МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
НАО «Казахский национальный исследовательский технический университет имени К.И. Сатпаева»
| Утверждено
|
| Методическим советом института информационных и
телекоммуникационных
технологий
от «_____»__________2015 г.
Протокол №_________
|
Cпециальность 6M070200 - Автоматизация и управление
Модульная образовательная программа
« Автоматизация производственных процессов »
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине « Программирование микропроцессорных систем фирмы
Schneider Electric »
Форма обучения Дневная
Всего 3 кредита
Курс 1
Семестр 1
Лекций 15 часов
Практические занятия 15 часов
Лабораторные занятия 30 часов
СРМП 30 часов
СРМ 45 часов
Экзамен – I семестр
Алматы 2015
Программа курса составлена доктором Ph.D Самигулиной З.И.
на основании ГОСО послевузовского образования, утвержденного постановлением Правительства Республики Казахстан от 23 августа 2012 г. №1080 и модульной образовательной программы «Автоматизация производственных процессов».
Рассмотренана заседании кафедры « Автоматизация и управление » от«____»__________ 2015 г. Протокол № ____
Зав. кафедрой ______________________________________ Сулейменов Б.А.
(подпись)
Согласовано:
Вуз - партнер Люблинский политехнический университет, г. Люблин, Польша
(название)
| ______________________
| Вуйцик В.,
|
| (подпись)
| Директор института электроники и информационных технологий
|
Предприятие-партнер Машиностроительный завод имени С.М. Кирова
(название)
| ______________________
| Ускенов К.,
|
| (подпись)
| Генеральный директор
|
Сведения о преподавателе:
Самигулина Зарина Ильдусовна: имеет степень доктора Ph.D, закончила Казахский национальный технический университет по специальности «Автоматизация и управление», научно-педагогический стаж 6 лет, является автором более 70 наименований научных и методических трудов.
Офис: кафедра АиУ,
Адрес: г. Алматы, ул. Сатпаева, 22
Тел.: +77022189773
г. Алматы, ул. Сатпаева, 22
Тел.: +77022189773
Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе
Цель преподавания дисциплины
Цель дисциплины – Углубленное изучение теоретических и практических основ разработки систем автоматического управления. Знакомство с программно-техническими средствами фирмы Schneider Electric, принципами работы промышленных программируемых контроллеров на базе программного обеспечения Unity Pro. Изучение структуры контроллера Modicon M340, получение базовых навыков для написания программ на языках программирования стандарта МЭК 61131-3.
Задачи изучения дисциплины
Задачами изучения дисциплины являются: приобретение магистрантами навыков самостоятельного конфигурирования и создания приложений с использованием оборудования фирмы Schneider Electric с помощью пяти стандартных языков программирования ST (Structured Text), IL (Instruction List), FBD (Function Block Diagram), LD (Ladder Diagram), SFC (Series Functional Charts. Изучение создания структуры программ с помощью языка Grafcet. Тестирование и диагностика разработанных программ.
Пререквизиты
– Информатика;
– Алгоритмизация и программирование;
– Обьектно-ориентированное программирование.
Постреквизиты
–Автоматизированные системы оперативного управления производственными процессами;
– Исполнительные устройства систем автоматики;
Тематический план дисциплины
| №п/п
| Наименование темы
|
|
| Введение в промышленную автоматизацию.
|
|
| Принцип действия и реализация систем промышленной автоматизации.
|
|
| Архитектура аппаратных средств программируемых логических контроллеров фирмы Schneider Electric.
|
|
| Архитектура программных средств программируемых логических контроллеров фирмы Schneider Electric.
|
|
| Этапы разработки приложений с помощью программного обеспечения Unity Pro.
|
|
| Языки программирования стандарта МЭК 61131-3.
|
|
| Работа с анимационными таблицами. Создание операторского экрана.
|
Содержание дисциплины
Наименование тем лекций, их краткое содержание, количество часов
| №
| Наименование темы и содержание
| Кол.
часов
|
|
| Введение в промышленную автоматизацию. Обзор оборудования различных фирм производителей.
разли
|
|
|
| Принцип действия систем промышленной автоматизации. Cоставные части системы автоматизации. Этапы реализации проекта.
|
|
|
| Архитектура аппаратных средств ПЛК. Функции и роль ПЛК. Архитектура ПЛК. Модульная структура ПЛК (модуль питания, процессорный модуль, модули ввода дискретных сигналов, модули вывода дискретных сигналов, модули ввода аналоговых сигналов, модули вывода аналоговых сигналов, модули связи, специализированные модули, модули расширения).
|
|
|
| Архитектура программных средств ПЛК. Структура памяти ПЛК. Память данных, внутренние переменные ПЛК. Переменные модулей ввода/вывода. Адресация переменных модулей ввода/вывода. Переменные функциональных блоков, системные переменные. Различные системы счисления контроллера. Хранение программы в памяти контроллера. Цикл работы программируемого логического контроллера. Режимы работы контроллера. Понятие холодного и горячего рестарта.
|
|
|
| Этапы разработки приложений. Создание нового проекта. Выбор процессорного модуля. Виды секций ПЛК. Конфигурация аппаратных и программных средств ПЛК. Объявление переменных программы. Структура программы.
|
|
|
| Языки программирования стандарта МЭК 61131-3. Знакомство с языками программирования ST и LD. Создание приложений с помощью языка программирования ST (Structured Text) и LD (Ladder Diagram). Знакомство с языками программирования FBD и IL. Структура языка IL (Instruction List) и его базовые элементы. Знакомство с графическим языком программирование SFC. Разработка программ с помощью графического языка SFC (Series functional charts). Знакомство с языком Grafcet.
|
|
|
| Решение комбинированных задач с созданием операторских экранов.
Разработка приложений и реализация визуализации работы программы с помощью встроенных компонентов программного обеспечения Unity Pro.
|
|
| Всего (часов)
|
|
Наименование тем практических занятий, их краткое содержание, количество часов
| №
занятия
| Наименование темы
| Колич.
Часов
|
|
|
|
|
|
| Расчет энергопотребления оборудования фирмы Schneider Electric. Разработка программы для перемещения козлового крана. Разработка программы "автоматические ворота" в ручном режиме. Работа со счетчиками и таймерами. Использование функций RE, FE, ROL. Понятие фронта. Разработка программы "автоматические ворота" в автоматическом режиме.
|
|
|
| Разработка программы "автоматические ворота" в автоматическом и ручном режимах. Создание панели оператора для переключения между режимами. Разработка программы "светофор" на языке ST.
|
|
|
| Разработка программы "светофор" c использованием таймеров и оператора множественного выбора. Программирование конвейерной ленты. Работа с системными битами.
|
|
|
| Разработка программы для сверления заготовки и нарезки резьбы (язык программирования SFC). Знакомство с графическим языком программирования Grafcet. Сравнительный анализ графических языков Grafcet и SFC. Сворачивание структур на языке SFC в виде функциональных блоков.
|
|
|
| Видео задание. Программирование работы системы контроля температуры по заданным параметрам. Программирование включения контактора для пуска двигателя при изменениях температуры. Программирование контура включения и выключения контактора с сигнальной лампой.
|
|
|
| Видео задание. Программирование плавного пуска двигателя через реле времени. Программирование плавного пуска двигателя через программируемое реле времени по схеме звезда треугольник. Программирование контроля уровня жидкости в резервуаре.
|
|
| Всего (часов)
|
|
Наименование тем лабораторных занятий, их краткое содержание, количество часов
| №
занятия
| Наименование темы
| Колич.
Часов
|
|
|
|
|
|
| Программирование вертикального перемещения лабораторного стенда «Обработка поверхности». Работа с языком SFC. Создание таблицы переменных. Соединение с реальным контроллером MODICON M340. Программирование кнопок вертикального перемещения на панеле упарвления.
|
|
|
| Программирование автоматического перемещения корзины на оборудовании «Обработка поверхности». Разработка программного обеспечения на языке SFC, реализующего базовый цикл обработки деталей. Программирование автоматического режима.
|
|
|
| Диагностика ошибок цикла. Проверка работоспособности программы на языке SFC. Использование анимационной таблицы в качестве системы мониторинга переменных.
|
|
|
| Режим хода и остановки лабораторного стенда «Обработка поверхности» в автоматическом режиме. Программирование лабораторного стенда в двух режимах: автоматическом и ручном. Создание операторского экрана с панелью управления. Тестирование переключения стенда с операторского экрана.
|
|
|
| Режим хода и остановки лабораторного стенда «Обработка поверхности» в ручном режиме. Отладка основных движений. Программирований аварийного стопа.
|
|
|
| Программирование стенда «Обработка поверхности» с помощью функциональных блоков. Сворачивание алгоритмов на языке SFC в функциональные блоки. Экспорт и импорт функциональных блоков на языке FBD. Замена секций программы на языке SFC.
|
|
|
| Создание операторского экрана для работы приложения. Программирование фрагментов цикла работы стенда «Обработка поверхности» с помощью альтернативных языков программирования. Разработка базового цикла работы лабораторного стенда на языке ST. Понятие триггера. Счетчики и таймеры.
|
|
| Всего (часов)
|
|
Содержание самостоятельной работы обучающихся
График самостоятельной работы обучающихся
| №
занятия
| Дата
| Время
| Наименование темы
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Лекции
|
|
|
|
| Введение в промышленную автоматизацию.
|
|
|
|
| Принцип действия и реализация систем промышленной автоматизации.
|
|
|
|
| Архитектура аппаратных средств программируемых логических контроллеров фирмы Schneider Electric.
|
|
|
|
| Архитектура программных средств программируемых логических контроллеров фирмы Schneider Electric.
|
|
|
|
| Этапы разработки приложений с помощью программного обеспечения Unity Pro.
|
|
|
|
| Языки программирования стандарта МЭК 61131-3.
|
|
|
|
| Работа с анимационными таблицами. Создание операторского экрана.
|
|
|
|
| Практические занятия
|
|
|
|
| Расчет энергопотребления оборудования фирмы Schneider Electric. Разработка программы для перемещения козлового крана. Разработка программы "автоматические ворота" в ручном режиме. Работа со счетчиками и таймерами. Использование функций RE, FE, ROL. Понятие фронта. Разработка программы "автоматические ворота" в автоматическом режиме.
|
|
|
|
| Разработка программы "автоматические ворота" в автоматическом и ручном режимах. Создание панели оператора для переключения между режимами. Разработка программы "светофор" на языке ST.
|
|
|
|
| Разработка программы "светофор" c использованием таймеров и оператора множественного выбора. Программирование конвейерной ленты. Работа с системными битами.
|
|
|
|
| Разработка программы для сверления заготовки и нарезки резьбы (язык программирования SFC). Знакомство с графическим языком программирования Grafcet. Сравнительный анализ графических языков Grafcet и SFC. Сворачивание структур на языке SFC в виде функциональных блоков.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Видео задание. Программирование работы системы контроля температуры по заданным параметрам. Программирование включения контактора для пуска двигателя при изменениях температуры. Программирование контура включения и выключения контактора с сигнальной лампой.
|
|
|
|
| Видео задание. Программирование плавного пуска двигателя через реле времени. Программирование плавного пуска двигателя через программируемое реле времени по схеме звезда треугольник. Программирование контроля уровня жидкости в резервуаре.
|
|
|
|
| Расчет энергопотребления оборудования фирмы Schneider Electric. Разработка программы для перемещения козлового крана. Разработка программы "автоматические ворота" в ручном режиме. Работа со счетчиками и таймерами. Использование функций RE, FE, ROL. Понятие фронта. Разработка программы "автоматические ворота" в автоматическом режиме.
|
|
|
|
| Лабораторные занятия
|
|
|
|
| Программирование вертикального перемещения лабораторного стенда «Обработка поверхности».
|
|
|
|
| Программирование автоматического перемещения корзины на оборудовании «Обработка поверхности». Базовый цикл.
|
|
|
|
| Cоздание таблицы переменных. Диагностика ошибок цикла.
|
|
|
|
| Режим хода и остановки лабораторного стенда «Обработка поверхности» в автоматическом режиме.
|
|
|
|
| Режим хода и остановки лабораторного стенда «Обработка поверхности» в ручном режиме.
|
|
|
|
| Программирование стенда «Обработка поверхности» с помощью функциональных блоков.
|
