Учебно-методическое описание курсового проекта

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» (НИЯУ МИФИ)

Технологический институт-филиал НИЯУ МИФИ

«УТВЕРЖДАЮ»

Зам. директора по учебной работе

_______________ А.А. КАРАТУН

________________ 2010 г.

 

кафедра ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ

 

 

Учебно-методическое описание курсового проекта

По дисциплине

  Направление 220200«Автоматизация и управление» Специальность 220201«Управление и информатика в технических системах»

РАЗДЕЛ 1

 

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ .

 

Курсовой проект по системам передачи данных введен для закрепления теоретических знаний и ставит цели научить студентов самостоятельно решать конкретные инженерные задачи:

· составлять технические описания и пояснительные записи, включающие библиографический обзор и обоснование выбора технических средств;

· выполнять расчетные, аналитические и графические работы;

· оформлять техническую документацию по рассматриваемому вопросу;

· уметь защищать свою работу.

Разработка информационной системы проводится на основании ТЗ (техническое задание) или ТТ (технические требования) и должна основываться на изучении систем аналогичных по назначению или принципу действия, на основе анализа изобретений или ранее выполненных научных исследований.

 

ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ.

Проектирование можно определить как "последовательность принятия технических решений". Под техническим решением понимается конкретный… Процесс проектирования можно разделить на 4 этапа. ПЕРВЫЙ ЭТАП - поиск и анализ исходной информации ( создание научной базы и задела). На этом этапе рассматриваются…

РАЗДЕЛ 2.

 

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ.

 

Техническое задание на курсовой проект выдается руководителем в течение двух первых недель со дня начала занятий. Каждому студенту выдается индивидуальное задание на курсовой проект, которое включает в себя тему курсового проекта и исходные данные КП.

Перечень рекомендуемой литературы приведен в приложении 2.

 

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ.

Количество объектов контроля, взаимное их расположение и положение центрального пункта контроля (ЦПК) задаются таблицей или на плане. Для… · физическая природа контролируемой величины; · вид величины дискретный или непрерывный;

РАЗДЕЛ 3.

 

ПОРЯДОК РАБОТЫ НАД КУРСОВЫМ ПРОЕКТОМ.

1.Ознакомление с заданием, изучение и анализ исходных данных. 2.Составление общей схемы сети с указанием необходимым связей между КП и ЦПУ,… 3.Составление топологической схемы сети, оптимизации ее по критерию минимальной длины, путем подбора типовой…

Таблица №1.

 

№	Этапы, перечень вопросов	Учебные недели	% выполнения
0.	Получение задания. Разъяснение ТЗ.		-
1.	Ознакомление с заданием. Подбор литературы.		5%
2.	Составление топологической схемы. Выбор метода управления. Составление структурных схем и алгоритмов доступа к сети. Выбор системы команд. Распределение канала связи между абонентами.	3-7	25%
3.	Детализация схемы системы контроля. Составление принципиальных схем узлов. Описание узлов.	7-9	25%
4.	Проведение расчетов и технико-экономического обоснования системы.	9-10	15%
5.	Оформление пояснительной записки.	10-12	15%
6.	Исполнение чертежей.	12-13	10%
7.	Подготовка к защите.	13-15	5%

РАЗДЕЛ 4.

Содержание курсового проекта и оформление пояснительной записи.

 

Окончательным результатом курсового проекта является пояснительная записка, оформления в соответствии с требованиями ЕСКД (необходимые для работы документы ЕСКД приведены в приложении 3).

В пояснительной записке и чертежах к курсовой роботе предъявляются основные результаты работы.

Пояснительная записка оформляется на отдельных листах белой бумаги формата A1(297х210),которые затем брошюруются в обложку из твердой бумаги. Записка пишется от руки или на пишущей машинке. Текст располагается с одной стороны каждого листа с составлением слева полей в 3 см. Образец титульного листа приводится в приложении 4. Объем пояснительной записки 20-25 страниц.

При проведении расчетов необходимо пользоваться международной системой единиц СИ.

Чертежные листы выполняются в карандаше в соответствии с действующими правилами ЕСКД. При построении характеристик рекомендуется использовать цветные карандаши. Образец штампа чертежей приводится в приложении 5. Содержание листов должно отражать существо работы.

Рекомендуется следующая последовательность составления пояснительной записки:

1.Титульный лист.

2.Оглавление.

3.Техническое задание.

4.Введение (о роли и месте систем контроля в современном производстве).

5.Формулировка задач, которые должна выполнить система контроля.

Краткий обзор и критический анализ устройств, аналогичных по своему назначению.

6.Процедуры управления, методы их реализации и синтез систем контроля.

В этом разделе должны быть описаны:

· общее схемы сети (системы);

· обоснование выбранной топологии сети;

· технико-экономическое обоснование и описания метода управления сетью протокола сетевого уровня;

· структурные схемы контролируемого пункта (КП) и центрального (ЦПУ);

· протокол доступа к сети, схемы алгоритмов, временные последовательности;

· системы команд, список (таблицы) команд;

· структурные схемы измерительной, контролирующей и управляющей частей контролируемого пункта;

· блок-схемы узлов доступа к сети;

· протоколы физического(ФЛ) и канального уровня.

 

7.Детализация системы контроля.

В этом разделе должны быть сделаны описания:

· сетевых адаптеров и контроллеров;

· приемо-передатчиков;

· кодирующих и декодирующих устройств;

· подсистемы синхронизации, параметров синхронизирующих сигналов;

· агрегатных средств сети;

· устройств преобразования сигналов;

· сопряжения устройств телемеханики с УПС и с ФЛ;

· схемы всей сети.

 

8.Технико-экономическое обоснование системы контроля:

· расчет частоты дискретизации и предельно допустимой скорости передачи;

· оценка погрешности измерительных устройств, выработка рекомендаций по улучшению метрологических характеристик;

· оценка вероятности потери сигналов ТС;

· оценка надежности сети, составление рекомендаций по увеличению "живучести" сети;

· оценка эффективности и стоимости сети.

9.Заключение. Основные результаты работы. Полнота решения поставленной задачи. Использование типовых решений и стандартного оборудования. Новизна схемных решений.

10.Список литературы.

11.Схемы разрабатываемых устройств. Иллюстративный вспомогательный материал, диаграммы, таблицы, алгоритмы, фрагменты схем располагаются по тексту пояснительной записки. Структурная, топологическая, принципиальная схемы системы в целом и технико-экономические показатели должны быть выполнены на листах формата AI(24) (не менее 4 листов) .

РАЗДЕЛ 5.

Порядок защиты проекта.

После завершения работы над КП пояснительная записка и графическая часть сдается руководителю для проверки. После исправления замечаний руководитель вторично проверяет работу.

Студент, выполнивший КП, допускается к защите, если записка и чертежи подписаны руководителем.

Курсовой проект защищается перед комиссией в составе 2-3 специалистов, назначаемых заведующим кафедрой.

При выставлении оценки за КП учитывается:

· глубина проработки технических решений проекта;

· качество выполнения пояснительной записки и графической части;

· защита проекта перед комиссией.

Ориентировочные критерии оценок представлены в таблице 2.

 

Таблица №2

№	Оценка Критерий	отлично	хорошо	удовлетво-рительно	неудовле-творительно
1.	Соответствие ТЗ	Полное.	С небольшими отклонениями.	Отклонения	Не соответствует
2.	Проработка технических решений	Всесторонняя	Достаточная.	Не полная.	Не переработаны
3.	Изложение материала в пояснительной записке	Ясное, аргументированное, убедительное	Освещены все вопросы.	Не полная.	Поверхностная, отсутствие некоторых разделов
4.	Правила ЕСКД	Соблюдены.	Небольшие отклонения.	Отклонения	Игнорированы
5.	Защита	Четкое изложение, полное владение материалом	Небольшие погрешности изложения.	Непоследовательное, нечеткое.	Полное невладение материалом

Если хотя бы по одному из пяти пунктов таблицы получена неудовлетворительная оценка, то КП возвращается на доработку.

Общая оценка выводится как средняя по всем вышеуказанным критериям.

2. Объекты контроля и управления и их характеристики.

 

Объекты контроля и управления представляют собой устройства, имеющие четыре управляющих дискретных входа и 1-4 выхода непрерывных контролируемых физических. Параметры сигналов указаны в таблице.

Рис.2

 

Входные управляющие сигналы

Таблица N 4

Вх. и вых. сигналы	Функции	Условные обозначения	Параметры и вых. сигналы
А	отключить	(	0 ... + 3 B
В	включить	Å	"-"
C	увеличить	"­"	0 ... + 3 B
Д	уменьшить	"¯"	"-"

 

Выходные сигналы

Таблица N 5

Вариант	Физическая величина	Диапазон	Скорость изменения	Погрешность уровней контроля
	ТОК (I)	0...10 мА	104 0 мА/сек	1%
	НАПРЯЖЕНИЕ (U)	0...1 В	10 U/сек	1%
	ТЕМПЕРАТУРА (0)	0...100 С	10-1 0град/сек	5%
	ПЕРЕМЕЩЕНИЕ (Х)	0...0.1 м	10 м/сек	5%

3.Число уровней контроля и вероятность состояний контролируемых параметров.

Таблица №6.

Вариант	Число уровней контроля	Обозначение уровней	Вероятность состояний
3.1		Х<Хm#0,5 ("<"-меньше) Х>Хm#0,5 (">"-больше)	Р< = 0.8 Р> = 0.2
3.2		Х<0,25Хm ("<"-меньше нормы) 0,25Хm<Х<0,75Хm ("="-равно) Х>0,75Хm (">"-больше нормы)	P<=0.15 P==0.8 P>=0.05
3.3		Х<0,25Хm ("<"-меньше нормы) 0,25Хm<Х<0,75Хm ("="-норма) 0,5Хm<Х<0,75Хm (">"-больше нормы) Х>0,75Хm ("А"- авария)	P<=0.05 P==0.9 P>=0.04 PA=0.01

 

4. Тип синхронизации.

1. Жесткая.

2. Тактовая

3. Циклическая.

5. Физическая линия связи (ФЛ).

1. Выделенная пара (витая пара или коаксиальный кабель)

2. Выделенные две пары.

3. Световодная (ОЛС)

4. Арендованная телефонная линия. (ТФ)

5. Линия электропередачи (ЛЭП)

6. Модуляция в ЛС

1. Частотная.

2. Фазовая.

7. Тип АЦП.

1. Считывания.

2. Последовательного счета.

3. Взвешивание.

4. Произвольный.

8. Тип ЦАП

1. Суммирующая токовая матрица типа " - 2 ".

2. Прямоугольная весовая токовая матрица.

9. Защита информации от помех.

1. По необходимости (см.п.п.2,3,4,5).

2. На честность.

3. Код Хемминга.

4. Циклический код.

5. Блочный код.

10.Устройства индикации и сигнализации.

1. Дисплей.

2. Индикаторы произвольной конструкции.

11.Принцип организации ТИ.

1. Передача интегральных значений.

2. Передача приращений.

12.Вероятность ошибочного декодирования (Р де) при заданной вероятности ошибки. (Р_ош)

 

В А Р И А Н Т Ы
NN Рi
Рде	10-3	10-3	10-3	10-3	10-2	10-3	10-4	10-5
Рош	10-1	10-2	10-3	10-4	10-1	10-2	10-3	10-4

 

13.Метод доступа КП к каналу связи.

1. Централизованное управление всеми видами передач с ЦПК.

2. Система постоянно находится в режиме ТС и переходит в режим ТУ и ТИ по команде с ЦПК.

3. Система постоянно находится в режиме ТС-ТИ и переходит в режим ТУ по команде с ЦПК.

4. Система периодически переходит из одного режима в другой.

5. Случайный доступ к каналу связи при всех видах пере-

дач, при этом устанавливаются следующие приоритеты:

1. ТС (SOS - авария )

2. ТС (>, < - отклонения от нормы)

3. ТС ( ­,¯ - команды ТУ)

4. Вызов ТИ.

5. Проверка ТС.

Приложение 2.

 

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА.

 

1.Тутевич В.И. "Телемеханика","Энергия", 1974 г.

2.Темников Ф.Б. и др. "Теоретические основы информационной техники", Энергия, 1971 г.

3.Ильин В.А. "Телеконтроль и телеуправление ",Энергия, 1969 г.

4.Новопашенный Г.Н. "Информационно-измерительные системы", Высшая школа, 1977 г.

5.Поспелов Д.А. "Логические методы анализа и синтеза схем", Энергия,

1974 г.

6.Фремке А.В. "Телеизмерения", Высшая школа, 1975 г.

7.Малов В.С., Дмитриев В.Ф. "Кодо-импульсные телеизмерительные системы ",Энергия,1969 г.

8.Гитис Э.И. "Преоразователи информации для ЭЦВМ", Энергия, 1970 г.

9.Кончаловский В.Ю. "Электрические измерительные преобразователи",Энергия,1971 г.

10.Пшеничников А.М., Портнов М.Л. "Телемеханические системы на интегральных микросхемах", Энергия, 1977 г.

11.Смолов В.Б. и др. "Микроэлектронные цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи информации", Энергия, 1976 г.

12.Муттер В.М. и др. "Проектирование аналого-цифровых систем на интегральных схемах", Машиностроение, 1976 г.

13.Алексеенко А.Г. "Основы микросхемотехники", Советское радио,1971 г.

14.Букреев И.Н. и др."Микроэлектронные схемы цифровых устройств", Советское радио, 1975 г.

15.Гутников В.С. "Интегральная электроника в измерительных приборах", Энергия, 1974 г.

16.Ермолов Р.С. "Цифровые частотомеры", Энергия, 1973 г.

17.Четвертиков В.Н. "Преобразование и передача информации в АСУ", Высшая школа,1974 г.

18.Шлядин В.М. "Цифровые измерительные преобразователи и приборы", Высшая школа, 1973 г.

19.Богданов В.В. "Цифровые электроизмерительные приборы", Энергия, 1972 г.

20.Каган Б.М. "Системы связи УВМ с объектами управления в АСУ ТП", Советское радио,1978 г.

21.Малов В.С., Купершмадт Я.А. "Телеизмерения", Энергия, 1975 г.

22.Смолов В.Б. и др. "Универсальные электронные преобразователи информации" Машиностроение, 1971 г.

23."Приборы и системы управления", Журнал, изд. Машиностроение.

24."Приборы и техника эксперимента", Журнал , изд. Академии наук.

25."Электроника", Журнал , перевод с английского.

26."Приборы и элементы автоматики и вычислительной техники", экспресс-информация.

27."ТИИЭР", труды института инженеров по электронике и радиоэлектронике, Журнал перевод с английского.

28.Боккер П. “Передача данных, Техника связи в системах телеобработки данных”. Том2. Устройства и системы, Москва, Радио и связь,1981 г.

29.Девис Д. и др. "Вычислительные сети и сетевые протоколы", Москва,Мир,1982 г.

30.Гнедовский А.В. "Англо-русский толковый словарь по вычислительным системам и сетям", Москва, Финансы и статистика, 1981 г.

31.Клейпрок Л. "Теория массового обслуживания", Москва, Машиностроение,1979 г.

32.Клейпрок Л. "Вычислительные системы с очередями", Москва, Мир, 1979 г.

33.Витерба "Принципы цифровой связи и кодирования", 1982 г.

34.Цапенко М.П. "Измерительные информационные системы", 1985 г.

35.Прангишвили И.В. "Микропроцессорные и локальные сети микро-ЭВМ", 1985 г.

36.Вейцман И.К. "Распределенные системы мини- и макро- ЭВМ, 1983 г.

37.Якубайтис Э.А. "Информационно-вычислительные сети ", 1984 г.

38.Суздалев А.В. "Сети передачи информации АСУ", 1983 г.

39.Андрушенко Л.М. "Волоконно-оптические линии связи", 1984 г.

40.Фотеев В.А. "Применение локальных вычислительных сетей..." (обзор), ПТЭ, 1986 г., N4.

41.Шевкопляс Б.В. "Микро-процессорные структуры", 1986 г.

42.Щербо В.К. и др. "Стандарты по локальным вычислительным сетям",

1990 г.

43. Мячев А.А. и др. "Интерфейсы систем обработки данных", 1989 г.

44.Д.Бертсекас, Р.Галлагер "Сети передачи данных", 1989 г.

45.И.А.Мизин "Протоколы информационно-вычислительных сетей", 1990 г.

Система проектно-конструкторской документации (ЕСКД)

 

ГОСТ 2.001-70 Общие положения

ГОСТ 8.101-68 Виды изделий.

ГОСТ 2.102-68 Виды и комплектность конструкторских документов

ГОСТ 2.103-68 Стадии разработки.

ГОСТ 2.104-68 Основные надписи.

ГОСТ 2.105-68 Общие требования к текстовым документам.

ГОСТ 2.106-68 Текстовые документы.

ГОСТ 2.107-68 Основные требования к рабочим чертежам.

ГОСТ 2.108-68 Спецификация.

ГОСТ 2.109-68 Правила выполнения чертежей деталей, сборочных, общих видов, габаритных и монтажных.

ГОСТ 2.110-68 Патентный формуляр.

ГОСТ 2.111-68 Нормоконтроль.

ГОСТ 2.112-70 Ведомость держателей подлинников.

ГОСТ 2.113-70 Групповые конструкторские документы.

ГОСТ 2.114-70 Технические условия. Правила построения, изложения и оформления.

ГОСТ 2.116-71 Карта технического уровня и качества продукции.

ГОСТ 2.117-71 Согласование применения покупных изделий.

ГОСТ 2.201-68 Классификация и обозначения изделий и конструкторских документов.

ГОСТ 2.302-68 Масштабы.

ГОСТ 2.301-68 Форматы.

ГОСТ 2.303-68 Линии.

ГОСТ 2.304-68 Шрифты чертежные.

ГОСТ 2.305-68 Изображения-виды, разрезы, сечения.

ГОСТ 2.307-68 Нанесение размеров и предельных отклонений.

ГОСТ 2.308-68 Указание на чертежах предельных отклонений

формы и расположения поверхностей.

ГОСТ 2.309-68 Нанесение на чертежах обозначений шероховатости поверхностей.

ГОСТ 2.316-68 Правила нанесения на чертежах надписей, технических требований и таблиц.

ГОСТ 2.414-68 Правила выполнения чертежей жгутов, кабелей, проводов.

ГОСТ 2.415-68 Правила выполнения чертежей изделий с электрическими обмотками.

ГОСТ 2.416-68 Условные изображения сердечников магнитопроводов.

ГОСТ 2.417-68 Правила выполнения чертежей печатных плат.

ГОСТ 2.702-69 Правила выполнения электрических схем.

ГОСТ 2.721-68 Обозначения условные графические в схемах.

ГОСТ 2.722-68 Обозначения условные графические в схемах. Машины электрические.

ГОСТ 2.723-68 Обозначения условные графические в схемах. Катушки индуктивности, дроссели, трансформаторы, автотрансформаторы и магнитные усилители.

ГОСТ 2.724-68 Обозначения условные графические в схемах. Электромагниты.

ГОСТ 2.725-68 Обозначения условные графические в схемах. Устройства коммутирующие.

ГОСТ 2.726-68 Обозначения условные графические в схемах. Токосъемники.

ГОСТ 2.727-68 Обозначения условные графические в схемах. Разрядники, предохранители.

ГОСТ 2.728-68 Обозначения условные графические в схемах. Резисторы, конденсаторы.

ГОСТ 2.729-68 Обозначения условные графические в схемах. Приборы электроизмерительные.

ГОСТ 2.730-68 Обозначения условные графические в схемах. Приборы полупроводниковые.

ГОСТ 2.731-68 Обозначения условные графические в схемах. Приборы электровакуумные.

ГОСТ 2.732-68 Обозначения условные графические в схемах. Источники света.

ГОСТ 2.736-68 Обозначения условные графические в схемах. Элементы пьезоэлектрические и магнитострикционные. Линии задержки.

ГОСТ 2.737-68 Обозначения условные графические в схемах. Устройства связи.

ГОСТ 2.738-68 Обозначения условные графические в схемах. Элементы телефонной аппаратуры.

ГОСТ 2.739-68 Обозначения условные графические в схемах. Аппараты, коммутаторы и станции телефонные.

ГОСТ 2.740-68 Обозначения условные графические в схемах. Аппараты и трансляции телеграфные.

ГОСТ 2.741-68 Обозначения условные графические в схемах. Приборы акустические.

ГОСТ 2.742-68 Обозначения условные графические в схемах. Источники тока электрохимические.

ГОСТ 2.745-68 Обозначения условные графические в схемах. Электронагреватели, устройства и установки электротермические.

ГОСТ 2.746-68 Обозначения условные графические в схемах. Генераторы и усилители квантовые.

ГОСТ 2.747-68 Обозначения условные графические в схемах. Размеры условные графических обозначений.

ГОСТ 2.748-68 Обозначения условные графические электростанций и подстанций в схемах энергоснабжения.

ГОСТ 2.750-68 Род тока и напряжения, виды соединения обмоток, формы импульсов.

ГОСТ 2.751-68 Обозначения условные графические в схемах. Линии электрической связи: провода, кабели, шины и их соединения.

ГОСТ 2.752-71 Обозначения условные графические в схемах. Устройства телемеханики.

ГОСТ 23678-79 Каналы передачи данных.

ГОСТ 17657-79 Передача данных. Термины и определения.

ГОСТ 20852-75 Аппаратура передачи данных. Устройство преобразования сигналов. Модель-200.

ГОСТ 23675-79 Цепи стыка С2-ИС. Системы передачи данных.

ГОСТ 23578-79 Стык С1-Т4Р. Системы передачи данных.

ГОСТ 18145-81 Цепи и параметры на стыке С2 при последовательном вводе-выводе дискретной информации.

ГОСТ 18146-81 Цепи на стыке С2 аппаратуры передачи данных при параллельном вводе- выводе данных

ГОСТ 26003-80 Система интерфейса для измерительных устройств с байт-последовательным, бит-параллельным обменом информации.

 

 

Ó

 

Приложение 1

Задание к КП по телемеханике.

Разработка информационной системы ТУ-ТС-ТИ.

1. Схема расположения объектов контроля и управления (ОКУ).

 

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(филиал)

Государственного образовательного учреждения

Высшего профессионального образования

Московский инженерно-физический институт

(государственный университет)»

(г. Лесной)

 

 

Кафедра

Технических систем контроля и управления

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

 

Курсового проекта по курсу

для специальности 210.100 «Управление и информатика в технических системах»