Обработки информации и управления

Очной формы обучения

Составитель : Н.В. Чертыковцева

Самара

УДК 681.3

Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Проектирование АСОИУ»для студентов специальности 230102 – Автоматизированные системы обработки информации и управления очной формы обучения / Сост.
Н.В. Чертыковцева. – Самара : СамГУПС, 2012. - 19с.

Утверждены на заседании кафедры «Мехатроника в автоматизированных производствах» 30 сентября 2011 г., протокол № 3.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Самарского государственного университета путей сообщения.

В методических указаниях приведены материалы, полезные при подготовке проектно-конструкторской, технологической, аналитической и исследовательской частей курсового проекта. Могут быть использованы при выполнении дипломного проекта

Предназначены для студентов специальности 230102 «Автоматизированные системы обработки информации и управления», а также для студентов других специальностей, изучающих информационные системы.

Составитель: Чертыковцева Наталья Валерьевна

Рецензенты: к.т.н., доцент кафедры «Мехатроника

В автоматизированных производствах» СамГУПС

А.В. Авсиевич;

Подписано в печать . Формат 60х90 1/16.

Усл. печ.л 1,3. Тираж 100 экз. Заказ № .

© Самарский государственный университет путей сообщения, 2012

Цели и задачи курсового проектирования

Курсовое проектирование должно способствовать:

- закреплению, углублению и обобщению знаний, полученных студентами в процессе изучения лекционных курсов по дисциплинам «Проектирование АСОИУ» и «Методы обработки информации в РАС», «Инструментальные средства разработки РАС», «Сети и сетевые технологии», «Системы реального времени»;

- развитию умений и навыков, полученных при выполнении лабораторных работ;

- применению этих знаний, умений и навыков к решению конкретных проектных задач;

- развитию навыков работы со специальной литературой и навыков проектирования с использованием SCADA-систем, CASE-средств.

2. Тематика и содержание курсовых проектов

Задание на курсовое проектирование посвящено проектированию автоматизированной системы обработки информации и управления.

При выполнении курсового проекта студент должен:

- разработать техническое задание (ТЗ) по ГОСТ 34.602-89;

- выполнить системный анализ и анализ требований к проектируемой автоматизированной системе, разработать структурную схему, обосновать и выбрать техническое обеспечение, разработать функциональную схему проектируемой АСОИУ, описать алгоритмы, структуру программного обеспечения, разработать руководство пользователя;

- оформить пояснительную записку и приложения.

Кроме того, по решению кафедры в состав проекта могут быть включены дополнительные разделы, связанные с научно-исследовательской работой.

Тематика курсовых проектов может относиться к одному из следующих направлений:

· технические средства АСОИУ;

· автоматизированные обучающие и тестирующие системы;

· автоматизированные системы обработки информации;

· телекоммуникационные системы и сети;

· системы отображения информации;

· интеллектуальные системы и технологии;

· мультимедиа системы и средства;

· офисные и производственные системы;

· инструментальные средства разработки интеллектуальных систем; геоинформационные системы и др.

В зависимости от конкретной темы проекта отдельные пункты типовых содержаний проектов, представленных в п. 6, могут быть исключены либо заменены другими.

Задания по курсовому проектированию

Задание на курсовое проектирование для каждого студента индивидуально и составляется с учетом тематики его последующей выпускной квалификационной работы. Студентам предоставляется право выбора темы работы. Студент может предложить свою тему курсового проекта с обоснованием целесообразности ее разработки.

Закрепленные персонально за каждым студентом темы курсовых проектов утверждаются на заседании кафедры. Задание на курсовой проект выдается кафедрой в течение первых двух недель работы, подписывается студентом, принявшим задание к исполнению, руководителем проекта и утверждается руководителем специализации. С момента утверждения задания студент считается приступившим к выполнению курсового проекта. Трудоемкость проекта и график его выполнения в семестре не меняется, если задержка в утверждении произошла из-за неявки студента на консультации по проекту.

Задание оформляется путем заполнения специального бланка в соответствии с согласованным с преподавателем текстом. Бланк задания содержит следующие пункты:

1. Тема работы.

2. Срок сдачи студентом законченной работы.

3. Исходные данные к работе.

4. Перечень вопросов, подлежащих разработке в КП, в соответствии с общим перечнем работ, выполняемых студентами.

5. Перечень графического материала.

6. Список литературы.

4. Правила оформления пояснительной записки

Пояснительная записка выполняется на одной стороне листа бумаги формата А4. Общий объем не менее 30 страниц (без приложения). Все таблицы, рисунки, схемы, формулы, графики должны быть пронумерованы и снабжены подписями и ссылками в тексте. Оформление пояснительной записки должно соответствовать требованиям ГОСТ 7.32-2001 СИБИД. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления; ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам.

Материалы в пояснительной записке располагаются в следующем порядке :

Титульный лист (см. приложение 2);

Заполненный бланк задания на курсовой проект;

Содержание;

Техническое задание на проектирование;

Введение;

1. Описание предметной области;

2. Разработка структурной схемы проектируемой системы;

3. Обоснование и выбор технического обеспечения;

4. Разработка функциональной схемы проектируемой системы;

5. Разработка верхнего уровня (назначение, структура, состав программных компонентов);

Заключение;

Список использованных источников;

Приложение (приложения).

Законченная пояснительная записка подписывается студентом. Изложение должно быть ясным и четким, без повторений. Следует избегать необоснованного использования в тексте пояснительной записки большого количества теоретического материала.

В качестве программного инструмента поддержки проектирования применяются CASE-средства (BPWin, UML, Rational Rose), SCADA-системы (In Touch, Trace Mode). Разработку и отладку программ (с тестовыми примерами) рекомендуется проводить в системах моделирования AnyLogic или MatLab+Simulink.

Графическая часть проекта является не иллюстративным материалом, а технической документацией на разработанный студентом проект. Графический материал, помещенный в пояснительной записке, по формату, условным обозначениям, шрифтам и масштабам должен соответствовать требованиям единой системы конструкторской документации (ЕСКД).

Техническое задание на проектирование

Выполняется по ГОСТ 34.602-89. и включает в себя следующие разделы: 1) общие сведения; 2) назначение и цели создания (развития) системы; 3) характеристика объектов автоматизации; 4) требования к системе; 5) состав и содержание работ по созданию системы. Пример технического задания приведен в приложении 1.

Введение

Введение (общим объемом не более 3 стр.) должно содержать общие сведения о проекте, его краткую характеристику, резюме. В нем необходимо отразить актуальность выбранной темы, цель и задачи, решаемые в проекте, используемые методики, практическую значимость полученных результатов. Во введении необходимо также перечислить вопросы, которые будут рассмотрены в проекте, выделив вопросы, которые предполагается решить практически.

Описание предметной области

Основное содержание этой части должно быть направлено на анализ проблемы и постановку задачи разработки. Этот раздел имеет выраженный аналитический характер. В нем детально анализируется проблема исследования; излагаются результаты обзора литературных и иных источников, посвященных рассматриваемой проблематике; сравниваются различные готовые программные продукты, используемые в данной области.

Первый раздел не должен представлять изложение общеизвестных из учебных курсов положений, а являться анализом теории по выбранной теме.

В этом же разделе проводится непосредственный анализ состояния исследуемых вопросов в конкретной производственно-экономической обстановке.

Разработка структурной схемы проектируемой АСОИУ

В данном разделе приводится описание многоуровневой структурной схемы АСОИУ; подробно описываются задачи и функции каждого уровня.

Обоснование и выбор технического обеспечения

В этом разделе приводится состав комплекса технических средств автоматизированной системы: тип, назначение, принцип действия, основные технические характеристики, объем автоматизации объектов. Также приводится описание нижнего уровня, критерии выбора и собственно выбор базовых элементов.

Разработка функциональной схемы проектируемой АСУ

Функциональные схемы являются основным техническим документом, определяющим функционально-блочную структуру отдельных узлов автоматического контроля, управления и регулирования технологического процесса и оснащение объекта управления приборами и средствами автоматизации.

При разработке функциональных схем автоматизации технологического процесса необходимо решить следующие задачи:

- получить первичную информацию о состоянии технологического процесса и оборудования;

- непосредственно воздействовать на технологический процесс для управления им;

- стабилизировать технологические параметры процесса;

- контролировать и регистрировать технологические параметры процессов и состояние технологического оборудования.

Указанные задачи решаются на основании анализа условий работы технологического оборудования, выявления законов и критериев управления объектом, а также требований, предъявляемых к точности стабилизации, контроля и регистрации технологических параметров, к качеству регулирования и надежности.

Функциональные задачи автоматизации, как правило, реализуются с помощью технических средств, включающих в себя:

- отборные устройства;

- средства получения первичной информации;

- средства преобразования и переработки информации;

- средства представления и выдачи информации обслуживающему персоналу и т.д.

Результатом составления функциональных схем является:

- выбор метода измерения технологических параметров;

- выбор основных технических средств автоматизации, наиболее полно отвечающих предъявленным требованиям и условиям работы автоматизируемого объекта;

- определение приводов исполнительных механизмов регулирующих и запорных органов технологического оборудования, управляемого автоматически или дистанционно;

- размещение средств автоматизации на щитах и пультах, на технологическом оборудовании или по месту;

- определение способов представления информации о состоянии технологического процесса и оборудования.

При разработке функциональных схем и выборе комплекса технических средств должны учитываться следующие условия:

- вид и характер технологического процесса;

- условия пожаро- и взрывоопасности;

- агрессивность и токсичность окружающей среды;

- параметры и физико-химические свойства измеряемой среды, расстояние от мест установки датчиков, вспомогательных устройств, исполнительных механизмов, приводов машин и запорных органов до пунктов управления и контроля;

- требуемая точность и быстродействие средств автоматизации.

Система автоматизации должна строиться на базе серийно выпускаемых средств автоматизации и вычислительной техники. При разработке проектов необходимо стремиться к применению однотипных средств и унифицированных систем для обеспечения простоты их обслуживания, взаимозаменяемости, ремонтопригодности. В качестве первичных датчиков, преобразователей, вторичных приборов, регулирующих и исполнительных устройств следует использовать приборы и средства автоматизации Государственной системы промышленных приборов (ГСП). Выбор энергии (электрической, пневматической или гидравлической) для систем автоматизации должен быть определен условиями технологического процесса, степенью его взрыво- и пожароопасности, а также условиями быстродействия реакции системы, дальности передачи и усилиями передвижения исполнительных органов и надежностью срабатывания. Количество точек контроля и регулирования должно быть достаточным для обеспечения оптимальности ведения процесса. Вспомогательные приборы и средства автоматизации необходимо размещать на отельных неоперативных щитах.

Разработка среднего и верхнего уровня АСУ

Средний уровень – это так называемый уровень SCADA, который представляет собой систему ввода/вывода и иерархическую систему диспетчерских интерфейсов, в которую входят как технические, так и программные средства;

Верхний уровень - это уровень информационной системы, т.е. это набор прикладных задач и баз данных, которые совместно решают задачи по информационному обеспечению потребностей предприятия.

В данном разделе курсового проекта необходимо описать разработку прикладного ПО операторской станции: назначение, структура, состав программных компонентов. Рекомендуемая среда исполнения базового ПО – SCADA системы In Touch, Trace Mode.

Заключение должно содержать формулировку предмета защиты, краткие выводы по результатам выполненной работы, оценку полноты решений поставленных задач, разработку рекомендаций и исходных данных по конкретному использованию результатов работы, оценку технико-экономической эффективности их внедрения, оценку научно-технического уровня выполненной работы.

Список литературы должен содержать библиографическое описание монографий, журнальных статей, изобретений, описаний алгоритмов, научно-технических отчетов и других опубликованных работ, на которые производились ссылки в тексте пояснительной записки и которые имеют важное значение для понимания сути выполненной работы. Пример оформления библиографического описания источника приведен в приложении 3.

Приложения рекомендуется составлять из дополнительных материалов, в числе которых могут быть: исходные тексты разработанных программ; формальное описание экранных и выходных форм разработанного информационного обеспечения; промежуточные математические доказательства, формулы и расчеты; таблицы вспомогательных цифровых данных; протоколы испытаний; описание аппаратуры и приборов, применяемых при проведении экспериментов, измерений и испытаний; иллюстрации вспомогательного характера; акты (или справки) внедрения результатов работы и др.

Защита курсового проекта

Для защиты курсового проекта студент должен подготовить доклад (на 5-7 мин.), в котором нужно четко и кратко изложить основные положения курсового проекта и иллюстративный материал.

В процессе защиты студент должен кратко обосновать актуальность темы, сформулировать цель работы, охарактеризовать методы и средства, использованные при проектировании. Особое внимание в докладе уделяется результатам исследования и конкретным предложениям автора проекта.

Защита курсового проекта проводится в виде презентации. Слайды рекомендуется подготавливать с использованием РowerРoint. Поощряются динамические презентации с элементами мультимедиа. Количество слайдов не менее 5 и не более 24 шт. Презентация для доклада на защите курсового проекта должна содержать графический материал, иллюстрирующий основные положения проекта.

6. Примерное содержание курсовых проектов
и демонстрационных материалов к ним