6B07131 Автоматизация и управление (Автоматизация и управление на железнодорожном транспорте) в ЕИТИ им. Сатпаева

Методы обеспечения безопасности, принципы организации производственных процессов по условиям безопасности. Виды, назначение и применение защитных устройств для производственного оборудования. Оптимальные условия труда, размещение производственного оборудования согласно противопожарными требованиями, исключение производственного травматизма и заболеваемости. Меры по снижению риска возникновения аварий, экстремальных ситуаций, несчастных случаев. Прогнозирование уровня безопасности при эксплуатации производственного оборудования.

Механика. Кинематика. Динамика материальной точки и твердого тела. Законы сохранения. Элементы специальной теории относительности. Механические колебания и волны. Молекулярная физика и термодинамика. Электричество. Магнетизм. Магнитное поле. Явление электромагнитной индукции. Электромагнитные колебания. Оптика. Квантовая физика. Атомное ядро и элементарные частицы.

Изучение комплекса мероприятий, направленных на безопасное взаимодействие человека со средой обитания и его защиту, от негативных факторов чрезвычайных ситуаций, для принятия адекватных решений в обеспечении устойчивого функционирования объектов хозяйствования в чрезвычайных ситуациях. Предупреждение и ликвидация последствий чрезвычайных ситуаций природного, антропогенного и техногенного характера. Защита от опасности на производстве.

Элементы линейной алгебры. Матрицы и определители. Системы линейных алгебраических уравнений. Векторы. Уравнения прямой. Уравнения второго порядка. Предел функции. Непрерывность функции. Производная функции. Правила дифференцирования. Функции нескольких переменных. Производные и дифференциалы функции нескольких переменных Экстремум функции нескольких переменных. Неопределенный интеграл. Основные методы интегрирования. Комплексные числа. Определенные, несобственные интегралы. Приложения определенного интеграла.

Изучение интерфейса системы КОМПАС-3D. Основные правила составления и разработки функциональных систем автоматизации. Библиотеки элементов функциональных схем автоматизации технологических процессов в КОМПАС-3D.Разработка пневматических схем в КОМПАС-3D. Разработка электрических схем в КОМПАС-3D . Разработка чертежа в КОМПАС-3D. Технология создания чертежа. Правила оформления чертежей по стандартам. Трехмерное моделирование. Подходы к построению трехмерных объектов.

Электрические цепи постоянного тока. Теория линейных электрических цепей синусоидального тока. Переходные процессы в электрических цепях с сосредоточенными параметрами и методы их расчета. Расчет трехфазных цепей. Расчет электрических цепей при несинусоидальных периодических ЭДС, напряжениях и токах. Нелинейные элементы электрической цепи. Четырехполюсники и электрические фильтры. Магнитные цепи при постоянных токах. Теория электромагнитного поля.

Введение в трехмерную графику. Начало работы в 3ds Мах. Основные операции с объектами. Моделирование с использованием модификаторов. Сплайновое моделирование. Полигональное моделирование. Моделирование с использованием булевых операций. Создание трехмерной анимации. Имитация динамических взаимодействий. Анимация с использованием частиц. Текстурирование объекта. Освещение сцены и эффекты. Визуализация готовой сцены.

Изучение теоретических основ построения различных изображений в пространстве и на плоскости, методов проекционного, технического и строительного черчения и алгоритмах построения чертежей в зависимости от вида черчения. Чтение чертежей и выполнение их на основе гармонизации стандартов РК и ЕС по разработке, выполнению и оформлению графической документации.

Двойные и тройные интегралы. Замена переменных в кратных интегралах. Применение кратных интегралов. Криволинейные интегралы. Геометрические и механические приложения криволинейных интегралов. Поверхностный интеграл. Дифференциальные уравнения первого порядка. Дифференциальные уравнения высших порядков. Линейные дифференциальные уравнения. Системы дифференциальных уравнений. Числовые ряды. Признаки сходимости. Ряд Тейлора. Функциональные и степенные ряды. Ряды Фурье, преобразование Фурье.

Функции и задачи больших данных. Big Data. Data mining. Machine learning. Технология blockchain. Определение больших данных. Технологии хранения больших данных. Процесс, технологии и программные продукты и сервисы для анализа больших данных. Интеллектуальный анализ данных в Microsoft SQL Server.

Основы сбора, обработки и передачи информации. Методы и средства систем сбора, передачи, обработки информации, применяемых при построении информационно-управляющих систем. Построение моделей процесса выявления информации и роль человека, как субъекта, интерпретирующего данные.

Устройства и физические основы работы полупроводниковых приборов, их характеристики и параметры, а также основные принципы построения аналоговых электронных схем, генераторов сигналов. Устройство полупроводниковых приборов, особенности и основные параметры дифференциальных и операционных усилителей. Основы электроники, в том числе устройство и принцип действия электронных компонентов; проводить исследования и анализировать физические явления в электронных схемах.

Погрешности измерений. Средства измерений. Измерительные сигналы. Измерение электрических величин. Электромеханические приборы и преобразователи. Электронные аналоговые измерительные приборы. Цифровые измерительные приборы. Измерение неэлектрических величин. Регистрирующие приборы и устройства. Измерительные информационные системы. Основные понятия и средства метрологии. Основы техники измерений параметров технических величин. Измерение электрических и магнитных величин. Измерение неэлектрических величин. Измерительные системы.

Основные понятия технологии программирования. Этапы разработки программных комплексов. Структура программы на языке программирования С++. Требования к программным продуктам. Техническое задание. Управляющие инструкции С++. Указатели. Ссылки. Массивы. Функции. Классы и объекты. Тестирование и отладка. Программная документация.

Теория информации и основы кодирования, методы и средства сбора, передачи и обработки информации в автоматизированных системах управления. Процессы преобразования сообщений в сигнал и их передача по каналам и линиям связи. Измерение и кодирование информации. Основы теории алгоритмов.

Средства разработки программного обеспечения на языках МЭК 61131-3. Графические языки программирования: язык релейной (лестничной) логики Ladder Diagram; язык функциональных блоков FBD; язык диаграмм состояний SFC. Текстовые языки программирования. Состав и функции программного обеспечения для программирования промышленных контроллеров.

Системы железнодорожной автоматики и телемеханики. Классификация и назначение систем железнодорожной автоматики и телемеханики. Элементы систем железнодорожной автоматики и телемеханики. Электромагнитные реле. Принцип действия реле и их классификация. Трансмиттеры. Полупроводниковые и микропроцессорные элементы. Путевые устройства систем железнодорожной автоматики и телемеханики. Устройство и установка светофоров. Расстановка светофоров на станции. Стрелочные электроприводы.

Свойства и характеристики элементов автоматики и телемеханики. Электрические реле. Основные понятия телемеханики. Кодирование. Техническая реализация узлов телемеханических систем. Эксплуатационные системы сигнализации, централизации и блокировки и автоматизированные системы управления на железнодорожном транспорте, принципы действия, конструкцию, технические характеристики и технологию обслуживания, регулировку основных элементов систем железнодорожной сигнализации, централизации и блокировки.

Структура автоматизированной системы управления. Виды управления. Методы и технологии изучения сложных систем. Автоматическое и автоматизированное управление. Принципы управления. Построение автоматизированных систем управления. Модели, подходы анализа и синтеза структур автоматизированных систем. Системный подход к построению автоматизированных систем. Организационное обеспечение, информационное обеспечение, математическое обеспечение, алгоритмическое обеспечение, программное обеспечение, техническое обеспечение автоматизированных систем.

Этапы расчета надежности элементов и систем. Количественные показатели надежности автоматизированной системы управления. Потоки отказов. Структурное резервирование. Функциональное резервирование. Временное резервирование. Информационное резервирование. Виды испытаний. Методы испытаний на надежность. Принципы построения диагностических систем. Методы измерения диагностических параметров. Методы диагностирования сложных систем. Алгоритмы диагностирование систем автоматизации, управления и программно-технических средств.

Принципы функционирования и способы технической реализации системы числовой кодовой автоматической блокировки переменного тока, систем автоматических блокировок с тональными рельсовыми цепями без изолирующих стыков, микропроцессорных автоматических блокировок, автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа числового кода, системы автоматического регулирования скорости движения поездов на метрополитене, систем диспетчерского контроля. Классификация систем интервального регулирования движения поездов.

Основные наборы логических функций: И, ИЛИ, НЕ, И–НЕ, ИЛИ–НЕ. Схемотехника основных логических элементов, их обозначения. Характеристики логических элементов. Мультиплексоры. Дешифраторы. Триггеры. Регистры. Счётчики. Микросхемы памяти и их применение. Цифровые автоматы. Действия с числами.

Принципы построения и функционирования автоматизированных средств информационного обеспечения систем автоматизации. Классификация средств измерения и автоматизации. Типовые методы и средства измерения основных теплотехнологических параметров отрасли. Информационно – измерительная система. Виды технических измерений. Государственная система приборов и средств автоматизации. Стандартизация и технические требования к средствам измерений. Автоматизированные системы контроля и управления сбором данных.

Технические средства получения информации о состоянии объекта управления. Технические средства использования командной информации и воздействия на объект управления. Технические средства систем автоматического регулирования технологическими процессами. Технические средства автоматизированных систем управления технологическими процессами: программируемые промышленные контроллеры, программируемые логические контроллеры и микроконтроллеры.

Основные понятия, структуры, виды и область применения микропроцессорных систем. Микроконтроллеры и их применение. Современное состояние программно - технических комплексов микропроцессорных систем. Структура базовой микропроцессорной системы. Архитектура микропроцессоров. Организация подсистемы памяти. Организация подсистемы ввода – вывода. Периферийные устройства. Программное обеспечение встроенных микропроцессорных систем. Аппаратура для отладки микропроцессорных устройств и систем.

Общие сведения по теории надежности. Показатели надежности технических средств автоматизации. Показатели надежности невосстанавливаемых систем. Основные этапы расчета надежности элементов и систем.Показатели надежности восстанавливаемых систем. Методы оценки характеристик систем контроля на показатели надежности восстанавливаемых систем. Методы расчета надежности резервированной аппаратуры систем автоматического управления. Методы расчета надежности нерезервированной аппаратуры систем автоматического управления.

Структура систем автоматики и телемеханики на перегонах и станциях. Элементы устройств автоматики и телемеханики. Интервальное регулирование движения поездов. Эксплуатация устройств автоматики и телемеханики. Сети железнодорожной проводной связи: классификация, структура и устройства автоматических телефонных станций, оперативно-технологическая связь, системы дальней связи, перспективные виды связи на железнодорожном транспорте.

Источники данных. Предметная область. Файловые системы. Недостатки традиционных файловых систем. СУБД. Реляционная модель. Иерархическая и сетевая модели. Проектирование базы данных. Нормализация данных. Реляционная алгебра. Языки, используемые в банке данных. Основные операции реляционного исчисления. Операторы SQL. Простой запрос. Многотабличные запросы. Синтаксис операторов SQL. Предикаты SQL.

Математическое описание линейных систем автоматического регулирования. Временные и частотные характеристики линейных систем. Типовые звенья линейных систем автоматического регулирования. Структурные схемы линейных систем. Устойчивость линейных систем автоматического регулирования. Алгебраические критерии устойчивости. Частотные критерии устойчивости. Построение областей устойчивости в плоскости параметров системы. Методы оценки качества регулирования линейных систем.

Технические и программные средства моделирования систем. Имитационное (кибернетическое) моделирование. Методы оценки адекватности модели исследуемой системе. Моделирование в науке и технике. Формы представления математических моделей систем и объектов. Этапы создания математических моделей. Требования, предъявляемые к математическим моделям. Классификация технологических процессов как объектов моделирования.

Идентификация в процессах управления. Основные понятия о моделях и методах их построения. Адекватность и критерии адекватности модели. Общие сведения о математических моделях и их классификация. Основные этапы идентификации. Критерии и показатели качества идентификации. Структурная статистическая идентификация.

Микропроцессоры, основные понятия, определения и классификация, этапы и история развития. Микроконтроллеры и их применение. Современное состояние программно - технических комплексов микропроцессорных систем. Структура базовой микропроцессорной системы. Архитектура микропроцессоров. Организация подсистемы памяти, подсистемы ввода – вывода. Периферийные устройства. Однокристальные микроконтроллеры. Методы повышения производительности микропроцессорных систем.

База данных, банк данных, администратор БД и его функции. Уровни представления данных, модели данных, иерархическая и сетевая модели, реляционная модель данных. Реляционная алгебра и реляционное исчисление. Реляционные СУБД, нормализация отношений в базе данных. Языки запросов. Проектирование баз данных, концептуальное проектирование, логическое и физическое проектирование. Системы управления базами данных следующего поколения.

Назначение и характеристики современных SCADA – систем. Область применения и задачи, решаемые SCADA – системами. Ввод аналоговых и дискретных сигналов. Вывод дискретных сигналов. Построение систем автоматического управления с помощью стандартных блоков SCADA – систем.

Станционные системы автоматики и телемеханики. Устройства ограждения. Эксплуатационные основы железнодорожной автоматики и телемеханики, автоматизации и механизации на сортировочных станциях, перегонных устройств железнодорожной автоматики и телемеханики, систем диспетчерской централизации и диспетчерского контроля, станционных систем автоматики и телемеханики. Принципы построения односторонних систем автоблокировки постоянного тока. Оборудование переездов устройствами сигнализации.

Технические средства нижнего уровня обработки информации. Микроконтроллеры, основные понятия, определение и классификация. Локальный ПЛК. Сетевой комплекс контроллеров. Состав и структура микропроцессорных систем. Программируемые параллельные, последовательные интерфейсы, структура типовых интерфейсов. Состав и структура типовых базовых микропроцессорных контроллеров. Программное обеспечение микропроцессорных контроллеров. Технические средства реализации промышленных сетей и типовые области их применения.

Вербальные средства общения. Прослушивание в деловом общении. Невербальная коммуникация. Сознательное / бессознательное и ложное в речевом общении. Манипулирование в общении. Гендерный аспект коммуникативного поведения. Критика и комплименты в деловом общении. Вопросы и ответы в деловом общении. Барьеры в общении. Имидж делового человека. Публичная речь. Психологический и коммуникативный потенциал деловых партнеров. Речевой этикет. Формы делового общения.

Структура, условия функционирования цифровых систем автоматического регулирования. Процессорное ядро. Организация памяти. Функциональные модули (порты ввода-вывода, таймеры-счетчики, система прерываний, аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи и т. д.). Система команд, их возможности на примере PIC-контроллеров. Алгоритмическое обеспечение и приемы программирования для решения практических инженерных задач, связанных со сбором, обработкой и передачей технологических данных.

Структуры, классификации, методологии разработки (проектирования) автоматизированных систем с использованием SCADA, и современных информационных технологий. Рекомендации по разработке архитектуры, структуры и технической документации автоматизированной и роботизированной системы управления, программного, информационного и технического обеспечения, а также по проектированию алгоритмов управления робототехническими объектами, как на диспетчерском, так и на полевом уровне автоматизации производства.

Системный подход проектирования автоматизированных систем управления. Стадии проектирования систем автоматизации управления. Разработка технической документации. Состав проектной документации. Структурная схема управления и контроля сложных систем управления, структурная схема комплекса технических средств, структурные схемы комплексов средств автоматизации, планы расположения щитов, пультов. Разработка принципиальных схем управления, регулирования, питания, сигнализации и блокировки измерения. Разработка шаблона загрузки технологических карт в систему

Основы промышленных контроллеров и микроконтроллеров. Состав программно-технических комплексов. Микропроцессорные регулирующие контроллеры. Промышленные контроллеры в структуре автоматизированных систем управления технологическими процессами. Сети промышленных контроллеров. Коммутаторы, концентраторы, интеграторы. Промышленные шины, способы реализации в автоматизированных систем управления технологическими процессами. Представление интерфейсов последовательной передачи данных в автоматизированных системах управления. Полномасштабные распределенные системы управления.

Особые точки и особые линии. Формулировка понятия устойчивости. Устойчивость в «малом», в «большом», в «целом». Приближенные методы исследования нелинейных систем. Точные методы исследования устойчивости и автоколебаний. Частотный метод определения устойчивости автоколебаний нелинейной системы.

Станционные системы автоматики. Системы электрической централизации. Станционные рельсовые цепи. Двухниточный план станции и канализация тягового тока. Стрелочные электроприводы. Светофоры. Аппараты управления и контроля электрической централизации. Системы электрической централизации не блочного типа. Системы электрической централизации блочного типа. Кабельные сети электрической централизации. Устройства механизации и автоматизации сортировочных горок. Горочные системы автоматизации технологических процессов.

Антикоррупционная культура: понятие, структура, задачи и функции. Антикоррупционное сознание и антикоррупционная культура: содержание, роль и функции. Роль семьи в воспитании антикоррупционной культуры личности. Общественный контроль как механизм противодействия коррупции. Проблемы правосознания в современном казахстанском обществе.Формирование антикоррупционного правосознания личности. Юридическая ответственность за коррупционные правонарушения. Формирование антикоррупционного сознания в бизнессреде.

Теоретические положения организации и методы автоматизации диспетчерского управления с помощью телемеханических систем. Принцип действия, технические характеристики и построение электрических схем систем телеуправления и телесигнализации содержание технического обслуживания систем телеуправления. Организация диспетчерского управления движением поездов и построения телемеханических систем с различными способами передачи сообщений, способы достижения высокой достоверности передачи н обработки информации.

Информационное обеспечение транспортного процесса. Назначение и виды систем и средств связи на транспорте, их характеристики. Информационные потоки в транспортных системах их взаимосвязь с глобальной системой передачи, хранения и обработки информации. Структура и уровни построения автоматизированных систем управления на транспорте, их функции. Техническое и информационное обеспечение автоматизированных систем управления.

Трудовой кодекс РК. Гигиена труда. Производственная санитария. Техника безопасности. Противопожарная защита. Экологический кодекс РК. Охрана воздушного бассейна. Охрана и рациональное использование водных ресурсов. Охрана и рациональное использование земельных ресурсов, почвы и недр. Утилизация и размещение отходов.

Объекты управления и контроля в системах электрической централизации: стрелочные электроприводы, светофоры, рельсовые цепи, кабельные сети. Конструкция, методы контроля и управления, примеры схемной реализации управления этими объектами и их контроля. Релейные системы ЭЦ. Релейно-процессорные системы ЭЦ. Современные микропроцессорные системы электрической централизации. Микропроцессорный комплекс автоматизации работы сортировочных горок.

Назначение автоматизированных станционных систем. Организация поездной и маневровой работы на станциях. Принципы разбивки путей и стрелок на изоляционные участки, расстановки сигналов и их сигнализацию. Маршрутизация станций. Основные положения блочности маршрутного набора. Блочная релейная централизация с раздельным управлением. Механизация и автоматизация сортировочных горок.

Начальные сведения о задачах оптимизации: постановка и классификация задач, существование оптимального решения. Понятия о методах оптимизации. Классификация методов оптимизации. Методы одномерной и многомерной оптимизации. Экстремумы функции одной переменной. Экстремумы функции многих переменных. Квадратические формы. Частные производные, градиент, дифференциал. Задачи на условный экстремум. Прикладные задачи оптимизации. Численные методы оптимизации.

Организация движения поездов на участках, оборудованных устройствами диспетчерской централизации. Технические средства для диспетчерской централизации. Перспективы развития диспетчерской централизации. Микроэлектронные и микропроцессорные узлы телемеханических систем управления на железнодорожном транспорте; специализированные микроконтроллеры. Принципы разработки программного обеспечения; сопряжение микропроцессорных систем с аппаратурой передачи данных. Компьютерные и микропроцессорные диспетчерские централизации.

Производственное предприятие как система. Автоматизированная производственная структура предприятия. Организация производственного процесса в пространстве и во времени. Производственный процесс как объект управления. Планирование производственного процесса. Организация основного производства. Организация вспомогательного производства. Контроль производственной деятельности.

Методы минимизации функций. Одномерный поиск. Функции нескольких переменных (нелинейная оптимизация без ограничений). Условная оптимизация. Линейное программирование. Двойственность (в задачах линейного программирования). Вариационное исчисление. Функционал. Основные понятия теории управления. Математическая модель объекта. Критерий оптимальности. Допустимое управление. Принцип максимума Понтрягина. Динамическое программирование.

Анализ угроз информационной безопасности. Принципы защиты информации. Стандарты и спецификации в области информационной безопасности. Законодательный, административный, процедурный уровень ИБ. Технические средства и методы защиты информации. Программно-аппаратные комплексы защиты информации. Идентификация и аутентификация. Управление доступом. Протоколирование и аудит, шифрование, контроль целостности. Безопасность компьютерной сети. Защита операционных систем.

Правовые и организационные вопросы охраны труда. Система стандартов безопасности труда. Ответственность должностных лиц за нарушение законов и норм по охране труда. Понятие несчастного случая. Организационные, технические и психофизические причины травматизма. Правила расследования несчастных случаев. Правила учета дорожно-транспортных происшествий. Методы анализа причин травматизма. Разработка инженерных решений для профилактики травматизма.

Основы вычислительных систем. Многомашинные и мультипроцессорные вычислительные системы. Типы архитектуры систем параллельной обработки. Архитектуры мультипроцессорных систем. Локальная вычислительная сеть. Необходимость использования локальновычислительной сети. Основные принципы построения сетей. Структурная организация компьютерной сети. Сетевая операционная система. Одноранговые сетевые операционные системы и операционные системы с выделенными серверами. Требования, предъявляемые к операционным системам. Типы беспроводных сетей.

Принципы построения компьютерных сетей. Базовые топологии и аппаратной платформы. Методы доступа к среде передачи данных, перспективы использования сетей в системах управления. Сетевое программное обеспечение. Проектирование и администрирование компьютерных сетей. Анализ и оценка архитектуры локальных и глобальных сетей, информационных процессов. Расчеты показателей качества и эффективности функционирования сети. Разработка сетевых приложений для удаленного доступа в системах управления

Общие подходы к оценке производительности в автоматизированных системах управления. Оценка эффективности управления. Оценка производительности труда. Организационные действия по удовлетворению потребителей и повышению эффективности работы производства. Планирование деятельности предприятия. Бизнес-планирование. Методы планирования. Информационные технологии в управлении предприятием. Обзор программных средств управления предприятием. Системы сетевого планирования и управления. Анализ данных и прогнозирование.

Информационное обеспечение автоматизированной системы управления (АСУ) и ее роль в организации транспортного обслуживания. Автоматизированная система управления перевозками, сортировочными станциями, продажи билетов, бронирования мест, вагонным парком Отраслевые АСУ транспортными предприятиями. Обеспечивающая часть. Техническое обеспечение. Информационное обеспечение. Автоматизированная системы управления железнодорожного транспорта и ее структура. Математическое обеспечение. Программное обеспечение.

Основные понятия теории информационной безопасности Информация как объект защиты. Компоненты, объекты и элементы защиты автоматизированной системы обработки информации. Угрозы информационной безопасности. Классификация угроз безопасности, политика информационной безопасности. Криптографические средства защиты информации. Законодательные меры по защите информации. Проектирование комплексных автоматизированных систем защиты информации.Кибербезопасность. Международные стандарты информационной безопасности.

РО 10 Применять методические и нормативные материалы по проектированию, производству и эксплуатации средств и систем автоматизации управления на железнодожном транспорте.

РО 5 Рассчитывать экономическую эффективность внедряемых проектно-конструкторских решений.

РО 6 Организовывать и проводит производственно-технологические, проектно-конструкторские, экспериментально-исследовательские виды профессиональной деятельности.

РО 2 Применять современные информационные технологии и оборудование в организации производственных процессов и управлении жизненным циклом продукции.

РО 1 Иллюстрировать знание и понимание базовых основ в области естественнонаучных дисциплин, способствующих формированию высокообразованной личности с широким кругозором и культурой мышления.

РО 4 Использовать в профессиональной деятельности информационные технологии, аппаратные программные средства, системы моделирования и управления данными.

РО 11 Определять способы рационального использования сырьевых и других видов ресурсов, современные методы разработки малоотходных энергосберегающих и экологически чистых технологий.

РО 3 Применять методы и средства разработки математического, лингвистического, информационного и программного обеспечения систем автоматизации управления.

РО8 Выполнять разработку проектов по автоматизации управления движением поездов, технических средств и систем автоматизации, контроля, диагностики, управления процессами.

РО 7 Выполнять работы по автоматизации управления движением поездов, их обеспечению средствами автоматизации и управления, используя современные методы и средства автоматизации, контроля, диагностики.

РО 9 Разрабатывать обобщенные варианты решения проблем, связанных с автоматизацией управления движением поездов, выбора на основе анализа вариантов оптимального прогнозирования последствий решения.