6B07132 Автоматизация и управление в ЕИТИ им. Сатпаева

Элементы линейной алгебры. Матрицы и определители. Системы линейных алгебраических уравнений. Векторы. Уравнения прямой. Уравнение второго порядка. Введение в математический анализ. 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. Определенный интеграл.

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.

Основные понятия, законы и модели механики, молекулярной физики, электричества и магнетизма, термодинамики и статистической физики. Основные физические явления и законы классической и современной физики; методы физического исследования; влияние физики, как науки, на развитие техники; связь физики с другими науками и ее роль в решении научно-технических проблем специальности.

Целью дисциплины является изучить свойства и методы расчета линейных электрических цепей постоянного тока; методика расчета цепей однофазного синусоидального тока в комплексной форме; схемы соединений и расчет симметричных и несимметричных режимов трехфазных цепей. Анализ и расчёт переходных процессов в линейных математических цепях с использованием классического и операторного методов; основная теория симметричных четырехполюсников; характеристики, описывающие измерительные частоты электрических фильтров; датчики цепей с распределёнными параметрами. Основные законы величин и магнитных цепей, электромагнитных полей.

Основные понятия и определения, законы идеального газа, смеси идеальных газов, первое начало термодинамики, термодинамические свойства веществ, методы расчета термодинамических процессов и циклов. Методы анализа и оптимизации газовых и паросиловых циклов. Элементы паросиловых и газовых циклов. Компрессоры, нагнетатели, котельные установки, турбины. Термодинамические свойства веществ, методы расчета термодинамических процессов и циклов.

Основные законы алгебры логики. Базовые логические функции. Макстермы и минтермы. Совершенная дизъюнктивная и конъюктивная формы представления функции. Синтез логических устройств. Построение схем логических устройств. Дешифраторы, шифраторы, структурные схемы, принцип работы, области применения. Одноразрядные и многоразрядные сумматоры, структурные схемы, принцип работы, области применения.

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.

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.

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.

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.

Целью изучения дисциплины является получение студентами знаний об основах научного творчества и формирование навыков планирования научного исследования.

Классификация элементов и устройств автоматики. Типовые структуры и средства автоматизированных систем управления технологическими процессами. Электромашинные устройства автоматики. Принцип действия электрических машин постоянного тока и переменного тока. Электромагнитные устройства автоматики. Автоматические приборы для измерения параметров объектов. Устройства для промежуточного преобразования информации. Принципы построения датчиков. Датчики технологических параметров. Измерительные преобразователи. Автоматические регуляторы систем автоматики.

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.

Характеристика системы «человек - среда обитания». Производственная, городская, бытовая, природная среда. Классификация и характеристика видов риска. Законодательство Республики Казахстан в области чрезвычайных ситуаций. Поражающие факторы источников чрезвычайных ситуаций техногенного характера. Химически опасные объекты (ХОО), их группы и классы опасности. Виды оружия массового поражения, их особенности и последствия его применения. Радиационно-опасные объекты (РОО). Роль и основные задачи Гражданской обороны в Республике Казахстан.

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.

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.

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.

Способы производства и потребления энергии. Способы производства пара. Конструкции энергетических котлов, эксплуатация паровых котлов. Принцип работы паровых и газовых турбин. Совершенствование тепловых циклов и процессов тепловых электростанции (ТЭС). Тепловая (пароводяная) схема ТЭС. Режимы работы и эксплуатация ТЭС. Системы теплоснабжения, устройство и эксплуатация.

Изучение основ права студентами неюридических специальностей, умение ориентироваться во внутренней жизни и в международных событиях. Усвоение будущими специалистами неправового профиля соответствующих юридических знаний и на успешное осуществление ими в будущем своей служебной и трудовой деятельности. Получение представления о юриспруденции в целом, о системе законодательства, о юридической силе закона. Знание основных законов - Конституции РК и др. конституционных законов, органов государства, правомочных заниматься законотворчеством, знание существующих отраслей права. Умение ориентироваться в законодательстве, работать с юридической литературой. Приобретение практических навыков составления договоров, работы с нормативно-правовыми актами.

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 бизнес среде.

Потребности и эффективность использования ресурсов, проблема экономического выбора. Рынок в системе экономических отношений. Основные теории спроса и предложения. Издержки и доход предприятия. Рынок факторов производства. Национальная экономика. Ценообразование как фактор успеха при организации бизнеса. Предпринимательство в РК. Предпринимательское право как комплексная отрасль права. Субъекты предпринимательской деятельности. Создание, реорганизация и ликвидация субъектов предпринимательской деятельности. Предпринимательский риск. Кадровый учет. Регистрация трудовых договоров в ЕСУТД. Налоговая система РК. Налоговое администрирование. Налоговое обязательство, виды налогов и других обязательных платежей в бюджет. Виды специальных налоговых режимов, условия применения СНР для субъектов малого бизнеса.

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.

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.

Основы математического программирования. Линейное программирование. Симплексный метод. Прямая и двойственная задачи. Транспортная задача линейного программирования. Дискретные задачи линейного программирования. Задача о назначениях. Транспортные сети. Модели конфликтных ситуаций. Основы динамического программирования. Принципы динамического программирования. Приобретение навыков решения задач математического программирования.

Формализация задачи оптимального управления. Математическая модель объекта управления. Критерий оптимальности. Интегральные критерии оптимальности. Решение задач оптимального управления с помощью принципа максимума. Оптимальные системы управления: задачи оптимального управления, критерии оптимальности; методы теории оптимального управления. Системы управления оптимальные по быстродействию, оптимальные по расходу ресурсов и расходу энергии; аналитическое конструирование оптимальных регуляторов. Задача безусловной оптимизации. Задача условной оптимизации. Задача нелинейного программирования.

Подготовка технологических процессов и производств к автоматизации. Основные принципы разработки систем автоматизации и управления. Автоматизация технологических процессов на базе локальных средств. Выбор, разработка и внедрение локальных автоматических систем. Промышленные регуляторы систем автоматического регулирования. Расчет настроек регуляторов в непрерывных системах автоматического регулирования. Автоматизация управления на базе программно-технических комплексов. Стадии и этапы разработки и внедрения интегрированных систем автоматизации и управления технологическими процессами, производствами и предприятиями.

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.

Основные компоненты систем баз данных. Типы структур данных. Реляционная модель данных. Тип связи. Простой атрибут. Многозначный атрибут. Первая, вторая и третья нормальная форма. Жизненный цикл баз данных. Система управления базами данных MS SQL Server. Поддержка транзакций данных. Восстановление баз данных. Хранение данных.

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.

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. Средства разработки программного обеспечения на языках МЭК 61131-3. Графические языки программирования. Текстовые языки программирования.

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.

Основы вычислительных систем. Многомашинные и мультипроцессорные вычислительные системы. Типы архитектуры систем параллельной обработки. Архитектуры мультипроцессорных систем. Локальная вычислительная сеть.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 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.

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

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.

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.

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. Основные правила составления и разработки функциональных систем автоматизации. Разработка принципиальных схем управления, регулирования, питания, сигнализации и блокировки измерения. Изучение интерфейса прикладных программ компьютерной графики.

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.

Современные технологии разработки интегрированных автоматизированных систем управления. Основные разновидности и состав интегрированных автоматизированных систем управления. Структуры, принципы построения и функционирования автоматизированных информационно-управляющих систем промышленных предприятий, в том числе локальных вычислительных сетей, сетей Ethernet и SCADA - систем. Изучение технического, алгоритмического, программного, информационного обеспечений современных автоматизированных информационно-управляющих систем.

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.

Современный уровень автоматизации объектов тепловых электрических станций. Переработка технологической информации. Схемы автоматизации типовых технологических процессов. Понятие о производственном процессе. Объекты и уровни автоматизации. Иерархический принцип автоматизации. Схемы систем автоматического регулирования технологических процессов тепловых электрических станций.

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.

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.

Качественные и количественные показатели надежности технических и программных средств автоматизации. Виды расчётов надёжности систем, аппаратная и функциональная надёжность. Способы преобразования сложных структурных схем надёжности. Понятие ошибки и отказа системы автоматизации, ее элементов, программы и программного обеспечения Методы оценки надёжности систем при появлении внезапных отказов. Структурное резервирование. Функциональное резервирование. Временное резервирование. Информационное резервирование. Функциональное диагностирование. Тестовое диагностирование. Организация диагностирования сложных объектов. Методология диагностирования. Показатели и критерии эффективности диагностирования. Принципы построения диагностических систем. Методы диагностирования сложных систем. Алгоритмы диагностирование систем автоматизации, управления и программно-технических средств.

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.

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.

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.

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.

Изучение Трудового кодекса РК с точки зрения безопасности и безвредности трудовой деятельности. Классификация негативных воздействий, ухудшающих производственные факторы

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.

Разработка комплексной защиты автоматизированной системы управления. Внедрение комплексной защиты автоматизированной системы управления и ввод ее в действие. Защита автоматизированной системы управления на этапах эксплуатации и вывода. Стандарты информационной безопасности.

Персональные и корпоративные данные. Последствия нарушения безопасности. Юридические и этические проблемы кибербезопасности. Анализ кибератаки. Уязвимости системы безопасности и эксплойты. Типы вредоносного программного обеспечения и симптомы заражения. Способы проникновения. Отказы в обслуживании. Защита данных и конфиденциальности. Устройства безопасности. Обнаружение атак в реальном времени. Обнаружение вредоносного программного обеспечения.

Выполняет работы по автоматизации технологических процессов и производств, их обеспечению средствами автоматизации и управления.

Находит оптимальное решение задач автоматизации производств.

Демонстрирует знание и понимание базовых основ в области естественно- научных дисциплин, экономико – организационных и правовых основ организации труда.

Осуществляет проектирование, внедрение и эксплуатацию технических средств, систем автоматизации, контроля и диагностики с учетом технологических основ производства.

Внедряет методы и средства разработки математического, информационного и программного обеспечения систем автоматизации управления.

Использует микропроцессорную технику, средства приема – передачи информации и программные продукты для решения задач автоматизации.

Программирует на языках высокого уровня и языках программирования стандарта IEC 61131.

Обрабатывает большие данные с помощью разработки системы управления базами данных и анализа данных в автоматизированных системах управления.

Применяет современные информационные технологии и оборудование в организации производственных процессов и управлении.

Проводит научно-исследовательскую работу: обрабатывает, оценивает, обобщает ее результаты.