Супервізорні системи керування та збору даних (курсовий проєкт)
Спеціальність: Комп'ютерно-інтегровані системи керування виробництвами
Код дисципліни: 7.174.02.O.007
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології
Лектор: доцент, к.т.н., Федоришин Роман Миронович
ст.викладач, Ph.D, Биць Оксана Михайлівна
асистент, Кубара Іван-Роман Зіновійович
Семестр: 1 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у студентів компетентностей:
інтегральної:
ІНТ. Здатність розв’язувати складні задачі і проблеми автоматизації та комп’ютерно-інтегрованих технологій у професійній діяльності та/або у процесі навчання, що передбачає проведення досліджень та/або здійснення інноваційної діяльності та характеризується комплексністю та невизначеністю умов і вимог.
загальних:
1) К1. Здатність проведення досліджень на відповідному рівні.
2) К2. Здатність генерувати нові ідеї (креативність).
3) К3. Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу.
фахових:
4) К5. Здатність здійснювати автоматизацію складних технологічних об’єктів та комплексів, створювати кіберфізичні системи на основі інтелектуальних методів управління та цифрових технологій з використанням баз даних, баз знань, методів штучного інтелекту, робототехнічних та інтелектуальних мехатронних пристроїв.
5) К6. Здатність проектувати та впроваджувати високонадійні системи автоматизації та їх прикладне програмне забезпечення, для реалізації функцій управління та опрацювання інформації, здійснювати захист прав інтелектуальної власності на нові проектні та інженерні рішення.
6) К8. Здатність розуміти процеси і явища у технологічних комплексах, аналізувати виробничо-технологічні системи і комплекси як об’єкти автоматизації, визначати способи та стратегії їх автоматизації та цифрової трансформації.
7) К11. Здатність застосовувати спеціалізоване програмне забезпечення та цифрові технології для розв’язання складних задач і проблем автоматизації та комп’ютерно-інтегрованих технологій.
8) К12. Здатність розробляти функціональну, технічну та інформаційну структуру комп’ютерно-інтегрованих систем управління виробництвами із застосуванням мережевих та інформаційних технологій, програмно-технічних керуючих комплексів, промислових контролерів, мехатронних компонентів, робототехнічних пристроїв та засобів людино-машинного інтерфейсу.
Результати навчання: ПР02. Створювати високонадійні системи автоматизації на основі сучасних положень теорії надійності, функціональної та інформаційної безпеки програмних та технічних засобів.
ПР06. Проводити аналіз виробничо-технічних систем в різних галузях діяльності як об’єктів автоматизації і визначати стратегію їх автоматизації та цифрової трансформації.
ПР08. Уміти розробляти функціональну, організаційну, технічну та інформаційну структури систем автоматизації складними технологічними та організаційно-технічними об’єктами, розробляти програмно-технічні керуючі-комплекси із застосуванням мережевих та інформаційних технологій, промислових контролерів, мехатронних компонентів, робототехнічних пристроїв, засобів людино-машинного інтерфейсу та з урахуванням технологічних умов та вимог до управління виробництвом.
ПР09. Розробляти і використовувати сучасний програмний інструментарій для розроблення систем автоматизації складними організаційно-технічними об’єктами, професійно володіти спеціальними програмними засобами.
ПР10. Уміти розробляти багаторівневі системи керування процесами та виробництвами із застосуванням програмно-технічних засобів збору даних, моніторингу та диспетчеризації технологічних процесів.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: - Інтелектуальні системи керування;
- Сучасні методи теорії керування;
- Інтеграційні технології в автоматизованих системах керування.
Короткий зміст навчальної програми: Принципи побудови супервізорних систем керування. Вибір супервізорних систем в залежності від об’єму автоматизації. Робота з графічним редактором мнемосхем. Створення простих елементів анімації. Створення анімації елементів керування. Побудова історичних архівів значень технологічних параметрів. Представлення архівів у вигляді графіків та таблиць. Методи зв’язку з зовнішніми пристроями. Робота з зовнішніми та внутрішніми змінними. Мова написання скриптів та їх створення. Реалізація математичних обчислень та функцій опрацювання сигналів у системах керування та збору даних засобами SCADA.
Опис: Супервізорні системи керування та збору даних. Структура. Особливості застосування. Головні означення та поняття.
Розподілені системи керування. Структура. Особливості застосування.
Архітектурні принципи побудови супервізор них систем керування.
Основні елементи супервізорної системи. Канали зв’язку між основними модулями. Можливості розширення систем відображення.
Поділ супервізор них систем керування за призначенням та розміром. Особливості вибору сиcтеми для технологічного процесу.
Структура програмного забезпечення супервізорних систем. База даних в реальному часі, як основа програмного забезпечення супервізорних систем керування.
Графічний редактор.
Анімація графічних зображень. Анімація кнопки, поля вводу виводу. Анімація зміни кольору, анімація рухомих зображень. Анімація тренду.
Організація зв’язку та обміну даними між АРМ оператора і зовнішніми пристроями (контролерами, модулями вводу/виводу).
Архівація даних. Створення графіків технологічних параметрів (трендів).
Методи та критерії оцінювання: - співбесіда зі студентами під час консультацій;
- перевірка отриманих результатів та графічних матеріалів;
- оцінювання захисту курсового проекту та відповідей на запитання.
Критерії оцінювання результатів навчання: Виконання та захист курсового проекту - 100 балів.
Суму балів за курсовий проект виставляють в залежності від відсотків виконання його студентом.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Розроблення людино-машинних інтерфейсів та систем збирання даних з використанням програмних засобів SCADA/HMI: Навчальний посібник. Київ: Видавництво Ліра-К, 2020. – 594 с.
2. Промислові мережі та інтеграційні технології в автоматизованих системах: Навчальний посібник. – Вид-во «Ліра-К», 2011. – 552 с.
3. Keith Stouffer, Joe Falco, Karen Kent. Guide to Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) and Industrial Control Systems Security. Recommendations of the National Institute of Standards and Technology. Spec. Publ. 800-82. September 2006. - 164 pages.
4. Industrial Communication. Каталог ІК РІ. – SIEMENS, 2012. – 715 c.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).
Супервізорні системи керування та збору даних
Спеціальність: Комп'ютерно-інтегровані системи керування виробництвами
Код дисципліни: 7.174.02.O.005
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології
Лектор: доцент, к.т.н. Федоришин Роман Миронович
ст. викладач, Ph.D, Биць Оксана Михайлівна
асистент Кубара Іван-Роман Зіновійович
Семестр: 1 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у студентів компетентностей:
інтегральної:
ІНТ. Здатність розв’язувати складні задачі і проблеми автоматизації та комп’ютерно-інтегрованих технологій у професійній діяльності та/або у процесі навчання, що передбачає проведення досліджень та/або здійснення інноваційної діяльності та характеризується комплексністю та невизначеністю умов і вимог.
загальних:
1) К1. Здатність проведення досліджень на відповідному рівні.
2) К2. Здатність генерувати нові ідеї (креативність).
3) К3. Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу.
фахових:
4) К5. Здатність здійснювати автоматизацію складних технологічних об’єктів та комплексів, створювати кіберфізичні системи на основі інтелектуальних методів управління та цифрових технологій з використанням баз даних, баз знань, методів штучного інтелекту, робототехнічних та інтелектуальних мехатронних пристроїв.
5) К6. Здатність проектувати та впроваджувати високонадійні системи автоматизації та їх прикладне програмне забезпечення, для реалізації функцій управління та опрацювання інформації, здійснювати захист прав інтелектуальної власності на нові проектні та інженерні рішення.
6) К8. Здатність розуміти процеси і явища у технологічних комплексах, аналізувати виробничо-технологічні системи і комплекси як об’єкти автоматизації, визначати способи та стратегії їх автоматизації та цифрової трансформації.
7) К11. Здатність застосовувати спеціалізоване програмне забезпечення та цифрові технології для розв’язання складних задач і проблем автоматизації та комп’ютерно-інтегрованих технологій.
8) К12. Здатність розробляти функціональну, технічну та інформаційну структуру комп’ютерно-інтегрованих систем управління виробництвами із застосуванням мережевих та інформаційних технологій, програмно-технічних керуючих комплексів, промислових контролерів, мехатронних компонентів, робототехнічних пристроїв та засобів людино-машинного інтерфейсу.
Результати навчання: ПР02. Створювати високонадійні системи автоматизації на основі сучасних положень теорії надійності, функціональної та інформаційної безпеки програмних та технічних засобів.
ПР06. Проводити аналіз виробничо-технічних систем в різних галузях діяльності як об’єктів автоматизації і визначати стратегію їх автоматизації та цифрової трансформації.
ПР08. Уміти розробляти функціональну, організаційну, технічну та інформаційну структури систем автоматизації складними технологічними та організаційно-технічними об’єктами, розробляти програмно-технічні керуючі-комплекси із застосуванням мережевих та інформаційних технологій, промислових контролерів, мехатронних компонентів, робототехнічних пристроїв, засобів людино-машинного інтерфейсу та з урахуванням технологічних умов та вимог до управління виробництвом.
ПР09. Розробляти і використовувати сучасний програмний інструментарій для розроблення систем автоматизації складними організаційно-технічними об’єктами, професійно володіти спеціальними програмними засобами.
ПР10. Уміти розробляти багаторівневі системи керування процесами та виробництвами із застосуванням програмно-технічних засобів збору даних, моніторингу та диспетчеризації технологічних процесів.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: - Інтелектуальні системи керування;
- Методи сучасної теорії керування;
- Інтеграційні технології в автоматизованих системах керування;
- Автоматизація та оптимізація процесів хімічної та харчової промисловості;
- Автоматизація та оптимізація процесів енергетики;
- Проектування програмного забезпечення комп’ютерно-інтегрованих систем керування.
Короткий зміст навчальної програми: Принципи побудови супервізорних систем керування. Вибір супервізорних систем в залежності від об’єму автоматизації. Робота з графічним редактором мнемосхем. Створення простих елементів анімації. Створення анімації елементів керування. Побудова історичних архівів значень технологічних параметрів. Представлення архівів у вигляді графіків та таблиць. Методи зв’язку з зовнішніми пристроями. Робота з зовнішніми та внутрішніми змінними. Мова написання скриптів та їх створення. Реалізація математичних обчислень та функцій опрацювання сигналів у системах керування та збору даних засобами SCADA.
Опис: Супервізорні системи керування та збору даних. Структура. Особливості застосування. Головні означення та поняття.
Розподілені системи керування. Структура. Особливості застосування.
Архітектурні принципи побудови супервізор них систем керування.
Основні елементи супервізорної системи. Канали зв’язку між основними модулями. Можливості розширення систем відображення.
Поділ супервізор них систем керування за призначенням та розміром. Особливості вибору сиcтеми для технологічного процесу.
Структура програмного забезпечення супервізорних систем. База даних в реальному часі, як основа програмного забезпечення супервізорних систем керування.
Графічний редактор.
Анімація графічних зображень. Анімація кнопки, поля вводу виводу. Анімація зміни кольору, анімація рухомих зображень. Анімація тренду.
Організація зв’язку та обміну даними між АРМ оператора і зовнішніми пристроями (контролерами, модулями вводу/виводу).
Архівація даних. Створення графіків технологічних параметрів (трендів).
Методи та критерії оцінювання: - опитування студентів під час лекційних занять та лабораторних занять;
- перевірка звітів до лабораторних робіт;
- захист звітів з лабораторних робіт;
- перевірка контрольної роботи та захист контрольної роботи.
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль: виконання та захист лабораторних робіт - 60 балів.
Контрольна робота: виконання роботи - 20 балів, захист роботи - 20 балів.
Разом за дисципліну - 100 балів.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Розроблення людино-машинних інтерфейсів та систем збирання даних з використанням програмних засобів SCADA/HMI: Навчальний посібник. Київ: Видавництво Ліра-К, 2020. – 594 с.
2. Промислові мережі та інтеграційні технології в автоматизованих системах: Навчальний посібник. – Вид-во «Ліра-К», 2011. – 552 с.
3. Keith Stouffer, Joe Falco, Karen Kent. Guide to Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) and Industrial Control Systems Security. Recommendations of the National Institute of Standards and Technology. Spec. Publ. 800-82. September 2006. - 164 pages.
4. Industrial Communication. Каталог ІК РІ. – SIEMENS, 2012. – 715 c.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).