5 Образовательные технологии
В соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки 051000.62 «Профессиональное обучение» реализация компетентностного подхода предусматривает в учебном процессе активные и интерактивные формы проведения занятий (компьютерные симуляции, деловые и ролевые игры, тренинги, мастер-классы экспертов и специалистов) в сочетании с внеаудиторной работой с целью формирования и развития требуемых компетенций обучающихся.
5.1 Интерактивные образовательные технологии, используемые в аудиторных занятиях
полный срок обучения очного отделения
Семестр
|
Вид занятия
(Л, ПР)
|
Используемые интерактивные образовательные технологии
|
Количество
часов
|
7
|
Лекции
|
|
|
Роль и задачи систем автоматизации ПЛК
|
лекция-визуализация
|
4
|
Комплекс «CodeSys»
|
лекция-визуализация
|
4
|
Практические занятия
|
|
|
Основы программирования на языке РКС
|
компьютерная симуляция
|
8
|
Итого:
|
16
|
полный и сокращенный сроки обучения заочного отделения
Семестр
|
Вид занятия
(Л, ПР)
|
Используемые интерактивные образовательные технологии
|
Количество
часов
|
7
|
Лекции
|
|
|
Роль и задачи систем автоматизации ПЛК
|
лекция-визуализация
|
2
|
Комплекс «CodeSys»
|
лекция-визуализация
|
2
|
Практические занятия
|
|
|
Основы программирования на языке РКС
|
компьютерная симуляция
|
2
|
Итого:
|
6
| 6 Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации
6.1 Образцы оценочных средств для проведения текущего контроля, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины, для контроля самостоятельной работы обучающегося
6.1.1 Контрольные вопросы
Раздел 1 Основные понятия и определения микропроцессорной техники на базе программируемых логических контроллеров
Роль и задачи систем автоматизации на базе программируемых логических контроллеров. Основные понятия и определения. Системы счисления. Аппаратные и программные принципы реализации управляющих и контролирующих устройств. Преимущество программируемых логических контроллеров перед устройствами с аппаратной реализацией алгоритмов управления.
Раздел 2 Внутренняя архитектура систем на базе программируемых логических контроллеров
Типовая архитектура серийных программируемых логических контроллеров. Шины, протокол обмена, технические средства. Организация обмена информации между отдельными элементами контроллера.
Раздел 3 Методы программирования в системах на основе программируемых логических контроллеров
Основы программирования на стандартизированных языках МЭК (IEC) стандарта IEC61131-13. Язык лестничных диаграмм (LD). Язык функциональных блоков (FBD). Язык диаграмм состояний (SFC). Язык списков инструкций (IL). Язык структурированных текстов (ST). Настройка и программирование контроллеров в среде программирования CoDeSys. Методы отладки программ.
Раздел 4 Организация внешних связей систем на основе программируемых логических контроллеров
Организация связи контроллеров с периферийными устройствами (внешний интерфейс). Сопряжение цифровых и аналоговых устройств. Использование аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей в системах с программируемыми логическими контроллерами. Последовательный и параллельный интерфейсы. Программируемый интерфейс. Система прерываний. Программный ввод-вывод. Стандарты средств связи цифровых микропроцессорных систем управления с программируемыми контроллерами и управляющими ЭВМ, примеры реализации системы.
Раздел 5 Программная реализация алгоритмов управления в автоматизированных системах на базе программируемых логических контроллеров
Классификация аппаратных и программных средств микропроцессорных систем управления. Схема взаимодействия контроллера и объекта управления. Основные операции: ввод, переработка информации, вывод сигналов управления, понятие о прерывании программы. Примеры разработки принципов функционирования систем с программируемыми логическими контроллерами – эскизное проектирование на уровне блок-схем и перечня основных операций по организации цикла управления и контроля. Структура привода с цифровыми регуляторами на базе программируемых логических контроллеров; программная реализация регуляторов.
6.1.2 Задачи для самоконтроля
Задача 1. Рассчитать параметры выбранной инвертирующей (неинвертирующей) схемы усилителя на ИМС ОУ заданного типа (К140УД7) которая сможет обеспечить: а) линейные усиление входного сигнала синусоидальной формы с амплитудой А 400 мВ до уровня Um 3В; б) произвести интегрирование и дифференцирование этого сигнала.
Задача 2. Разработать схему и рассчитать параметры низкочастотного усилителя мощности (УМ), предназначенного для усиления по току входного сигнала
с целью выделения полной мощности P 2 Вт на активной нагрузке R 5 Ом. В качестве предварительного усилителя применить ОУ К140УД7 и в качестве выходного каскада – бустерный каскад на комплементарных транзисторах.
Задача 3. Спроектировать схему 8-разрядного регистра для микропроцессора, позволяющую записывать и считывать данные в последовательной и параллельной форме. Какое число будет находится в регистре после подачи управляющего числа А, если предварительно было установлено число В?
Задача 4. Используя команды микропроцессора Intel 8080/8085, составить программу непрерывного вычисления на микро-ЭВМ заданного логического выражения и разместить ее в памяти, начиная с нулевой ячейки.
Задача 5. Осуществить программную реализацию временной задержки длительностью 100 мкс.
6.1.3 Образцы тестов для проведения текущего контроля
1. Мультипрограммная обработка – это:
а) способ организации вычислительного процесса, при котором несколько задач могут одновременно выполняться на разных процессорах системы
б) процесс одновременного выполнения нескольких задач на различных обрабатывающих устройствах
в) обработка нескольких программ, когда в процессоре в каждый момент времени обрабатывается только одна задача
2. Какие функции реализуют контроллеры верхнего уровня?
а) сбор информации о параметрах технологического процесса с датчиков
б) организация архивов по выбранным параметрам
в) обмен информацией между локальными контроллерами и верхним уровнем
г) сбор информации о параметрах технологического процесса с локальных контроллеров
д) поддержка единого времени в системе
3. Какие пакеты относятся к классу программного обеспечения для управления логическими контроллерами
а) InControl
б) CoDeSys
в) Enterprise Architect
4. Какая операционная система имеет ограничение на физическую память для выполнения на встраиваемых процессорах без проблем своместимости
а) QNX
б) Windows NT
в) Integrity
г) LynxOS
д) Unix
е) Windows CE
5. Программируемые логические контроллеры нижнего уровня выполняют функции:
а) управления исполнительными механизмами
б) решения задач автоматического логического управления
в) синхронизации работы подсистем
г) обработки информации о параметрах технологического процесса
д) сбора информации о параметрах технологического процесса
6.1.4 Вопросы к зачету
1. Устройство программируемого промышленного контроллера (ПЛК).
2. Базовые аппаратные средства программируемых контроллеров.
3. Расширение функциональных возможностей аппаратных средств
4. Понятие цикла ПЛК.
5. Периферийные устройства ПЛК.
6. Входы и выходы ПЛК.
7. Сетевые интерфейсы ПЛК.
8. Аналоговые сигналы и их характеристики.
9. Стандартные аналоговые сигналы.
10. Параметры каналов аналогового ввода ПЛК.
11. Функции аналоговых выходных сигналов в АСУ ТП.
12. Организация вывода аналоговых сигналов в ПЛК.
13. Стандартные дискретные сигналы, применяемые в промышленности.
14. Организация ввода дискретных сигналов в ПЛК.
15. Стандартные типы дискретных выходов.
16. Организация вывода дискретных сигналов в ПЛК.
17. Усилительные и коммутационные устройства промышленных контроллеров.
18. Число-импульсные и частотные сигналы и их применение в системах сбора данных.
19. Быстродействующие счетные входы ПЛК.
20. Назначение интеллектуальных модулей в системах ПЛК.
21. Структурная организация интеллектуального модуля ввода-вывода.
22. Стандарты передачи данных в промышленных сетях ПЛК.
23. Сетевые протоколы, реализуемые в ПЛК.
24. Типовые структуры распределенных АСУ ТП на базе ПЛК.
25. Структура средств человеко-машинного интерфейса ПЛК.
26. Предупредительная и аварийная сигнализация.
27. Организация интерфейса оператора с применением графических панелей.
28. Требования и нормы надежности в системах с ПЛК.
29. Резервирование в системах с ПЛК.
30. Автоматическая диагностика ПЛК.
31. Организация электропитания промышленных систем управления.
32. Организация защитного заземления в промышленных системах управления.
33. Категории искро- и взрывобезопасности промышленного оборудования.
34. Защитные исполнения ПЛК.
35. ПЛК в системах технологических защит.
36. Обмен данными с ПЛК в SCADA системе.
37. Интерфейсы ПЛК в системах диспетчерского уровня.
38. Контроль работы ПЛК в системах диспетчерского уровня.
39. Параметры, определяющие выбор структуры автоматизированной системы.
40. Критерии оценки промышленных контроллеров.
41. Языки программирования ПЛК стандарта МЭК 61131.
Стандартизация языков программирования ПЛК.
42. Средства программирования ПЛК.
43. Структура программного обеспечения программируемых контроллеров.
44. Базовые средства языка релейно-контакторных схем.
45. МЭК 61131. Диаграммы SFC.
46. МЭК 61131. Список инструкций IL.
47. МЭК 61131. Структурированный текст ST.
48. МЭК 61131. Релейные диаграммы LD.
49. МЭК 61131. Функциональные блоки FBD.
50. Дистанционное управление на базе ПЛК.
51. Программное логическое управление на базе ПЛК.
52. Технологические защиты и блокировки в системах ПЛК.
53. Пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор в дискретной форме.
54. Реализация алгоритмов регулирования на ПЛК.
55. Проведение эксперимента на объекте под управлением ПЛК.
56. Алгоритмы автоматической настройки регуляторов на объекте.
57. Комбинаторная и событийно-управляемая логика.
58. Инструментальные средства программирования.
59. Пульты управления, операторские панели, панельные компьютеры как средства организации человеко-машинного интерфейса.
60. Системные шины PC-совместимых компьютеров.
|
