России. – Режим доступа:
http://nvt.msk.ru/. – Загл. с экрана.
23. Контрольно-измерительные приборы производства ОВЕН: датчики, контроллеры,
регуляторы, измерители, блоки питания и терморегуляторы [Электронный ресурс]: –
официальный сайт ЗАО «ОВЕН; содержит описание SCADA – системы CoDeSys–
Режим доступа: http://www.owen.ru/. – Загл. с экрана.
24. ООО "Каскад-АСУ" - SCADA, автоматизация, инжиниринг, система управления,
автоматизация производства [Электронный ресурс]: – официальный сайт группы
предприятий "КАСКАД", специализирующихся на разработке продукции для рынка
автоматизации и внедрении систем промышленной автоматизации и являющихся
разработчиками SCADA-системы "КАСКАД" и SoftLogic-системы программирования
контроллеров с открытой архитектурой KLogic. – Режим доступа: http://www.kaskadasu.com/. – Загл. с экрана.
25. Schneider-electric - the global specialist in energy management[Электронный ресурс]:
официальный сайт фирмы Шнайдер, разработчика программно-технических средств
для ИУС. – Режим доступа: http://www.schneider-electric.com/– Загл. с экрана.
26. Schneider-electric – специалист в управлении энергией [Электронный ресурс]: сайт
фирмы Шнайдер на русском языке. – Режим доступа: http://www.schneider-electric.ru/ –
Загл. с экрана.
27. Advantech - industrial computer , embedded computer, industrial automation, industrial
motherboard, network security appliance, digital video surveillance, panel PC, industrial
IO[Электронный ресурс]:
– официальный сайт фирмы "Advantech",
специализирующейся на разработке вычислительных компонентов систем управления
и автоматизации. – Режим доступа: http://www.advantech.ru/. – Загл. с экрана.
19
7а
СТО АлтГТУ 13.62.1.1216 - 2012
28. ICP DAS, PAC , Remote IO, Industrial communication, PCI based Data acquisition board,
Machine automation [Электронный ресурс]: – официальный сайт фирмы "ICP DAS",
специализирующейся на разработке PLC и систем сбора данных для SCADA – систем.
– Режим доступа: http://www.icpdas.com/. – Загл. с экрана.
29. MOXA-Device Networking for Industry: device server, industrial ethernet switch.
[Электронный ресурс]: – официальный сайт фирмы " MOXA", специализирующейся
на сетевого оборудования для SCADA – систем. – Режим доступа:
http://www.moxa.com/. – Загл. с экрана.
30. The Modbus Organization [Электронный ресурс]: официальный сайт сообщества
разработчиков протоколов ModBus сайт сообщества разработчиков протоколов
ModBus. – Режим доступа: http://www.modbus.org/. – Загл. с экрана.
31. Modbus [Электронный ресурс]: подборка блогов по тематикам, связанным с
протоколом ModBus. – Режим доступа: http://www.nmodbus.com/. – Загл. с экрана.
Поскольку методические указания по выполнению лабораторных работ размещены на
электронных ресурсах АлтГТУ, выносить их полный текст в приложение к данному
стандарту было признано нецелесообразным. Поэтому в Приложении А для примера
приведен лишь фрагмент методических указаний, касающийся выполнения одной из
лабораторных работ, а в приложении Б приведен фрагмент индивидуальных заданий к
этой работе.
6.1.2.
Формы и содержание текущей аттестации и промежуточной аттестации по дисциплине
Форма текущей аттестации по дисциплине – защита лабораторных работ, а
промежуточной – зачет в 7 семестре и экзамен – в 8-м. Содержание текущей и
промежуточной аттестации раскрывается в комплекте контролирующих материалов,
предназначенных для проверки соответствия уровня подготовки по дисциплине
требованиям ФГОС ВПО и настоящего стандарта.
Оценочные средства (контролирующие материалы) по дисциплине содержат тесты
текущего контроля знаний по дисциплине и тесты промежуточного контроля.
Комплект оценочных средств по дисциплине для текущей аттестации содержится в
методических указаниях по выполнению лабораторных работ в [10,12], и выносить их
полный текст в Приложение В также было признано нецелесообразным. Поэтому в
приложении В для примера показаны только фрагменты текущих тестов по 2-й работе
первого модуля.
В приложение Г вынесены фрагменты промежуточных тестов по дисциплине. Полный
комплект промежуточных тестов для всех модулей дисциплины хранится на кафедре
ВСИБ.
Оценка результатов обучения студентов по дисциплине и их индивидуальной
деятельности складывается из выполнения и защиты лабораторных работ, курсовой
работы и рейтинга экзамена. Максимальное число баллов за защиту лабораторной работы,
сдачи отчета и экзамена составляет 100 баллов. Рейтинги для каждого модуля
вычисляются отдельно в соответствии с нижеприведенной таблицей.
Модули
1
2
3
20
Контрольное испытание
Лабораторная работа №1
Лабораторные работы №2-5
Зачет
Лабораторные работы №6-10
Вес в итоговом
Срок проведения
рейтинге
контролирующих мероприятий
0.1
0.6
0.3
0.5
3 неделя, семестр 7
4-16 неделя, семестр 7
17 неделя, семестр 7
1-11 неделя, семестр 8
СТО АлтГТУ 13.62.1.1216 - 2012
Лабораторные работы №11-12
0.2
12-16 неделя, семестр 8
Экзамен
0.3
сессия, семестр 8
Итоговая оценка по дисциплине равна средневзвешенному значению рейтингов
каждой позиции
4
6.1.3.
Учебно-методическая карта дисциплины
для направления (ий) или специальности (ей) 230100 – Информатика и вычислительная
техника
(код и наименование направления
или
специальности)
График аудиторных занятий, СРС, текущих и промежуточной аттестаций
на _7_семестр
Наименование вида
работ
Номер недели
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
1 Аудиторные занятия, 34 час.1
Лекции
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Лабораторные работы
1
2
3
4
5
2 Самостоятельная работа студентов: 74 часа в семестре.2
Подготовка к лекциям 1
2
3
4
5
6
7
8
Подготовка к защите
1
2
3
4
5
работы
3 Формы текущей аттестации3
Защита лабораторной
0.15
0.15
0.15
0.15
0.15
0.15 0.3
работы
(вес
в
рейтинге)
4 Формы промежуточной аттестации
Экзамен
Не предусмотрен
Зачет
Во время последней недели семестра; вес 0.2, Объем СРС 16 часов
График аудиторных занятий, СРС, текущих и промежуточной аттестаций
на _8_семестр
Наименование вида
работ
Номер недели
1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11
1 Аудиторные занятия, 44 час.
Лекции
1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11
Лабораторные работы
6
7
8
9 10 11 12
2 Самостоятельная работа студентов: 28 часов в семестре.
Подготовка к лекциям 1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11
Подготовка к защите
6
7
8
9 10 11 12
работы
3 Формы текущей аттестации
В разделе таблицы 1 в каждой неделе указывают номера лекций, лабораторных, практических или семинарских
занятий в соответствии с содержанием дисциплины
2 В разделе 2 (курсовой проект, курсовая работа, расчетное задание и др.виды СРС) на соответствующей неделе
проставляют номер части курсового проекта (работы), расчетного задания, др.видов СРС, которую студент обязан
выполнить к данному моменту времени; в неделю защиты – пишут условное обозначение ЗЗ (защита задания);
3
В разделе 3 на соответствующей неделе проставляют условное обозначение различных форм текущей аттестации
(КЛ,К, КО и т.д.) и через дробь - удельный вес каждого из видов контроля в общей оценке по дисциплине, которая
принимается за единицу
1
21
СТО АлтГТУ 13.62.1.1216 - 2012
Наименование вида
Номер недели
работ
1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11
Защита лабораторной
0.1
0.1
0.1
0.1 0.1 0.1 0.1
работы
(вес
в
рейтинге)
4 Формы промежуточной аттестации
Экзамен
Во время сессии; вес 0.3, Объем СРС 36 часов
Зачет
Не предусмотрен
Примечание: Текущая аттестация проставляется в деканате на 9 неделе по
результатам защиты лабораторных работ нарастающим итогом с начала семестра.
Первая аттестация проставляется по результатом текущего контроля по защитам
лабораторных работ
6.2.
Условия освоения и реализации дисциплины
6.2.1.
Методические рекомендации студентам по изучению дисциплины
Самостоятельная работа студентов заключается в изучении теоретического материала,
в подготовке к выполнению и защите лабораторных работ.
Теоретический материал изучается по конспекту лекций, имеющимся презентациям, и
из дополнительных источников: рекомендуемых настоящим стандартом литературы, и
самостоятельно найденных в Интернете при одобрении преподавателем. Для наилучшего
усвоения теоретического материала и приобретения навыков работы с измерительными
приборами, а также для сокращения времени на проведение выполнение лабораторной
работы подготовку к ее выполнению следует начинать приступать сразу же после
прочтения лекции по соответствующей теме.
При подготовке к выполнению лабораторной работы, помимо повторения
теоретического материала, необходимо внимательно ознакомиться сначала с заданием к
работе, порядком ее проведения, а также с методическими рекомендациями,
раскрывающими особенности выполнения отдельных элементов задания. При этом
главное – хорошо осознать, какие результаты и каким образом должны быть достигнуты
во время выполнения работы и показаны в электронном виде, а какие следует представить
в отчете по работе.
При подготовке к защите лабораторных работ рекомендуется самостоятельно
просмотреть и ответить на все контрольные вопросы: как по лекционному курсу, так и по
особенностям выполнения самой работы. При этом следует обратить внимание на то, что
обучающийся сам не всегда способен адекватно оценить правильность ответа на вопросы
самоконтроля. Поэтому во всех случаях, вызывающих хотя бы какое – то сомнение в
верности ответа, лучше обратиться за консультацией к преподавателю.
Для самостоятельной работы используется соответствующее учебное пособие, а также
дополнительная литература. Памятка студенту по изучению дисциплины приведена в
Приложении Д. Координация самостоятельной учебной деятельности осуществляется
преподавателем во время проведения занятий и на консультациях. Текущий контроль
освоения материала проводится в процессе приема лабораторных работ.
6.2.2.
Организация самостоятельной работы студента (СРС) по дисциплине
Организация самостоятельной работы студентов по дисциплине осуществляется в
соответствии с методическими указаниями.
При организации используются материалы библиотеки образовательных ресурсов
http://www.edulib.ru, методические материалы выпускающей кафедры.
Для организации СРС используются следующие регламентирующие и учебнометодические документы:
 график проведения и защиты лабораторных работ;
22
СТО АлтГТУ 13.62.1.1216 - 2012






формы отчетности;
учебная программа дисциплины;
учебные материалы;
методические указания по выполнению лабораторного практикума;
список рекомендуемой литературы;
вопросы для самоконтроля.
Элементы творчества являются обязательными при выполнении лабораторных работ
по дисциплине. Индивидуальные задания предусматривают получение студентами
навыков самостоятельной учебной деятельности в рамках требуемой тематики заданий и
способствуют наряду с тестами лучшему усвоению дидактического материала.
С целью лучшего усвоения материала и для повышения самостоятельности при
освоении дисциплины все лабораторных работы включают в себя индивидуальные
задания (варианты заданий), выполнение которых начинается с процесса подготовки к
работе и заканчивается составлением отчета.
Для обеспечения выполнения СРС и его контроля предусмотрены регулярные (не
реже 1 раза в 2 недели) консультации по текущим лабораторным работам. Для проведения
СРС можно использовать лекционные аудитории, дисплейные классы и помещения
кафедры. Регулярные консультации и контроль выполнения лабораторных работ являются
обязательным элементом организации учебного процесса по дисциплине в рамках СРС.
6.2.3.
Методические рекомендации преподавателю дисциплины
Лекции по дисциплине читаются преподавателем в аудиториях, оснащенных
мультимедийным оборудованием (аудитории 98 пищевого корпуса, 207,520,403гк и
другие). Лекционный материал рекомендуется представлять в виде пронумерованных и
озаглавленных модулей в четком соответствии с рабочей программой. В начале лекции
необходимо дать название изучаемой темы, обозначить круг изучаемых вопросов, а затем
перейти к более подробному рассмотрению теоретического и практического материала.
Поскольку настоящим стандартом не предусмотрено практических занятий, в рамках
лекционного курса следует уделять достаточно внимания порядку выполнения
лабораторной работы.
Лабораторные работы должны проводиться в специализированной аудитории 101 ПК.
Они выполняются в строгом соответствии с методическими указаниями и
рекомендациями [10,11]. На лабораторных работах студенты должны продемонстрировать
преподавателю результаты, достигнутые в рамках выполнения СРС, и защищать ранее
выполненные работы. Сдача работы включает в себя следующие этапы (для конкретной
работы могут присутствовать не все этапы):
 демонстрация на ПК выполненного в рамках работы задания (работы ПО, фрагмента
интерфейса и прочее), а в отдельных случаях и ее тестирования;
 сдача выполненного по результатам выполнения работы отчета;
 устная защита и (или) тестирование студента по конкретной лабораторной работе и
соответствующему ей теоретическому материалу с применением содержащихся в
учебном пособии контрольных вопросов.
В начале каждого семестра студентам предоставляются в электронном виде все
необходимые методические материалы, включая имеющиеся по дисциплине памятку,
базы со справочной и технической документацией. При этом устно освещается список
тем, которые будут рассматриваться во время курса, решаются организационные вопросы
(деление на подгруппы, организация занятий на лабораторных работах, рекомендации по
выбору литературы и т. д.). Файл c cиллабусом размещается также в групповом каталоге
студентов в папке «Документация» на первой неделе семестра.
23
СТО АлтГТУ 13.62.1.1216 - 2012
Для повышения эффективности контроля текущей успеваемости и предоставления
обучаемым дополнительной возможности по закреплению материала защиту работ лучше
проводить группами по 3-4 человека, которые одновременно слышат задаваемый одному
из тестируемых очередной вопрос и, при возникновении у него затруднений с ответом,
готовы воспроизвести или дополнить ответ.
Методические указания к выполнению лабораторных работ изложены в перечне
рекомендуемой литературы настоящего стандарта.
Зачет по дисциплине принимается в устном виде. Для допуска к зачету должны быть
сданы все лабораторные работы. Если семестровый рейтинг превышает 60 баллов, по
желанию студента зачет может не сдаваться, а в качестве рейтинга зачета берется 20% от
рейтинга первой аттестации, 30% от рейтинга второй аттестации и 50% от семестрового
рейтинга. Такой подход стимулирует студентов к работе в семестре и способствует более
лучшему закреплению материала. «Автомат» по экзамену также может выставляться по
аналогичной системе.
6.2.4.
Образовательные технологии
Образовательные технологии, наряду с классическими формами проведения лекций и
лабораторных работ, предусматривают применение следующих инновационных методов
обучения.
 Модульно-рейтинговая система квалиметрии учебной деятельности студентов.
 Метод проблемного обучения, предусматривающий постановку для каждого студента
индивидуального задания по лабораторным работам по всем темам курса: около
половины отводимого на аудиторные занятия времени (т.е. 20 часов);
 Лекция – визуализация: все лекции проходят с использованием презентаций (39 часов).
 Лекции и защиты лабораторных работ проводятся в интерактивном режиме и носят
информационно-развивающий характер (дискуссия, диалог, коллективное решение
проблем, метод аналогий, метод контрольного изложения, предусматривающий
заранее запланированные ошибки): во время лекции студентам предлагается решить
те или иные проблемные залдачи, связанные с принципом функционирования или
применения изучаемого оборудования или метода (около 10% отбщего времени, т.е. 4
часа);
 Использование мультимедийного и компьютерного оборудования при контроле СРС,
при чтении лекционного материала, выполнении лабораторных работ и курсовой
работы: все работы выполняются с применением средств вычислительной техники
(39 часов).
 Личностно-ориентированный метод проблемного обучения, предусматривающий
постановку для каждого студента индивидуального задания по каждой лабораторной
работе. Задания к лабораторным работам могут иметь несколько уровней сложности.
При этом часть из заданий могут быть направлены на поэтапное решение одной
практически-значимой задачи.
 При выполнении лабораторных работ, подготовке по ним отчетов, а также при СРС
предусмотрен поисково-исследовательский метод обучения (самостоятельный поиск
дополнительной информации, исследование и анализ различных способов решения
проблем), для чего во втором модуле обучаемому предоставляется большой объем
справочной и технической документации.
6.2.5.
Особенности преподавания дисциплины
Главной особенностью изучаемой дисциплины является то, что помимо теоретических
знаний в ее задачи входит привитие обучаемому большого числа практических навыков,
24
СТО АлтГТУ 13.62.1.1216 - 2012
имеющих самое непосредственное отношение к его будущей профессии. Это навыки
использования средств информационно-измерительной техники для достижения
желаемого результата. Кроме того, задания к лабораторным работам и методика их
подачи построены таким образом, что вынуждают обучаемого принимать много
самостоятельных решений: как в процессе выполнения лабораторной работы, так и во
время подготовки по ней отчета и его оформления. При этом он должен пользоваться не
только ставшими уже привычными для него офисными пакетами, но и интегрированными
программными средами. Для этого, наряду с методической документацией и
специальными
программно-техническими
средствами
в
его
распоряжение
предоставляются также специальные файлы (по ряду работ), содержащие дополнительные
справочные данные и файлы с набором готового ПО или готовых фрагментов отчета. Это
исключает необходимость проведения рутинных операций и компенсирует недостаток
опыта и знаний студента, особенно на начальной стадии выполнения лабораторных работ.
В процессе изучения дисциплины студенты готовят рефераты и сообщения, используя
для работы Интернет, справочники и специальную литературу, занимаются
совершенствованием программного и методического обеспечения работ.
6.2.6.
Материально-техническое обеспечение дисциплины
Для освоения дисциплины студенту предоставляется доступ в дисплейные классы
факультета. Для работы с электронными источниками информации необходимы
текстовый процессор Word, программа для просмотра pdf-файлов Adobe Acrobat Reader
или FoxIt, и для работы в Интернет – любой из проприетарных или свободно
распространяемых браузеров типа Opera, Mozilla FireFox или Google Chrome.
Необходимое для выполнения лабораторных работ оборудование приведено в пункте (в)
раздела «Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины»
Все лабораторные работы 8-гот семестра выполняются в специализированой
аудитории, но защищаться могут в любой вузовской, факультетской или кафедральной
учебной лаборатории.
При проведении лабораторных занятий и самостоятельной работы студентов
используются: сайты Интернета, посвященные ИИУС, учебно-методическая литература (в
том числе и в электронном виде Центральной библиотеки образовательных ресурсов
http://www.edulib.ru), программное обеспечение для проведения лабораторных работ.
25
СТО АлтГТУ 13.62.1.1216 - 2012
6.3.
Лист согласования рабочей программы
Наименование дисциплин,
Предложения об
Ведущая
изучение которых опирается
изменении рабочей
кафедра
на данную дисциплину
программы
1
2
3
Б6.1 «Подготовка и защита
выпускной
ВСИБ
Нет
квалификационной
работы»
Подпись
заведующего
кафедрой
4
Разработчик:
Профессор каф. ВСИБ
А.Г.Якунин
Заведующий кафедрой ВСИБ
А.Г.Якунин
Декан факультета информационных технологий
Г.Н.Кобелев
Начальник ОМКО АлтГТУ
26
С.А. Федоровых