Файл: Управление и информатика в технических системах.docx

Цель программы – подготовка специалистов широкого профиля в области разработки и эксплуатации систем автоматического управления, информационно-аналитических систем. Преимуществом программы является ориентированность выпускников на решение прикладных задач с использованием современных методов управления, методов анализа данных, сред программирования и технологий искусственного интеллекта. Это преимущество достигается благодаря полученным фундаментальным теоретическим знаниям в сочетании с владением современными информационными технологиями.

Название образовательной программы

Системы и технические средства автоматизации и управления

Цель программы – подготовка специалистов широкого профиля в области разработки и эксплуатации систем автоматического управления и промышленной автоматизации, информационно-аналитических систем. Преимуществом программы является ориентированность выпускников на решение прикладных задач с использованием современных методов управления, методов анализа данных, сред программирования и технологий искусственного интеллекта, аппаратно-технических средств промышленной автоматизации. Это преимущество достигается благодаря полученным фундаментальным теоретическим знаниям в сочетании с владением современными информационными технологиями.

Также описание программ см. на сайте кафедры: http://uit.mpei.ru/category/study/

Фундаментальная подготовка по обеим программам абсолютно одинаковая, в том числе по интеллектуальным технологиям. По сути, программы отличаются только 5 дисциплинами (список ниже) и тем, что для программы УиИвТС дисциплина «Интеллектуальные системы» является обязательной, а для программы СиТСАиУ – факультативной (т.е. желающие ее прослушать вместе с учащимися по программе УиИвТС будут иметь +1 дисциплину в семестре, но как бонус – зачет для них будет БЕЗ оценки).

В свою очередь для программы СиТСАиУ обязательной является дисциплина «Управление в больших системах» (факультатив для программы УиИвТС).

Список уникальных дисциплин

Программа «Управление и информатика в технических системах»

Уникальные дисциплины:

Робототехника и гибкие автоматизированные производства,

Технические средства автоматизации и управления,

Микроконтроллеры и микропроцессоры в системах управления,

Элементы систем управления,

Электромеханические системы,

Программа «Системы и технические средства автоматизации и управления»

Уникальные дисциплины:

Мехатроника

Программирование контроллеров

Программирование микроконтроллеров

Элементы и системы пневмоавтоматики

Элементы и системы гидроавтоматики.

Аннотации «уникальных» дисциплин:
Программа «Управление и информатика в технических системах»

Микроконтроллеры и микропроцессоры в системах управления

Цель дисциплины: изучение технологии применения микропроцессоров в системах управления техническими объектами и технологическими процессами, проектирования систем управления на базе микроконтроллеров и промышленных логических контроллеров (ПЛК).

Основные разделы дисциплины

Область применения микропроцессоров и микроконтроллеров в автоматике.

Микроконтроллеры DirectLOGIC 205 фирмы KOYO.

Микропроцессоры персональных IBM-PC совместимых компьютеров.

Оперативная память и устройства хранения информации.

Интерфейсы связи.

Микроконтроллеры CP1L фирмы Omron.

Технические средства автоматизации и управления

Цель дисциплины: изучение принципов построения и настройки автоматизированных систем управления техническими объектами на базе типовых аппаратных и программных средств.

Основные разделы дисциплины

Типовые структуры и средства автоматизированных систем.

Методы и технические средства программного обмена данными между ЭВМ и устройствами управления объектом автоматизации.

Технические средства обмена данными между ЭВМ и внешними устройствами (ВУ) с прерыванием программы процессора.

Технические средства синхронизации элементов автоматизированной системы. Программируемые интервальные таймеры–счетчики (ПИТ).

Автоматизированные системы на основе унифицированных магистрально-модульных интерфейсов.

Технические средства обмена данными между ОЗУ ЭВМ и объектом автоматизации в режиме прямого доступа устройства к оперативной памяти (ПДП).
Элементы систем управления

Цель дисциплины: изучение студентами принципов работы и математического описания элементов электромеханических систем, необходимых при проектировании систем и средств автоматизации и управления.

Основные разделы дисциплины

Элементы электромеханических систем. Назначение. Принципы построения.

Электрические машины постоянного тока.

Электрические машины переменного тока.

Шаговые моментные, вентильные двигатели.

Электромеханические измерительные элементы.

Усилительно-преобразующие устройства.

Электромеханические системы

Цель дисциплины: изучение основных принципов построения электромеханических систем, методов их расчета при проектировании систем и средств автоматизации и управления.

Основные разделы дисциплины

Электромеханические системы. Назначение. Принципы построения. Термины и определения.

Методика выбора исполнительного двигателя и расчета редуктора.

Принципы построения и реализации замкнутых электромеханических систем.

Транзисторные усилители мощности.

Проектирование следящих систем

Промышленные регуляторы

Особенности динамики нелинейных и дискретных электромеханических систем.

Робототехника и гибкие автоматизированные производства

Цель дисциплины: формирование у студентов основных навыков, необходимых при проектировании гибких автоматизированных производств с использованием робототехнических устройств.

Основные разделы дисциплины

Гибкие автоматизированные производства. Назначение. Принципы проектирования гибких автоматизированных производств.

Виды робототехнических устройств. Конструкции манипуляторов. Виды датчиков робототехнических устройств

Управляющая часть роботов. Принципы проектирования гибких автоматизированных производств.

Управляющая часть роботов. Принципы проектирования гибких автоматизированных производств.

Мобильные роботы.

Программа «Системы и технические средства автоматизации и управления»

Мехатроника

Цель дисциплины: изучение конструкции манипуляторов, физических принципов работы манипуляторов, методов расчёта и проектирования, основ использования, разработка пневматических систем с электрическим управлением

Основные разделы дисциплины

Пропорциональная пневматика.

Программирование контроллера.

Системы диспетчеризации.

Роботизированные системы.

Программирование контроллеров

Цель дисциплины: формирование знаний в области программирования промышленных контроллеров марки Siemens, разработка логических алгоритмов при создании программ управления, определение конфигурации промышленного контроллера и подключенного к нему оборудования.

Основные разделы дисциплины

Конфигурирование проектов для контроллеров Siemens.

Разработка программ на STL с применением FluidSim.

Разработка программ на GRAPH с применением FluidSim.

Разработка программ с применением особых операндов.

Разработка программ для лабораторного стенда «Сортировка».

Программирование микроконтроллеров

Цель дисциплины: формирование знаний о конструкции, архитектуре, элементной базе и принципах построения промышленных цифровых устройств: от электронных датчиков, до программируемых логических контроллеров; познакомить с устройством основных узлов промышленных контроллеров: цифровыми входами/выходами, аналоговыми входами/выходами, коммуникационными интерфейсами, схемой питания и т.п.; роль микроконтроллеров и микропроцессоров в системах управления, аппаратные и программные аспекты при работе с микроконтроллерами, решение типовых прикладных задач.

Основные разделы дисциплины

Введение в микропроцессорную технику. Устройство микроконтроллеров.

Порты вводы/вывода микроконтроллеров. Цифровые входы/выходы ПЛК.

Аппаратные и программные таймеры.

Философия прерываний микропроцессоров. Событийно-ориентированное программирование.

Последовательный интерфейс. Универсальный асинхронный приемо-передатчик.

Аналоговые сигналы. АЦП и ЦАП микроконтроллера.

Комплексная разработка цифровых устройств на базе микроконтроллеров.

Элементы и системы пневмоавтоматики

Цель дисциплины: изучение конструкции, физических принципов работы, методов расчёта и проектирования, основ использования, разработка пневматических систем.

Основные разделы дисциплины

Методы проектирования пневматических систем управления. Разработка пневматических систем управления на основе логических уравнений.

Оптимизация пневматических систем управления.

Совпадающие шаги в пневматических системах управления.

Проектирование пневматических систем управления с помощью триггера, счетчика циклов, путевых выключателей с ломающимися рычагами.

Тактовые цепи.

Основные устройства электрических систем управления.

Устройства обработки сигналов.

Способы управления ПЦ в электропневматических системах.

Схемная реализация логических функций в электропневматических системах.

Разработка электропневматических систем на базе двух пневмоцилиндров.

Элементы и системы гидроавтоматики

Цель дисциплины: изучение принципов и особенностей работы гидроаппаратуры, методов построения схем гидроприводов..

Основные разделы дисциплины

Основные понятия и определения. Принципиальная схема гидропривода.

Общая характеристика гидроаппаратуры.

Регулирующая аппаратура.

Направляющая аппаратура.

Общая характеристика гидравлических систем автоматики и гидропривода.

Рабочие жидкости гидросистем.

Нерегулируемые гидросистемы.

Гидросистемы с дроссельным управлением.

Гидросистемы с машинным и машинно-дроссельным управлением.

Основы проектирования автоматизированных гидравлических приводов.

Основы следящих гидросистем.

Источники энергопитания гидравлических систем и вспомогательное оборудование.

Факультативные дисциплины:

Интеллектуальные системы

(обязательная для УиИвТС и факультативная для СиТСАиУ)

Цель дисциплины: формирование системы знаний и практических навыков студентов в области машинного обучения с учителем и без него на основе глубоких искусственных нейронных сетей для решения задач распознавания изображений, сигналов и образов в других предметных областях..