Куратор Доцент каф. АиКС ИК Скороспешкин Владимир Николаевич 1 сентября 2012 г. 2 Учебный процесс организуется на базе кафедры «Автоматики и компьютерных систем»: •высококвалифицированные преподаватели; •современные лекционные аудитории и лаборатории; •Современные контроллеры и оборудование АСУ ТП. 3 Объем программы и виды учебной работы Вид учебной работы Всего часов Общий объем программы 72 Лекционные занятия 20 Лабораторные и практические занятия 40 Самостоятельная работа, включая работу по подготовке к промежуточному и итоговому контролю 2 Текущий /промежуточный контроль 4 Итоговая аттестация 6 4 УЧЕБНЫЙ ПЛАН по программе повышения квалификации «Интегрированные информационно-управляющие системы на базе современных программных сред и контроллеров» № п/п 1 2 3 4 5 Наименование модулей В том числе Практические (лабораторные) занятия с указанием мест проведения Всего часов Лекции 2 2 - 10 4 6 (в лаборатории АСУ ТП каф. АиКС ТПУ) 8 4 4 (в лаборатории АСУ ТП каф. АиКС ТПУ) 20 6 14 (в лаборатории АСУ ТП каф. АиКС ТПУ) Модуль 5 «SCADA-пакеты» 20 4 16 (в лаборатории АСУ ТП каф. АиКС ТПУ) Текущая и итоговая аттестация по программе 12 ИТОГО 72 20 40 Модуль 1. «Состав, структура и функции интегрированных информационно-управляющих систем» Модуль 2. «Техническое обеспечение информационноуправляющих систем» Модуль 3 «Алгоритмическое обеспечение информационноуправляющих систем» Модуль 4 «Программное обеспечение информационноуправляющих систем» 5 Формируемые при обучении компетенции Категория Вид профессиональной Компетенции / готовность к выполнению трудовых действий в работника деятельности разрезе видов профессиональной (трудовой) деятельности 1.1.1. Знать структуру интегрированных информационноуправляющих систем (ИУС) 1.1.2. Знать техническое, алгоритмическое и программное обеспечение ИУС Проектирование 1. Ведущий 1.1. систем автоматизации 1.1.3. Знать языки программирования промышленных инженер контроллеров технологических процессов 1.1.4. Уметь программировать промышленные контроллеры 1.1.5. Уметь разрабатывать программное обеспечение операторских станций на базе SCADA 2.1.1. Знать структуру ИУС 2.1.2. Знать языки программирования промышленных 2. Инженер- 2.1. Обслуживание контроллеров программист систем автоматизации 2.1.3. Уметь программировать промышленные контроллеры второй технологических категории процессов 2.1.4. Иметь практические навыки работы со SCADA 2.1.5. Иметь практические навыки обслуживания промышленных контроллеров 6 ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ №1 «СОСТАВ, СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ ИНТЕГРИРОВАННЫХ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ» (ПМ-1) № п/п Наименование разделов и тем профессионального модуля 1 Раздел 1. Состав, структура и функции интегрированных информационноуправляющих систем Всего Всего часов 2 2 В том числе Применяемые Способы контроля Лекции Практические образовательные образовательных технологии результатов (лабораторные) занятия 2 ИК-технология 2 - 2 СОДЕРЖАНИЕ ОБУЧЕНИЯ ПО ПРОФЕССИОНАЛЬНОМУ МОДУЛЮ (ПМ-1) Наименование разделов профессионального модуля тем Содержание учебного материала, лабораторные работы и практические занятия, самостоятельная работа обучающихся (если предусмотрены) Объем часов Раздел 1. Состав, структура и функции интегрированных информационно-управляющих систем Содержание (лекция). Многоуровневая сетевая архитектура современных систем автоматизированного управления: системный уровень управления процессами; локальные уровни управления; полевой уровень; корпоративный уровень. Общие принципы построения сложных систем автоматизированного Тема 1.1. Состав, структура и функции управления: иерархичность, распределенность, модульность. Открытые интегрированных информационносистемы. Понятие компьютерной технологии. Функциональные, управляющих систем информационные, программные, технические и организационные аспекты процессов управления в рамках компьютерной технологии. Обобщенная функциональная и системотехническая характеристика современных АСУ ТП. Иерархическая организация АСУ ТП. Типовые архитектуры АСУ ТП.. Всего 2 2 7 ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ №2 «ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ» (ПМ-2) № п/п Наименование разделов и тем профессионального модуля В том числе Всего часов Лекции Практические (лабораторные) занятия 1 Раздел 1. Технические средства информационно-управляющих систем Всего 10 4 6 10 4 6 Применяемые образовательные технологии Способы контроля образовательных результатов Выполнение Отчеты по лабораторных работ на лабораторным стендах, выполненных работам на базе промышленных контроллеров КРОСС 500, ТРАССА и пакета Trace Mode 8 СОДЕРЖАНИЕ ОБУЧЕНИЯ ПО ПРОФЕССИОНАЛЬНОМУ МОДУЛЮ (ПМ-2) Содержание учебного материала, лабораторные работы и практические занятия, самостоятельная работа обучающихся (если предусмотрены) Наименование разделов профессионального модуля тем Раздел 1. Технические средства информационно-управляющих систем Содержание (лекция). Средства измерения технологических параметров, промышленные исполнительные устройства, вторичные приборы, безбумажные регистраторы. Тема 1.1. Полевые средства Лабораторные работы 1 Цифровой канал измерительного преобразователя МЕТРАН 100 Текущий / промежуточный контроль по теме 1.1 Тема 1.2. Промышленные микропроцессорные контроллеры Объем часов 2 2 2 0.25 Содержание (Лекция). Состав, технические характеристики и функциональные возможности отечественных контроллеров КРОСС500, ТРАССА-500, Ремиконт Р-130 с БК-1М (ЗЭиМ), Контар(МЗТА,) контроллеры семейства Trei (Круг), контроллеры производства предприятий Эмикон, ТЕКОН, Овен. Типовые структуры АСУ ТП, построенных на базе контроллеров КРОСС500 и ТРАСАА-500. Назначение, состав, технические характеристики и функциональные возможности контроллеров зарубежных фирм-производителей: Siemens, Allen-Bradley, Schneider Electric, Motorola, OMRON, Advantech. Типовые структуры АСУ ТП, построенных на базе контроллеров Simatic S7 с применение сетей Industrial Ethernet, MPI, Profibus. 2 Лабораторные работы 4 1 Конфигурация и настройка контроллера КРОСС 2 2 Промышленный микропроцессорный контроллер Simatic S7-300 2 Текущий / промежуточный контроль по теме 1.2 0.25 Итоговая аттестация по модулю 0.5 Всего 11 9 ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ №3 «АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННОУПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ» (ПМ-3) № п/п Наименование разделов и тем профессионального модуля В том числе Всего часов Лекции Практические (лабораторные) занятия 1 Раздел 1. Алгоритмическое обеспечение информационноуправляющих систем 8 4 4 Применяемые образовательные технологии ИК-технология. Моделирование технологического параметра в режиме реального времени Моделирование объекта управления и реализация цифровой системы регулирования в режиме реального времени Всего 8 4 4 Способы контроля образовательных результатов Отчеты по лабораторным работам 10 СОДЕРЖАНИЕ ОБУЧЕНИЯ ПО ПРОФЕССИОНАЛЬНОМУ МОДУЛЮ (ПМ-3) Наименование разделов профессионального модуля тем Содержание учебного материала, лабораторные работы и практические занятия, самостоятельная работа обучающихся (если предусмотрены) Объем часов Раздел 1. Алгоритмическое обеспечение информационно-управляющих систем Тема 1.1. Состав алгоритмического обеспечения. Алгоритмы первичной обработки информациии Содержание (лекция). Цифровые фильтры. Проверка достоверности информации. Аналитическая градуировка датчиков 2 Лабораторные работы 1 Первичная обработка информации 2 2 Текущий / промежуточный контроль по теме 1.1 Тема 1.2. Алгоритмы цифрового регулирования 0.25 Содержание (Лекция). Параметрически оптимизируемые регуляторы, модифицированные ПИД-регуляторы. Апериодические регуляторы и регуляторы с прямой связью. Регуляторы Ресвика, Смта. Нечеткие и нейросетевые регуляторы. Корректирующие устройства 2 Лабораторные работы 2 1 Цифровые регуляторы 2 Текущий / промежуточный контроль по теме 1.2 0.25 Итоговая аттестация по модулю 0.5 Всего 11 11 ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ №4 «ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННОУПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ» (ПМ-4) № п/п Наименование разделов и тем профессионального модуля В том числе Всего часов Лекции Практические (лабораторные) занятия 1 Раздел 1. Разработка информационно-управляющих программ с помощью пакета ISaGRAF 12 4 8 2 Раздел 1. Разработка информационно-управляющих программ с помощью пакета Step 7 8 2 6 20 6 14 Всего Применяемые образовательные технологии ИК-технология. Способы контроля образовательных результатов Индивидуальное задание, отчеты Выполнение по лабораторным лабораторных работ на работам стендах, выполненных на базе промышленных контроллеров КРОСС 500 и ТРАССА и пакета TRACE Mode ИК-технология. Индивидуальное задание, отчеты Выполнение по лабораторным лабораторных работ на работам стендах, выполненных на базе промышленных контроллеров Simatic S7-300, Simatic S7-400 и пакетов Master Scada и WinCC 12 СОДЕРЖАНИЕ ОБУЧЕНИЯ ПО ПРОФЕССИОНАЛЬНОМУ МОДУЛЮ (ПМ-4) Содержание учебного материала, лабораторные работы и практические занятия, самостоятельная работа обучающихся (если предусмотрены) Наименование разделов профессионального модуля тем Объем часов Раздел 1. Разработка информационно-управляющих программ с помощью пакета ISaGRAF Содержание (лекции). Стандарт IEC 1131-3. Графические языки программирования (SFC), (LD), (FBD); текстовых языков программирования (IL), (ST); дополнительные интерактивные редакторы для описания переменных, определений и конфигурации ввода/вывода Тема 1.1. Языки программирования FBD, Лабораторные работы ST, LD, ST, SFC 1 Создание программ в системе ISaGRAF на языке LD Программирование контроллера КРОСС-500 в системе ISaGRAF на 2 языках FBD и ST Текущий / промежуточный контроль по теме 1.1 Тема 1.2. Практическая работа с ISaGRAF 2 4 2 2 0.125 Содержание (лекции). Cистема разработки (ISaGRAF Workbench) . Система исполнения (ISaGRAF Target). Компиляция программ, опции компилятора. Настройка интерфесных каналов, загрузка программы в контроллер, отладка программ 2 Лабораторные работы 4 1 Система автоматического регулирования на базе контроллераиКРОСС Создание информационно-управляющих программ управления лаборатоной установкой в системе Isagraf на языках FBD и ST Текущий / промежуточный контроль по теме 1.2 2 2 2 0.125 13 СОДЕРЖАНИЕ ОБУЧЕНИЯ ПО ПРОФЕССИОНАЛЬНОМУ МОДУЛЮ (ПМ-4) (продолжение) Наименование разделов профессионального модуля тем Содержание учебного материала, лабораторные работы и практические занятия, самостоятельная работа обучающихся (если предусмотрены) Раздел 2. Разработка информационно-управляющих программ с помощью пакета Step 7 Содержание (лекция). Создание проекта, определение конфигурации контроллера Пакет STEP7. Способы представления и режимы обработки управляющей программы; циклическое выполнение программы, циклические прерывания, обработка события запуска. Типы программных блоков, организационные блоки, функции. Основной набор команд STEP7: битовая логика, функции таймера и счета, работа с аккумуляторами, арифметические команды. Работа с дискретными и Тема 2.1. Программный пакет Step 7 аналоговыми входами и выходами. Блоки данных пользователя. Языки программирования FBD, LAD, STL Лабораторные работы 1 Программный пакет step 7 Разработка программ на языке STL для контроллеров Simatic S22 200 с применением счетчиков Текущий / промежуточный контроль по теме 2.1 Содержание. Работа с отладчиком программ; наблюдение и изменение значений переменных. Редактор символьных имен, перекрестные ссылки. Методы поиска неисправностей оборудования и ошибок программирования; реакция контроллера на возникновение ошибок. Тема 2.2. Практическая работа со Step 7 Отладка программ с помощью PLC-SIM Лабораторные работы Объем часов 2 4 2 2 0.125 2 4 1 Создание информационно-управляющих программ на языке FBD для контроллера Simatic S7-400 Текущий / промежуточный контроль по теме 2.2 2 0.125 Итоговая аттестация по модулю 0.5 Всего 21 14 ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ №5 «SCADA-ПАКЕТЫ» (ПМ-5) № п/п Наименование разделов и тем профессионального модуля В том числе Всего часов Лекции Практические (лабораторные) занятия 1 2 Раздел 1. Назначение SCADA, функции и требования к SCADA. Программный пакет Trace Mode 10 Раздел 2. Программные пакеты Master Scada и WinCC 10 2 8 20 4 16 Всего 2 8 Применяемые образовательные технологии ИК-технология Способы контроля образовательн ых результатов Тестирование, отчеты по лабораторным работам Выполнение лабораторных работ на стендах, выполненных на базе промышленных контроллеров КРОСС 500 и ТРАССА и пакета TRACE Mode ИК-технология. Тестирование, отчеты по Выполнение лабораторным лабораторных работ на работам стендах, выполненных на базе промышленных контроллеров Simatic S7-300, Simatic S7-400 и пакетов Master Scada и WinCC 15 СОДЕРЖАНИЕ ОБУЧЕНИЯ ПО ПРОФЕССИОНАЛЬНОМУ МОДУЛЮ (ПМ-5) Содержание учебного материала, лабораторные работы и практические занятия, самостоятельная работа обучающихся (если предусмотрены) Наименование разделов профессионального модуля тем Объем часов Раздел 1. Назначение SCADA, функции и требования к SCADA. Программный пакет Trace Mode Содержание (лекция). Назначение Scada, выполняемые функции, предъявляемые требования. Технология создания проекта в Trace Mode, создание информационной базы: узлов, каналов, описание Тема 1.1. Назначение и функции SCADA. источников/приемников данных, конфигурирование взаимосвязей Технология создания проекта в Trace Лабораторные работы Mode 1 Разработка базы каналов в Trace Mode 6 2 Создание графического интерфейса в Trace Mode 6 Текущий / промежуточный контроль по теме 1.1 2 4 2 2 0.25 Содержание. Программирование различных видов динамики на мнемосхемах систем автоматизации, построенных на базе контроллеров КРОСС 500 и ТРАССА 500 Тема 1.2. Создание в Trace Mode графических экранов для мониторинга и Лабораторные работы управления 1 Архивирование данных в Trace Mode 6 Создание программ визуализации процесса управления в Trace Mode 6 Текущий / промежуточный контроль по теме 1.2 2 4 2 2 0.25 16 СОДЕРЖАНИЕ ОБУЧЕНИЯ ПО ПРОФЕССИОНАЛЬНОМУ МОДУЛЮ (ПМ-5) (продолжение) Содержание учебного материала, лабораторные работы и практические занятия, самостоятельная работа обучающихся (если предусмотрены) Наименование разделов профессионального модуля тем Объем часов Раздел 2. Программные пакеты Master Scada и WinCC Тема 2.1. Программный пакет Master Scada Содержание (лекция). Особенности технологии Master SCADA, основные принципы формирования объектов в Master SCADA. Настройка OPC-сервера. Программирование различных видов динамики на мнемосхемах систем автоматизации 2 Лабораторные работы 4 1 Тема 2.2. Программный пакет WinCC Создание программы визуализация процесса управления установкой «Гидравлический объект» в пакете MasterSCADA Текущий / промежуточный контроль по теме 2.1 Содержание. Структура и принципы функционирования WinCC. Составление проекта, конфигурирование связи с нижним уровнем системы управления. Программирование различных видов динамики на мнемосхемах систем автоматизации, построенных на базе контроллеров Simatic S7-300 и Simatic S7-400 Лабораторные работы 1 4 0.25 4 Программный пакет WinCC 4 Текущий / промежуточный контроль по теме 2.2 0.25 Итоговая аттестация по модулю 1 Всего 21 17 МАТЕРИАЛЬНО- ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ Материально-технические условия реализации программы Обеспеченность реализации программы собственными материально техническими условиями (указать наименование, год выпуска используемого оборудования) Технические средства Лекционная аудитория с мультимедийным оборудованием и проектором. Компьютерно-информационные средства Компьютерный класс для проведения лабораторных работ. Материально-технические средства лаборатории АСУ ТП кафедры АиКС ТПУ Аппаратные средства: Промышленные контроллеры: LOGO, Simatic S7-300, Simatic S7-400, КРОСС 500, ТРАССА 500. Выпуск 20092011 г.г., Аналоговые вычислительные комплексы АВК-6. Цифровые модули ввода/вывода аналоговых сигналов LTR. Выпуск 2010 г. Программные средства: Программный пакет ISaGRAF. Программный пакет Step 7 Professional 2006 SR6. Программный пакет WinCC. Программные пакеты Trace Mode 5, Trace Mode 6. Имеется внутренняя сеть лаборатории АСУ ТП, выход в Интернет и корпоративную сеть ТПУ. Наличие внутренних сетей и выхода Интернет 18 ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА ПО ПРОГРАММЕ Основные источники: Андреев Е.Б., Попадько В.Е. Технические средства систем управления технологическими процессами нефтяной и газовой промышленности : учебное пособие / Е. Б. Андреев, В. Е. Попадько. — М. : Нефть и газ, 2005. — 270 с. : ил. — Библиогр.: с. 267-268. Андреев Е.Б., Попадько В.Е. Программные средства систем управления технологическими процессами нефтяной и газовой промышленности : учебное пособие / Е. Б. Андреев, В. Е. Попадько. — М. : Нефть и газ, 2005. Аксенов В.Р. Автоматизированные системы управления технологическим процессом атомных электростанций : учебное пособие / В. Р. Аксенов, С. В. Батраков, В. А. Василенко. — СПб. : Изд-во Политехнического ун-та, 2007. Аристова Н.И., Корнеева А.И. Промышленные программно-аппаратные средства на отечественном рынке АСУ ТП. –М: Научтехлитиздат, 2001. Бойков В.И., Болтунов Г.И., Мансурова О. К. Интегрированные системы проектирования и управления– СПб: СПбГУ ИТМО, 2010. Олссон Г., Пиани Д. Цифровые системы автоматизации и управления.-СПб.: Невский Диалект, 2001. Меньков А.В. Теоретические основы автоматизированного управления. - Учебник для вузов. - М.: Издательство Оникс, 2005. Руководство пользователя Трейс Моуд. Версия 5.0. М.: AdAstra Research Group, Ltd. 2000. 814 c. Технические средства автоматизации: программирование контроллеров в среде ISaGRAF : лабораторные работы / сост. : И.А. Елизаров, А.А.Третьяков, В.Н. Назаров, М.Н. Солуданов. –Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2008. 19 Дополнительные источники: Иванова Г.М. Теплотехнические приборы и измерения. - М.: Издательский дом МЭИ, 2007. Деменков Н.П. SCADA-системы как инструмент проектирования АСУ ТП. –М: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2004. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества веществ : справочник / П. П. Кремлевский. — 5-е изд., перераб. и доп. — СПб. : Политехника, 2002. Кулаков М.В. Технологические измерения и приборы для химических производств : учебник для вузов / М. В. Кулаков. — 4-е изд., стер. — М. : Альянс, 2008. — 424 с. Лопатин А.Г., Киреев П.А. Методика разработки систем управления на базе SCADA системы TRACE MODE: Учебно–методическое пособие / РХТУ им. Д. И. Менделеева, Новомосковский ин-т. Новомосковск, 2007. Митин Г.П., Хазанова О.В. Системы автоматизации с использованием программируемых логических контроллеров: Учебное пособие.-М.: ИЦ МГТУ «Станкин», 2005. Прохоров Н. Л. И др. Управляющие вычислительные комплексы. –М.:Финансы и статистика, 2003. -325 с. Пьявченко Т.А., В.И.Финаев. Автоматизированные информационно- управляющие системы. - Таганpог: Изд-во ТРТУ, 2007. Харазов В.Г. Интегрированные системы управления технологическими процессами.-СПб.: Профессия, 2009. 20 Электронные образовательные ресурсы http://www.adastra.ru/ http://insat.ru/ http://www.step7-pro.ru/ http://www.zeim.ru/ http://www.siemens-pro.ru/ http://www.masterscada.ru/ http://www.emicon.ru/ http://www.lcard.ru/ http://www.isagraf.ru - SCADA пакет Trace Mode - SCADA пакет MasterSCADA - Программный пакет Step7 - Завод электроники и механики. - Промышленые контроллеры Simatic S7 (Siemens) - SCADA пакет Master SCADA - Компания «Эмикон» - Внешние модули АЦП/ЦАП и цифрового ввода/вывода - Технология ISaGRAF 21 Адреса Почтовый адрес: Томский политехнический университет 634050, г. Томск, пр.Ленина, 30, ИК, каф. АиКС Адрес : кафедра АиКС, г.Томск, пр.Ленина, 2, (10 корпус ТПУ) ауд. 114. Контактные данные: Скороспешкин Владимир Николаевич Тел./факс: 8 (3822) 41-94-01; тел.: 8 (3822) 41-89-07; 8-913-827-41-26; 22 Лаборатория АСУ ТП кафедры АиКС 23 Оснащение лаборатории АСУ ТП АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА 1. Промышленные микропроцессорные контроллеры • SIMATIC S7-200, SIMATIC S7-300, SIMATIC S7-400 • КРОСС-500 • ТРАССА-500 • КРОСС • Ремиконт Р-130ISA • LOGO • Станции ET 200M • Текстовая панель TD200 24 Лабораторный стенд на базе SIMATIC S7-314C-2DP Лабораторный стенд на базе SIMATIC S7-224XP 25 Лабораторный стенд на базе SIMATIC S7-414-2 Лабораторный стенд на базе преобразователя МЕТРАН 100 26 АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА 2. Измерительные преобразователи и вторичные приборы • Датчики давления Метран 100 • Безбумажный регистратор Метран 900 • Вторичный прибор Диск 250М • Hart - коммуникатор • Калибратор давления Метран 515 • Многофункциональный калибратор Метран 510-ПКМ • Пневматическая помпа П-0.25М • Преобразователь расхода Метран 300ПР • Датчики уровня РОС 301 • Пирометр CAUTION • Регулятор РП4 27 ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА 1. SCADA-пакеты • WinCC • MASTER SCADA • TRACE MODE • GENESIS 28 ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА 2. Инструментальнее средства программирования контроллеров • Isagraf • Step 7 • CoDeSys 3. OPC-серверы Куратор Доцент каф. АиКС ИК Скороспешкин Владимир Николаевич 1 сентября 2012г.