«УТВЕРЖДАЮ Ректор ГОУ ВПО УГНТУ Д.т.н., профессор А.М. Шаммазов 20_г. ОСНОВНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Направление подготовки 220700 – Автоматизация технологических процессов и ...»
В соответствии с учебным планом предусмотрены 38 часов аудиторных занятий (18 часов лекций, 4 часа практических занятий и 16 часов лабораторных занятий ) и 70 часов СРС, в том числе курсовой проект.
Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.
4.2.59 Цифровые устройства автоматики Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа.
Целью изучения курса является получение студентом сведений об основных цифровых интегральных схемах малой, средней и большой степенях интеграции, способах описания их функционирования, изучение и использование методов анализа и синтеза цифровых устройств разнообразного назначения.
Дисциплина входит в структуру профессионального цикла дисциплин и опирается на учебные материалы курса «Электротехника и электроника».
Задачами изучения курса являются: изучение основ математического аппарата алгебры логики с целью его применения при проектировании цифровых устройств автоматики; получение навыков использования временных диаграмм при описании поведения, при анализе работы, при поиске неисправностей в цифровых устройствах; ознакомление с физической реализацией однонаправленных и двунаправленных шин в БИС микропроцессорных комплектов; приобретение начального опыта по программированию режимов работы перепрограммируемых БИС.
Основные дидактические единицы (разделы):
1. Цифровые ИС малой и средней степени интеграции. Переключательные функции (ПФ) и их свойства. ПФ одного аргумента. Моделирование ПФ одного аргумента. Логический элемент “инвертор”. Правила инверсии. ПФ двух аргументов. Связь между логическим умножением и сложением. Физическая реализация конъюнкции и дизъюнкции. Функционально полная система логических элементов и ПФ. Основные законы алгебры логики. Совершенные дизъюнктивные и конъюнктивные нормальные формы. Логические схемы типа ДТЛ. Логические схемы типа ТТЛ. Время задержки включения и выключения логических ИС. RS - триггер на элементах И-НЕ, ИЛИ-НЕ. Понятие об активном уровне сигнала. D – триггер, тактируемый потенциалом.
D - триггер с динамическим управлением. Таблицы и матрицы переходов D- и DV – триггеров. JK-триггер, тактируемый фронтом. Нетактируемый и тактируемый Т- триггеры. Асинхронный двоичный счетчик импульсов. Синхронный счетчик. Регистры сдвига на D- и DV – триггерах. Системы счисления и коды, используемые в ЦИП. Дешифраторы. Цифровые отсчетные устройства.
Динамическая цифровая индикация. Структурная схема декады двоичнодесятичного счетчика со статической индикацией (ПК-1, ПК-4).
2. Проектирование блоков цифровой автоматики.Минимизация совершенных ДНФ с помощью диаграмм Вейтча. Минимальные формы не полностью определенных ПФ. Принципы построения синхронных счетчиков импульсов с недвоичным коэффициентом пересчета. Синтез асинхронных счетчиков с недвоичным коэффициентом пересчета. Проектирование дешифраторов и их сопряжение с цифровыми отсчетными устройствами (ПК-2, ПК-3, ПК-6, ПК-7).
3. Цифровые измерительные устройства и их элементы. Классификация коммутирующих элементов ЦИП. Схемы замещения ключевых элементов.
Контактные ключи и переключатели. Двоично-десятичные коды и счетчики.
Сравнивающие устройства. Усилитель-формирователь. Блок выделения заданного интервала. Метод последовательного счета. Измеритель временного интервала. Измеритель периода. Частотомер. Однотактный вольтметр. Двухтактный вольтметр. Вольтметр с генератором линейно-ступенчатого напряжения.(ПК-1, ПК-2, ПК-3).
4. Цифровые ИС большой степени интеграции. Шинные формирователи КР580ВА86 (87), К589АП16 (26). Понятие о третьем состоянии. Буферный регистр КР580ИР82 (83). Программируемый параллельный интерфейс КР580ВВ55. Условное обозначение, управляющие сигналы, схема соединения с системными шинами. Программирование ППИ. Программируемый таймер КР580ВИ53. Современные ИС малой средней и большой степеней интеграции.
ИС ЦАП и АЦП сопрягаемые с микропроцессорными системами. Программируемые логические интегральные схемы. (ПК-1, ПК-2, ПК-3).
В результате изучения дисциплины студент должен:
-знать:
- историю развития цифровых устройств (ОК-8);
- условные обозначения и работу основных цифровых интегральных схем малой, средней и большой степеней интеграции (ПК-1);
- структурные схемы основных цифровых устройств(ПК-2);
- основные этапы, методологию, технологию и средства проектирования цифровых устройств (ПК-7);
-уметь:
- составлять словесное описание ситуации, предшествующей проектированию комбинационной логической схемы (ПК-1, ПК-2);
- составлять табличное описание переключательной функции(ПФ), согласно словесному описанию реальной ситуации.(ПК-1, ПК-2);
- находить алгебраическое представление ПФ с последующей физической реализацией (ПК-1, ПК-2);
- проектировать асинхронные и синхронные счетчики по заданным таблицам переходов счетчика (ПК-1, ПК-2);
- оценивать методические погрешности, возникающие при измерениях временных интервалов цифровыми методами (ПК-4, ПК-2);
-владеть:
- методами анализа и синтеза цифровых комбинационных и последовательностных логических схем (ПК-8, ПК-7);
- методами описания функционирования цифровых устройств по заданной принципиальной схеме (ПК-8, ПК-7);
- методологией нахождения причин возникновения неполадок в работе реальных цифровых устройств (ПК-8, ПК-7);
- методологией программирования режимов работы перепрограммируемых БИС (ПК-8, ПК-7);
- методами задания физического адреса БИС (ПК-8, ПК-7).
Виды учебной работы: в соответствии с учебным планом предусмотрены 62 часа аудиторных занятий (24 часа лекций, 10 часов практических занятий, 28 часов лабораторных занятий), 82 часа СРС (1 курсовая работа).
Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.
4.2.60 Телеуправление и системы телекоммуникации Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.
Целью изучения курса является получение студентом знаний по вопросам передачи данных по последовательным каналам связи: свойства линейных кодов и их особенности, влияющие на скорость, дальность и правильность передачи информации, а также характеристики стандартных последовательных интерфейсов. Дисциплина входит в вариативную часть профессионального цикла дисциплин и опирается на учебные материалы курсов «Электротехника и электроника», «Цифровые устройства автоматики», «Вычислительные машины, системы и сети».
Задачами изучения курса являются: знакомство студентов с принципами построения последовательных каналов передачи данных, способами формирования линейных кодов и их характеристиками, изучение стандартных интерфейсов последовательной связи и получение навыков их программирования.
1. Кодирование цифровой информации для передачи по последовательным каналам связи. Коды, используемые для последовательной передачи данных: униполярный и биполярный коды NRZ, код Манчестер-2, AMIсигнал.
(ПК-2, ПК-15).
2. Последовательные каналы связи, использующие код NRZ. Последовательные каналы связи, использующие код Манчестер-2. Протокол обмена цифровой информацией HART.
(ПК-5).
3. Сопряжение объектов с помощью последовательных и параллельных интерфейсов. Асинхронный метод передачи данных. Универсальный асинхронный приемопередатчик. Инициализация последовательного порта. Передача и получение данных.
(ПК-5).
4. Типы последовательных интерфейсов: RS-232, RS-422, RS-485, RSОсобенности сопряжения объектов в стандарте RS-232.
(ПК-18).
5. Параллельная передача данных. Назначение регистров. Программно-управляемый ввод-вывод информации.
(ПК-29).
В результате изучения дисциплины студент должен:
правила формирования линейных кодов и их свойства (ПК-5);
особенности каналов связи, использующих коды NRZ и Манчестер- (ПК-15);
особенности применения HART-протокола (ПК-2);
особенности синхронной и асинхронной передачи данных (ПК-12);
состав и назначение регистров УАПП, правила инициализации последовательного порта, получения и передачи последовательных данных.
программировать последовательный порт ПК в соответствии с конкретными условиями (ПК-5);
квалифицированно выбирать тип последовательного интерфейса исходя из конкретных условий передачи данных (ПК-12);
связывать различные внешние устройства по последовательному интерфейсу с ПК и друг с другом (ПК-30);
способами кодирования цифровой информации для передачи по последовательным каналам (ПК-18);
протоколом связи HART для организации обмена данными между интеллектуальными датчиками и контроллером (ПК-12);
навыками программирования последовательного порта ПК: инициализация порта, передача и получение данных (ПК-5);
способами сопряжения объектов при помощи последовательных интерфейсов (ПК-13).
В соответствии с учебным планом предусмотрены 38 часов аудиторных занятий (16 часов лекций, 10 часов практических занятий, 12 часов лабораторных занятий), 70 часов СРС.
Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.
4.2.61 Проектирование автоматизированных систем Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 38 часов.
Цели. При изучении дисциплины обеспечивается подготовка специалиста по теоретическим и практическим основам проектирования автоматизированных систем управления технологическими процессами, соблюдается связь с общеобразовательными и инженерными дисциплинами и непрерывность в использовании компьютера для решения инженерных задач.
Задачи. Знакомство с основными подходами к автоматизированному проектированию систем, обязательными для завершения подготовки специалистов и практического использования полученных знаний в решении инженернотехнических задач автоматизации производственных процессов.
Основные дидактические единицы (разделы):
1. Общая характеристика процесса проектирования. Основные понятия системного подхода применительно к процессу проектирования, основные принципы системотехники, лежащие в основе проектирования АС (ПКПК-6).
2. Содержание процесса проектирования АС, состав проектной документации. Процесс проектирования и его задачи. Требования к проектам.
Принципы стандартизации. Нормализация как разновидность стандартизации. Стандарты управления качеством промышленной продукции. Особенности применения в РФ зарубежных стандартов. Техническая документация (текстовая, графическая). Общие требования к оформлению технической документации. (ПК-4).
3. Системы автоматизированного проектирования. Понятие САПР.
Структура САПР. Обзор существующих САПР, используемых при проектировании АС. Основные типы АС и этапы жизненного цикла промышленных изделий. CALS-технологии. (ПК-4, ПК-36).
4. Знакомство с современными технологиями проектирования АС.
Особенности проектирования АС. Понятие SCADA и DCS – систем, их эксплуатационные характеристики. Архитектурное построение SCADA и DCS систем. Основные подсистемы SCADA-пакетов. Концепция открытости и масштабируемости SCADA. OPC-интерфейс. ActiveX-объекты. Организация доступа к SCADA-приложениям. Надежность SCADA и DCS – систем. Сравнительный анализ и тестирование SCADA-систем. (ПК-18, ПК-39).
В результате изучения дисциплины студент должен:
основные положения системного подхода применительно к процессу проектирования АС, основные принципы системотехники, лежащие в основе проектирования АС (ПК-1);
требования к проектам. Принципы стандартизации. Стандарты управления качеством промышленной продукции. Особенности применения в РФ зарубежных стандартов. Техническая документация (текстовая, графическая). Общие требования к оформлению технической документации. (ПК-1, ПК-13);
существующие САПР, используемых при проектировании АС. Основные типы АС и этапы жизненного цикла промышленных изделий. CALSтехнологии. (ПК-18);
особенности проектирования АС. Архитектурное построение SCADAсистем. SCADA как открытая система. Масштабируемость. OPC-интерфейс.
ActiveX-объекты. Организация доступа к SCADA-приложениям. Надежность SCADA-систем. Основные подсистемы SCADA-пакетов. Эксплуатационные характеристики SCADA-систем и общие подходы к их сравнительному анализу и тестированию (ПК-13).
применять современные информационные технологии при проектировании АС (ПК-1);
использовать архитектурные и детализированные решения при проектировании АС (ПК-18);
проектировать операторский интерфейс АС в SCАDA-пакетах (ПК-18);
разрабатывать функциональные схемы автоматизации в САПР «Компас»
и «AutoCAD» (ПК-1).
владеть:
методами разработки функциональных схем автоматизации в САПР «Компас» и «AutoCAD» (ПК-18);
методологией использования информационных технологий при создании операторского интерфейса в современных версиях SCАDA-пакетов TRACE MODE и InTouch (ПК-13);
современными методами и средствами проектирования, модернизации и модификации автоматизированных систем (ПК-18).
В соответствии с учебным планом предусмотрены 38 часов аудиторных занятий (16 часов лекций, 10 часов практических занятий, 12 часов лабораторных занятий), 70 часов СРС (1- КП).
Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.
4.2.62 Современные системы автоматизации Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единиц, 144 часов.
Целью изучения дисциплины является формирование знаний о современным системах автоматизации технологических процессов и производств в нефтяной и газовой промышленности, их аппаратных и программных реализациях.
Задачами изучения дисциплины являются: изучение структур и функций современных систем автоматизации, а также программно-технических средствам автоматизации и управления.
При изучении дисциплины обеспечивается фундаментальная подготовка студента в области автоматизации основных технологических объектов в нефтяной и газовой промышленности, соблюдается связь с профилирующими дисциплинами, обеспечивается непрерывность в использовании ЭВМ при выполнении практических, лабораторных работ и курсовых проектов, происходит знакомство со стержневыми проблемами автоматизации в нефтегазовой отрасли, базовыми положениями нормативных документов в области автоматизации, а также терминологией и понятиями, обязательными для практического использования полученных знаний в решении профессиональных задач.
Основные дидактические единицы (разделы):
1. Введение Цели и задачи курса. Особенности технологических процессов в нефтегазовой отрасли Особенности современных производств как объектов автоматизации.
2. Структура современных АСУТП Архитектура современных автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП). Характеристики АСУТП. Требования к элементам и системам автоматизации и управления, характеристики систем. Открытые системы и технологии. Классификация систем по числу уровней управления и по уровню автоматизации функций управления Классификация систем по уровню централизации функций управления. Топологические структуры распределенных систем.
3. Программное обеспечение современных систем автоматизации Промышленные логические контроллеры в системах автоматизации.
Методы программирования контроллеров. Системное и прикладное программное обеспечение контроллеров. Операционные системы реального времени. Языки программирования промышленных контроллеров стандарта IEC 61131-3. Использование современного программного обеспечения для программирования широкого круга ПЛК на стандартных языкахна основе ISaGRAF. Автоматное программирование на стандартных языках.
4. Сетевое взаимодействие в современных АСУТП Основные требования к промышленным сетям. Задачи, решаемые промышленными сетями. Классификация промышленных сетей. Характеристики некоторых сетевых протоколов (HART, ASi, PROFIBUS и др.). OPCинтерфейс для управления объектами автоматизации и технологическими процессами. Интеллектуальные приборы и устройства в системах АСУТП.
В результате изучения дисциплины студент должен:
- знать:
- цели и задачи автоматизации технологических процессов и производств;
- архитектуру и основные функции современных автоматизированных систем управления технологическими процессами и производством;
- основные функциональные, технические, метрологические и другие требования к системам управления;
- особенности технологических объектов и процессов в нефтяной и газовой промышленности как объектов автоматизации;
- методы и средства построения современных систем автоматизации технологических процессов и производств в нефтяной и газовой промышленности;
- современные программно-технические средства автоматизации и управления.
- уметь:
- выбирать средства автоматизации технологических процессов и производств;
- разрабатывать проектную и рабочую техническую документацию в области автоматизации технологических процессов и производств;
- выполнять работы по расчету и проектированию средств и систем автоматизации в соответствии с техническими заданиями и использованием стандартных средств автоматизации расчетов и проектирования;
- участвовать в разработке проектов по автоматизации производственных и технологических процессов, технических средств и систем автоматизации;
- практически осваивать и совершенствовать системы автоматизации производственных и технологических процессов;
- выполнять работы по автоматизации технологических процессов и производств, использовать современные методы и средства автоматизации;
- осваивать средства программного обеспечения систем автоматизации и управления;
- разрабатывать программы, связанные с автоматизацией технологических процессов;
- выбирать технологии, инструментальные средства и средства вычислительной техники при организации процессов проектирования средств и систем автоматизации;
- участвовать в разработке алгоритмического и программного обеспечения средств и систем автоматизации и управления технологическими процессами;
- владеть:
- методами выбора средств автоматизации технологических процессов;
- инструментальными средствами проектирования систем автоматизации;
- инструментальными средствами разработки алгоритмического и программного обеспечения систем автоматизации.
В соответствии с учебным планом предусмотрены 72 часов аудиторных занятий (28 часов лекций, 44 часов лабораторных занятий), 72 часа СРС.
Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.
4.2.63 Автоматизация технологических процессов и производств Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов.
Целью изучения дисциплины является формирование знаний об основных требованиях к автоматизации технологических процессов и производств, а также о современных системах автоматизации в нефтяной и газовой промышленности.
Задачами изучения дисциплины являются: усвоение требований технологических объектов и производств к объему автоматизации, функциям систем автоматизации и программно-техническим средствам автоматизации и управления.
При изучении дисциплины обеспечивается фундаментальная подготовка студента в области автоматизации основных технологических объектов в нефтяной и газовой промышленности, соблюдается связь с профилирующими дисциплинами, обеспечивается непрерывность в использовании ЭВМ при выполнении практических, лабораторных работ и курсовых проектов, происходит знакомство со стержневыми проблемами автоматизации в нефтегазовой отрасли, базовыми положениями нормативных документов в области автоматизации, а также терминологией и понятиями, обязательными для практического использования полученных знаний в решении профессиональных задач.
1. Общие сведения об автоматизации технологических процессов и производств Структура производственного процесса. Основные и вспомогательные технологические процессы. Цели и задачи автоматизации технологических процессов и производств. Классификация автоматизированных систем управления технологическими процессами и производством. Основные компоненты автоматизированных систем управления. Технологии и инструментальные средства проектирования систем управления. Нормативная документация. (ПКПК-32, ПК-41).
2. Основные требования к системам автоматизации технологических процессов и производств Классификация функций систем автоматизации. Требования к измерению технологических параметров. Методы повышения достоверности измерительной информации. Требования к контролю технологических процессов и производства. Требования к управлению технологическим оборудованием. Требования к защите технологических процессов и оборудования. Методы обеспечения надежности срабатывания защит. Требования к регулированию технологических параметров. Типовые схемы регулирования основных технологических параметров. Требования к программно-техническим средствам автоматизации.
Метрологические требования к системам автоматизации. Требования к надежности и промышленной безопасности систем автоматизации (ПК-11, ПК-13, ПК-18, ПК-19).
3. Автоматизация технологических процессов бурения скважин Характеристика технологических процессов бурения скважин как объектов автоматизации. Выбор основных параметров измерения, контроля и защиты.
Системы технологического контроля и управления буровой установки (ПК-20, ПК-21, ПК-26, ПК-28).
4. Автоматизация технологических процессов и производств в нефтегазодобыче Характеристика технологических процессов нефтегазодобычи как объектов автоматизации. Архитектура автоматизированной системы управления нефтегазодобывающим производством. Автоматизация нефтегазодобывающих скважин. Автоматизация измерения продукции скважин. Автоматизация дожимных насосных станций (ДНС). Автоматизация подготовки нефти на промыслах. Автоматизация объектов поддержания пластового давления. Автоматизация коммерческого учета товарной нефти на промыслах (ПК-20, ПК-21, ПК-26, ПК-28).
5. Автоматизация магистрального транспорта нефти Характеристика технологических процессов магистрального транспорта нефти как объектов автоматизации. Архитектура автоматизированной системы управления магистральным транспортом нефти. Автоматизация нефтеперекачивающих станций (НПС). Автоматическое регулирование давлений НПС. Защита НПС по давлениям. Контроль загазованности объектов НПС. Автоматизация пожаротушения объектов НПС. Автоматизация линейной части магистральных нефтепроводов (ПК-20, ПК-21, ПК-26, ПК-28).
6. Автоматизация технологических процессов и производств в добыче газа Характеристика технологических процессов газодобывающего производства как объектов автоматизации. Архитектура автоматизированной системы управления газодобывающим производством. Автоматизация газодобывающих скважин. Автоматизация технологических процессов подготовки газа к транспорту (ПК-20, ПК-21, ПК-26, ПК-28).
7. Автоматизация магистрального транспорта газа Характеристика технологических процессов магистрального транспорта газа как объектов автоматизации. Архитектура автоматизированной системы управления магистральным транспортом газа. Автоматизация компрессорных станций (КС). Автоматизация газоперекачивающих агрегатов (ГПА). Контроль загазованности объектов КС. Автоматизация пожаротушения объектов КС. Автоматизация линейной части магистральных газопроводов (ПК-20, ПК-21, ПКПК-28).
В результате изучения дисциплины студент должен:
-цели и задачи автоматизации технологических процессов и производств;
- архитектуру и основные функции современных автоматизированных систем управления технологическими процессами и производством;
-основные виды нормативных документов в области автоматизации технологических процессов и производств;
-основные функциональные, технические, метрологические и другие требования к системам автоматизации;
-особенности технологических объектов и процессов в нефтяной и газовой промышленности как объектов автоматизации;
-требования к объему автоматизации технологических процессов в нефтяной и газовой промышленности (основные параметры измерения, контроля, защиты, регулирования и т.д.);
-методы и средства построения современных систем автоматизации технологических процессов и производств в нефтяной и газовой промышленности;
-современные программно-технические средства автоматизации и управления.- уметь:
-выбирать средства автоматизации технологических процессов и производств (ПК-11);
-разрабатывать проектную и рабочую техническую документацию в области автоматизации технологических процессов и производств (ПК-13);
-участвовать в мероприятиях по контролю соответствия разрабатываемых проектов и технической документации действующим стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам (ПК-14);
-выполнять работы по расчету и проектированию средств и систем автоматизации в соответствии с техническими заданиями и использованием стандартных средств автоматизации расчетов и проектирования (ПК-18);
-участвовать в разработке проектов по автоматизации производственных и технологических процессов, технических средств и систем автоматизации (ПКпрактически осваивать и совершенствовать системы автоматизации производственных и технологических процессов (ПК-20);
-выполнять работы по автоматизации технологических процессов и производств, использовать современные методы и средства автоматизации (ПК-21);
-осваивать средства программного обеспечения систем автоматизации и управления (ПК-26);
-разрабатывать программы, связанные с автоматизацией технологических процессов (ПК-28);
-выбирать технологии, инструментальные средства и средства вычислительной техники при организации процессов проектирования средств и систем автоматизации (ПК-32);
- участвовать в разработке алгоритмического и программного обеспечения средств и систем автоматизации и управления технологическими процессами (ПК-41);
- методами выбора средств автоматизации технологических процессов (ПК-11);
- инструментальными средствами проектирования систем автоматизации (ПК-32);
- инструментальными средствами разработки алгоритмического и программного обеспечения систем автоматизации (ПК-28, ПК-41).
Виды учебной работы: в соответствии с учебным планом предусмотрены 76 часов аудиторных занятий (30 часов лекций, 10 часов практических занятий, 36 часов лабораторных занятий), 104 часа СРС (2 домашних задания, 1 курсовой проект).
Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.
4.2.64 Разработка проектно-технической документации в области АТПП Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, 72 часа.
Основной задачей курса является отработка техники проектирования систем автоматизации химико-технологических процессов с использованием элементов систем автоматизированного проектирования (САПР).
Основные дидактические единицы (разделы):
Раздел 1. Виды нормативно-технической документации.
Нормативно-техническая документация (НТД), виды, принципы кодирования документов. Последовательность работы над проектной документацией.
Раздел 2. Принципиальные и монтажные схемы.
Стандарты на принципиальные и монтажные схемы. Документация на принциписальные и монтажные схемы. Условные обозначения. Чтение схем.
Программные пакеты автоматизированного проектирования.
В результате изучения дисциплины студент должен:
виды НТД (ПК-8, ПК-9), принципы работы с НТД (ПК-8, ПК-9, ПК-12, ПК-13), стандарты, условные обозначения, применяемые в принципиальных и монтажных схемах (ПК-8, ПК-9), виды приборов и средств автоматизации, монтажных изделий, материалов (ПК-3, ПК-11, ПК-49, ПК-52), методику расчета надежности систем автоматизации, принципы работы с пакетами автоматизированного проектирования (ПКуметь работать с НТД (ПК-12, ПК-13, ПК-37);
собирать и анализировать исходные данные для проектирования технологических процессов (ПК-1), принимать участие в постановке целей проекта и разработке проектов (ПКПК-8, ПК-9), разрабатывать принципиальные и монтажные схемы (ПК-12, ПК-13);
комплектовать приборы и средства автоматизации, а также монтажные изделия и материалы (ПК-3, ПК-11, ПК-49, ПК-52);
рассчитывать показатели надежности систем автоматизации;
оформлять комплекты проектной и рабочей документации (ПК-12, ПК-13);
работать с графическими пакетами автоматизированного проектирования (ПК-26).
4.2.65 Информационно-измерительные системы Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.
Цель изучения дисциплины - подготовка студента к решению научных организационных и технических при разработке и эксплуатации информационноизмерительных систем (ИИС).
Основные задачи дисциплины состоят в изучении теоретических основ анализа и синтеза информационно-измерительных систем, технологии преобразования измеряемых величин в цифровую форму, приобретении практических навыков метрологического обеспечения ИИС.
1. ИС как разновидности средств автоматизации и контроля. Назначение и классификация ИИС. Обобщенные структурные схемы ИИС.
Описание функционирования ИИС. Область применения ИИС.
2. Техническое обеспечение ИИС. Агрегатный (модульный) принцип построения ИИС. Виды совместимости модулей в ИИС. Базовые элементы ИИC как измерительные преобразователи. Математические модели основных типов преобразователей. Структурные схемы, чувствительные элементы преобразователей. Организация взаимодействия и передачи информации между структурными элементами ИИС. Интерфейсы. Отображение информации в ИИС.
3. Программное обеспечение ИИС. Программирование микропроцессоров в ИИС.
4. Метрологическое обеспечение (МО) ИИС. Научные основы МО ИИС. Технические средства МО ИИС. Испытания ИИС. Научнотехническая документация ИИС.
- проблемы системных измерений;
- особенности построения ИИС;
- перспективы развития ИИС;
- теоретические основы анализа и синтеза ИИС;
- организацию взаимодействия и передачи информации между структурными элементами ИИС;
- уметь:
- использовать способы отображения и обработки информации в ИИС - владеть:
- навыками проведения анализа качества ИИС;
- навыками разработки метрологического обеспечения ИИС.
В соответствии с учебным планом предусмотрены 54 часа аудиторных занятий (30 часов лекций, 8 часов практических занятий, 16 часа лабораторных занятий), 54 часа СРС (1-КР).
Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.
4.2.66 Средства получения информации Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.
Целями изучения курса является получение студентом основных сведений об основах теории, принципах работы, параметрах и характеристиках, схем и особенностях применения датчиков – средств получения информации в устройствах и системах автоматики и телемеханики нефтегазовой промышленности; а также для подготовки к изучению курсов: «Технические измерения и приборы», «Технические средства автоматизации», «Телеуправление и передача данных».
Дисциплина входит в структуру профессионального цикла дисциплин и опирается на учебные материалы курсов «Математика». «Физика», «Материаловедение», «Общая электротехника и электроника», «Вычислительные машины, системы и сети», «Теория автоматического управления».
Задачами изучения курса являются: ознакомление студентов с принципами построения датчиков, основами теории преобразования физических величин, методами конструирования и проектирования датчиков высокой точности и надежности.
Изучение данного курса должно способствовать выработке представлений о возможности применения датчиков в нефтегазовой промышленности.
Общая характеристика и классификация средств получения информации. Классификация, основные понятия и определения средств получения информации (измерительных преобразователей, датчиков). Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП). Классификация и требования к техническим и метрологическим характеристикам.
Параметрические преобразователи. Потенциометрические преобразователи. Тензодатчики. Терморезисторы. Оптические датчики. Параметрические преобразователи реактивного сопротивления. Трансформаторные преобразователи. Гальваномагнитные преобразователи.
Генераторные преобразователи. Индукционные преобразователи.
Термоэлектрические преобразователи (термопары). Преобразователи частоты. Фазопреобразователи.
Нормирующие преобразователи. Нормирующие (унифицирующие) преобразователи. Нормирование характеристик. Линеаризация и аппроксимация характеристик датчиков. Помехи.
Коммутационные (релейные) преобразователи. Электромеханические и электромагнитные реле Электрические контакты. Электродинамические силы.
В результате изучения дисциплины студент должен:
- современное состояние и тенденции развития датчиков и преобразователей информации систем измерения, контроля и управления;
- основы разработки датчиков;
- стандарты, методические и нормативные материалы, сопровождающие проектирование производства и эксплуатацию датчиков.
- владеть:
- современными методами проектирования и разработки датчиков;
- методами рационального выбора и применения датчиков;
- методами проведения стандартных испытаний датчиков по определению показателей качества.
В соответствии с учебным планом предусмотрены 54 часа аудиторных занятий (20 часов лекций, 10 часов практических занятий, 24 часа лабораторных занятий), 54 часа СРС (1-КР).
Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.
4.2.67 Датчики физических величин Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.
Целями изучения курса является получение студентом основных сведений об основах теории, принципах работы, параметрах и характеристиках, схем и особенностях применения датчиков основных физических величин в устройствах и системах автоматики и телемеханики нефтегазовой промышленности; а также для подготовки к изучению курсов: «Технические измерения и приборы», «Технические средства автоматизации», «Телеуправление и передача данных».
Дисциплина входит в структуру профессионального цикла дисциплин и опирается на учебные материалы курсов «Математика». «Физика», «Материаловедение», «Общая электротехника и электроника», «Вычислительные машины, системы и сети», «Теория автоматического управления».
Задачами изучения курса являются: ознакомление студентов с принципами построения датчиков, основами теории преобразования физических величин, методами конструирования и проектирования датчиков высокой точности и надежности.
Изучение курса «Датчики физических величин» должно способствовать выработке представлений о возможности применения датчиков в нефтегазовой промышленности.
Общая классификация и характеристика датчиков основных физических величин. Физические принципы датчиков. Материалы датчиков и технологии их изготовления.
Оптические компоненты датчиков. Радиометрия. Фотометрия. Оптически волокна и волноводы. Электрооптические и акустикооптические модуляторы.
Датчики положения перемещения и уровня. Потенциометрические, гравитационные, емкостные, индуктивные и магнитные, оптические, ультразвуковые.
Датчики скорости и ускорения. Акселерометры. Гироскопы. Пьезоэлектрические кабели.
Датчики силы, механического напряжения и прикосновения.
Тензодатчики. Тактильные чувствительные элементы. Пьезоэлектрические датчики силы.
Датчики световых и радиоактивных излучений. Фотодиоды. Фототранзисторы. Фоторезисторы. Сцинтилляционные и ионизационные В результате изучения дисциплины студент должен:
- современное состояние и тенденции развития датчиков и преобразователей - информации систем измерения;
- основы разработки датчиков;
- стандарты, методические и нормативные материалы, сопровождающие - проектирование производства и эксплуатацию датчиков.
- современными методами проектирования и разработки датчиков;
- методами рационального выбора и применения датчиков;
- методами проведения стандартных испытаний датчиков по определению - показателей качества.
В соответствии с учебным планом предусмотрены 54 часа аудиторных занятий (20 часов лекций, 10 часов практических занятий, 24 часа лабораторных занятий), 54 часа СРС (1-КР).
Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.
4.2.68 Мониторинг физико-химических свойств и состава технологических сред Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, часов.
Целью изучения дисциплины является образование необходимой начальной базы знаний выпускника по обеспечению единства измерений качества природного газа, нефти и продуктов ее переработки; овладение выпускником навыками и понятиями, обязательными для прочного усвоения последующих дисциплин и практического использования полученных знаний в решении задач технологических измерений в отрасли и управлении качеством выпускаемой продукции. Дисциплина входит в структуру профессионального цикла дисциплин (вариативная часть) и опирается на учебные материалы курсов «Химия», «Физика», «Технологические процессы автоматизированных производств», «Методы и средства измерения».
Задачами изучения курса являются:
- ознакомление студентов с основами организации мониторинга физикохимических свойств и состава технологических сред в нефтегазовой промышленности, видах и методах измерения этих параметров, устройстве и особенностях эксплуатации конкретных датчиков, вторичных приборов и микропроцессорных комплексов;
- формирование навыков использования современных методов и средств мониторинга технологических сред и окружающей среды при разработке систем автоматизации конкретных технологических объектов;
- приобретение опыта проектирования систем мониторинга физикохимических свойств технологических сред в нефтяной и газовой промышленности и их компонентов.
Основные дидактические единицы (разделы):
1. Общие сведения об автоматическом контроле качества продукции и мониторинге физико-химических свойств технологических сред в нефтегазовой промышленности. Предмет и задачи дисциплины. Основные термины и понятия. Виды анализа и анализируемых смесей. Классификация методов и средств аналитического контроля параметров качества. Физикохимические свойства технологических сред, измеряемые в нефтегазовой промышленности (ПК-1, ПК-11, ПК-21).
2. Методы и средства автоматического контроля основных физикохимических свойств. Общие положения и принципы построения приборов.
Классификация методов и средств измерения свойств веществ. Плотномеры жидкостей и газов. Вискозиметры. Влагомеры. Гигрометры. Измерители температуры точки росы. Солемеры (ПК-11, ПК-21).
3. Автоматический анализ состава жидких и газообразных сред.
Классификация физико-химических методов аналитического контроля и их использование для анализа газообразных, жидких и твердых веществ. Оптические, спектральные, тепловые, хроматографические, ионизационные, масс-спектрометрические, электрохимические, магнитные методы анализа.
Метрологические характеристики методов. Применение аналитического контроля на предприятиях нефтяной и газовой промышленности. Аналитический контроль выпускаемой продукции и исходных веществ (ПК-11, ПК-21).
4. Методы и средства автоматического контроля параметров водонефтяной эмульсии. Особенности водонефтяной эмульсии как объекта аналитического контроля. Диаграмма Исикавы. Измерение параметров водонефтяной эмульсии (дисперсности, газосодержания) (ПК-19).
5. Мониторинг окружающей среды с помощью средств аналитического контроля. Контроль содержания соединений серы в технологических средах. Средства обеспечения пожарной безопасности (ПК-29).
В результате изучения дисциплины студент должен:
методологию сбора и анализа исходных информационных данных для проектирования технологических процессов в нефтяной и газовой промышленности (ПК-1);
методы и средства измерения основных физико-химических свойств и состава жидких и газообразных сред (ПК-11);
основные этапы, методологию и технологию проектирования систем контроля и диагностики (ПК-19).
выбирать средства автоматизации технологических процессов и производств (ПК-19);
определять параметры технологических процессов, подлежащие контролю и измерению, устанавливать оптимальные нормы точности измерений и достоверности контроля (ПК-22);
разрабатывать локальные поверочные схемы и выполнять проверку и отладку средств контроля и диагностики (ПК-23).
владеть:
навыками сбора и анализа информационных данных для проектирования систем мониторинга свойств технологических сред (ПК-1);
навыками выбора средств автоматизации технологических процессов и производств (ПК-11);
методиками выбора оптимальных норм точности измерений физикохимических свойств технологических сред (ПК-22);
методами разработки локальных поверочных схем, поверки и отладки средств аналитического контроля (ПК-23).
В соответствии с учебным планом предусмотрены 54 часа аудиторных занятий (22 часа лекций, 8 часов практических занятий, 24 часа лабораторных занятий), 54 часа СРС (2 РГР).
Изучение дисциплины заканчивается дифференцированным зачетом.
4.2.69 Анализаторы параметров качества и состава Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.
Целью изучения дисциплины является образование необходимой начальной базы знаний выпускника по обеспечению единства измерений качества природного газа, нефти и продуктов ее переработки; овладение выпускником навыками и понятиями, обязательными для прочного усвоения последующих дисциплин и практического использования полученных знаний в решении задач технологических измерений в отрасли и управлении качеством выпускаемой продукции. Дисциплина входит в структуру профессионального цикла дисциплин (вариативная часть) и опирается на учебные материалы курсов «Химия», «Физика», «Технологические процессы автоматизированных производств», «Методы и средства измерения», «Цифровые устройства автоматики».
Задачами изучения курса являются:
- ознакомление студентов с основами организации измерительного процесса при квалиметрии, видах и методах измерения параметров качества, устройстве и особенностях эксплуатации конкретных датчиков, вторичных приборов и микропроцессорных комплексов;
- формирование навыков использования современных методов и средств контроля параметров качества и состава технологических сред и окружающей среды при разработке систем автоматизации конкретных технологических объектов;
- приобретение опыта проектирования систем контроля состава технологических сред в нефтяной и газовой промышленности и их компонентов.
Основные дидактические единицы (разделы):
1. Введение. Общие сведения об автоматическом контроле качества продукции. Предмет и задачи дисциплины. Основные термины и понятия. Виды анализа и анализируемых смесей. Классификация методов и средств аналитического контроля параметров качества.
(ПК-1, ПК-11, ПК-21).
2. Автоматический анализ состава многокомпонентных газообразных сред.
Классификация методов анализа многокомпонентных смесей (МКС).
Хроматографический метод анализа МКС: теоретические основы, принцип действия и структура газовых хроматографов. Сорбенты и газы-носители.
Основные узлы хроматографа. Основные параметры и соотношения газовой хроматографии. Качественная и количественная оценка результатов анализа.
Источники погрешностей. Масс-спектрометрические анализаторы. Использование хроматографов и масс-спектрометров на узлах учета газа. (ПК-11, ПК-21).
3. Автоматический анализ состава жидких и газообразных сред. Теоретические основы анализа состава бинарных смесей жидкостей и газов.
Классификация физико-химических методов аналитического контроля и их использование для анализа газообразных, жидких и твердых веществ. Оптические, спектральные, тепловые, ионизационные, электрохимические, магнитные методы анализа. Метрологические характеристики методов.
Применение аналитического контроля состава на предприятиях нефтяной и газовой промышленности. Аналитический контроль выпускаемой продукции и исходных веществ (ПК-11, ПК-21).
4. Методы и средства автоматического контроля влагосодержания как частного случая контроля состава. Понятие влажности, единицы измерения. Гигрометры. Измерители температуры точки росы. Особенности контроля влагосодержания в нефти. Влагомеры сырой и товарной нефти. (ПК-19).
В результате изучения дисциплины студент должен:
методологию сбора и анализа исходных информационных данных для проектирования технологических процессов в нефтяной и газовой промышленности (ПК-1);
методы и средства измерения параметров качества и состава жидких и газообразных сред (ПК-11);
основные этапы, методологию и технологию проектирования систем контроля и диагностики (ПК-19).
выбирать средства автоматизации технологических процессов и производств (ПК-19);
определять параметры технологических процессов, подлежащие контролю и измерению, устанавливать оптимальные нормы точности измерений и достоверности контроля (ПК-22);
разрабатывать локальные поверочные схемы и выполнять проверку и отладку средств контроля и диагностики (ПК-23).
владеть:
навыками сбора и анализа информационных данных для проектирования систем аналитического контроля (ПК-1);
навыками выбора средств автоматизации технологических процессов и производств (ПК-11);
методиками выбора оптимальных норм точности измерений концентрации отдельных компонентов бинарных и многокомпонентных смесей (ПК-22);
методами разработки локальных поверочных схем, поверки и отладки средств аналитического контроля (ПК-23).
Виды учебной работы:
В соответствии с учебным планом предусмотрены 54 часа аудиторных занятий (22 часа лекций, 8 часов практических занятий, 24 часа лабораторных занятий), 54 часа СРС (2 РГР).
Изучение дисциплины заканчивается дифференцированным зачетом.
4.2.70 Программные продукты для автоматизированного проектирования систем автоматизации Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы, 36 часов.
Цели. При изучении дисциплины происходит знакомство с основными подходами к автоматизированному проектированию систем, обязательными для завершения подготовки специалистов и практического использования полученных знаний в решении инженерно-технических задач автоматизации производственных процессов.
Задачи. Получение навыков современного интерактивного проектирования АС и их элементов.
1. Системы автоматизированного проектирования. Обзор существующих САПР, используемых при проектировании АС. Пакеты КОМПАСГРАФИК, AutoCAD, САПР-АЛЬФА. (ПК-1).
2. Особенности проектирования АС. Сравнительный анализ современных SCADA-систем (TRACE MODE, InTouch, iFIX. GENESYS). Архитектура, открытость, масштабируемость, надежность, эксплуатационные характеристики, программное обеспечение SCADA-пакетов. (ПК-18).
3. Проектирование схем автоматизации в пакете САПР-Альфа. Технология автоматизированного проектирования принципиальных электрических схем автоматизации. (ПК-1, ПК-18).
В результате изучения дисциплины студент должен:
- существующие САПР, используемых при проектировании АС. Особенности проектирования АС. Основные подсистемы SCADA-пакетов (ПК-13);
- программное обеспечение SCADA-пакетов. (ПК-1, ПК-18);
- технологию проектирования принципиальных электрических схем в пакете САПР-Альфа. (ПК-1, ПК-18).
- проектировать элементы операторского интерфейса АС в современных SCАDA-пакетах (ПК-18);
- разрабатывать функциональные схемы автоматизации в САПР «Компас»
и «AutoCAD» (ПК-18);
- проектировать принципиальные схемы автоматизации в пакете САПРАльфа (ПК-18).
- методами и средствами разработки функциональных схем автоматизации в САПР «Компас» и «AutoCAD» (ПК-18);
- методологией использования информационных технологий при создании операторского интерфейса в наиболее распространённых SCАDA-пакетах (ПКметодами и средствами проектирования, модернизации и модификации автоматизированных систем (ПК-13, ПК-18);
- методологией проектирования принципиальных схем автоматизации в пакете САПР-Альфа (ПК-18).
В соответствии с учебным планом предусмотрены 36 часов аудиторных занятий (14 часов лекций, 10 часов практических занятий, 12 часов лабораторных занятий), 36 часов СРС.
Изучение дисциплины заканчивается зачётом.
4.2.71 Системы автоматизированного проектирования Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы, 36 часов.
Цели. При изучении дисциплины происходит знакомство с основными подходами к автоматизированному проектированию систем, обязательными для завершения подготовки специалистов и практического использования полученных знаний в решении инженерно-технических задач автоматизации производственных процессов.
Задачи. Получение навыков современного интерактивного проектирования АС и их элементов.
1. Системы автоматизированного проектирования. Обзор существующих САПР, используемых при проектировании АС. Пакеты КОМПАСГРАФИК, AutoCAD, САПР-АЛЬФА. (ПК-1).
2. Особенности проектирования АС. Сравнительный анализ современных SCADA-систем (TRACE MODE, InTouch, iFIX. GENESYS). Архитектура, открытость, масштабируемость, надежность, эксплуатационные характеристики, программное обеспечение SCADA-пакетов. (ПК-18).
3. Проектирование схем автоматизации в пакете САПР-Альфа. Технология автоматизированного проектирования принципиальных электрических схем автоматизации. (ПК-1, ПК-18).
В результате изучения дисциплины студент должен:
- существующие САПР, используемых при проектировании АС. Особенности проектирования АС. Основные подсистемы SCADA-пакетов (ПК-13);
- программное обеспечение SCADA-пакетов. (ПК-1, ПК-18);
- технологию проектирования принципиальных электрических схем в пакете САПР-Альфа. (ПК-1, ПК-18).
- проектировать элементы операторского интерфейса АС в современных SCАDA-пакетах (ПК-18);
- разрабатывать функциональные схемы автоматизации в САПР «Компас»
и «AutoCAD» (ПК-18);
- проектировать принципиальные схемы автоматизации в пакете САПРАльфа (ПК-18).
- методами и средствами разработки функциональных схем автоматизации в САПР «Компас» и «AutoCAD» (ПК-18);
- методологией использования информационных технологий при создании операторского интерфейса в наиболее распространённых SCАDA-пакетах (ПКметодами и средствами проектирования, модернизации и модификации автоматизированных систем (ПК-13, ПК-18);
- методологией проектирования принципиальных схем автоматизации в пакете САПР-Альфа (ПК-18).
В соответствии с учебным планом предусмотрены 36 часов аудиторных занятий (14 часов лекций, 10 часов практических занятий, 12 часов лабораторных занятий), 36 часов СРС.
Изучение дисциплины заканчивается зачётом.
4.2.72 Системы искусственного интеллекта Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.
Целью изучения дисциплины является освоение подходов, методов и приемов исследования и построения систем искусственного интеллекта (ИИ), используемых для решения конкретных практических задач.
Задачами изучения дисциплины является формирование у студента базового представления, первичных знаний, умений и навыков о методах выделения и описания интеллектуальных процессов, функций и операций, подлежащих автоматизации, методах задания начальной организации систем ИИ и методах их обучения, обеспечивающих требуемое качество выполнения автоматизируемых интеллектуальных процессов, функций и операций при применении вычислительной техники и автоматизированных систем для автоматизации процессов нефтегазовой отрасли и нефтепереработке: от поиска и разведки нефти и газа до переработки углеводородного сырья.
При изучении дисциплины обеспечивается фундаментальная подготовка студента в области применения современных информационных технологий ИИ в нефтегазодобыче и нефтегазопереработке, соблюдается связь с дисциплинами общепрофессиональной и специальной подготовки и непрерывность в использовании ЭВМ в учебном процессе, происходит знакомство со стержневыми проблемами, возникающими при автоматизации неформализованных интеллектуальных процессов, функций и операций, с базовыми положениями, навыками и понятиями профессиональной терминологии, обязательными для выполнения дипломного проектирования и практического использования полученных знаний в решении профессиональных задач.
Основные дидактические единицы (разделы):
1. Введение. История развития систем искусственного интеллекта. Два направления: логическое и нейрокибернетическое. Назначение систем ИИ.
Состояние работ в области исследования систем ИИ. Анализ работ в области создания систем ИИ в нефтегазовой отрасли и нефтепереработке.
2. Основные понятия искусственного интеллекта. Формализуемые и неформализуемые задачи. Экспертные системы как системы, основанные на знаниях. Понятия модели знаний, представление знаний и вывод на знаниях.
Информация, знания, и данные. Виды знаний. Эвристики. Эвристические приемы активизации творческого мышления. Метод гирлянд ассоциаций и случайностей. Эвристика и эвристическое программирование.
3. Методы приобретения знаний. Обучение без выводов. Приобретение знаний на метауровне. Приобретение знаний из примеров. Параметрическое обучение. Метод обучения по индукции. Обучение по аналогии. Методы решения задач. Решение задач методом поиска в пространстве состояний.
Решение задач методом редукции. Решение задач дедуктивного выбора. Решение задач, использующие немонотонные логики, вероятностные логики.
Основы теории нечетких множеств. Вывод на знаниях. Машина вывода.
Языки представления знаний. Языки обработки символьной информации.
Языки программирования интеллектуальных решателей. Языки представления знаний. Инструментальные средства баз данных. Модели представления знаний. Продукционные системы. Классификация продукций. Основные понятия семантических сетей: представление объектов и отношений между ними в виде ориентированного графа. Типы отношений в семантических сетях. Абстрактные образы и фреймы. Основные типы фреймов. Понятие слота. Фреймы и наследование. Формальные логические модели 4. Экспертные системы. Архитектура ЭС. Назначение компонент ЭС.
Факторы, определяющие реализацию конкретной ЭС. Режимы работы ЭС.
Технология построения экспертных систем. Условия применимости экспертных систем. Типы экспертных систем в зависимости от степени завершенности и особенностей использования: демонстрационные, исследовательские, промышленные, коммерческие. Этапы построения экспертных систем: идентификация, концептуализация, формализация, реализация, тестирование. Трудности при создании экспертных систем. Необходимость и назначение объяснительной компоненты ЭС.
5. Нейронные сети. История развития нейронных сетей. Перспективы на будущее. Основы искусственных нейронных сетей. Биологический прототип. Искусственный нейрон. Перцептроны. Персептронная представляемость. Многослойные перцептроны. Оценка состояния нейронной сети. Сведение функционирования нейронной сети к задаче минимизации целевой функции. Алгоритм обучения обратным распространением ошибки. Сети встречного распространения. Структура сети. Слой Кохоненна. Слой Гроссберга. Модель Хопфилда. Конфигурации сетей с обратными связями. Программная и аппаратная реализации нейронных сетей. Применение нейронных сетей. Использование нейронных сетей для прогнозирования процессов в нефтегазовой отрасли. Особенности обработки символьной и численной измерительной информации в нейронных сетях.
В результате изучения дисциплины студент должен:
- историю развития систем искусственного интеллекта;
- направления развития современных систем искусственного интеллекта;
- математические методы и основные алгоритмы решения задач, связанных с построением систем искусственного интеллекта;
- методы задания начальной организации систем ИИ, а также методы их обучения, обеспечивающие требуемое качество выполнения автоматизируемых интеллектуальных процессов, функций и операций.
-уметь:
- использовать принципы и методы построения и обучения систем ИИ;
- читать и профессионально разбирать содержание статей или разделов специальной литературы, баз данных и знаний;
- пользоваться основными правилами и технологией внедрения систем ИИ в НГО.
-владеть:
- технологиями моделирования интеллектуальных процессов;.
В соответствии с учебным планом предусмотрены 54 часа аудиторных занятий (38 часов лекций, 16 часов лабораторных занятий), 54 часа СРС (1-КР).
Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.
4.2.73 Экспертные системы Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.
Целью изучения дисциплины является Освоение теоретических положений курса на уровне, позволяющем про-водить самостоятельный анализ и исследование процессов извлечения, структуризации и формализации знаний, относящихся к различным сферам экономики, управления и образования, а также ставить задачи по созданию интеллектуальных компонентов или систем в заданной предметной области с учетом современных достижений науки и техники.
Задачами изучения дисциплины является получение практических навыков в построении экспертной системы (ЭС), позволяющих самостоятельно выполнить работу по анализу предметной области, идентификации проблемы, формализации экспертных знаний и разработке и тестированию прототипа экспертной системы.
При изучении дисциплины обеспечивается фундаментальная подготовка студента в области способов описания знаний; изучения механизмов извлечения знаний из баз знаний; изучения методов представления и формализации знаний; изучение основных приемов проектирования баз знаний; изучение принципов построения и функционирования экспертных систем.
1. Введение в искусственный интеллект. Назначение и основные особенности экспертных систем (ЭС).
2. Представление знаний в ЭС.
3. Обзор методов поиска решений.
5. Экспертные системы реального времени.
6. Нейрокомпьютерные экспертные системы В результате изучения дисциплины студент должен:
- назначение экспертных систем, компонентов экспертных систем;
- функции участников разработки; технологические этапы построения экспертных систем;
- теоретические методы построения систем на основе нечеткой логики - о современном состоянии и тенденциях развития экспертных систем;
- о способах представления и использования знаний в экспертных системах;
- об особенностях динамических экспертных систем;
- о нейрокомпьютерных экспертных системах;
- выбирать способ организации базы знаний в зависимости от предметной области;
- составлять и анализировать различные модели знаний;
- ориентироваться в инструментарии по созданию и управлению знаниями в экспертных системах;
- приобрести навыки работы в оболочке экспертной системы;
- моделировать базу знаний ЭС, и осуществлять поиск решения, используя продукционную или фреймово - продукционную модели знаний в предложенной проблемной области;
- проводить сеанс консультации с экспертной системой; получать объяснения найденного решения; анализировать полученное решение;
- механизмом логического вывода;
- процессом построения экспертных системах;
- навыками проектирования прототипа экспертной системы с использованием оболочки экспертной системы;
- навыками проектировать интерфейс ЭС с базами данных, текстовыми файлами, а также создавать подсистему объяснений.знать:
В соответствии с учебным планом предусмотрены 54 часа аудиторных занятий (38 часов лекций, 16 часов лабораторных занятий), 54 часа СРС (1КР).
Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.
4.2.74 Метрологическое обеспечение измерительных систем в нефтегазовой промышленности Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единиц, 72 часа.
Целью изучения курса является получение студентом основных сведений об измерительных системах учёта количества сырой и товарной нефти. Дисциплина входит в структуру профессионального цикла дисциплин и опирается на учебные материалов курса «Метрология, стандартизация и сертификация».
Задачами изучения курса являются ознакомление студентов с современными измерительными системами учета нефти и нефтепродуктов в нефтегазовой промышленности, требованиям к метрологическим характеристикам самих систем и их составляющим. Получить сведения о методах и средствах поверки, а также о нормативных документах в этой области.
Основные дидактические единицы (разделы):
1. Измерительные системы учёта сырой нефти. Состав измерительных систем. Метрологические характеристики установок учёта сырой нефти и средств измерений. Требования к погрешности средств измерений, входящих в состав ИС.
2. Измерительные системы учёта товарной нефти. Состав измерительных систем, метрологические характеристики СИКН и средств измерений. Требования к их погрешностям измерения.
3. Средства поверки измерительных систем и средств измерений. Трубопоршневые поверочные установки (ТПУ), грузопоршневые весы, мерники, рабочие эталоны единиц плотности и вязкости.
4. Поверка средств измерения. Поверка преобразователей объёмного и массового расхода нефти, плотномеров, влагомеров, вискозиметров, вторичных приборов. Нормативные документы по поверкам измерительных систем, средств измерений и измерительных преобразований.
5. Обеспечение единства измерений количества нефти и нефтепродуктов. Государственные поверочные схемы единицы объёмного и массового расхода, счётчика жидкостей, единиц плотности, влажности и вязкости. Обеспечение единства измерений количества нефти и нефтепродуктов в резервуарах и железнодорожных цистернах.
В результате изучения дисциплины студент должен:
- структуру, состав и МХ измерительных систем в нефтегазовой промышленности;
- законодательные и нормативные правовые акты, методические материалы по метрологическому обеспечению;
- средства поверки измерительных систем и средств измерений;
- правила построения поверочных схем;
- порядок разработки, утверждения и внедрения стандартов, технических условий и другой нормативно-технической документации;
- применять: контрольно-измерительную технику для метрологического обеспечения измерительных систем и средств измерения;
- технологию разработки и аттестации методик выполнения измерений, испытаний и контроля;
- методы и средства поверки (калибровки) и юстировки средств измерения, правила проведения метрологической и нормативной экспертизы документации;
- методы расчета экономической эффективности работ по метрологическому обеспечению измерительных систем;
- навыками работы на контрольно – измерительном и испытательном оборудовании;
- навыками обработки экспериментальных данных и оценки погрешности измерений и достоверности контроля;
- навыками оформления результатов поверок и принятия соответствующих решений.
В соответствии с учебным планом предусмотрены 36 часов аудиторных занятий (14 часа лекций, 10 часов практических занятий, 12 часов лабораторных занятий), 36 часов СРС.
Изучение дисциплины заканчивается зачетом.
4.2.75 Нормирование метрологических характеристик и метрологическая надёжность средств измерения Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, 72 часа.
Целью изучения курса является получение студентом основных сведений о нормировании метрологических характеристик, их оценке и контролю, о методиках выполнения измерений и их разработки, о метрологической надёжности средств измерений. Дисциплина входит в структуру вариативного цикла дисциплин и опирается на учебные материалы курса «Метрология, стандартизация и сертификация».
Задачами изучения курса являются: ознакомление студентов с принципами выбора нормированных метрологических характеристик, способам их оценки, методам измерения этих характеристик и оценке метрологической надёжности средств измерения этих характеристик.
1 Нормирование метрологических характеристик (МХ) средств измерений (СИ). Принципы выбора и нормирование МХ СИ. МХ, предназначенные для определения результатов измерения. МХ погрешностей СИ. Характеристики чувствительности СИ к влияющим факторам. Неинформативные параметры выходного сигнала.
Нормирование динамических характеристик СИ. МХ влияния на инструментальную составляющую погрешности измерения. Комплексы нормируемых МХ СИ. Расчёт погрешностей СИ по нормированным МХ.
2 Оценка и контроль МХ. Оценивание метрологических характеристик. Контроль метрологических характеристик. Общий подход к разработке методик поверки.
3 Методики выполнения измерений. Основные понятия. Общие требования к аттестации. Разработка методик выполнения измерений (МВИ).
Основы разработки МВИ. Этапы разработки МВИ. Определение и объединение составляющих погрешностей измерений в реальных условиях применения МВИ. Влияние корреляции на погрешности косвенных измерений.
4 Метрологическая надёжность средств измерений. Основные понятия теории метрологической надёжности. Изменение МХ СИ в процессе эксплуатации.
Математические модели изменения во времени погрешности СИ. Линейная модель изменения погрешности. Экспоненциальная модель изменения погрешности. Логистическая модель изменения погрешности.
Показатели метрологической надёжности СИ. Метрологическая надёжность и межповерочные интервалы.
В результате изучения дисциплины студент должен:
методические материалы по нормированию метрологических характеристик средств измерений;
отличительные признаки «лабораторных» измерений от «технических»;
цели и требования к аттестации методик выполнения измерений;
отличия «метрологической надёжности СИ от «функциональной» надёжности;
алгоритмы расчёта результатов измерений»
алгоритмы расчёта характеристик погрешностей, получаемых результатов измерений в известных условиях;
классификацию «отказов» СИ;
определять метрологические характеристики СИ;
нормировать метрологические характеристики СИ;
применять методики выполнения измерений;
строить математические модели изменения погрешности СИ;
проводить расчёты межповерочных интервалов СИ.
владеть:
методами нормирования МХ СИ;
основными принципами выполнения методик измерения основных технологических параметров в соответствующей отрасли промышленности;
приёмами определения межповерочных интервалов СИ.
В соответствии с учебным планом предусмотрены 36 часов аудиторных занятий (14 часов лекций, 10 часов практических занятий, 12 часов лабораторных занятий), 36 часов СРС.
Изучение дисциплины заканчивается зачетом.
4.2.76 Патентоведение Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, 72 часа.
При изучении дисциплины студент получает сведения об основных объектах интеллектуальной собственности, целях и способах защиты права на них;
особенностях патентной документации и проведения патентного поиска; правилах составления и подачи заявок на предполагаемые изобретения.
Основные дидактические единицы (разделы):
1. Объекты промышленной собственности. Становление и развитие патентного права Понятия интеллектуальной собственности и авторского права. Промышленная собственность и ее объекты (изобретения, полезные модели, товарные знаки, промышленные образцы и т.п.). Основные системы патентования. Сроки действия патента, патентные пошлины.
2. Охрана промышленной собственности в РФ Патентный закон РФ. Объекты изобретения и критерии их патентоспособности. Международная патентная классификация (МПК). Виды патентного поиска. Патентная документация как источник технической документации. Содержание заявки на выдачу патента на изобретение. Описание и формула изобретения. Чертежи. Порядок подачи и рассмотрения заявки на изобретение. Формальная экспертиза. Экспертиза заявки по существу.
3. Использование объектов промышленной собственности Правовые аспекты использования объектов промышленной собственности. Лицензии. Их виды. Патентно-лицензионная политика.
В результате изучения дисциплины студент должен:
виды промышленной собственности, способы их защиты в Российской Федерации и за рубежом;
основные принципы построения Международной патентной классификации;
особенности использования патентной документации при различных видах поиска технической информации;
порядок оформления и подачи заявки на изобретение, структуру описания заявки для различных объектов;
- определить, к какому объекту интеллектуальной собственности относится то или иное новшество;
определить индекс МПК потенциального изобретения и провести патентный поиск на новизну;
составить формулу изобретения и описание предполагаемого изобретения;
- профессиональной терминологией в области патентоведения;
- навыками анализа конкретного технического решения на предмет возможности его квалификации как изобретения;
- методикой патентного поиска для оценки новизны конкретного технического решения.
В соответствии с учебным планом предусмотрены 36 часов аудиторных занятий (14 часов лекций, 14 часов практических занятий, 8 часов лабораторных занятий), 36 часов СРС (2 РГР).
Изучение дисциплины заканчивается зачетом.
4.2.77 Основы патентно-лицензионной работы Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, 72 часа.
При изучении дисциплины студент получает сведения об основных объектах интеллектуальной собственности, целях и способах защиты права на них;
особенностях патентной документации и проведения патентного поиска; правилах составления и подачи заявок на предполагаемые изобретения; видах лицензий, типах и особенностях лицензионных соглашений и контролю за их выполнением.
1. Объекты промышленной собственности. Становление и развитие патентного права Понятия интеллектуальной собственности и авторского права. Промышленная собственность и ее объекты (изобретения, полезные модели, товарные знаки, промышленные образцы и т.п.). Основные системы патентования.
Сроки действия патента, патентные пошлины.
2. Охрана промышленной собственности в РФ Патентный закон РФ. Объекты изобретения и критерии их патентоспособности. Патентная информация как один из видов технической информации. Международная патентная классификация. Виды патентного поиска.
3. Использование объектов промышленной собственности Правовые аспекты использования объектов промышленной собственности. Лицензии. Их виды. Порядок подачи и рассмотрения заявки на получение лицензии. Определение экономической эффективности лицензирования. Патентно-лицензионная политика государства и отдельного предприятия.
В результате изучения дисциплины студент должен:
виды промышленной собственности, способы их защиты в Российской Федерации и за рубежом;
основные принципы построения Международной патентной классификации;
особенности использования патентной документации при различных видах поиска технической информации;
порядок оформления и подачи заявки на изобретение, структуру описания заявки для различных объектов;
виды лицензий, особенности составления лицензионных договоров.
- определить, к какому объекту интеллектуальной собственности относится то или иное новшество;
определить индекс МПК потенциального изобретения и провести патентный поиск на новизну;
составить формулу изобретения и описание предполагаемого изобретения;
определить экономическую эффективность лицензирования новшества;
составить лицензионный договор;
- профессиональной терминологией в области патентоведения и лицензирования;
- навыками анализа конкретного технического решения на предмет возможности его квалификации как изобретения;
- навыками определения стоимости лицензии и составления лицензионного договора.
В соответствии с учебным планом предусмотрены 36 часов аудиторных занятий (14 часов лекций, 14 часов практических занятий, 8 часов лабораторных занятий), 36 часов СРС (2 РГР).
Изучение дисциплины заканчивается зачетом.
5 РЕСУРСНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ООП
Лекционные занятия проводятся в аудиториях, оснащенных мультимедийными средствами, что позволяет читать как обычные, так и визуализированные лекции.Лабораторные работы проводятся в специализированных лабораториях, оснащенных учебными стендами и компьютерами, позволяющими получить необходимые компетенции в ходе изучения дисциплины. Все лаборатории оборудованы также мультимедийными средствами.
При работе над ВКР или выполнении научно-исследовательской работы студент имеет возможность пользоваться компьютерным классом с доступом в Интернет, материалами обычной и электронной библиотек.
6 ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
6.1 Формы, методы и средства организации и проведения образовательного процесса а) формы, направленные на теоретическую подготовку:- классическая лекция;
- проблемная лекция;
- лекция – визуализация;
- лекция – пресс-конференция.
Лекция - главное звено дидактического цикла обучения. Ее цель - формирование ориентировочной основы для последующего усвоения студентами учебного материала.
Проблемная лекция. Задача преподавателя - создав проблемную ситуацию, побудить студентов к поискам решения проблемы, шаг за шагом подводя их к искомой цели. Для этого новый теоретический материал представляется в форме проблемной задачи. В ее условии имеются противоречия, которые необходимо обнаружить и разрешить Лекция-визуализация. Визуализованная лекция представляет собой устную информацию, преобразованную в визуальную форму. В зависимости от учебного материала используются различные формы наглядности:
• натуральные (минералы, реактивы, детали машин);
• изобразительные (слайды, рисунки, фото);
• символические (схемы, таблицы).
Чтение такой лекции сводится к сводному, развернутому комментированию подготовленных визуальных материалов, которые должны:
• обеспечить систематизацию имеющихся знаний;
• обеспечить усвоение новой информации;
• обеспечить создание и разрешение проблемных ситуаций;
• демонстрировать разные способы визуализации.
Лекция - пресс-конференция. Назвав тему лекции, преподаватель просит студентов задавать ему письменно вопросы по данной теме. В течение двухтрех минут студенты формулируют наиболее интересующие их вопросы и передают преподавателю, который в течение трех - пяти минут сортирует вопросы по их содержанию и начинает лекцию. Лекция излагается не как ответы на вопросы, а как связный текст, в процессе изложения которого формулируются ответы. В конце лекции преподаватель проводит анализ ответов как отражение интересов и знаний учащихся.
б) формы, направленные на практическую подготовку:
- лабораторные работы;
- классические практические занятия;
- практические занятия в форме деловой игры;
- практические занятия по кейс-технологии;
- расчетно-графические работы, курсовые работы и проекты;
- ознакомительная, учебная и производственная практики.
Лабораторные работы интегрируют теоретико-методологические знания и практические умения и навыки студентов в едином процессе деятельности учебно-исследовательского характера. Эксперимент в его современной форме играет все большую роль в подготовке специалистов, которые должны иметь навыки исследовательской работы с первых шагов своей профессиональной деятельности.
В лабораторных работах осуществляется интеграция теоретикометодологических знаний с практическими умениями и навыками студентов в условиях той или иной степени близости к реальной профессиональной деятельности. Особую роль здесь играет совместная групповая работа.
Практические занятия играют важную роль в выработке у студентов навыков применения полученных знаний для решения практических задач совместно с преподавателем. На младших курсах практические занятия проводятся через 2-3 лекции и логически продолжают работу, начатую на лекции.
Важнейшей стороной любой формы практических занятий являются упражнения. Основа в упражнении - пример, который разбирается с позиций теории, развитой в лекции. Как правило, основное внимание уделяется формированию конкретных умений, навыков, что и определяет содержание деятельности студентов - решение задач, графические работы, уточнение категорий и понятий науки, являющихся предпосылкой правильного мышления и речи.
Практические занятия и семинары ставят также целью подготовку студентов к выполнению расчетно-графических, курсовых работ и курсовых проектов, предусмотренных учебным планом.
Тематика и объем задач, выносимых на практические занятия, определяются кафедрой в зависимости от содержания соответствующих разделов рабочей программы и от профиля вуза. На практические занятия можно выносить разделы, не рассмотренные на лекциях из-за недостатка времени. Рекомендуется использование вычислительной техники в форме занятий в дисплейном классе.
Технология анализа конкретных ситуаций (кейс-технология) представляет собой изучение, анализ и принятие решений по ситуации, которая возникла в результате происшедших событий или может возникнуть при определенных обстоятельствах в конкретной организации в тот или иной момент времени. Этот метод развивает аналитическое мышление студентов, системный подход к решению проблемы, позволяет выделять варианты правильных и ошибочных решений, выбирать критерии нахождения оптимального решения, принимать коллективные решения.
Расчетно-графическая, курсовая работа или курсовой проект служат для формирования у студентов навыков решения конкретной задачи, требующей знаний одного или нескольких разделов (модулей) курса. Проектирование понимается как одна из форм самостоятельной работы студентов под руководством преподавателя. В соответствии с этим кафедрами составляются задания, пособия и методические руководства по курсовому проектированию. Конкретная тематика заданий и их содержание устанавливается кафедрой. Могут рассматриваться как типовые задачи, так и связанные с профилем вуза и специальностью, по которой обучаются студенты.
Практики (ознакомительная, учебная и производственная) обеспечивают максимальную степень приближения к будущей профессиональной деятельности.
7 ТРЕБОВАНИЯ К УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОМУ ОБЕСПЕЧЕНИЮ
а) текущего контроля успеваемости Текущий контроль успеваемости проводится посредством:- стандартизированных тестов;
- компетентностных тестов;
- коллоквиумов;
-контрольных работ.
Стандартизированные тесты содержат задания, в ходе выполнения которых необходимо выбрать один или несколько правильных ответов из предложенных вариантов.
Компетентностные тесты содержат инновационные задания, выполнение которых студентом позволяет оценить уровень усвоения компетенций, предусмотренных ФГОС для данной специальности, т.е. продемонстрировать умение использовать полученные при изучении учебной дисциплины знания и навыки для решения конкретной задачи.
Коллоквиум — форма проверки и оценивания знаний учащихся, которая, как правило, представляет собой мини-экзамен, проводимый в середине семестра и имеющий целью уменьшить список тем, выносимых на основной экзамен. В ходе коллоквиума могут также проверяться проекты, рефераты и другие письменные работы учащихся. Оценка, полученная на коллоквиуме, может влиять на оценку на основном экзамене.
Контрольно-измерительные материалы (КИМ) перечисленных категорий составляются по каждой дисциплине ответственной кафедрой.
Промежуточная аттестация проводится по балльно-рейтинговой системе. Балльно-рейтинговая система является одной из составляющих системы управления качеством образования и служит основой контроля знаний студентов всех форм обучения; она вводится в целях комплексной оценки качества учебной работы студентов при освоении ими основных образовательных программ высшего профессионального образования.
Конкретный вариант балльно-рейтинговой системы разрабатывается для каждой дисциплины учебного плана ответственной кафедрой.
б) государственному экзамену Государственный экзамен предназначен для оценки уровня теоретической подготовленности выпускника к профессиональной деятельности в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и содержащимися там компетенциями.
Он проводится в форме междисциплинарного экзамена.
Перечень дисциплин рабочего учебного плана, выносимых на государственный экзамен, устанавливается выпускающей кафедрой и содержит, как правило, 3 – 5 дисциплин.
б) выпускной квалификационной работе Выпускная квалификационная работа (ВКР) бакалавра – это законченная самостоятельная работа студента на заданную тему, свидетельствующая об умении выпускника работать с литературой, обобщать и систематизировать фактический материал, используя теоретические знания и навыки, полученные при освоении соответствующей профессиональной образовательной программы, содержащая элементы научного исследования. Тематика бакалаврской работы должна быть актуальной, соответствовать современному состоянию и перспективам развития науки, техники и технологии, а также должна быть связана с реальными производственными проблемами предприятий, организаций, регионов.
Учебно-методическое обеспечение всех перечисленных форм контроля успеваемости студента (демоверсии КИМ; вопросы, выносимые на государственный экзамен; требования к содержанию и оформлению ВКР) выставляются на сайтах ответственных кафедр в сроки, установленные соответствующими Положениями.