Предмет

МОДЕРНИЗАЦИЯ ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМА ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ»

Работа №	88578
Тип работы	Дипломные работы, ВКР
Предмет	информационные системы
Объем работы	80 с.
Год сдачи	2022
Стоимость	4700 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено	308

Не подходит работа?

Узнай цену на написание

Содержание

ГЛАВА 1. ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ МОДЕРНИЗАЦИИ УЧЕБНОГО
КУРСА ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ (ИИС) 8
1.1 Общая характеристика информационных систем (ИС) 8
1.2 Разновидности ИИС 9
1.3 Классификация ИИС 10
1.4 Обоснование необходимости расширения тематики лабораторного практикума по
дисциплине ИИС 13
ГЛАВА 2. ОПИСАНИЕ И ДОРАБОТКА СУЩЕСТВУЮЩЕГО ЛАБОРАТОРНОГО
ПРАКТИКУМА 14
2.1 Изучение особенностей этапов получения первичной измерительной
информации 14
2.1.1 Явления и эффекты, реализуемые в измерительных преобразователях 14
2.1.2 Разновидности датчиков, используемых в ИИС 14
2.2 Описание лабораторных работ по теме «Получение первичной измерительной
информации» 17
2.2.1 Содержание ЛР «Исследование выходной характеристики датчика положения
резистивного типа» 18
2.2.2 Содержание ЛР «Линеаризация рабочей характеристики полупроводникового
датчика температуры» 18
2.2.3 Содержание ЛР «Исследование и сравнительная оценка режимов работы
термодатчика на основе p-n перехода» 19
2.2.4 Содержание ЛР «Имитационное моделирование измерительного
преобразователя резонансного типа» 19
2.2.5 Содержание ЛР «Экспериментальные исследования пьезотрансформаторного
измерительного преобразователя» 19
2.3 Теоретические сведения по теме «Особенности передачи и преобразования измерительной информации» 20
2.3.1 Устройства выборки-хранения (УВХ) измерительного сигнала 20
2.3.2 Аналого-цифровое преобразование (АЦП) измерительного сигнала 22
2.3.3 Принципы построения и разновидности АЦП 24
2.3.4 Цифро-аналоговое преобразование (ЦАП) измерительного сигнала 26
2.3.5 Разновидности ЦАП 26
2.4. Описание лабораторных работ по теме «Особенности передачи и преобразования измерительной информации» 28
2.4.1 Содержание ЛР «Имитационное моделирование УВХ» 28
2.4.2 Содержание ЛР «Исследование статических и динамических характеристик
АЦП и ЦАП» 30
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ
УПРАВЛЯЮЩИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ (УИС) 32
3.1 Общая характеристика систем автоматизации 32
3.2 Автоматизированные системы управления предприятием (АСУП) 34
3.3 Аппаратная часть АСУ технологическими процессами (АСУТП) 35
3.3.1 Обзор оборудование АСУТП, используемое в учебных стендах 37
3.4 Описание лабораторных работ по теме «Изучение оборудования фирмы
ОВЕН» 40
3.4.1. Содержание ЛР «Работа с измерителем-регулятором ТРМ201» 40
3.4.2. Содержание ЛР «Работа с аналоговыми сигналами в среде CoDeSys v2.3» 44
3.4.3. Содержание ЛР «Работа с сенсорным панельным контроллером СПК 107» 48
3.5 Интерфейсы, протоколы связи и механизмы обмена в АСУТП 49
3.5.1 Протоколы связи 50
3.5.2 Механизмы обмена 51
3.6 Описание лабораторной работы по теме «Обмен данными через беспроводные
системы связи» 52
3.6.1 Содержание ЛР «Управление работой ПЛК 110 при помощи модема ПМ- 01»... 52
3.7 Программное обеспечение автоматизированных систем 54
3.8 Описание лабораторных работ по теме «Программирование в среде CoDeSys».. 59
3.8.1 Содержание ЛР «Знакомство со средой разработки CoDeSys» 59
3.8.2 Содержание ЛР «Разработка программного проекта системы сбора и обработки
измерительной информации в программной среде CoDeSys» 62
3.9. Особенности программирования с использованием SCADA-систем 65
3.9.1 Основные характеристики SCADA - систем 66
3.9.2 MasterSCADA 68
3.10 Описание лабораторных работ по теме «Изучение особенностей работы с
MasterSCADA» 69
3.10.1 Содержание ЛР «Обеспечение контроля уровня жидкости при помощи программного пакета MasterSCADA» 69
3.10.2 Содержание ЛР «Разработка программного проекта в MasterSCADA с применением OPC-сервера» 72
3.11 Направления дальнейшего развития лабораторного практикума по дисциплине
ИИС 75
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 76
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 77

Введение

Цифровизация общества обуславливает необходимость разработки и использования разнообразных информационных систем в самых различных областях деятельности человека.
Особенностью измерительных информационных систем (ИИС) является то, что при их проектировании, изготовлении, монтаже и эксплуатации необходимо учитывать не только технические и информационные, но и метрологические характеристики информационных каналов. При этом важными вопросами являются изучение причин появления, оценка и поиск способов уменьшения погрешностей, обусловленных нелинейностью реализуемых физических процессов, используемых материалов, измерительных схем на этапах получения и преобразовании первичной информации, при передаче измерительных сигналов по линиям связи, их коммутации, мультиплексировании, выборке-хранении, аналого-цифровом и цифроаналоговом преобразовании (АЦП и ЦАП), при разработке и использовании программных средств и др.
Актуальность данной ВКР обусловлена необходимостью модернизации расширении тематики лабораторного практикума в связи с изменением названия изучаемой дисциплины (было измерительные информационные системы (ИИС), будет измерительные и управляющие информационные системы (ИУИС)). Это требует внесения
соответствующих изменений в содержательную часть лабораторных работ, в аппаратную и программную части учебных стендов.
Целью работы является: разработка, модернизация, расширение тематики и содержания лабораторных работ по дисциплине «Измерительные информационные системы».
Задачи:
Для достижения поставленной цели планируется решить следующие задачи:
1. Выполнить анализ существующего лабораторного практикума по дисциплине ИИС и определиться с перечнем тем ЛР, необходимым для перехода к обучению по дисциплине ИУИС.
2. Произвести доработку и расширение тематики существующих ЛР с целью их совершенствования и взаимоувязки.
3. Разработать программно-аппаратную часть вновь создаваемых и произвести необходимую доработку существующих ЛР.
4. Осуществить пробную практическую реализацию модернизируемого
лабораторного практикума с последующей доработкой.
5. Рассмотреть вопросы по дальнейшему развитию данного лабораторного
практикума (использование беспроводной связи, искусственного интеллекта, облачных вычислений, машинного обучения, большие данные и др.)

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

КУРСОВЫЕ СТАТЬИ ВКР

Заключение

В ходе выполнения ВКР были решены следующие задачи:
1. На основании проведенного аналитического обзора научных публикаций и учебно-методической литературы по дисциплине ИИС были выработаны предложения по модернизации существующего лабораторного практикума.
2. Произведена доработка и взаимоувязка ЛР по темам: «Получение первичной измерительной информации»; «Способы преобразования измерительных сигналов».
3. Дополнительно разработана программно-аппаратная часть к ЛР по темам: «Изучение оборудования фирмы ОВЕН», «Программирование в среде CoDeSys», «Изучение SCADA-систем», «Изучение особенностей работы с MasterSCADA».
4. Была произведена пробная практическая реализация модернизированного лабораторного практикума с последующей его доработкой.
Рассмотрены вопросы и выработаны конкретные предложения по дальнейшему развитию лабораторного практикума.

Литература

1. Информационно-измерительные и управляющие системы: Учебно-методическое пособие / В.В. Мишунин, Е.В. Корсунова, В.И. Ищенко, А.В. Курлов. - Белгород: Изд-во БелГУ, 2010. - 129 с.
2. Измерительные информационные системы: учебник для студ. высш. учеб. заведений / Г. Г. Раннев. — М. Издатель-ский центр «Академия», 2010. — 336 с
3. Измерительные информационные системы: учебное пособие / Н. А. Рубичев. - М. : Дрофа, 2010. - 334 с.
4. Информационно-измерительная техника и технологии/ В. И. Калашников, С. В. Нефедов, А. В. Путилин и др.; под ред. Г. Г. Ранеева. - М.: Высшая школа, 2002. - 454
5. Виглеб Г. Датчики // Пер. с нем.- М.: Мир, 1989. - 196 с
6. Датчики: Справочное пособие // В.М. Шарапов, Е.С. Полищук, Н.Д. Кошевой, Г.Г. Ишанин, И.Г. Минаев, А.С. Совлуков. - Москва: Техносфера, 2012. - 624 с.
7. Ступель Ф. Электромеханические датчики и преобразователи неэлектрических ве-личин - М., Ленинград: Энергия, 1965 - 118 с.
8. Классификация датчиков, основные требования к ним // http://electrolibrary.info [Электронный ресурс]- Режим доступа:
http://electrolibrary.info/subscribe/sub 16 datchiki.htm
9. Физические основы получения информации: Измерительные преобразователи. Принципы измерения физических величин: учеб. пособие/ Е.В. Николаева, В.В. Макаров. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2007. - 96 с.
10. Метрологическое обеспечение измерительных систем: учеб.пособие : в 2 ч. Ч. 1. Принципы построения и вопросы стандартизации автоматизированных измерительных систем / В. А. Захаров, А. С. Волегов ; [под общ. ред. В. А. Захарова] ; М-во науки и высш. образования Рос. Федерации, Урал. федер. ун-т. - Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2018. - 168 с.
11. Шевчук В. П., Капля В. И., Желтоногов А. П., Лясин Д. Н. Метрология интеллектуальных измерительных систем: Монография/ВолгГТУ, Волгоград, 2005. - 210 c.
12. Попов Е. П. Теория нелинейных систем автоматического регулирования и управления: Учеб. пособие.— 2-е изд., стер.— М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988.— 256 с.
13. Жмудь В.А. Применение ЦАП и АЦП в системах управления высшей точности // Автоматика и программная инженерия. 2013, №4(6). - . 68 - 79.
14. Волович Г.И., Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств — М.: Издательский дом «Додэка-XXI», 2005, 528 с.
15. Гнатек Ю.Р., Справочник по цифро-аналоговым и аналого-цифровым преобразователям: Пер. С англ./Под ред. Ю.А. Рюжина. М.: Радио и связь, 1982, 552 с.
16. Гутников В. С. Интегральная электроника в измерительных устройствах / 2-е изд., перераб. и доп.. — Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отделение, 1988. — 304 с.
17. Миляев, Д.В. / Аналоговые измерительные устройства // Д. В. Миляев - Томск: ТПУ, 2013. - 250 с.
18. Измерительные преобразователи [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://helpiks.org/6-48767.html
19. Интерфейсы измерительных информационных систем [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://helpiks.org/6-39311.html
20. Последовательный интерфейс RS-232 // http://www.gaw.ru [Электронный ресурс]- Режим доступа: http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/interface/index.htm
21. Интерфейсы RS-232, RS-484, I2C, CAN // http://profibus-dp.ru [Электронный ресурс]- Режим доступа: http://profibus-dp.ru/osnovy-profibus/topologiya-shiny
22. Сайт компании ОВЕН [Электронный ресурс]. - Режим доступа: Контрольно-измерительные приборы ОВЕН: датчики, контроллеры, регуляторы, измерители, блоки питания и терморегулятор (owen.ru)
23. Михеев, В. А. Автоматизация процессов ОМД // Под ред. проф. М.П.Цапенко. - Самара: Изд-во СГАУ, 2012.-167с
24. Глушков В. М. Введение в АСУ. — К.: «Техника», 1972. — 310 с.
25. Бородин И.Ф., Судник Ю.А. Автоматизация технологических процессов. - М: КолосС., 2004. - 344 с.
26. Современные средства АСУ ТП: учебник / О. В. Шишов. - Москва; Вологда: Инфа- Инженерия, 2021. - 523 с.
27. Современные технологии промышленной автоматизации: учебник / О. В. Шишов. Саранск : Изд-во Мордов. ун-та, 2007. - 250 с.
28. SCADA-системы: уч.-метод. пособ. / Сиб. гос. индустр. ун- т; сост.: В.В. Грачев, К.Г. Венгер, М.В. Шипунов. - Новокузнецк: Изд. центр СибГИУ, 2013. - 104 с.
29. SCADA-системы. Взгляд изнутри / Е.Б. Андреев, Н.А. Куцевич, О.В. Синенко. - М.: РТСофт, 2004. - 176 c.
30. Тарасов В.Б., Святкина М.Н. Интелектуальные SCADA- системы: истоки и перспективы // Электронное научно-техническое издание - Режим доступа: http://technomag.edu.ru/doc/224479.html
31. А. Локотков. Что должна уметь система SCADA. // Современные технологии автоматизации. - № 3 - 1998. - с. 44-46.
32. Контроллеры для систем автоматизации [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.bookasutp.ru/Chapter6 l.aspx
33. Технические средства автоматизации и управления : учеб. пособие / А. А. Старостин, А. В. Лаптева. — Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2015. — 168 c.
34. Сайт компании ПЛК системы [Электронный ресурс] // Режим доступа: http://plcsystems.by/articles/651
35. Аппаратные средства и программное обеспечение систем промышленной автоматизации: Учеб. пособ. / И.А. Данилушкин; Самар. гос. техн. ун-т. Самара, 2005. - 168 с.
36. Петров И.В. Программируемые контроллеры. Стандартные языки и приемы прикладного проектирования / Под ред. проф. В.П. Дьяконова. - М.: СОЛОН-Пресс, 2004. - 256 с.
37. Деменков Н.П. Языки программирования логических контроллеров: Учебное пособие / под ред. К.А. Пупкова. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. - 172 с.
38. Программирование контроллеров систем автоматизации: учебное пособие / А. И. Сергеев, А. М. Черноусова, А. С. Русяев; Оренбургский гос. ун-т. - Оренбург: ОГУ, 2016. - 125 с.
39. Руководство пользователя по программированию ПЛК в CoDeSys 2.3 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://owen.ru/uploads/134/codesys v23 ru.pdf
40. CODESYS - Всё для чайников [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://forkettle.ru/component/tags/tag/110
41. Первые шаги с CoDeSys; Русская редакция ПК «Пролог». - 2004. [Электронной ресурс] - Режим доступа:
http://www.kipshop.ru/CoDeSys/steps/first steps with codesys ru.pdf
42. Программирование ОВЕН ПЛК110 и ПЛК160 Руководство пользователя // Русская редакция. - М.: ПК Пролог, 2010. - 197 с.
43. Газиева Р.Т., Ядгарова Д.Б., Нигматов А.М., Озодов Э.О. Мастер SCADA, учебное пособие для студентов - 105 с.
44. ИнСАТ “MasterSCADA Руководство пользователя Версия 3.Х”, Москва 2017 г. - 574 с.
45. MasterSCADA - Всё для чайников [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://forkettle.ru/component/tags/tag/116