Інтелектуальні SCADA-системи

Мета вивчення дисципліни: навчити студентів основам SCADA технологій в автоматизації та управлінні, навчити мові визначення і маніпулювання даними, які знаходяться в системі управління, використання розглянутих теоретичних та практичних методів для розв’язування інженерно-технічних задач та завдань прикладного характеру; формування необхідних теоретичних знань та практичних навичок ефективного створення та використання на практиці систем управління, освоєнню язику SCADA для роботи з SCADA, впровадження комплексного підходу до оптимальної організації блоків даних, освоєння сучасних реляційних систем керування блоками даних, а також вибору і використанню програмних інтерфейсів високорівневих мов програмування (зокрема SCADA) для реалізації локальних та мережевих додатків роботи з SCADA TIA Portal.
Практичне значення та використання отриманих знань: знати функції, переваги і недоліки систем управління блоками даних; моделі даних; архітектуру баз даних; основні положення, підходи та етапи проектування бази даних; основи проектування реляційних баз даних з використанням моделі «сутність-зв'язок»; основи мови SCADA; адміністрування баз даних; основи безпеки баз даних. вміти проектувати бази даних з використанням моделі «сутність-зв’язок» засобами графічної мови S7-SCADA; проектувати реляційні бази даних на основі принципів нормалізації; використовувати мову SCADA для визначення даних та їх маніпулюванням в БД SCADA та SCADA Server.
Тематика та види навчальних занять
Для денної форми здобуття освіти
Лекційні заняття
Лекція 1. «Введення в SCADA. Комп'ютерні системи управління технологічними процесами. Концепції блоків даних».
Лекція 2. «Основні характеристики SCADA».
Лекція 3. «Основні властивості таблиць реляційної бази даних».
Лекція 4. «Основний ключ. Зовнішній ключ. Цілісність таблиць».
Лекція 5. «Узгодження додатних та заперечних логік SCADA».
Лекція 6. «Вторинні джерела живлення».
Лекція 7. «Попередня обробка вхідних аналогових сигналів».
Лекція 8. «Технічні і функціональні вимоги до датчиків SCADA. Основні параметри і характеристики датчиків».
Лекція 9. «Датчики і первинні перетворювачі температури SCADA».
Лекція10. «Дослідження властивостей адресних пріоритетів SCADA».
Лекція11. «Дослідження властивостей символів для глобальних імен SCADA».
Лекція12. «Дослідження властивостей типів даних, визначених користувачем SCADA».
Лекція13. «Дослідження властивостей атрибутів для блоків та параметрів SCADA».
Лекція14. «Дослідження властивостей ієрархічної структури бібліотек SCADA».
Лекція15. «Дослідження властивостей структури вікна редактора програм SCADA».
Лабораторні заняття
Лабораторне заняття №1. «Вивчення команд створення блоків даних і маніпулювання зі структурою у середовищі TIA Portal SCADA ».
Мета заняття: навчитися досліджувати підсилювальні властивості інвертуючого підсилювача.
Лабораторне заняття №2. «Вивчення команд заповнення і редагування інформації в БД в середовищі SCADA».
Мета заняття: вміти досліджувати підсилювальні властивості неінвертуючого підсилювача.
Лабораторне заняття №3. «Вивчення команд вибірки інформації з SCADA бази даних при наявності одиничних, та пов'язаних таблиць».
Мета заняття: вміти досліджувати властивості диференційного підсилювача.
Лабораторне заняття №4. «Дослідження властивостей інструментального підсилювача».
Мета заняття: вміти досліджувати властивості інструментального підсилювача.
Лабораторне заняття №5. «Дослідження властивостей інтегратора».
Мета заняття: вміти досліджувати властивості інтегратора.
Лабораторне заняття №6. «Дослідження властивостей диференціатора».
Мета заняття: вміти досліджувати властивості диференціатора.
Лабораторне заняття №7. «Використання переглядів в середовищі SCADA. Реалізація транзакцій».
Мета заняття: вміти досліджувати властивості середовища SCADA.
Для заочної форми здобуття освіти
Лекційні заняття
Лекція 1. «Функціонування основних елементів та вузлів систем автоматики SCADA. Властивості операційному підсилювачі. Інженерний розрахунок найпростіших схем на операційному підсилювачі SCADA».
Лекція 2. «Технічні і функціональні вимоги до датчиків SCADA. Основні параметри і характеристики датчиків».
Лабораторні заняття
Лабораторне заняття №1. «Вивчення перехідних характеристик SCADA».
Мета заняття: отримати та розрахувати перехідні характеристики SCADA.
Лабораторне заняття №2. «Розробка та моделювання принципової схеми SCADA».
Мета заняття: навчитися розробляти та моделювати принципову схему SCADA.
Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.
Індивідуальна робота для денної та заочної форми навчання
Розрахунково-графічна робота
Мета РГР – Закріплення знань в галузі проектування та розрахунку основних пристроїв автоматики. Набуття вміння синтезувати загальну схему окремих пристроїв, вибрати найбільш прийнятий варіант структурної, функціональної та принципової схеми. Опанування навичками розробки блоків цифрової та аналогової обробки сигналів.
Здобувач отримує завдання на першому лабораторному занятті.
Пояснювальна записка містить 20-25 сторінок Кількість розділів – 3. Графічна частина – три аркуша креслень формату А3 та один аркуш формату А1.
Змістовна послідовність виконання роботи.
1. Обґрунтування структурної, функціональної та принципової схем пристрою;
2. Електричний розрахунок та вибір елементів принципової схеми;
3. Результати моделювання на ЕОМ за допомогою моделювальника MicroCap;
4. Розрахунок характеристики розробленого пристрою;
5. Дослідження впливу елементів електронного блоку на його властивості, за допомогою моделі блока.
Перелік графічних матеріалів:
• схема електрична структурна SCADA;
• схема електрична функціональна SCADA;
• схема електрична принципова SCADA;
• графіки моделювання.
Захист РГР – протягом останнього навчального тижня семестру.
Контрольна робота для здобувачів заочної форми
Завдання для виконання контрольної роботи здобувач отримує на установчій лекції.
Робота містить 10 теоретичних питань та 2 практичних завдання.
Обсяг відповіді на кожне теоретичне питання: не менше, ніж 2 сторінки машинописного тексту. Текст відповіді повинен бути виконаний самостійно, а не скопійованим з навчального посібника.
Термін надання виконаної контрольної роботи на перевірку – не пізніше, ніж за місяць до початку сесії.
Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання
Для денної форми здобуття освіти
Поточний контроль полягає у виконанні
1) 7-ми індивідуальних поточних завдань. Індивідуальні поточні завдання виконуються письмово і полягають в розв'язуванні типових задач відповідно до мети та завдань лабораторних занять. Бездоганне виконання індивідуального поточного завдання №1-3 оцінюється у 7 балів; індивідуальних поточних завдань №4 – 5,0 бали; №5 – 6,0 балів; індивідуальних поточних завдань №6 – 5,0 бали, №7 – 8 балів.
2) Розрахунково-графічної роботи. Бездоганне виконання оцінюється у 5 балів. Захист роботи – 10 балів.
3) двох модульних контрольних робіт. Модульні контрольні роботи складаються з теоретичної і практичної частин та проводяться у формі комп'ютерного тестування. Бездоганне виконання кожної модульної контрольної роботи становить 20 балів.
Підсумковий контроль – залік. Залік усний. Максимальна оцінка, яку може отримати студент – 100 балів. Мінімальна оцінка, яка дозволяє отримати «зараховано» – 60 балів.
Для заочної форми здобуття освіти
Лабораторні роботи №1 та №2 оцінюються у 20 балів (по 10 балів кожна).
Захист контрольної роботи. Бездоганне виконання контрольної роботи оцінюється у 25 балів. При її захисті студент може отримати до 40 балів.
Захист розрахунково-графічної роботи. Бездоганне виконання розрахунково-графічної роботи оцінюється у 5 балів. Захист роботи – 10 балів.
Підсумковий контроль – залік. Залік усний. Максимальна оцінка, яку може отримати студент – 100 балів. Мінімальна оцінка, яка дозволяє отримати «зараховано» – 60 балів.