Рабочая программа по дисциплине ЕН.02 Компьютерное моделирование для специальности 15.02.07 Автоматизация технологических процессов (по отраслям)

МИНОБРАЗОВАНИЕ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

государственное бюджетное профессиональное

образовательное учреждение Ростовской области

«Ростовский-на-Дону колледж радиоэлектроники,

информационных и промышленных технологий»

(ГБПОУ РО «РКРИПТ»)

Рабочая программа УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

ЕН.02 КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

для специальности

15.02.07 Автоматизация технологических процессов и производств

(по отраслям)

2017

СОГЛАСОВАНО Начальник учебного отдела ____________ Е.Н. Круглова «___»____________ 2017 г ОДОБРЕНО Цикловой комиссией Промышленных технологий Председатель ___________ И.С. Ермолаева «___» ____________ 2017 г.

УТВЕРЖДАЮ Заместитель директора по УМР _____________ Н.Е. Анисимова «___» ___________ 2017 г.

            Программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальности среднего профессионального образования 15.02.07 «Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям)»

Разработчик:

Кожухова А.В. – к.т.н., преподаватель ГБОУ СПО РО «РКРИПТ».

Рецензенты:

Юсупов А.Р. – преподаватель ГБОУ СПО РО «РКРИПТ».

Христофорова В.В. –доцент кафедры «Автоматизация производственных процессов» ФГБОУ ВПО «Донской государственный технический университет».

СОДЕРЖАНИЕ

	стр.
1.      ПАСПОРТ рабочей ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ	4
2.      СТРУКТУРА и содержание УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ	5
3.      условия реализации рабочей программы учебной дисциплины	11
4.      Контроль и оценка результатов Освоения учебной дисциплины	13

1. паспорт Рабочей ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

ЕН.02 «КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ»

         1.1. Область применения рабочей программы

Рабочая программа учебной дисциплины является частью основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС по специальности СПО:

Специальность	Укрупненная группа специальностей
15.02.07  «Автоматизация технологических процессов и производств (по отрасли) »	15.00.00 «Машиностроение»

Рабочая программа учебной дисциплины может быть использована в дополнительном профессиональном образовании при подготовке специалистов в различных отраслях промышленности при наличии среднего (полного) общего образования, при повышении квалификации и переподготовке при наличии среднего профессионального образования. Опыт работы не требуется.

1.2. Место дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы

В структуре основной профессиональной образовательной программы учебная дисциплина «Компьютерное моделирование» входит в математический и общий естественнонаучный цикл.

         1.3. Цели и задачи дисциплины – требования к результатам освоения дисциплины:

В результате освоения дисциплины студент должен

уметь:

- работать с пакетами прикладных программ профессиональной направленности на ЭВМ;

- проектировать и создавать модели производственных процессов;

- анализировать и прогнозировать результаты производства по созданной (заданной) модели.

знать:

- численные методы решения прикладных задач;

- особенности применения системных программных продуктов;

1.4. Рекомендуемое количество часов на освоение программы дисциплины:

максимальной учебной нагрузки обучающегося 96 часов,

в том числе:

обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося 64 часа;

самостоятельной работы обучающегося 32 часа.

1.5. Использование часов вариативной части ППССЗ

№ п/п	Требования работодателей (знания, умения)	№, наименование темы	Объем аудиторных часов (в т.ч. практических занятий)
			20/20
1	Уметь - проектировать и создавать модели производственных процессов;	Практическая работа №3 Моделирование разомкнутой динамической системы на ПК; Практическая работа №4 Моделирование замкнутой динамической системы на ПК	12/12
2	Уметь - анализировать и прогнозировать результаты производства по созданной (заданной) модели.	Практическая работа №8 Исследование смоделированной замкнутой одноконтурной автоматической системы; Практическая работа №9 Определение устойчивости автоматической системы с помощью различных критериев устойчивости	8/8

2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы	Объем часов
Максимальная учебная нагрузка (всего)	96
Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)	64
в том числе:
лабораторные занятия	-
практические занятия	40
Самостоятельная работа обучающегося (всего)	32
в том числе:
выполнение индивидуальных заданий к практическим и лабораторным работам с использованием конспекта, дополнительной литературы, ресурсов интернет
оформление отчетов о выполнении практических и лабораторных работ
Форма промежуточной аттестации по дисциплине - дифференцированный зачет

2.2. Тематический план и содержание учебной дисциплины ЕН.02 «Компьютерное моделирование»

Наименование разделов и тем	Содержание учебного материала, практические работы, самостоятельная работа обучающихся		Объем часов	Уровень освоения
1	2		3	4
Раздел 1. Изучение автоматизированного рабочего места для решения профессиональных задач			19
Тема 1.1. Аппаратное обеспечение ПК и АРМ специалиста	Содержание учебного материала		2	2
	1	Введение. Моделирование как метод познания. История моделирования Технические средства реализации информационных систем. Установка, конфигурирование и модернизация. Выходные устройства ПК. Принципы построения сложных автоматизированных систем. Особенности человеко-машинных систем
	Практические занятия		2
	№ 1	Установка пакета прикладных программ ПО на ПК
	Самостоятельная работа		2
	Выполнение индивидуальных заданий к практической работе с использованием конспекта, дополнительной литературы, ресурсов интернет. Оформление отчета о выполнении практической работы.
Тема 1.2. АСУ ТП и диспетчерское управление	Содержание учебного материала		2	1
	1	АСУ ТП и диспетчерское управление. Основные этапы. Структура программного обеспечения систем автоматизации и управления
	Самостоятельная работа		1
	Подготовка реферата или презентации с использованием конспекта, дополнительной литературы, ресурсов интернет по тематике: «Актуальные и инновационные подходы к формированию структур автоматизированных систем управления».
Тема 1.3. Основные этапы компьютерного моделирования	Содержание учебного материала		2	2
	1	Основные этапы компьютерного моделирования. Компоненты системы контроля и управления и их назначение.
	Практические занятия		4
	№ 2	Составление схемы системы контроля и управления.
	Самостоятельная работа		3
	Выполнение индивидуальных заданий к практической работе с использованием конспекта, дополнительной литературы, ресурсов интернет. Оформление отчета о выполнении практической работы.
Раздел 2. Изучение основных свойств компьютерного моделирования			9
Тема 2.1. Основные свойства компьютерного моделирования	Содержание учебного материала		2	1
	1	Основные свойства компьютерного моделирования Средства моделирования процессов в системах управления.
	Самостоятельная работа		1
	Подготовка реферата или презентации с использованием конспекта, дополнительной литературы, ресурсов интернет.
Тема 2.2. Методология компьютерного моделирования	Содержание учебного материала		4	1
	1	Этапы и цели компьютерного моделирования
	2	Моделирование технических средств автоматизации и управления
	Самостоятельная работа		2
	Подготовка реферата или презентации с использованием конспекта, дополнительной литературы, ресурсов интернет.
Раздел 3. Изучение смоделированных систем			68
Тема 3.1. Общие сведения о компьютерном моделировании систем автоматического регулирования	Содержание учебного материала		4	2
	1	Статические и динамические характеристики элементов и систем автоматики.
	2	Передаточные функции смоделированных систем. Частотные и временные характеристики.
	Практические занятия		6
	№ 3	Моделирование разомкнутой динамической системы на ПК
	Самостоятельная работа		5
	Выполнение индивидуальных заданий к практической работе с использованием конспекта, дополнительной литературы, ресурсов интернет Оформление отчета о выполнении практической работы
Тема 3.2. Математическое опи­сание смоделированной системы	Содержание учебного материала		4	2
	1	Архитектура системы. Типовые звенья и их характеристики.
	2	Амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики разомкнутых систем
	Практические занятия		12
	№ 4	Моделирование замкнутой динамической системы на ПК
	№ 5	Форма представления математической модели сложной компьютерной системы
	Самостоятельная работа		8
	Выполнение индивидуальных заданий к практической работе с использованием конспекта, дополнительной литературы, ресурсов интернет Оформление отчета о выполнении практической работы.
Тема 3.3. Устойчивость смоделированной системы	Содержание учебного материала		2	2
	1	Устойчивость линейных систем, смоделированных на ПК
	Практические занятия		16
	№ 6	Установка и настройка частотных характеристик смоделированной системы
	№ 7	Построение, преобразование и исследование структурных схем компьютерного моделирования систем. Изучение поведения объектов до и после преобразования.
	№ 8	Исследование смоделированной замкнутой одноконтурной автоматической системы
	№ 9	Определение устойчивости автоматической системы с помощью различных критериев устойчивости
	Самостоятельная работа		9
	Выполнение индивидуальных заданий к практической работе с использованием конспекта, дополнительной литературы, ресурсов интернет. Оформление отчета о выполнении практической работы.
Тема 3.4. Системы удаленного сбора данных и управления	Содержание учебного материала		2	2
	1	Построение переходных процессов в системах, полученных методами компьютерного моделирования. Косвенный метод оценки качества.
	2	Оценка точности работы систем. коэффициенты ошибок.
	Самостоятельная работа		2
	Подготовка отчетов по практическим работам. Итоговая защита всех незащищенных ранее работ с использованием конспекта, дополнительной литературы, ресурсов интернета.
Всего			96

3. условия реализации рабочей программы дисциплины

3.1. Требования к минимальному материально-техническому обеспечению

Реализация рабочей программы дисциплины требует наличия кабинета основ компьютерного моделирования

Оборудование учебного кабинета и посадочных мест:

-  посадочные места по количеству учащихся;

-  рабочее место преподавателя;

-  компьютеры с лицензионным программным обеспечением;

-  локальная сеть с выходом в интернет;

-  компьютерные столы и стулья по количеству учащихся.

Технические средства обучения:

-  компьютеры с лицензионным программным обеспечением;

-  мультимедийный проектор;

3.2. Информационное обеспечение обучения

Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы

Основные источники:

1.     Михеева Е.В. Информационные технологии в профессиональной деятельности: Учебное пособие для СПО.- М.: Академия, 2013

2.     Михеева Е.В. Практикум по информационным технологиям в профессиональной деятельности: Учебное пособие для СПО.- М.: Академия, 2013

3.     Максимов Н.В. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем: Учебник для СПО / Е.Б. Андреев,Т.Л. Партыка, И.И. Попов.- М.: Форум, 2012

4.     Колдаев В.Д. Численные методы и программирование: Учебное пособие для СПО / В.Д. Колдаев, Л.Г. Гагарина.- М.: Форум, 2017

Дополнительные источники:

1.     Благовещенская М.М. Информационные технологии систем управления технологическими процессами: Учебник для вузов / М.М. Благовещенская, Л. Злобин.- М.: Высшая школа, 2007.

2.     Андреев Е.Б. SCADA- системы: Взгляд изнутри: Учебное пособие для вузов / Е.Б. Андреев, Н.А. Куцевич, О.В. Синенко.- М.: РТСофт, 2007.

Интернет-ресурсы:

1.Лекции по архитектуре ЭВМ http://www.studfiles.ru/dir/cat32/subj58/file8429/view78371.html Дата обращения 30.09.2017г.

2. Численные методы http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/mathematics/numerics.htm

Дата обращения 30.09.2017г.

3. Логические основы вычислительной техники http://otherreferats.allbest.ru/radio/00053041_0.html Дата обращения 30.09.2017г.

4. Компьютерные технологии в области автоматизации и управления http://nikoza.narod.ru/Computer_technologies/Glava1/1-2.htm Дата обращения 30.09.2017г.

5.SCADA системы. Обзор SCADA систем http://www.kipexpert.ru/component/content/article/116-scada-sistemi/392-scada-sistemy-obzor-scada-sistem.html Дата обращения 30.09.2017г.

6 Л.Бахвалов «Компьютерное моделирование: долгий путь к сияющим вершинам?» // Компьютерра, №40, 1997

http://mif.vspu.ru/books/model-m5/Bakhvalov_1.html

4. Контроль и оценка результатов освоения Дисциплины

Результаты обучения (освоенные умения, усвоенные знания)	Формы и методы контроля и оценки результатов обучения
студент должен уметь:
работать с пакетами прикладных программ профессиональной направленности на ЭВМ.	Выполнение практической работы № 1-9. Устный опрос. Дифференцированный зачет
проектировать и создавать модели производственных процессов;	Выполнение практических работ №2-9. Устный опрос. Внеаудиторная самостоятельная работа Дифференцированный зачет
анализировать и прогнозировать результаты производства по созданной (заданной) модели.	Выполнение практических работ № 6,7,8,9. Дифференцированный зачет
студент должен знать:
численные методы решения прикладных задач;	Внеаудиторная самостоятельная работа Дифференцированный зачет
особенности применения системных программных продуктов.	Практическое занятие №2 Внеаудиторная самостоятельная работа Дифференцированный зачет
принципы, способы и алгоритм моделирования производственных процессов.	Практическое занятие №6-9, самостоятельная работа, устный опрос. Дифференцированный зачет