ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ «Web-технологии» для подготовки бакалавров по направлению

ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Web-технологии»
для подготовки бакалавров по направлению
220700 «Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цель освоения дисциплины
Дисциплина «Web-технологии» предназначена для студентов третьего курса,
обучающихся по направлению 220700 «Автоматизация технологических процессов и
производств». Основной целью преподавания дисциплины является формирование у
студентов знаний об организации функционирования сети World Wide Web и практических
навыков проектирования и реализации Web-приложений и сайтов.
Задачами дисциплины являются: углубление знаний и практических навыков
использования протоколов сетевого взаимодействия с учетом современных
web-технологий; применение современных методов проектирования и разработки сайтов и
web-приложений для конкретных задач; изучение возможностей web-средств для
организации удаленного управления и контроля технологических процессов и
производств.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, 72 часа.
Содержание дисциплины
Структура и принципы организации и функционирования Web; сеть Internet как
физическая основа сети Web.
Протокол HTTP; структура HTTP-сообщения; HTTP-запросы и HTTP-ответы;
объекты передаваемые в HTTP-сообщениях.
Языки разметки Web-документов; спецификация HTML 4.0; DTD, используемые для
описания HTML-документов; XML и XHTML-документы; современное состояние и
перспективы внедрения стандарта HTML 5; CSS в HTML.
Web-приложения, выполняющиеся на стороне клиента; назначение и применение
языка JavaScript; внедрение JavaScript в HTML-документы; типы данных JavaScript;
выражения и операторы JavaScript; инструкции JavaScript; регулярные выражения в в
JavaScript; объектная модель документа в JavaScript и создание динамических
Web-страниц; обработка событий в JavaScript.
Web-приложения, выполняющиеся на стороне клиента; технология CGI; назначение
и применение языка PHP; встраивание кода PHP в HTML; типы данных, переменные,
основные операторы и функции языка PHP; доступ к базе данных MySQL средствами
PHP; технология AJAX.
Перспективы развития сети Web; концепция Web 2.0.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Автоматизированное управление жизненного цикла продукции»
для подготовки бакалавров по направлению 220700 «Автоматизация
технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цели освоения дисциплины
Любая продукция имеет свой жизненный цикл: от идей (концепции) до утилизации,
когда из первоначальной концепции больше не удается получить эффективных
показателей, и нужны новые идеи. В этом закономерность технического прогресса. Новые
изделия создаются уже на новых научных открытиях, используют новые материалы,
новые технологии. Весь промышленно развитый мир стремительно переходит на
использование так называемых CALS-технологий (Continuous Acquisition and Life-Cycle
Support). Этот термин означает непрерывную информационную поддержку жизненного
цикла продукции. В русскоязычной литературе ему соответствует термин ИПИтехнологии (информационная поддержка изделий). Главная цель CALS-технологий повышение эффективности управления информацией о продукции на всех этапах ее
жизненного цикла от проектирования, производства и испытаний до предпродажной
подготовки, обслуживания, заказа запасных частей, модернизации и утилизации. Среди
разделов, которые изучают студенты в процессе обучения данной дисциплине,
присутствуют системы управления базами данных, исследование рынка, обзор
программного обеспечения, надёжность систем, логистика. Каждому вопросу посвящен
отдельный раздел дисциплины. Имеющаяся лабораторная база кафедры «Техническая
кибернетика» позволяет полностью отработать со студентами все этапы проектирования и
разработки цифровой системы управления.
Общая трудоемкость дисциплины составляет __2_ зачетные единицы, __72__ часа.
Содержание дисциплины
Изучение дисциплины «Автоматизированное управление жизненного цикла
продукции» реализует следующие направления в обучении студентов:
 организация управления информационными потоками на всех этапах жизненного
цикла продукции;
 организация работы коллектива исполнителей и принятие управленческих решений
в условиях различных мнений; выполнение логистического анализа; подготовка,
хранение и распространение электронной документации, в том числе интерактивной;
 организация обследования и реинжиниринга бизнес-процессов предприятия в
соответствии с требованиями ИПИ/CALS -технологий; планирование работ по
созданию и внедрению средств и систем автоматизации и управления;
 выбор технологии, инструментальных средств и средств вычислительной техники
при организации процессов проектирования, изготовления, технического
диагностирования и промышленных испытаний средств автоматизации и
управления;
 нахождение компромисса между различными требованиями (стоимости, качества,
безопасности и сроков исполнения) как при долгосрочном, так и краткосрочном
планировании и определение оптимальных управленческих решений, оценке
производственных и непроизводственных затрат, связанных с автоматизацией.
Все поставленные задачи дисциплины реализуются при помощи чтения лекций по
каждому из разделов, а также их сочетанием с практическими занятиями для закрепления
знаний и лабораторными работами, созданными на основе современной техники.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Автоматизированный электропривод»
для подготовки бакалавров по направлению 220700.62
«Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цели освоения дисциплины
Дисциплина «Автоматизированный электропривод» предназначена для студентов
четвертого курса, обучающихся по направлению 220700.62 «Автоматизация
технологических процессов и производств».
Целью дисциплины является формирование теоретических знаний и практических
навыков в области автоматизированного электропривода, умение разрабатывать
проектировать системы
и схемы автоматизированного электропривода на базе
современных промышленных устройств с проведением технико-экономического анализа.
Основными задачами предлагаемой дисциплины является получение
студентами теоретических знаний о назначении, структуре, функциях и роли
механической
части
электропривода,
об
электромеханических
свойствах
электродвигателей в установившихся и переходных режимах, методах анализа и расчета
переходных процессов в разомкнутых и замкнутых системах управления
электроприводами, методах выбора электродвигателей, о типовых схемах управления
электроприводами, основных системах регулируемого электропривода, методах их
построения и расчета, структуре и особенностях электропривода основных видов машин и
механизмов
промышленных
производств,
методах
проектирования
систем
автоматизированного электропривода.
Общая трудоемкость дисциплины составляет _5_ зачетных единиц, __180__ часов.
Содержание дисциплины
Определение электропривода. Механические и электромеханические характеристики
электропривода. Понятие о статической устойчивости систем электропривода.
Электромеханические свойства электроприводов, содержащих преобразователь
электроэнергии. Электромеханические переходные процессы в электроприводах с
линейными и нелинейными механическими характеристиками. Их анализ и расчет.
Критерии и методы выбора электродвигателей. Методы средних потерь, эквивалентного
тока, эквивалентного момента и эквивалентной мощности. Вероятностный метод выбора
электродвигателей. Классификация систем управления электроприводами. Защита
электроприводов. Электрические схемы автоматизированных электроприводов.
Принципы построения систем автоматизированного электропривода. Статические,
энергетические и динамические характеристики замкнутых систем автоматизированного
электропривода. Определение качества регулирования переходных процессов. Системы
управления скоростью и положением электроприводов. Автоматическая система
управления электроприводом постоянного тока генератор - двигатель. Принципы
формирования переходных процессов пуска и торможения. Использование
электромашинных,
электромагнитных
и
полупроводниковых
регуляторов.
Автоматизированный электропривод постоянного тока системы тиристорный
преобразователь-двигатель. Принципы построения. Непрерывное и импульсное
управление. Методы формирования динамических характеристик. Системы тиристорного
асинхронного электропривода с параметрическим управлением. Асинхронно-вентильный
каскад. Система преобразователь частоты - асинхронный двигатель. Использование
микропроцессоров для управления электроприводам. Широтно-импульсная модуляция.
Следящий электропривод. Использование сельсинов. Управление электроприводами с
применением простейших средств программного управления; Применение бесконтактных
логических элементов. Точная остановка электроприводов. Цифровые системы
управления скоростью и положением электроприводов.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Алгебра и геометрия»
для подготовки бакалавров по направлению 220700
«Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цели освоения дисциплины
Дисциплина "Алгебра и геометрия" предназначена для студентов первого курса,
обучающихся по направлению 220700 «Автоматизация технологических процессов и
производств».
Целью преподавания дисциплины является формирование у будущих специалистов
твердых теоретических знаний в области современной алгебры и геометрии, необходимых
для использования в других математических дисциплинах, а также в решении различных
прикладных задач.
Основными задачами курса являются: выработка навыков использования аппарата
аналитической геометрии и линейной алгебры при решении типичных задач,
возникающих в естественнонаучных и инженерных дисциплинах; изучение основ
математических методов, применяемых в специальных курсах данной специальности.
Общая трудоемкость дисциплины составляет _5_ зачетных единиц, _180_ часов.
Содержание дисциплины
Определители 2-го и 3-го порядков. Подстановки, четность. Определители n-то
порядка. Свойства. Методы вычисления определителей. Понятие числовой матрицы.
Специальные виды матриц. Линейные операции над матрицами, транспонирование
матрицы и их свойства. Умножение матриц и его свойства. Элементарные преобразования
матриц. Системы линейных алгебраических уравнений, их виды и формы их записи.
Критерий Кронекера – Капелли совместности СЛАУ. Формулы Крамера. Свойства
решений однородной СЛАУ. Фундаментальная система решений и общее решение
однородной СЛАУ. Техника решения систем линейных уравнений. Метод Гаусса.
Векторная алгебра. Скалярные и векторные величины. Связанные, скользящие и
свободные векторы. Линейные операции над векторами и их свойства. Понятие базиса.
Аффинная система координат в пространстве. Прямоугольная система координат. Прямая
на плоскости, различные виды уравнения прямой на плоскости, геометрическое
толкование параметров уравнений. Взаимное расположение двух прямых на плоскости.
Плоскость, различные виды уравнения плоскости и геометрическое толкование
параметров уравнений.
Кривые и поверхности 2-го порядка. Геометрическое определение эллипса, гиперболы,
параболы. Вывод их канонических уравнений. Параметры кривых 2-го порядка.
Эллипсоид, однополостный и двуполостный гиперболоиды, исследование их формы
методом сечений. Эллиптический и гиперболический параболоиды. Конусы и цилиндры
второго порядка. Свойство линейчатости некоторых поверхностей второго порядка.
Понятие линейного векторного пространства. Базис и размерность линейного
векторного пространства. Переход от одного базиса к другому. Понятие линейного
оператора. Собственные числа и собственные векторы линейного оператора. Матрица
линейного оператора в данном базисе. Базис из собственных векторов оператора. Задача о
диагонализации матрицы. Понятие квадратичной формы и задача о приведении ее к
главным осям.
Понятие алгебраической операции. Алгебраические структуры и их классификация.
Понятие группы, примеры. Образующие. Конечные группы. Теорема Лагранжа.
Аннотационная программа дисциплины
«Автоматизация технологических процессов и производств»
для подготовки бакалавров по направлению 220700.62
«Автоматизация технологических процессов и производств»
Цель освоения дисциплины
Дисциплина «Автоматизация технологических процессов и производств» (АТПП)
предназначена для студентов третьего и четвертого курсов, обучающихся по
одноименному направлению 220700.62. Цель дисциплины научить студентов
самостоятельному решению теоретических и прикладных задач автоматизации,
подготовить их к профессиональной деятельности в области проектирования, настройки и
эксплуатации
автоматических
и
автоматизированных
систем
управления
технологическими процессами и производствами в промышленности строительных
материалов. Сформировать у студента знания о методах и средствах автоматизации, о
создании научных основ проектирования АСУ ТП и принципах их построения. Научить
ставить задачу, решаемую в АСУ ТП, на формализованном языке, выявлять и корректно
записывать критерии оптимизации и ограничения по ее решению. Ознакомить студентов с
разработками АСУ ТП различного назначения на базе SCADA-систем и подготовить к
самостоятельному решению задач, связанных с их созданием.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 10 зачетных единиц, 360 часов, из них - 6
зачетных единиц в шестом семестре и, соответственно, 4 – в седьмом.
Содержание дисциплины
Периоды автоматизации и этапы развития систем автоматизации и их технических
средств. Основные понятия и определения. Структура и составляющие производственного
процесса.
Изучение аналитических и экспериментальных методов исследования объектов
управления и идентификации их параметров. Статистические методы идентификации
характеристик объектов управления. Модели объектов управления.
Регулирование основных технологических величин.
Автоматизация типовых непрерывных технологических процессов. Использование
моделей статики при создании систем автоматизации объектов. Использование моделей
динамики при создании систем автоматизации объектов.
Автоматизация периодических и полунепрерывных процессов и производств.
Применение специальных систем управления при автоматизации технологических
процессов и производств (адаптивные и нечеткие позиционные системы, системы
управления объектами с несколькими управляющими входами, робастные системы
управления).
Инженерные методы выбора и расчета оптимальных параметров настроек
промышленных регуляторов.
Математическое обеспечение систем управления технологическими процессами.
Общая классификация оптимизационных задач и их формализованная запись. Две
составляющие (критерий и ограничения) оптимизационных задач. Примеры
оптимизационных задач.
Вычисление обобщенных показателей процесса и управление объектами с
использованием этих показателей.
Структура современной АСУ ТП и решаемые ими задачи. Определение этих задач.
Вопросы разработки АСУ ТП. Понятие о SCADA-системах и их возможностях.
Применение SCADA систем при автоматизации объектов на уровне АСУ ТП.
Автоматическое обеспечение информационной и управляющей подсистем АСУ ТП.
Алгоритмы первичной обработки информации в АСУ ТП. Технические средства АСУ ТП
.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Базы данных»
для подготовки бакалавров по направлению
220700 «Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цели освоения дисциплины
Дисциплина "Базы данных" предназначена для студентов третьего курса, обучающихся
по направлению 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств».
Целью изучения дисциплины является ознакомление студентов с основами
современных информационных систем и технологий, тенденциями их развития, процессов
преобразования информации. Изучение курса ведётся на примере использования
информационных систем, баз данных в системах автоматизированного проектирования
элементов и устройств автоматики.
Студент должен получить навыки моделирования предметной области, уметь строить
для нее ER-диаграмму и отображать ER-диаграмму в схему реляционной базы данных,
проектировать реляционную базу данных для выбранной предметной области с
использованием нормализации, разрабатывать программные объекты базы данных:
хранимые процедуры, пользовательские функции, пользовательские типы данных,
триггеры, разрабатывать все виды запросов на SQL.
В результате изучения курса студент должен знать классификацию и характеристики
моделей данных, лежащих в основе баз данных, теорию реляционных баз данных и
методы проектирования реляционных систем с использованием нормализации,
технологию программирования реляционных систем на стороне сервера и клиента,
методы управления транзакциями в многопользовательских системах, методы и средства
защиты данных на уровне сервера базы данных, базы данных и приложения базы данных,
методы построения распределенных баз данных, основные положения XML-технологии и
ее интеграцию с технологией баз данных.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зач. ед., 72 часа.
Содержание дисциплины

База данных, система управления базами данных. Основные понятия и определения.
Цели и подходы к проектированию баз данных. Требования, предъявляемые к базам
данных. СУБД. Виды, классификация, основные технические характеристики.
История развития СУБД. Основные функции СУБД.

Концепция модели данных. Классификация моделей данных, лежащих в основе баз
данных. Моделирование предметной области с помощью ER-модели. Отображение
ER-диаграммы в схему реляционной базы данных. Нормализация структуры базы
данных. Типы связей между сущностями.

Реляционная модель. Реляционные объекты данных: домены и отношения. Свойства
отношений. Целостность реляционных данных. Ограничения типа, атрибута,
переменной-отношения и базы данных. Потенциальные, первичные, альтернативные и
внешние ключи.

Распределенная обработка данных. Преимущества и недостатки распределенных
СУБД. Модели «клиент-сервер» в технологии баз данных. Архитектурные решения
при реализации многопользовательских СУБД.

Основы языка SQL. Возможности, цели создания, история развития. Достоинства
языка. Основные категории команд языка SQL. Общая характеристика оператора
SELECT. Примеры запросов на выборку данных.

Физическая организация данных в СУБД. Последовательное распределение памяти.
Связанное распределение памяти. Статическое и динамическое распределение
памяти. Динамические структуры. Динамические структуры. Методы поиска и
индексирования данных.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Вычислительные машины, системы и сети»
для подготовки бакалавров по направлению
220700 «Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цель освоения дисциплины
Дисциплина «Вычислительные машины, системы и сети» предназначена для
студентов третьего курса, обучающихся по направлению 220700 «Автоматизация
технологических процессов и производств». Основной целью преподавания дисциплины
является формирование у студентов знаний, представляющих собой техническую и
методологическую основу разработки, исследования и эксплуатации ЭВМ как средства
управления техническими системами.
Задачами дисциплины являются: изучение основных типов архитектур современных
вычислительных машин, систем и сетей ЭВМ, принципов их организации и
функционирования; знакомство с методами качественного и количественного сравнения
систем различных типов при анализе эффективности применения для решения задач
различных классов; изучение основных принципов построения и типов сетей ЭВМ,
методов организации и реализации распределенной обработки информации; изучение
современных технологий и технических средств передачи данных в распределенных ВС;
получение практических навыков в программировании на машинно-ориентированных
языках, а также навыков разработки клиент-серверных сетевых программ на языках
высокого уровня.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа.
Содержание дисциплины
Принципы построения вычислительных машин (ВМ); многоуровневая организация
вычислительных процессов; понятия о функциональной, структурной организации и
архитектуре ВМ.
Процессоры, организация управления, адресация; система команд процессора.
Система памяти, реализации основной памяти, иерархическая организация,
характеристики, архитектурные методы повышения производительности.
Шинная организация ЭВМ; организация внутримашинных обменов; арбитраж шин.
Типы и основные принципы построения периферийных устройств; организация
ввода-вывода в ЭВМ; система прерываний.
Классификация вычислительных систем; векторные и массивно-параллельные
процессорные
системы;
особенности
построения
мультипроцессорных
и
мультикомпьютерных вычислительных систем.
Принципы построения и классификация сетей ЭВМ; топология сетей ЭВМ; методы
доступа к среде передачи данных; структурообразующее сетевое оборудование; протоколы
передачи данных; эталонная модель взаимодействия открытых систем; стек протоколов
TCP/IP; сокеты.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Диагностика и надежность»
для подготовки бакалавров по направлению
220700 «Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цели освоения дисциплины
Дисциплина "Диагностика и надежность" предназначена для студентов четвертого
курса, обучающихся по направлению 220700 «Автоматизация технологических процессов
и производств».
Курс охватывает основы теории надежности и диагностирования технических систем.
При
этом
рассматриваются
принципы
организации
систем
тестового
и функционального диагностирования, изложены методы и процедуры построения
алгоритмов диагностики для проверки аппаратуры, а также логика неисправностей
(отказов и сбоев) автоматических систем и их элементов. Излагаются общие основы
надежности, освещены вопросы ее расчетов в процессе испытаний и моделирования.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зач. ед., 72 часа.
Содержание дисциплины
 Основные понятия и определения надежности автоматизированных систем управления. Качественные показатели надежности автоматизированных систем управления.
 Основные методы повышения надежности автоматизированных систем управления.
Резервирование АСУ.

Принципы обеспечения программной надежности АСУ. Методы повышения
программной надежности АСУ.
 Методы поиска места отказа. «Дерево» поиска отказов.

Организационные и технические мероприятия по обеспечению надежности техники.
Программы обеспечения надежности на этапах проектирования, изготовления и
эксплуатации техники.

Испытание техники на надежность. Ресурсные испытания. Испытания на
безотказность. Повышение надежности и эффективности эксплуатации техники на
основе стандартизации.
 Техническая диагностика. Её структура. Классификация систем диагностирования.
Математическая постановка задачи диагностирования. Классификация отказов.
Определение диагностируемых состояний. Методы оптимизации диагностических
тестов.
 Диагностирование цифровых вычислительных устройств.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Инженерная и компьютерная графика»
для подготовки бакалавров по направлению 220700.62
«Автоматизация технологических процессов и производств».
(Аннотация)
Целью изучения дисциплины является выработка у студентов знания общих методов:
построения и чтения чертежей, решения разнообразных инженерно- геометрических
задач, возникающих в процессе управления эксплуатацией различных технических
объектов.
Задачами изучения дисциплины является освоение студентами нормативных документов
и государственных стандартов, являющихся основой для освоения конструкторской и
технической документации. Студент должен овладеть знаниями основных положений,
признаков и свойств, вытекающих из метода прямоугольного проецирования и некоторых
разделов школьной математики (геометрии и некоторых определений из теории
множеств). На этом базируются теоретические основы и правила построения изображений
пространственных предметов на плоскости.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Владеть знаниями:
- задания точки, прямой, плоскости и многогранников на чертеже; позиционных и
метрических задач, кривых линий, поверхностей вращения; линейчатых, винтовых,
циклических поверхностей; построения разверток поверхностей; касательных линий и
плоскостей к поверхности; аксонометрических проекций; конструкторской документации;
оформление чертежей; рабочих чертежей и эскизов деталей машин; эксплуатационной
документации.
Обладать умениями:
- правильно изображать и исследовать заданные на чертеже поверхности, а также
составлять алгоритмы (пространственный план) решения позиционных и метрических
задач и применять практические приемы графического их решения.
- правильно составлять чертежи технических деталей и наносить размеры с учетом
основных положений ЕСКД, а также читать чертежи деталей по заданным их
изображениям. Студент должен приобрести навыки техники черчения, съемки эскизов
деталей и их размеров в соответствии со стандартами ЕСКД.
Дисциплина изучается на 1 курсе в 1 семестре.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, (108 час).
Содержание дисциплины
Предмет начертательной геометрии. Задание точки, прямой, плоскости и
многогранников на комплексном чертеже Монжа. Позиционные задачи, метрические
задачи, способы преобразования чертежа. Многогранники, кривые линии, поверхности.
Поверхности вращения, линейчатые поверхности, винтовые поверхности, циклические
поверхности. Обобщенные позиционные задачи, метрические задачи, построение
разверток поверхностей. Касательные линии и плоскости к поверхности.
Аксонометрические проекции.
Конструкторская документация. Оформление чертежей. Элементы геометрии
деталей. Изображения, надписи, обозначения. Аксонометрические проекции деталей.
Изображения и обозначения элементов деталей. Изображение и обозначение резьбы.
Рабочие чертежи деталей. Выполнение эскизов деталей машин. Изображения сборочных
единиц. Сборочный чертеж изделий. Компьютерная графика, геометрическое
моделирование и решаемые ими задачи: графические объекты, примитивы и их атрибуты;
представление видеоинформации и ее машинная генерация; графические языки;
метафайлы, архитектура графических терминалов и графических рабочих станций;
реализация аппаратно-программных модулей графической системы; базовая графика;
пространственная графика; современные стандарты компьютерной графики; графические
диалоговые системы; применение интерактивных графических систем.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Интегральные преобразования и операционное исчисление»
для подготовки бакалавров по направлению 220700
«Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цели освоения дисциплины
Дисциплина «Интегральные преобразования и операционное исчисление»
предназначена для студентов второго курса, обучающихся по направлению 220700
«Автоматизация технологических процессов и производств».
Целями преподавания курса являются: обучение студентов основам теории функций
комплексного переменного; теории интеграла Фурье и преобразования Фурье, а также
преобразования Лапласа. Предполагается обучение основам операционного исчисления и
его приложений при решении линейных дифференциальных уравнений и систем
уравнений.
Основными задачами курса являются: выработка навыков использования аппарата
интегральных преобразований при решении типичных задач, возникающих в
естественнонаучных и инженерных дисциплинах; изучение основ математических
методов, применяемых в специальных курсах данной специальности.
Общая трудоемкость дисциплины составляет _6_ зачетных единиц, _216_ часов.
Содержание дисциплины
Понятие
комплексного
числа.
Комплексные
числа
в
алгебраической,
тригонометрической и показательной формах. Понятие функции комплексного
переменного. Производная функции комплексного переменного. Аналитические функции.
Условия Коши-Римана. Понятие интеграла от функции комплексного переменного.
Интеграл по замкнутому контуру. Теорема Коши для односвязной и многосвязной
областей. Разложение аналитической функции в степенной ряд в круге. Ряд Лорана для
функции, аналитической в кольце. Изолированные особые точки аналитической функции
и их классификация. Понятие вычета аналитической функции в изолированной особой
точке. Теорема Коши о вычетах. Вычисление вычетов в полюсах. Применение теории
вычетов для вычисления несобственных интегралов.
Интеграл Фурье и его связь с рядом Фурье. Ряд Фурье и интеграл Фурье в
комплексной форме. Преобразование Фурье. Обратное преобразование Фурье.
Применение преобразования Фурье к задачам математической физики.
Преобразование Лапласа и его связь с преобразованием Фурье. Свойства
преобразования Лапласа: линейность; теорема подобия; теорема смещения; теоремы о
дифференцировании изображения и оригинала. Теорема Бореля о свертке. Прямая и
обратная задачи операционного исчисления. Обратное преобразование Лапласа.
Применение операционного исчисления для решения линейных дифференциальных
уравнения с постоянными коэффициентами и систем таких уравнений. Применение
преобразования Лапласа для анализа систем, состоящих из линейных элементов. Понятие
передаточной функции системы и отдельных ее элементов. Отзыв на ступенчатый сигнал.
Интеграл Дюамеля. Теорема запаздывания. Изображения запаздывающей функции
Хэвисайда и импульсной функции. Импульсная функция мгновенного действия.
Физический смысл передаточной функции. Решение операционным методом
интегральных уравнений типа свертки и некоторых интегро-дифференциальных
уравнений.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Информатика»
для подготовки бакалавров по направлению
220700 «Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цели освоения дисциплины
Дисциплина "Информатика" предназначена для студентов первого курса, обучающихся
по направлению 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств».
В результате изучения курса «Информатика» студент должен иметь представление об
общих проблемах и задачах теоретической информатики; иметь представление об
основных принципах и этапах информационных процессов; знать наиболее широко
используемые методы получения, хранения, обработки, передачи и использования
информации. Изучение данного курса способствует также выработки формального и
логического мышления.
Задачей курса является также формирование целостной системы знаний и умений,
необходимых для последующего использования информационных систем и технологий в
профессиональной деятельности.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зач. ед., 108 часов.
Содержание дисциплины
 Понятие, структура и задачи информатики; история развития информатики; место
информатики в ряду других фундаментальных наук.
 Понятие информации и ее измерение; количество и качество информации; единицы
измерения информации; классификация информации по различным основаниям;
методы получения информации; обработка и передача информации.
 Сообщения и сигналы; кодирование и квантование сигналов.
 Модуляция и кодирование; каналы передачи данных и их характеристики.
 Методы повышения помехоустойчивости передачи и приема.
 Представление информации в цифровых автоматах (ЦА); позиционные системы
счисления; методы перевода чисел; форматы представления чисел с плавающей
запятой.
 Двоичная
арифметика;
коды:
прямой,
обратный,
дополнительный,
модифицированный; выполнение арифметических операций с числами
с фиксированной и плавающей запятой.
 Алгебра логики. Логические функции. Круги Эйлера. Основные законы алгебры
логики. Синтез логических выражений. Решение логических задач. Элементы
цифровой схемотехники. Логические вентили. Полусумматор. Сумматор.
Суммирование – как главное действие АЛУ. Использование логических устройств
в вычислительной технике.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Информационные технологии»
для подготовки бакалавров по направлению
220700 «Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цели освоения дисциплины
Дисциплина "Информационные технологии" предназначена для студентов первого
курса, обучающихся по направлению 220700 «Автоматизация технологических процессов
и производств».
Изучение программного материала по дисциплине «Информационные технологии»
способствует формированию у студентов профессионального мышления, умения
эксплуатировать и настраивать различные аппаратные и программные средства. Основная
цель дисциплины — показать возможности современной вычислительной техники
и программного обеспечения для исследования и управления системами и процессами
в естествознании и технике.
Изучение дисциплины «Информационные технологии» направлено на достижение
следующих целей:

освоение знаний, составляющих основу научных представлений об информации,
информационных процессах, системах, технологиях и моделях;

овладение умениями работать с различными видами информации с помощью
компьютера и других средств информационных и коммуникационных технологий
(ИКТ), организовывать собственную информационную деятельность и планировать ее
результаты;

развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей
средствами ИКТ;

выработка навыков применения средств ИКТ в повседневной жизни, при выполнении
индивидуальных и коллективных проектов, для решения учебных задач и для
будущей профессиональной деятельности.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зач. ед., 144 часа.
Содержание дисциплины

Информационные технологии; виды информационных технологий; современные
информационные технологии; технические и программные средства информационных
технологий;

Информационный процесс в автоматизированных системах; информационный ресурс
и его составляющие;

Информационное обеспечение (виды, классы, назначение); операционные системы
(состав, загрузка, назначение).

Основные виды обработки данных; обработка аналоговой и цифровой информации;
устройства обработки данных и их характеристики;

Кодирование и обработка числовой, текстовой, графической, мультимедийной
информации; форматы текстовых, графических, звуковых файлов;

Методы поиска и обмена информацией в глобальных и локальных компьютерных
сетях; сетевые технологии обработки данных; основные службы и услуги Internet;
информационно-поисковые системы.

Обработка информации и алгоритмы. Понятие данных. Основные структуры данных.
Запись выражений на алгоритмическом языке. Организация инженерного
вычислительного процесса различными средствами.

Подготовка, редактирование и оформление текстовой документации, графиков,
диаграмм и рисунков.

Организацией обработки числовых данных в электронных таблицах; сортировка и
фильтрация данных.
Аннотационная программа дисциплины
«Исполнительные устройства автоматики»
для подготовки бакалавров по направлению 220700.62
«Автоматизация технологических процессов и производств»
Цель освоения дисциплины
Дисциплина «Исполнительные устройства автоматики» предназначена для студентов
четвертого курса, обучающихся по направлению 220700.62 «Автоматизация
технологических процессов и производств». Цель дисциплины научить студентов
правильно рассчитывать и подбирать исполнительные устройства автоматики, понимать,
что исполнительное устройство является обязательным элементом системы управления
или регулирования и от правильности его расчета и подбора зависит работоспособность
всей системы и возможность получения в ней требуемых качественных показателей.
Кроме того, студент должен разбираться в видах исполнительных устройств, знать
преимущества и недостатки каждого вида и, соответственно, устанавливать в АСР тот или
иной вид, в том числе, с учетом отрасли промышленности. Наконец, студент должен четко
осознавать требования, которые предъявляются к исполнительному устройству
автоматики, и отличать их, в этом плане, от соответствующих приводов (двигателей).
Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов.
Содержание дисциплины
Общие вопросы. Роль исполнительных устройств в создании систем управления и
регулирования. Определение исполнительного устройства (ИУ), исполнительного
механизма (ИМ) и регулирующего органа (РО). Классификация исполнительных
устройств автоматики. Классификация электрических исполнительных механизмов
(ЭИМ). Классификация пневматических исполнительных механизмов (ПИМ).
Классификация РО. Понятие о СИУ ГСП. Функциональные и технические отличия ЭИМ
и ПИМ от соответствующих приводов (двигателей). Показ ИУ на функциональных
схемах автоматизации (ФСА). Достоинства и недостатки названных видов ИУ.
Электрические
исполнительные
устройства
автоматики.
Блок-схема
и
функциональная схемы ЭИУ. Основные элементы и характеристики двигательных ЭИМ.
Основные элементы и характеристики электромагнитных ЭИМ. Основные расчеты ЭИМ
(силовой, минимального времени подаваемого импульса, динамический, времени полного
хода). Учет динамики ЭИМ при расчете АСР. Уход от интегральной составляющей ЭИМ
за счет его охвата отрицательной обратной связью. Примеры ЭИМ, их условные
обозначения (шифровка). Технический выбор ЭИМ.
Пневматические исполнительные устройства автоматики. Характеристики РО ПИУ
(статические:
гидравлические,
расходные,
конструктивные;
динамические;
конструктивные). Шифровка ПИУ. Получение уравнения расходных характеристик через
пропускную способность. Расчеты ПИУ: конструктивный; 3 вида расчетов на условную
пропускную способность и выбор условного диаметра; статический расчет; расчеты,
связанные с техническим выбором ИУ; динамический. Кавитация и ее учет в расчетах ИУ.
Вязкость и ее учет в расчетах ИУ. Блок-схема расчета ИУ на ЭВМ. Способы
корректировки расходных характеристик ИУ. Расчеты ИУ для адаптивных и нечетких
позиционных систем управления. Технический выбор ПИУ.
Гидравлические
исполнительные
устройства
автоматики.
Золотниковые
распределители и чтение их работы на принципиальных гидравлических
(пневматических) схемах. Поршневые, лопастные и мембранные ГИМ. Расчеты ГИМ.
Технический выбор ГИМ.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Компьютерная практика»
для подготовки бакалавров по направлению
220700 «Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цель освоения дисциплины
Компьютерная практика предназначена для студентов третьего курса, обучающихся
по направлению 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств».
Целью проведения компьютерной практики является расширение кругозора студентов по
вопросам особенности работы на персональных компьютерах, а также в локальных и
глобальных (Internet) сетях; углубление и расширение знаний по теоретическим
дисциплинам; приобретение и закрепление навыков работы с программами и пакетами
программного обеспечения.
Задачи компьютерной практики: изучение аппаратных возможностей персональных
компьютеров и возможностей современного программного обеспечения; изучение
приемов работы с базами данных, с программами математических расчетов и
программами моделирования систем, а также с программами, предназначенными для
оформления конструкторской документации и технических отчетов.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.
Содержание дисциплины
Создание программ в средах разработки приложений, основанных на языках
высокого уровня; разработка баз данных и работа с ними: добавление и удаление данных,
выборка необходимых данных, защита данных; проведение инженерных расчетов и
моделирование процессов с использованием специализированных пакетов программ;
использование текстовых и графических редакторов для составления технической
документации.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Математика»
для подготовки бакалавров по направлению 220700
«Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цели освоения дисциплины
Дисциплина "Математика" предназначена для студентов первого курса, обучающихся
по направлению 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств».
Целями преподавания курса математики являются: обучение студентов основным
методам математического анализа; формирование у них основных математических
понятий; ознакомление студентов с возможными приложениями этих понятий и методов
при моделировании явлений и процессов в природе и обществе.
Основными задачами курса являются: выработка навыков использования аппарата
математического анализа при решении типичных задач, возникающих в
естественнонаучных и инженерных дисциплинах; изучение основ математических
методов, применяемых в специальных курсах данной специальности.
Общая трудоемкость дисциплины составляет _14_ зачетных единиц, _504_ часа.
Содержание дисциплины
Предмет и метод математики. Структура и содержание курса высшей математики, его
роль в подготовке современного специалиста высшей квалификации. Логические
высказывания и операции над ними, кванторы, построение отрицания сложных
логических высказываний, содержащих кванторы. Математическая теорема как
логическое высказывание. Прямое доказательство теоремы и доказательство от
противного. Метод математической индукции. Бином Ньютона. Множество,
подмножество, равенство множеств, операции над множествами, пустое множество.
Комплексные числа. Определение. Операции над комплексными числами. Геометрическая
интерпретация комплексных чисел. Действия над комплексными числами в
алгебраической и тригонометрической формах. Числовые последовательности, способы
задания, операции над последовательностями. Предел последовательности. Сходящиеся и
расходящиеся последовательности. Определение предела функции в точке и на
бесконечности. Основные теоремы о пределах функций. Понятие непрерывности
функции. Точки разрыва и их классификация. Дифференциальное исчисление функций
одного переменного. Производная функции. Производная суммы, произведения и
частного дифференцируемых функций, производная сложной и обратной функции.
Приложения дифференциального исчисления. Теоремы Роля, Лагранжа и Коши.
Правило Лопиталя. Формула Тейлора с остаточным членом в форме Пеано и Лагранжа.
Исследование поведения функций и построение эскизов графиков.
Понятие первообразной и неопределенного интеграла. Общие методы интегрирования.
Интегрирование отдельных классов функций. Определенный интеграл, способы его
вычисления. Понятие несобственного интеграла. Приложения определенного интеграла к
задачам геометрии и физики.
Понятие функции нескольких аргументов. Дифференциальное исчисление функций
нескольких аргументов. Производная по направлению и градиент функции. Безусловный
и условный экстремум функции нескольких аргументов.
Понятие дифференциального уравнения и их классификация. Дифференциальные
уравнения первого порядка, допускающие интегрирование в квадратурах..
Дифференциальные уравнения высших порядков и задача Коши для них. Линейные
дифференциальные уравнения второго и высших порядков. Системы дифференциальных
уравнений.
Кратные интегралы. Числовые ряды. Необходимый признак сходимости. Достаточные
признаки сходимости. Функциональные ряды. Степенные ряды и ряды Фурье.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Математические основы теории управления»
для подготовки бакалавров по направлениям
220700 - «Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цели освоения дисциплины
Дисциплина «Математические основы теории управления» предназначена для
студентов второго курса, обучающихся по направлениям 220700 «Автоматизация
технологических процессов и производств». Целью дисциплины является формирование у
студентов устойчивого представления об использовании ранее изученных разделов
математики для описания процессов, протекающих в конкретных технических объектах,
представляющих собой автоматические и автоматизированные системы управления или
их отдельные элементы.
Основными задачами предлагаемой дисциплины является изучение способов
математического описания динамических процессов элементов и систем управления;
математических форм представления моделей, описывающих динамику объектов и систем
управления, допускающих проведение исследований временных и частотных свойств
элементов и систем автоматического управления; способы преобразования моделей из
одних в другие формы; свойства элементарных динамических звеньев.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц, 216 часов.
Содержание дисциплины
Классификация систем управления. Примеры управляемых объектов и систем
автоматического управления. Функциональные схемы. Классификация систем по
характеру протекания динамических процессов и виду уравнений движения.
Виды математических моделей, объектов и систем управления. Понятие о моделях
систем автоматического управления. Виды моделей. Математические модели в области
действительного переменного: уравнения движения, формы их представления
(классическая, форма Коши, векторно-матричная). Типовые сигналы и их реакции.
Модели систем в области комплексного переменного: а) преобразование Лапласа и его
свойства, б) передаточная функция, в) векторно-матричная передаточная функция, г)
частотная форма модели системы. Структурные модели системы. Подходы к получению
структурных моделей. Графовые модели и их связь со структурной моделью.
Элементарные динамические звенья, их свойства и характеристики. Типовые
динамические звенья. Минимально-фазовые и неминимально-фазовые звенья. Векторноматричные модели звеньев. Усилительное, апериодическое, интегрирующее,
колебательное, дифференцирующее и форсирующее звенья и их динамические свойства.
Структурные схем и их соединения. Передаточные функции и частотные
характеристики соединений звеньев. Преобразование структурных моделей.
Математические модели нелинейных элементов систем. Общие свойства
статических характеристик нелинейных элементов. Типовые статические характеристики
нелинейных элементов.
Понятие о конечно-разностных уравнениях и передаточных функциях дискретных
систем. Конечно-разностные уравнения, z-преобразование. Передаточные функции
дискретных систем. Цифровые модели динамических процессов. Цифровые модели
элементарных динамических звеньев.
Математические модели объектов управления и элементов автоматики.
Математические модели электромеханических элементов автоматики, механических
объектов управления, гидравлических объектов управления.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Методы контроля работоспособности и диагностики
технических систем управления»
для подготовки бакалавров по направлению
220700 «Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цели освоения дисциплины
Дисциплина
"Методы
контроля
работоспособности
и
диагностики
технических систем управления" предназначена для студентов четвертого курса,
обучающихся по направлению 220700 «Автоматизация технологических процессов и
производств».
Проблема оценки состояния объекта и его диагностики в настоящее время имеет
огромное практическое значение для сложных технологических и информационных
систем. Близко с проблемой соприкасается задача идентификации объекта.
Роль данного курса состоит в обучении студента основным методам идентификации
математических моделей и их дальнейшем использовании на практике при решении задач
оценки состояния и диагностики.
Целью изучения дисциплины является теоретическое изучение основных методов и
алгоритмов идентификации, алгоритмов оценки состояния и диагностики линейных
динамических систем и знакомство с ними на практике.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зач. ед., 72 часа.
Содержание дисциплины
 Классификация объектов, задач и методов идентификации. Основные методы и
алгоритмы идентификации. Подходы к решению задач идентификации. Структурная
и параметрическая идентификация.
 Основы теории планирования эксперимента. Причины неудачной идентификации
моделей и способы их устранения. Различные типы помех, оказывающих влияние на
систему. Стохастические и детерминированные постановки задач идентификации.
 Общие понятия технической диагностики. Цели и задачи технической диагностики.
Её структура. Классификация систем диагностирования. Математическая постановка
задачи диагностирования. Классификация отказов. Статистические методы диагностирования.
 Общая задача контроля объекта. Классификация методов контроля. Методы
определения работоспособности по определяющим параметрам. Методы поиска места
отказа.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Метрология»
для подготовки бакалавров по направлению 220700.62
«Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цели освоения дисциплины
Дисциплина «Метрология» предназначена для студентов второго курса,
обучающихся по направлению 220700.62 «Автоматизация технологических
процессов и производств». Целью дисциплины является изучение студентами
теоретических основ метрологии, методов и алгоритмов измерений различных
физических величин, важнейших принципов построения средств измерений.
Основными задачами предлагаемой дисциплины является познакомить
студентов с терминологией в данной предметной области, с сущностью методов и
алгоритмов измерений, испытаний и контроля, выбирать алгоритмы обработки
результатов измерений, рассчитывать погрешности результатов измерений.
Общая трудоемкость дисциплины составляет _5_ зачетных единиц, __180__ часов.
Содержание дисциплины
Предмет и задачи метрологии. Структура теоретической метрологии.
Физические свойства и величины. Классификация. Шкала измерений.
Измерения и его основные операции. Элементы процесса измерений. Основные
этапы измерений. Классификация измерений. Понятие о испытание и контроле.
Системы физических величин и их единиц. Принципы построения. Международная
система единиц. Эталоны единиц физических величин. Поверочные схемы. Способы
поверки средств измерений.
Основные понятия теории погрешностей. Классификация. Принципы оценивание
погрешностей. Математические модели и характеристики погрешностей. Правила
округления результатов измерений.
Систематические погрешности. Классификация. Способы обнаружения и
устранения.
Случайные погрешности. Вероятностное описание. Основные законы
распределения.
Грубые погрешности и методы их исключения. Критерии исключения.
Обработка результатов измерений. Прямые многократные измерения. Однократные
измерения. Косвенные измерения. Совместные и совокупные измерения.
Суммирование погрешностей.
Измерительные сигналы. Классификация. Математическое описание и
математические модели.
Средства измерений. Классификация. Статистические
и динамические
характеристики и параметры средств измерений. Измерительные приборы и установки.
Измерительные системы и измерительно-вычислительные комплексы. Структурные
элементы и схемы средств измерений.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Микроконтроллеры в системах управления»
для подготовки бакалавров по направлению 220700.62
«Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цели освоения дисциплины
Целью дисциплины является формирование теоретических и практических умений
в области освоения микроконтроллерной техники и разработки управляющих устройств
на их основе.
Общая трудоемкость дисциплины составляет _4_ зачетные единицы, __144__ часа.
Содержание дисциплины
Изучение дисциплины «Микроконтроллеры в системах управления» направлено на
освоение тем:
- дать целостное представление о микропроцессорных устройствах на
базе микроконтроллера км1816ве51;
- структура микроконтроллера;
- cистема команд;
- регистры специальных функций и их назначение;
- распределение памяти;
- циклы выполнения команд обращение к внешней памяти данных;
- арифметико-логическое устройство, и его назначение;
- таймеры- счетчики, режимы их работы;
-универсальный приемопередатчик его режимы работы;
-построение на базе КМ1816ВЕ51 управляющего вычислительного
устройства;
-управление двигателями постоянного и переменного тока с помощью
микроконтроллера;
- управление исполнительным устройством МЭО с помощью микроконтроллера.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Моделирование систем и процессов»
для подготовки бакалавров по направлению
220700 «Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цель освоения дисциплины
Дисциплина «Моделирование систем управления» предназначена для студентов
третьего курса, обучающихся по направлению 220700 «Автоматизация технологических
процессов и производств». Основной целью преподавания дисциплины является
формирование у студентов совокупности знаний и умений в области современных методов
и средств моделирования систем и процессов различной физической природы,
необходимую для успешного решения задач разработки, исследования и эксплуатации
систем автоматического и автоматизированного управления техническими объектами,
технологическими линиями и автономными техническими системами.
Задачами дисциплины являются приобретение знаний в области принципов
математического и имитационного моделирования автоматических систем управления,
методов получения и исследования математических моделей объектов и процессов
различной физической природы, а также формирование навыков создания математических
и имитационных моделей и работы с ними.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часов.
Содержание дисциплины
Общие сведения о моделировании систем; классификация моделей, виды
моделирования; принципы системного подхода в моделировании; стадии разработки
моделей; инструментальные средства моделирования.
Способы получения математических моделей объектов и технических систем
управления, эмпирический и комбинированный способы получения математических
моделей; операторные модели, модели в пространстве состояний; конечные автоматы,
марковские случайные процессы; интеллектуальные модели объектов и систем
управления.
Основные характеристики и область применения метода цифрового моделирования,
этапы создания цифровых моделей; методы численного дифференцирования и
интегрирования; модельные эффекты дискретизации при построении цифровых моделей.
Основные понятия математической теории динамических систем; качественные
методы анализа динамических систем; показатели Ляпунова и устойчивость движения
динамических систем; хаос в технических системах, критерии обнаружения хаоса;
вейвлет-анализ и его применение для анализа динамики систем; реконструкция
нелинейных динамических систем.
Методы моделирования систем с распределенными параметрами; численные методы
решения уравнений математической физики и соответствующие конечно-разностные
математические модели; явные и неявные конечно-разностные схемы, устойчивость
конечно-разностных схем.
Сущность имитационного моделирования; модельное время и способы управления
модельным временем; обобщенная структура имитационной модели, способы
организации квазипараллелизма и этапы создания имитационной модели; теоретические
основы метода статистического моделирования, машинное моделирование случайных
величин, процессов и событий; проверка адекватности имитационных моделей.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«НИР по специальности»
для подготовки бакалавров по направлению 220700.62
«Автоматизация технологических процессов и производств»
Цель освоения дисциплины
Дисциплина «НИР по специальности» предназначена для студентов четвертого курса,
обучающихся по направлению 220700.62 «Автоматизация технологических процессов и
производств». Целью преподавания данной дисциплины является повышение качества
подготовки студентов путем их приобщения к научно-исследовательской работе (НИР),
развитие у них способности творчески применять в практической деятельности
достижения научно-технического прогресса, выработка у студентов навыков грамотного
изложения результатов собственных научных исследований и способности
аргументировано защищать и обосновывать полученные научные результаты. Кроме того,
цель дисциплины заключена в том, чтобы дать студентам четкое понимание этого вида
работ, в том числе, через конкретные формы их выполнения.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, 72 часа.
Содержание дисциплины
Общие вопросы. Цели и задачи дисциплины. Некоторые виды работ и место в них НИР. О
перспективных направлениях исследований: приоритетные направления развития науки и
техники в РФ; критические технологии; направления инновационного развития;
направления модернизации президента. Технологические платформы, как путь
реализации прорывных технологий. Лучшие изобретения человечества за последние 25
лет.
Охраняемые
результаты
интеллектуальной
деятельности
и
средства
индивидуализации. Произведения науки, программы для ЭВМ, базы данных,
изобретения, полезные модели, промышленные образцы, топологии интегральных
микросхем, секреты производства (ноу-хау). Объекты изобретения (продукт, применение
средства по определенному назначению, способ) и их признаки. Роспатент и ФИПС.
Десять основ знаний изобретателя.
Описание заявки на изобретение. Состав заявочной документации. Структура
построения описания заявки на патент на изобретение. Примеры конкретного
выполнения: описание устройства, описание вещества, описание способа, Описание
применения известного устройства, способа, вещества по новому назначению. Формула
изобретения и ее виды. Оформление документов заявки.
Понятие о моделировании систем управления и регулирования в подсистеме Simulink
системы MatLab. Подсистема Simulink как мощный инструмент проведения НИР в
области автоматизации. Общие понятия о системе MatLab и подсистеме Simulink.
Обозреватель разделов библиотеки Simulink. Создание модели в среде Simulink.
Установка параметров блоков и выполнение моделирования. Примеры моделирования
различных систем. Решение простейших исследовательских задач в Simulink.
Обсуждение исследовательских работ и задач студентов. Отражение современные
проблем и перспектив развития науки и производства в студенческих работах. Объект
исследования в работах по направлению «Автоматизация технологических процессов и
производств». Выработка у студентов навыков грамотного изложения результатов
собственных научных исследований и способности аргументировано защищать и
обосновывать полученные научные результаты путем публичных выступлений и
проведения презентаций. Требования к написанию курсовых проектов, работ и отчетов по
НИР.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Операционные системы»
для подготовки бакалавров по направлению
220700 «Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цель освоения дисциплины
Дисциплина «Операционные системы» предназначена для студентов третьего курса,
обучающихся по направлению 220700 «Автоматизация технологических процессов и
производств». Основной целью преподавания является формирование теоретической и
практической базы для углубленного понимания принципов работы операционных систем
как платформы для развертывания прикладного программного обеспечения необходимого
при решении задач автоматизации.
Задачами дисциплины являются: изучение общих принципов организации и
функционирования современных операционных систем, работающих на различных
аппаратных платформах; использование интерфейса операционных систем при разработке
прикладного программного обеспечения; применение системного программного
обеспечения для конфигурирования и администрирования операционной системы.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.
Содержание дисциплины
Принципы организации операционных систем (ОС); обзор современных ОС.
Понятие процесса, изменение состояния процесса; идентификация процессов в
вычислительной системе; планирование исполнения процессов; синхронизация
взаимодействующих процессов; взаимоблокировки процессов и борьба с ними.
Организация основной памяти, управление памятью; виртуальная память.
Структурированное хранение информации во внешней памяти; организация
файловых систем и доступ к файлам.
Система управления вводом-выводом.
Сетевые операционные системы; основы передачи информации между удаленными
процессами; многоуровневая модель взаимодействия сетевых систем; адресация и
маршрутизация в сетях.
Информационная безопасность операционных систем.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Оптимальные системы управления»
для подготовки бакалавров по направлению 220700.62
«Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цели освоения дисциплины
Обеспечить правильное формирование у студентов представления о задачах
оптимального управления, целевых функциях, методах оптимизации. Научить студентов
применению методов вариационного исчисления, динамического программирования
Беллмана, принципа максимума Понтрягина к решению технических задач управления
различными объектами.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зач. ед., 108 часов.
Содержание дисциплины
Классификация задач оптимизации по виду целевой функции. Общая постановка
задачи оптимального управления. Ограничения. Метод вариационного исчисление в
применении к синтезу оптимального регулятора. Принцип максимума Понтрягина. Синтез
оптимальных законов управления для объектов для объектов управления второго порядка.
Теорема Фельдбаумана. Метод динамического программирования Беллмана.
Иллюстрация на примерах. Модели структур оптимальных устройств управления.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Преддипломная практика»
для подготовки бакалавров по направлению
220700 «Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цель освоения дисциплины
Преддипломная практика предназначена для студентов четвертого курса,
обучающихся по направлению 220700 «Автоматизация технологических процессов и
производств». Целью проведения преддипломной практики является закрепление знаний и
умений по выполнению научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ по
созданию систем автоматизации технологических процессов и производств и подбор
материала для дипломного проектирования, как по теме индивидуального задания, так и
по всем разделам дипломного проекта.
Задачами преддипломной практики являются: ознакомление с действующими
системами автоматизации, их методикой расчета, проектированием, наладкой,
эксплуатацией и ремонтом; выполнение индивидуальной работы по заданию завода или
института; проведение экспериментов, сбор статистического материала о работе
оборудования, средств контроля и управления.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 9 зачетных единиц, 324 часа.
Содержание дисциплины
Ознакомление с правилами поведения на предприятии, с распорядком рабочего дня,
с правилами работы с оборудованием и технологическими линиями предприятия;
прохождение общего инструктажа в отделе охраны труда и инструктажа на рабочем месте
по месту закрепления практиканта.
Описание производственной структуры объекта автоматизации, характеристика
технологического процесса, формирование основных требований и ограничений,
выявление основных параметров, изучение технологического оборудования.
Формализация задач управления объектом автоматизации, выработка рекомендаций
управления по внесению изменений в организационную, функциональную,
информационную, техническую структуры системы, разработка предварительных
решений по организационному, информационному, техническому, программному и
математическому обеспечению системы, формирование концепций построения системы и
оценка их эффективности, сравнительный анализ концепций.
Определение цели и задач управления объектом автоматизации; составление и
анализ организационной, функциональной, информационной, технической структур
существующей системы управления; экспериментальные исследования основных каналов
управления, оценка эффективности управления.
Изучение подходов к проектированию системы автоматизации: ознакомление с
инструментальными средствами проектирования; использование SCADA-технологий;
знакомство с типами микроконтроллеров, применяемых в структурах системы
автоматизации конкретного производства, изучение их технических характеристик.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Программирование и основы алгоритмизации»
для подготовки бакалавров по направлению
220700 «Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цели освоения дисциплины
Дисциплина "Программирование и основы алгоритмизации" предназначена для
студентов второго курса, обучающихся по направлению 220700 «Автоматизация
технологических процессов и производств».
В данном курсе рассматриваются общие вопросы, касающиеся двух фундаментальных
понятий: алгоритмизации и программирования. Под алгоритмизацией понимается умение
представлять идеи в формализованном виде, воплощать в форму, доступную для
автоматизации, например на компьютере, умение логически мыслить, формализовать
постановку задачи и цели алгоритмов, решать типовые алгоритмические задачи.
Программирование подразумевает практическую реализацию алгоритмов на
определенном языке программирования, знание конструкций языка, технологии
программирования.
Цель дисциплины состоит в поэтапном формировании у студентов следующих слоёв
знаний и умений.
Слой 1: знание основных понятий программирования.
Слой 2: знание базового языка программирования (Pascal/ C/ C++).
Слой 3: умение решать задачи на вычислительных машинах.
Кроме того изучение данного курса способствует достижению следующих целей:
 выбирать и использовать базовые структуры данных для организации сложных
управляющих и информационных структур,

использовать технологию структурного программирования при создании программ
обработки сложных структур данных.

овладение умениями работать с различными видами информации с помощью
компьютера и других средств информационных и коммуникационных технологий
(ИКТ), организовывать собственную информационную деятельность и планировать
ее результаты;

развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей
средствами ИКТ;

выработка навыков применения средств ИКТ в повседневной жизни, при
выполнении индивидуальных и коллективных проектов, для решения учебных
задач и для будущей профессиональной деятельности.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зач. ед., 144 часа.
Содержание дисциплины

Этапы решения задач на ЭВМ. Понятие алгоритма. Исполнитель, система команд
исполнителя. Свойства алгоритмов. Способы записи алгоритмов. Принципы
структурного программирования. Основные алгоритмические структуры и их
суперпозиции.

Естественные и формальные языки. Инструментарий технологии программирования. Языки и среды программирования – состав, классификация.
Транслятор, компилятор.

Жизненный цикл программы. Модели жизненного цикла. Основные этапы
разработки программы. Тестирование и отладка программного средства. Принципы
и виды отладки. Уровни тестирования. Тестирования «белого ящика» и «черного
ящика». Основные характеристики и показатели качества программы.

Основные конструкции алгоритмических языков. Общие конструкции
алгоритмических языков: алфавит, величина (тип, имя и значение). Выражение.
Арифметическое выражение. Логическое выражение. Стандартные функции.
Структура программы.

Процедуры и функции. Модули. Подпрограммы. Локальные и глобальные
идентификаторы подпрограмм. Рекурсия.

Структурированные типы языка программирования высокого уровня. Массивы.
Примеры задач с численными, символьными, булевскими массивами. Строковый
тип данных. Записи. Множественный тип. Файлы. Понятие логического и
физического файлов. Общие процедуры для работы с файлами. Типизированные
файлы. Текстовые файлы. Прямой и последовательный доступ к компонентам
файлов.

Организация динамических структур данных (абстрактных типов данных): стек,
очередь, двоичное дерево поиска. Динамическое распределение памяти. Виды
списков.

Алгоритмы поиска и сортировки. Простой и бинарный поиск. Сортировки:
выбором, обменом, вставкой. Анализ сложности алгоритмов на примере
сортировок.

Введение в объектно-ориентированное программирование (ООП) Инкапсуляция,
наследование, полиморфизм.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Проектирование систем управления»
для подготовки бакалавров по направлению 220700.62
«Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цели освоения дисциплины
Целью изучения дисциплины «Проектирования систем управления» является
получение устойчивых навыков самостоятельной работы с современными
компьютерными системами автоматизированного проектирования, систем управления на
современной технической основе с применением
технологических языков
программирования и SCADA-программ. Освоение применения современных датчиков и
исполнительных устройств в цифровых системах управления.
Общая трудоемкость дисциплины составляет _4_ зачетные единицы, __144__ часа.
Содержание дисциплины
Структуры современных систем автоматизации промышленных объектов.
Применение современных контроллеров серии I-7000 для автоматизации
промышленных объектов.
Типы, назначение, технические характеристики модулей удаленного ввода-вывода
серии I-7000.
Типы, назначение, технические характеристики процессорных модулей серии I-7178
их программирование.
Построение на базе I-7000 распределенных управляющих сетей.
Применение SCADA «GOOD HTLP» для программирования систем управления
построенных на базе серии I-7000.
Разработка программ управления в среде редактора представления данных
ENDHART.
Язык функциональных блоков.
Редактор визуализации данных «Pcview» его назначение, работа с визуальными
формами.
Назначение программ «Arehive Maker», «Arehive Viwer», «COM-сервер», «Mbuilder».
Современные датчики измерения технологических параметров фирмы «Метран».
Современные исполнительные устройства фирмы «Zeim».
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Средства автоматизации и управления»
для подготовки бакалавров по направлению 220700.62
«Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цели освоения дисциплины
Дисциплина средства автоматизации и управления предназначена для студентов
третьего курса, обучающихся по направлению 220700 «Автоматизация
технологических процессов и производств». Целью дисциплины является изучение
студентами
электрических,
электромеханических,
электронных,
цифровых,
пневматических и комбинированных средств автоматизации как составляющих частей
автоматизированных
систем
управления
технологическими
процессами
и
производствами, их принципа действия и технических характеристик, условий
применения в системах автоматизации, принципов построения на их основе
функциональных устройств.
Основными задачами предлагаемой дисциплины являются: формирование
устойчивых знаний о принципах действия элементов и устройств автоматизации
различного класса, физических явлениях, положенных в основу построения этих
элементов и устройств, математических моделях, отражающих основные свойства
рассматриваемых устройств, технических характеристиках, наладке и эксплуатации
средств автоматизации технологических процессов и производств.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов.
Содержание дисциплины
Общие характеристики средств автоматизации и управления (САиУ). Распределения
САиУ по уровням иерархии в автоматических системах управления технологическими
процессами (АСУТП). Классификация элементов автоматических систем. Принципы
построения типовые структуры средств измерения и автоматизации.
Государственная система приборов и средств автоматизации (ГСП). Назначение.
Проблемно-ориентированные комплексы – подсистемы ГСП. Структура ГСП. Принципы
совместимости САиУ. Стандартизация и унификация САиУ. Агрегатный принцип
использования САиУ. Программно-технические комплексы.
Пневматические средства автоматизации (ПСА). Основные понятия и соотношения.
Узлы ПСА. Пневматические дроссели и емкостные элементы. Характеристики и
соотношения. Пневматические преобразователи сигналов. Струйные преобразователи.
Аналоговые и дискретные пневматические элементы. Исполнительные пневматические
элементы. Вспомогательные устройства пневмоавтоматики. Системы подготовки воздуха.
Электромеханические устройства систем автоматизации. Электромеханические
измерительно-преобразовательные
элементы
автоматизации
и
управления.
Электромеханические усилительно-преобразовательные устройства автоматизации.
Электромеханические исполнительные устройства автоматизации.
Электрические и электронные средства автоматизации. Магнитные элементы
автоматических систем. Электронные средства автоматизации. Регулирующие устройства.
Электрические и электронные измерительно-преобразовательные средства автоматизации
и управления. Комбинированные средства автоматизации.
Цифровые и программные средства автоматизации. Микропроцессорные средства
автоматизации и управления. Промышленные контроллеры и средства построения
АСУТП. Программные средства автоматизации и управления.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Схемотехника ЭВМ»
для подготовки бакалавров по направлению 220700.62
«Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цели освоения дисциплины
Дисциплина «Cхемотехника ЭВМ» предназначена для студентов третьего курса,
обучающихся по направлению 220700.62 «Автоматизация технологических
процессов и производств». Целью дисциплины является изучение студентами
важнейших принципов и методик построения схемотехнических решений электронных
узлов и блоков современных электронно-вычислительных устройств.
Основными задачами предлагаемой дисциплины является познакомить
студентов с терминологией в данной предметной области, с сущностью физических
процессов, протекающих в электронных схемах,
с важнейшими принципами
действия типовых электронных узлов и методикой их расчета; рассмотрение методов
анализа и синтеза цифровых устройств, с использованием современной элементной
базы; выработка элементарных навыков построения основных узлов современных ЭВМ и
новых решений в этой области.
Общая трудоемкость дисциплины составляет _3_ зачетные единицы, __108__ часов.
Содержание дисциплины
Введение в схемотехнику ЭВМ. Основные понятия, термины и определения. Виды
сигналов. Классификация элементов и узлов ЭВМ.
Интегральная схемотехника. Общие сведения о сериях ИМС. Функциональный
состав. Система условных обозначений ИМС. Электрические параметры, статические и
динамические характеристики. Элементы с открытым коллектором, с Z-состоянием, с
повышенной нагрузочной способностью.
Элементы ЭВМ. Базовые логические элементы и функциональный состав
логических, вспомогательных и специальных элементов ИС. Реализация основных
логических функций. Основные серии. Сравнительная оценка систем элементов по
основным параметрам: быстродействию, потребляемой мощности, функциональному
составу, надежности, стоимости.
Функциональные узлы ЭВМ комбинационного типа. Синтез устройств в базисах ИНЕ и ИЛИ-НЕ. Дешифраторы и шифраторы. Демультиплексоры и мультиплексоры.
Преобразователи кодов. Сумматоры.
Триггеры. Классификация. Структурная схема. Триггер как элементарный
цифровой автомат. Способы описания, методика синтеза. Преобразование типов
триггеров. Реализация триггеров в элементных базисах. Динамические параметры.
Основные серии триггеров.
Функциональные узлы ЭВМ последовательностного типа. Регистры. Назначение и
классификация. Синтез универсальных регистров. Регистры серий ИС ТТЛ, ЭСЛ, КМДПлогики. Счетчики. Назначение, классификация, основные параметры. Счетчики с
произвольным коэффициентом пересчета. Методика построения. Реализация счетчиков в
элементных базисах.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Теоретическая механика»
для подготовки бакалавров по направлению 220700
«Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цели освоения дисциплины
Формирование у студентов знаний в области теоретической механики –
фундаментальной дисциплины физико-математического цикла, которая является базой
для изучения как общепрофессиональных дисциплин, так и специальных дисциплин.
Основными задачами предполагаемой дисциплины является получение студентами
практических навыков в области теоретической механики, приобретение ими умения
самостоятельно строить и исследовать математические и механические модели
технических систем, квалифицированно применяя при этом основные алгоритмы высшей
математики и используя возможности современных компьютеров и информационных
технологий.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов.
Содержание дисциплины
Кинематика. Предмет кинематики. Векторный способ задания движения точки.
Естественный способ задания движения точки. Вращение твердого тела вокруг
неподвижной оси. Плоское движение твердого тела и движение плоской фигуры в ее
плоскости. Движение твердого тела вокруг неподвижной точки. Общий случай движения
свободного твердого тела. Абсолютное и относительное движение точки. Сложное
движение твердого тела. Динамика и элементы статики. Предмет динамики и статики.
Законы механики Галилея-Ньютона. Задачи динамики. Свободные прямолинейные
колебания материальной точки. Относительное движение материальной точки.
Механическая система. Масса системы. Дифференциальные уравнения движения
механической системы. Количество движения материальной точки и механической
системы. Момент количества движения материальной точки относительно центра и оси.
Кинетическая энергия материальной точки и механической системы. Понятие о силовом
поле. Система сил. Аналитические условия равновесия произвольной системы сил. Центр
тяжести твердого тела и его координаты. Принцип Даламбера для материальной точки.
Дифференциальные уравнения поступательного движения твердого тела. Движение
твердого тела вокруг неподвижной точки. Связи и их уравнения. Принцип возможных
перемещений. Обобщенные координаты системы. Дифференциальные уравнения
движения механической системы в обобщенных координатах или уравнения Лагранжа
второго рода. Принцип Гамильтона-Остроградского. Понятие об устойчивости
равновесия. Малые свободные колебания механической системы с двумя (или n)
степенями свободы и их свойства, собственные частоты и коэффициенты формы.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Теория автоматического управления»
для подготовки бакалавров по направлению 220700.62
«Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цели освоения дисциплины
Дисциплина «Теория автоматического управления» предназначена для студентов
третьего курса, обучающихся по направлению 220700.62 «Автоматизация
технологических процессов и производств».
Целью дисциплины является формирование у студентов теоретической базы для
исследования (анализа и идентификации) и проектирования (синтеза) автоматических и
автоматизированных систем управления различных классов во всех областях техники и
технологии, привить у обучающихся навыки преобразования структурных схем,
применения методов оценки устойчивости и качества систем, синтеза структур,
отвечающих заданным показателям качества оптимизации законов управления.
Общая трудоемкость дисциплины составляет _9_ зачетных единиц, __324__ часов.
Содержание дисциплины
Основные понятия и определения в теории автоматического управления.
Принципы построения систем автоматического управления (САУ). Законы управления.
Устойчивость систем. Методы оценки устойчивости непрерывных систем линейного и
нелинейного классов. Методы анализа качества САУ. Стабилизация и демпфирование
систем. Методы синтеза корректирующих устройств. Управляемость и наблюдаемость.
Инвариантность. Системы с переменной структурой. Методы оценки качества
колебательных режимов нелинейных систем. Псевдолинейные корректирующие
устройства. Дискретные САУ, их классификация и математические модели. Методы
оценки устойчивости и качества дискретных систем. Цифровые законы управления.
Стохастические системы – задачи анализа и синтеза. Тенденции развития теории
автоматического управления – адаптивные системы, интеллектуальные системы,
робастные системы.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Технологические процессы автоматизированных производств»
для подготовки бакалавров по направлению 220700.62
«Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цели освоения дисциплины
Целью дисциплины является формирование системного
студентов специальности 220700 о технологических процессах
представления у
и производствах
строительных материалов, а также об оборудовании, применяемом в этом производстве,
с точки зрения их места в системах автоматизации.
Задачами дисциплины являются: анализ закономерностей функционирования
технологического оборудования и протекания основных процессов производства
строительных материалов; идентификация и моделирование технологических процессов и
оборудования; повышение эффективности работы промышленных аппаратов и оценка
качества функционирования.
Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3зач.ед.(108 ч.)
Содержание дисциплины
Основные технологические процессы производства строительных материалов, их
классификация. Основное оборудование, используемое при производстве вяжущих
веществ, стекла, керамики. Общие принципы функционирования технологического
оборудования, показатели качества функционирования. Анализ технологических
процессов и оборудования для их реализации, как объектов автоматизации и управления.
Основные физико-химические закономерности, используемые для
описания
технологических процессов производства строительных материалов. Характеристика
основных групп переменных. Виды моделей объектов автоматизации и формы их
представления. Структурные схемы типовых технологических процессов и методика их
построения.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Физика»
для подготовки бакалавров по направлению 220700
«Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цели освоения дисциплины
Целью физики является изучение наиболее общих свойств и законов существования
материи, форм ее движения и обеспечение фундаментальной физической подготовки,
позволяющей будущим бакалаврам ориентироваться в научно-технической информации,
использовать физические принципы и законы в своей трудовой деятельности. Физика
знакомит студентов с основами знаний о природе, которые не могут меняться под
влиянием текущего момента и политических условий. В результате изучения физики и
других естественных дисциплин у студентов в конечном итоге должна сложиться
единая непротиворечивая картина мира. Изучение дисциплины должно способствовать
формированию у студентов основ научного мышления, в том числе: пониманию границ
применимости физических понятий и теорий; умению оценивать степень достоверности
результатов теоретических и экспериментальных исследований; умению планировать
физический и технический эксперимент и обрабатывать его результаты с использованием
методов теории размерности, теории подобия и математической статистики. Именно
физика создает основу фундаментальной теоретической и практической подготовки
будущего бакалавра, позволяющую правильно понимать разнообразные конкретные
явления и закономерности, изучаемые большинством общепрофессиональных и
специальных дисциплин.
Общая трудоёмкость дисциплины составляет 9 зачётных единиц, 324 часа.
Содержание дисциплины
- Элементы кинематики материальной точки, основные понятия и определения.
Уравнения движения материальной точки.
- Динамика материальной точки, основные понятия и определения. Законы Ньютона.
Силы в механике
- Импульс. Виды энергии. Работа, мощность, КПД. Законы сохранения импульса и
энергии.
- Механика твердого тела, основные понятия и определения. Закон сохранения момента
импульса. Основное уравнение динамики вращательного движения абсолютно твёрдого
тела.
- Основные законы идеального газа.
- Первое начало термодинамики и его применение к различным изопроцессам.
- Реальные газы, жидкости и твёрдые тела.
- Электрическое поле в вакууме и в веществе
- Постоянный электрический ток, его основные характеристики и законы.
- Магнитное поле, его основные характеристики и законы. Явление электромагнитной
индукции.
- Магнитные свойства вещества
- Механические и электромагнитные колебания. Основные понятия и уравнения.
- Переменный ток, его основные характеристики. Законы Ома для различных цепей
переменного тока.
- Упругие и электромагнитные волны. Основные понятия и уравнения.
- Квантовая природа излучения. Законы теплового излучения.
- Элементы квантовой механики. Основные понятия и законы.
- Элементы современной физики атомов и молекул.
- Элементы физики твердого тела.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Физические основы электроники»
для подготовки бакалавров по направлению
220700.62 - «Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цели освоения дисциплины
Дисциплина «Физические основы электроники» предназначена для студентов
второго курса, обучающихся по направлению 220700 - «Автоматизация
технологических процессов и производств». Целью преподавания данной дисциплины
является обеспечение базовой инженерной подготовки специалиста в области
электроники, развитие инженерного мышления, приобретение знаний, необходимых для
изучения специальных дисциплин, связанных с проектированием и эксплуатацией
электронного оборудования.
Изучение дисциплины направлено на решение следующих основных задач. Дать
целостное представление о современной элементной базе, необходимой для построения
электронных устройств, применяемых в области автоматизации технологических
процессов; научить студентов производить определение основных параметров и
характеристик полупроводниковых приборов и устройств; сформировать систему знаний,
необходимую для практического анализа работы электрических цепей и электронных
схем. Поставленные задачи решаются путем сочетания таких форм обучения как чтение
лекций, проведение практических занятий и лабораторных работ.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц, 216 часов.
Содержание дисциплины
Принципы зонной теории твёрдого тела. Образование
энергетических зон.
Энергетические диаграммы твердых тел.
Электропроводность полупроводников. Свойства полупроводников, выделяющие их в
особый класс. Структура полупроводников. Подвижные носители заряда в
полупроводниках. Равновесная концентрация носителей заряда в собственном
полупроводнике. Примеси в полупроводниках. Примесные полупроводники. Компенсация
примеси. Температурная зависимость концентрации носителей заряда в примесном
полупроводнике. Время жизни неравновесных носителей заряда. Виды рекомбинации.
Механизмы генерации и рекомбинации пар носителей заряда. Стадии рекомбинации через
ловушки.
Движение носителей заряда: диффузия; дрейф. Диффузионная длина. Подвижность
носителей заряда.
Электронно-дырочный и металло-полупроводниковый переходы. Структура и
принцип
действия
p-n–перехода.
Энергетическая
диаграмма
p-n–перехода.
Потенциальный барьер p-n–перехода. Прямое смещение p-n–перехода. Инжекция. Прямая
ветвь вольт-амперной характеристики p-n–перехода. Обратное смещение p-n–перехода.
Экстракция. Составляющие обратного тока p-n–перехода. Обратная ветвь вольт-амперной
характеристики p-n–перехода. Вольт-амперная характеристика реального p-n–перехода.
Ёмкости p-n–перехода. Вольт-фарадные характеристики барьерной и диффузионной
емкостей p-n–перехода. Частотные характеристики барьерной и диффузионной емкостей
p-n–перехода. Эквивалентные схемы p-n–перехода. Пробои p-n–перехода. Переходные
процессы в p-n–переходах. Металло-полупроводниковые переходы.
Полупроводниковые приборы. Выпрямительные диоды. Варикапы. Стабилитроны.
Стабисторы. Импульсные диоды. Биполярные транзисторы. Тиристоры (динисторы,
тринисторы, симисторы). Полевые транзисторы (с управляющим p-n-переходом, МДПтранзистор со встроенным каналом, МДП-транзистор с индуцированным каналом).
Применение полупроводниковых приборов. Выпрямители напряжения. Амплитудные
ограничители.
Стабилизаторы
напряжения.
Схемы
электронной
настройки
колебательного контура. Усилительные каскады. Релаксационные генераторы
пилообразных колебаний.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Химия»
для подготовки бакалавров по направлению 220700.62
«Автоматизация технологических процессов и производств»
Цели освоения дисциплины
Дисциплина «Химия» предназначена для студентов первого курса, обучающихся по
направлению 220700.62 «Автоматизация технологических процессов и производств».
Химия является не только общетехнической, но и общеобразовательной наукой. Изучение
курса химии должно способствовать развитию у студентов логического химического
мышления, для предотвращения техногенных чрезвычайных ситуаций и их грамотной
ликвидации.
Задачами дисциплины являются: получение современных научных
представлений о материи и формах ее движения, об основных законах химии, законах
функционирования биологических систем, о закономерностях протекания химических
реакций, о проблемах взаимодействия мировой цивилизации с природой и пути их
разумного решения. Знание курса химии необходимо для успешного изучения
последующих общенаучных и специальных дисциплин, а в дальнейшем – для успешной
творческой деятельности специалиста.
Общая трудоемкость дисциплины составляет – 3 зачетных единиц, 108 час.
Содержание дисциплины
Классификация и свойства химических элементов. Важнейшие неорганические
соединения, номенклатура, свойства. Металлы, получение, свойства, применение в
технике. Неметаллы, свойства, применение, важнейшие соединения. Связь между
классами неорганических соединений.
Основные понятия химии. Моль и эквивалент. Газовые законы. Стехиометрические
законы (закон постоянства и сохранения массы, закон эквивалентов). Характеристики
растворов. Механизм растворения. Растворимость. Физические и химические процессы
при растворении. Способы выражения концентраций растворов. Равновесия в растворах.
Коллигативные свойства растворов. Осмос. Кристаллогидраты. Законы Рауля. Уравнение
Вант-Гоффа. Осмос. Кристаллогидраты. Законы Рауля. Уравнение Вант-Гоффа.
Термодинамика
химических
процессов.
Термодинамические
величины.
Термохимия. Физическая сущность энергетических эффектов химических реакций.
Параметры и функции состояния. Изобарные и изохорные процессы. Энтальпия.
Энтропия. Энергия Гиббса. Энергетические эффекты химических реакций. Критерий
возможности
самопроизвольного
протекания
процессов.
Основные
законы
термодинамики. Закон Гесса. Эмпирическое правило Бертло-Томсена.
Химическая кинетика реакций. Гомо- и гетерогенные реакции. Скорость
химической реакции. Зависимость скорости химической реакции от различных факторов.
Закон действия масс. Константа скорости реакции, ее физический смысл. Правило ВанГоффа. Теория активных столкновений. Энергия активации. Катализ. Химическое
равновесие. Константа химического равновесия. Принцип Ле-Шателье.
Химические равновесия в растворах электролитов. Растворы электролитов.
Электролитическая диссоциация, ее причины. Сильные и слабые электролиты. Константа
и степень диссоциации. Связь между изотоническим коэффициентом и степенью
диссоциации. Закон разбавления Оствальда. Правило Бертолле-Михайленко. Условия
протекания ионно-обменных реакций. Ионное произведение воды, водородный
показатель. Шкала кислотности водных растворов. Константа и степень гидролиза.
Гидролиз солей. Расчет рН кислот, оснований, солей. Гидролиз солей. Типы
гидролиза. Влияние на интенсивность гидролиза различных факторов. Произведение
растворимости. Расчет рН кислот, оснований, солей.
Окислительно-восстановительные свойства веществ. Степень окисления
элементов. Окисление и восстановление, окислители и восстановители. Типы
окислительно-восстановительных реакций. Направление протекания ОВР. Способы
уравнивания редокс-реакций (метод электронного баланса и ионно-электронный).
Влияние среды на характер протекания ОВР. Химические источники электрической
энергии. Электродные потенциалы. Схема гальванического элемента. Уравнение Нернста.
Стандартные электродные потенциалы. Ряд напряжений металлов. Теоретические основы
электролиза. Электролиз с инертными и активными анодами. Законы электролиза.
Применение электролиза в промышленности.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Численные методы»
для подготовки бакалавров по направлению
220700.62 - «Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цели освоения дисциплины
Дисциплина «Численные методы» предназначена для студентов второго курса,
обучающихся по направлению 220700 - «Автоматизация технологических процессов и
производств». Цель преподавания данной дисциплины состоит в познании численных
методов, которые необходимы для умения решать инженерные и научные задачи,
возникающие как перед студентами при изучении различных курсов в рамках данной
специальности, так и перед инженерным персоналом впоследствии.
Основными задачами дисциплины являются: выработка навыков применения
численных методов для приближенного решения различных прикладных задач с
использованием персональных ЭВМ; изучение методик, позволяющих дать обоснование
корректности применения алгоритмов численного решения.
Поставленные задачи решаются путем сочетания таких форм обучения как чтение
лекций, проведение практических занятий и лабораторных работ.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа.
Содержание дисциплины
Погрешности и их учёт: виды погрешностей; источники погрешностей; погрешности
арифметических действий.
Приближенное решение алгебраических и трансцендентных уравнений: отделение
корней; уточнение корней (метод дихотомии, метод хорд, метод касательных,
комбинированный метод, метод итераций); оценка погрешности приближения.
Решение систем линейных алгебраических уравнений (метод Крамера, метод Гаусса,
метод Гаусса с выбором главного элемента, метод Гаусса - Жордана, метод простых
итерации, метод Зейделя); применение метода Гаусса для вычисления определителей;
применение метода Гаусса для обращения матриц; решение систем нелинейных
алгебраических уравнений методом Ньютона-Канторовича.
Интерполяция функций: интерполяционный полином Ньютона; интерполяционный
полином Лагранжа; сплайн–интерполяция функций; экстраполяция; обратная
интерполяция; выбор оптимальных узлов интерполяции.
Построение эмпирических формул: выбор общего вида эмпирической формулы;
определение параметров эмпирической формулы методом наименьших квадратов.
Численное дифференцирование функций: применение интерполяционного полинома
Лагранжа; применение интерполяционного полинома Ньютона.
Численное интегрирование функций: квадратурные формулы прямоугольников;
квадратные формулы Ньютона–Котеса (формула трапеций, формула Симпсона);
квадратурная формула Чебышева; квадратурная формула Гаусса.
Численное решение обыкновенных дифференциальных уравнений: численное
решение задачи Коши (метод Эйлера, уточненный метод Эйлера, метод Рунге-Кутта 4-го
порядка точности, метод Адамса, метод Милна); численное решение краевой задачи
(метод конечных разностей).
Численное решение дифференциальных уравнений в частных производных: конечноразностная аппроксимация дифференциальных уравнений в частных производных (метод
сеток); условие устойчивости схемы; выбор шага.
Решение задач оптимизации: одномерная безусловная оптимизация (метод золотого
сечения); многомерная безусловная оптимизация (метод покоординатного спуска,
градиентный метод); условная оптимизация (симплекс-метод, модифицированный
симплекс-метод, метод северо-западного угла, метод минимального элемента, метод
аппроксимации Фогеля, метод дифференциальных рент).
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Экология»
для подготовки бакалавров по направлению 220700
«Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цели освоения дисциплины заключаются в:
- формировании у студентов представления о современном состоянии биосферы в
результате возрастающего техногенного воздействия на нее и возможных способах
снижения мощности этого воздействия;
- изучении законов функционирования природных и техногенных экосистем при условии
повышения экономической эффективности использования природных ресурсов с
сохранением при этом окружающей среды.
- освоении студентами практических подходов к разработке конкретных
природоохранных мероприятий и оценке воздействия техногенных объектов на
окружающую среду.
Основными задачами предполагаемой дисциплины является ознакомление
студентов с факторами, определяющими устойчивость биосферы, характеристиками
возрастания антропогенного воздействия на природу, принципами рационального
природопользования, методами снижения хозяйственного воздействия на биосферу,
организационными и правовыми средствами охраны окружающей среды, способами
достижения устойчивого развития.
Важнейшей задачей данной дисциплины является формирование у студентов
умения осуществлять в общем виде оценку антропогенного воздействия на окружающую
среду с учетом специфики природно-климатических условий; грамотно использовать
нормативно-правовые акты при работе с экологической документацией и владения
методами экономической оценки ущерба от деятельности предприятия, методами выбора
рационального способа снижения воздействия на окружающую
Общая трудоемкость дисциплины 3 зачетных единицы, 108 часа.
Содержание дисциплины
Основы экологии: Экология, цели и задачи. Взаимодействия организма и сред.
Популяции. Статические и динамические характеристики популяции. Биотические
сообщества. Экологические системы. Антропогенные экосистемы
Экология биосферы: Учение о биосфере. Антропогенные воздействия на биосферу,
атмосферу, гидросферу, литосферу и почву. Международное сотрудничество в области
экологии.
Рациональное природопользование: Рациональное использование минеральных
ресурсов. Охрана и рациональное использование климатических ресурсов. Рациональное
использование и охрана водных ресурсов. Рациональное использование и охрана
земельных ресурсов. Рациональное использование и охрана биологических ресурсов.
Рациональное
использование
природно-антропогенных
ландшафтов.
Системы
природопользования, их классификация и пути рационализации.
Основы экологического права. Понятие и основы правовой охраны природы. Методы
правовой охраны природы. Права и обязанности по соблюдению природоохранного
законодательства. Юридическая ответственность за экологические правонарушения. Виды
ответственности. Правовая охрана отдельных элементов природы. Структура
природоохранительных органов России и их функциональные задачи.
Основы экологического менеджмента. Основы экологического нормирования.
Стандарты и система экологического менеджмента. Экологическая сертификация. Основы
экологического контроля. ОВОС и экологическая экспертиза. Основы экологического
мониторинга. Экономические основы охраны окружающей среды. Оценка ущерба и
расчет платы за загрязнение окружающей среды.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Экономика»
для подготовки бакалавров по направлению 220700.62
«Автоматизация технологических процессов и производств»
(Аннотация)
Цели освоения дисциплины
Дисциплина «экономика» предназначена для студентов третьего курса,
обучающихся по направлению 220700.62 «Автоматизация технологических процессов и
производств». Целью дисциплины является ознакомить студента с основами
экономической теории, вооружить будущего дипломированного специалиста знанием и
пониманием экономических законов развития общества,
фундаментальными
представлениями причинах, взаимосвязях и последствиях экономических событий, о
месте и роли государства в экономике.
Основными задачами предлагаемой дисциплины является формирование
способности использовать основные положения и методы экономических наук при
решении социальных и профессиональных задач; формирование способности
анализировать социально-значимые экономические проблемы и процессы; развитие
умения прогнозировать экономические процессы; повышение общей культуры и уровня
квалификации будущего специалиста.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, 72 часа.
Содержание дисциплины
Предмет экономической теории. Проблема ограниченности ресурсов и главные
вопросы экономики. Функции экономической теории. Методы исследования
экономических явлений. Экономические системы. Сущность и функции рынка. Структура
и инфраструктура рынка.
Спрос на товар и услуги. Предложение товаров и услуг. Эластичность спроса по
цене и доходу. Перекрестная эластичность. Эластичность предложения.
Понятие фирмы, ее цели и мотивы поведения.Затраты и результаты производства
фирмы. Производственная функция. Изокосты. Изокванты. Издержки фирмы. Явные и
неявные издержки. Вмененные издержки. Постоянные и переменные издержки.
Бухгалтерская и экономическая прибыль. Способы максимизации прибыли в
краткосрочном и долгосрочном периодах.
Рыночные структуры и принципы поведения фирмы. Рынок совершенной и
несовершенной конкуренции. Виды монополий. Определение цены и объема
производства при чистой монополии. Проблемы монополизма и способы защиты
конкуренции в российской экономике. Характерные черты олигополии. Характерные
черты монополистической конкуренции.
Виды рынков факторов производства. Правило оптимального использования
ресурсов. Особенности спроса и предложения на факторных рынках.
Предмет
макроэкономики.
Основные
макроэкономические
показатели.
Экономический рост и циклическое развитие экономики. Факторы экономического роста.
Макроэкономическая нестабильность: инфляция и безработица. Необходимость
государственного регулирования экономики. Теоретические концепции регулирования
национального производства. Глобальные экономические проблемы.
Денежно-кредитная система и монетарная политика. Структура кредитной
системы. Функции центрального и коммерческих банков. Финансовая система и
финансовая политика. Бюджетные дефицит и государственный долг.
Мировой рынок и теории международной торговли. Государственное
регулирование внешней торговли. Международная валютно-финансовая система.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Электротехника и электроника»
для подготовки бакалавров по направлению 220700
«Автоматизация производственных процессов и производств»
(Аннотация)
Цели освоения дисциплины
Дисциплина “Электротехника и электроника” предназначена для студентов второго и
третьего
курсов, обучающихся по направлению 220700 «Автоматизация
производственных процессов и производств». Целью изучения дисциплины является
подготовка студентов в области теоретической и практической электротехники и
электроники в такой степени, чтобы они могли самостоятельно уметь выбирать,
рассчитывать и грамотно эксплуатировать электрические, электромагнитные и
электронные цепи силового, электроизмерительного, защитного и другого
электротехнического и электронного оборудования.
Задачами дисциплины являются:
 формирование у студентов устойчивых знаний основных законов и методов
анализа электрических, магнитных и электромагнитных процессов, принципов
действия, свойств, областей применения и потенциальных возможностей наиболее
распространенного электротехнического оборудования
 развитие навыков решения электротехнических задач с помощью специального
программного обеспечения персональных компьютеров.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 9 зачетных единиц, 324 часа.
Содержание дисциплины
Электрическая энергия, особенности ее производства, распределения и области
применения.
Электромагнитное поле как особый вид материи. Связь между электрическими и
магнитными явлениями.
Электрические и магнитные цепи. Элементы электрических цепей. Научные
абстракции, применяемые в теории электрических цепей, цепи с распределенными и
сосредоточенными параметрами.
Схемы электрических цепей. Топологические понятия схем электрических цепей.
Классификация электрических цепей.
Анализ и синтез – две основные задачи теории электрических цепей. Методы расчета
электрических цепей.
Методы расчета электрических цепей
Синусоидальные ЭДС, напряжения и токи. Способы получения переменного
синусоидального тока.
Комплексный метод расчета цепей переменного синусоидального тока.
Резонансные явления и частотные характеристики.
Эквивалентные параметры сложной цепи
Трехфазные и многофазные электрические цепи.
Расчет трехфазных цепей
Расчет линейных электрических цепей при синусоидальном и несинусоидальном
токе.
Причины возникновения переходных процессов в электрических цепях. Общий путь
расчета переходных процессов в линейных электрических цепях.
Расчет переходных процессов в сложной линейной электрической цепи.
Общие свойства нелинейных электрических цепей. Параметры и характеристики
цепей с нелинейными элементами.
Расчет нелинейных электрических цепей при постоянном токе.
Законы и параметры магнитных цепей. Нелинейные электрические цепи при
переходных процессах.
Электрические цепи с распределенными параметрами.
Устройство трансформатора. Режим холостого хода. Рабочий режим. Векторная
диаграмма.
Переходные процессы в трансформаторах
Устройство и принцип действия машины постоянного тока.
Пуск и торможение двигателя постоянного тока.
Устройство и принцип действия трехфазного асинхронного двигателя.
Устройство и принцип действия синхронной машины. Регулирование частоты
вращения.
Электромагнитное поле и его уравнение в интегральной форме.
Общие сведения об усилителях. Классификация усилителей. Принцип построения
усилительных каскадов
Усилительный каскад с общим эмиттером, общим коллектором и общей базой.
Общая структурная схема многокаскадного усилителя.
Амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики. Полоса пропускания.
Коэффициент частотных искажений.
Классы усилителей мощности.
Двухтактные выходные усилительные каскады.
Принцип обратной связи. Виды обратной связи. Коэффициент усиления.
Общие сведения об усилителях постоянного тока.
Операционные усилители.
Инвертирующий и неинвертирующий усилители. Преобразователь тока в
напряжение.
Инвертирующий и неинвертирующий сумматоры, интеграторы, дифференциаторы.
Широкополосные усилители. Назначение и принципиальная схема. Линейные и
нелинейные импульсные усилители. Импульсные сигналы.
Назначение генераторов сигналов синусоидальной формы. Структурная схема.
Ключевой режим работы биполярных транзисторов. Основные соотношения.
Быстродействие.
Импульсный режим работы операционных усилителей. Компараторы.
Мультивибраторы на ОУ. Симметричный и несимметричный мультивибраторы.
Одновибраторы на ОУ. Назначение. Время восстановления. Длительность имульса.
Генераторы линейно-изменяющегося напряжения.
Дифференциальный каскад в режиме большого сигнала.
Особенности выходных каскадов логических элементов.
Понятие помехоустойчивости цифровых схем.
Триггер и его разновидности. Условия триггерного эффекта.
Применение тиристоров для построения импульсных схем.