Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Хабаровская государственная академия экономики и права» Кафедра информационных систем и технологий

Светлана Ивановна Белозёрова

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Программа и методические указания для подготовки к аудиторной контрольной работе

бакалаврантов 3-го курса заочной формы обучения по направлению 260800 «Технология продукции и организация общественного питания»

ББК 32.81:34.7 УДК 004.9

Б 43

Системы управления технологическими процессами и информационные технологии : программа и метод. указания для подготовки к аудиторной контрольной работе бакалаврантов 3-го курса заочной формы обучения по направлению 260800 «Технология продукции и организация общественного питания» / сост. С. И. Белозёрова. – Хабаровск : РИЦ ХГАЭП, 2014. – 28 с.

Рецензент Т. А. Серебрякова, доцент кафедры экономической

кибернетики ТОГУ, канд. экон. наук.

Утверждено издательско-библиотечным советом академии в качестве методических указаний для студентов заочной формы обучения

©Белозёрова С.И., 2014

©Хабаровская государственная академия экономики и права, 2014

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Дисциплина «Системы управления технологическими процессами и информационные технологии» относится к циклу профессиональных дисциплин. С каждым годом её роль возрастает в связи появлением новых технических и программных средств управления технологическими процессами.

Целью изучения дисциплины «Системы управления технологическими процессами и информационные технологии» является получение знаний и формирование практических навыков использования систем управления технологическими процессами и информационных технологий на предприятиях общественного питания.

В соответствии с указанной целью при изучении дисциплины ставятся следующие задачи:

получить представление о формах и методах организации систем управления производственными процессами;

приобрести знания о формах использования автоматизированных систем обработки при решении управленческих задач;

получить представление о видах информационных технологий, используемых в системе общественного питания;

овладеть практическими навыками компьютеризации функциональных задач из области технологий общественного питания;

освоить приёмы работы с программным обеспечением для автоматизации технологических процессов на предприятиях отрасли.

Курс «Системы управления технологическими процессами и информационные технологии» имеет связь с дисциплиной «Информатика».

Знания и навыки, полученные при изучении курса «Системы управления технологическими процессами и информационные технологии», дают возможность применить значительную часть изучаемых разделов в других дисциплинах для подготовки рефератов, курсовых и выпускных квалификационных работ, а также в практической деятельности после завершения обучения в вузе.

В результате изучения дисциплины «Системы управления технологическими процессами и информационные технологии» студент должен

знать:

-свойства технологических процессов как объектов управления;

-методы и принципы построения систем автоматического управления;

-методы измерения параметров технологических процессов;

4

уметь:

-анализировать технологические процессы как объекты управления и формулировать требования к их автоматизации;

-читать схемы автоматизации технологических процессов и составлять простейшие;

-выбирать средства автоматического контроля;

-владеть практическими навыками компьютеризации практических задач из области технологии общественного питания;

владеть информацией:

-о типах систем автоматического управления,

-о назначении и области применения наиболее распространенных в отрасли средств и систем автоматизации, в том числе управляющих вычислительных машин, микропроцессоров и микроконтроллеров;

-о конструкциях и основных характеристиках технических средств автоматизации,

-об основных информационных технологиях, применяемых при управлении технологическими процессами.

Для подготовки к аудиторной контрольной работе (АКР) бакалавранты должны изучить теоретические вопросы, перечисленные в разделе «Содержание дисциплины» настоящих методических указаний, подготовить ответы на поставленные теоретические вопросы, выполнить практические задания, закрепляющие полученные теоретические знания.

Всоответствии с Положением об аудиторных контрольных работах студентов заочной формы обучения ХГАЭП от 3 мая 2012 г. АКР проводится во время экзаменационной сессии перед рубежным контролем по дисциплине – зачётом или экзаменом. АКР проводится в письменной форме или выполняется на персональном компьютере. Общая оценка работы («зачтено» или «не зачтено») оформляется преподавателем в зачётно-экзаменационной ведомости. Бакалавранты без зачтённой АКР к экзамену (зачёту) не допускаются.

При выполнении АКР по дисциплине «Системы управления технологическими процессами и информационные технологии» студенты выполняют практические задания, последовательность выполнения которых подробно изложена в п.4 данных методических указаний.

5

2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Раздел 1. Информационные системы и технологии

Тема 1.1. Введение в системы управления информационные системы (ИС) и информационные технологии (ИТ).

Основные определения. Классификации ИС и ИТ. История развития. Тенденции развития информационных технологий в общественном питании. Рынок информационных услуг (создание, структура, назначение).

Тема 1.2. Применение информационных систем и технологий

Информационные технологии делопроизводства и управления. Технология проектирования и ведения экономической документации. Информационные технологии комплексного представления информации. Системы мультимедиа, видеонаблюдения, справочные системы. Технология экспертных систем. Анализ состояния и области применения. Инвентаризация.

Тема 1.3. Технология работы на автоматизированном рабочем месте

Автоматизированное рабочее место. Программное обеспечение офисных задач. Совместимость приложений для решения офисных задач. Офисные информационные системы. АРМ специалиста в области общественного питания. Принципиальные схемы АРМ специалиста. Обзор программных продуктов АРМ-технолога. Объединение АРМ в автоматизированную системы. Информационные технологии электронных коммуникаций. Локальные сети АРМ.

Тема 1.4. Виды обеспечения АСУ ТП на предприятиях общественного питания

Назначение, принципы построения и типовая структурна схема АСУ ТП. Классификация АСУ ТП. Функции АСУ ТП: внешние и внутренние, управляющие и информационные. Методы АСУ ТП. Роль микропроцессорной техники в системах управления. Виды обеспечения АСУ ТП: техническое, программное, лингвистическое, информационное, организационное, методическое, правовое, эргономическое. Схема взаимодействия основных компонентов АУ ТП. Комплексная и полная автоматизация производственных процессов. Перспективы

6

применения робототехники в пищевых производствах. Структурные схемы промышленных роботов. Принципы создания гибкого автоматизированного производства. Структура интегрированного производства.

Раздел 2. Система управления технологическими процессами

Тема 2.1. Основы управления технологическими процессами

Понятие систем управления технологическими процессами. Основные понятия и определения теории автоматического управления и технической кибернетики, информатизации. Методы и функции управления технологическими процессами. Классификация АСР. Классификация элементов автоматических систем Значение и эффективность АСУ.

Тема 2.2. Характеристики и модели элементов и систем

Основные модели. Статические характеристики. Динамические характеристики. Дифференциальные уравнения. Линеаризация. Преобразования Лапласа. Передаточные функции. Определение передаточной функции. Примеры типовых звеньев. Соединения звеньев.

Переходные характеристики АСР. Определение параметров передаточной функции объекта по переходной кривой. Кривые разгона, постоянная времени, коэффициент самовыравнивания, чистое запаздывание в объектах. Частотные характеристики. Определение частотных характеристик.

Тема 2.3. Качество процессов управления

Критерии устойчивости. Устойчивость. Корневой критерий. Критерий Гурвица. Критерий Михайлова. Критерий Найквиста.

Показатели качества. Прямые показатели качества. Корневые показатели качества. Частотные показатели качества. Связи между показателями качества.

Тема 2.4. Автоматические регуляторы

Типы регуляторов. Законы регулирования. Определение оптимальных настроек регуляторов. Системы управления дискретными процессами. Логические системы управления.

7

Тема 2.5. Средства автоматизации и управления

Измерения технологических параметров. Государственная система приборов (ГСП). Элементы метрологии и техники измерений. Точность преобразования информации. Погрешности измерения. Поверка измерительных приборов.

Классификация КИП. Виды первичных преобразователей. Преобразование сигналов и системы передач информации на расстояние.

Методы и приборы для измерения температуры. Классификация термометров. Термометры расширения. Жидкостные стеклянные. Термометры, основанные на расширении твёрдых тел. Газовые манометрические термометры. Жидкостные манометрические термометры. Конденсационные манометрические термометры. Электрические термометры. Термометры сопротивления. Пирометры излучения. Цветовые пирометры.

Вторичные приборы для измерения разности потенциалов. Пирометрические милливольтметры. Потенциометры. Автоматические электрические потенциометры. Методы измерения сопротивления. Методы и приборы для измерения давления и разряжения. Классификация приборов для измерения давления.

Методы и приборы для измерения расхода пара, газа и жидкости. Классификация. Метод переменного перепада давления. Расходометры постоянного перепада давления. Расходомеры переменного уровня. Расходометры скоростного напора.

Методы и приборы для измерения уровня. Методы измерения уровня. Измерение количества твёрдых и сыпучих материалов. Автоматические

весы и дозаторы.

Измерение плотности жидкости. Общие положения. Поплавковые, весовые, пьезометрические, радиоизотопные плотномеры.

Измерение вязкости. Вискозиметры истечения, с падающим шариком, ротационные, вибрационные.

Измерение влажности. Общие положения. Психометрические влагомеры. Измерение химического состава и pH жидкости. Общие положения. pH -

метры. Микропроцессоры и микроконтроллеры. Регуляторы. Регуляторы прямого действия. Регуляторы дискретного действия (позиционные и импульсные). Исполнительные устройства. Вспомогательная аппаратура.

8

Тема 2.6. Автоматизированные системы управления технологическими процессами

Функции и структура АСУТП. Устройства связи с объектом. Виды информационных и управляющих функций АСУТП (от реализуемых ими функций и свойств объекта управления).

Техническое обеспечение АСУТП. Агрегатный принцип построения АСУ. Комплекс технических средств локальных систем и агрегатная система вычислительной техники. Устройства ввода и вывода информации. Понятие о цифровом управлении. Аппаратная и программная платформа контроллеров.

Тема 2.7. Проектирование систем автоматизации. САПР Содержание проектных работ и проектной документации. Этапы проекти-

рования систем автоматизации. Функциональные схемы автоматизации (ФСА). Условные обозначения.

3.ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЭКЗАМЕНУ

1.Основные критерии выбора АСУ.

2.Технологический объект управления и его виды.

3.Информационные системы. Классификации.

4.Информационные технологии. Классификации, история развития.

5.Виды обеспечения информационных систем и технологий.

6.Информационное обеспечение систем управления.

7.Функции автоматизации технологических процессов.

8.История зарождения автоматизации на предприятиях общественного питания.

9.Взаимосвязь автоматизации и информатизации.

10.Системный подход к автоматизации систем управления.

11.Автоматизированные системы управления (АСУ). Понятие.

12.АСУ ТП. Понятие, классификация.

13.Управляющие функции АСУ ТП.

14.Состав АСУ ТП.

15.Требования, предъявляемые к АСУ ТП.

16.САПР.

17.Стандарты автоматизированных (корпоративных) систем управления.

18.Структура корпоративных систем управления.

19.Управление материальными ресурсами склада предприятия.

9

20.Рынок программных продуктов для предприятия общественного питания.

21.Характеристики и модели элементов и систем.

22.Качество процессов управления.

23.Типы регуляторов. Законы регулирования. Определение оптимальных настроек регуляторов. Системы управления дискретными процессами. Логические системы управления.

24.Средства автоматизации и управления.

25.Измерения технологических параметров.

26.Государственная система приборов (ГСП).

27.Элементы метрологии и техники измерений.

28.Точность преобразования информации. Погрешности измерения. Поверка измерительных приборов.

29.Методы и приборы для измерения температуры. Классификация термометров.

30.Вторичные приборы для измерения разности потенциалов. Пирометрические милливольтметры. Потенциометры.

31.Методы и приборы для измерения давления и разряжения. Классификация приборов для измерения давления.

32.Методы и приборы для измерения расхода пара, газа и жидкости. Классификация.

33.Расходомеры переменного уровня. Расходометры скоростного напора.

34.Методы и приборы для измерения уровня.

35.Измерение количества твёрдых и сыпучих материалов. Автоматические весы и дозаторы. Измерение плотности жидкости. Общие положения.

36.Измерение вязкости. Вискозиметры истечения с падающим шариком, ротационные, вибрационные.

37.Измерение влажности. Общие положения. Психометрические влагомеры.

38.Микропроцессоры и микроконтроллеры. Регуляторы. Исполнительные устройства. Вспомогательная аппаратура.

39.Функции и структура АСУТП.

40.Техническое обеспечение АСУТП.

41.Проектирование систем автоматизации

Экзамен будет проходить в форме тестирования.

10

Образец тестового задания

Вопрос 1. Автоматизированная система – это

a)система, состоящая из персонала и комплекса средств автоматизации его деятельности, реализующая информационную технологию выполнения установленных функций;

b)совокупность двух или более взаимоувязанных АС, в которой функционирование одной из них зависит от результатов функционирования другой (других) так, что эту совокупность можно рассматривать как единую АС;

c)совокупность действий АС, направленная на достижение определённой цели.

Вопрос 2. Интегрированной автоматизированной системой называют

a)систему, состоящую из персонала и комплекса средств автоматизации его деятельности, реализующую информационную технологию выполнения установленных функций;

b)совокупность двух или более взаимоувязанных АС, в которой функционирование одной из них зависит от результатов функционирования другой (других) так, что эту совокупность можно рассматривать как единую АС;

c)совокупность действий АС, направленная на достижение определённой цели.

Вопрос 3. Функция автоматизированной системы – это

a)совокупность действий АС, направленная на достижение определенной цели;

b)совокупность двух или более взаимоувязанных АС, в которой функционирование одной из них зависит от результатов функционирования другой (других) так, что эту совокупность можно рассматривать как единую АС;

c)система, состоящая из персонала и комплекса средств автоматизации его деятельности, реализующая информационную технологию выполнения установленных функций.

Вопрос 4. Пользователь автоматизированной системы – это

a)лицо, участвующее в функционировании АС или использующее результаты её функционирования;

b)показатель или совокупность показателей, характеризующая степень соответствия технических и экономических характеристик АС современным достижениям науки и техники.

Вопрос 5. Организационное обеспечение автоматизированной системы – это

a)совокупность документов, устанавливающих организационную структуру, права и обязанности пользователей и эксплуатационного персонала АС в условиях функционирования, проверки и обеспечения работоспособности АС;

b)совокупность документов, описывающих технологию функционирования АС, методы выбора и применения пользователями технологических приемов для получения конкретных результатов при функционировании АС;

c)совокупность всех технических средств, используемых при функционировании АС.

11

Вопрос 6. Техническое обеспечение автоматизированной системы – это

a)совокупность документов, устанавливающих организационную структуру, права и обязанности пользователей и эксплуатационного персонала АС в условиях функционирования, проверки и обеспечения работоспособности АС;

b)совокупность документов, описывающих технологию функционирования АС, методы выбора и применения пользователями технологических приемов для получения конкретных результатов при функционировании АС;

c)совокупность всех технических средств, используемых при функционировании АС.

Вопрос 7. Автоматизированное рабочее место – это

a)программно-технический комплекс АС, предназначенный для автоматизации деятельности определённого вида;

b)часть информационной базы АС, представляющая собой совокупность используемой в АС информации на носителях данных;

c)продукция, представляющая собой совокупность средств вычислительной техники, программного обеспечения и средств создания и заполнения машинной информационной базы при вводе системы в действие достаточных для выполнения одной или более задач АС.

Вопрос 8. Программно-технический комплекс автоматизированной системы – это

a)часть информационной базы АС, представляющая собой совокупность используемой в АС информации на носителях данных;

b)программно-технический комплекс АС, предназначенный для автоматизации деятельности определённого вида;

c)продукция, представляющая собой совокупность средств вычислительной техники, программного обеспечения и средств создания и заполнения машинной информационной базы при вводе системы в действие достаточных для выполнения одной или более задач АС.

Вопрос 9. Эффективность автоматизированной системы – это

a)комплексное свойство двух или более АС, характеризуемое их способностью взаимодействовать при функционировании;

b)свойство АС, характеризуемое степенью достижения целей, поставленных при её создании;

c)мера или характеристика для оценки эффективности АС.

Вопрос 10. Совместимость автоматизированных систем – это

a)комплексное свойство двух или более АС, характеризуемое их способностью взаимодействовать при функционировании;

b)свойство AC, характеризуемое способностью выполнять установленный объём функций в условиях воздействий внешней среды и отказов компонентов системы в заданных пределах;

12

c)способность АС изменяться для сохранения своих эксплуатационных показателей в заданных пределах при изменениях внешней среды.

Вопрос 11. Адаптивность автоматизированной системы – это

a)способность АС изменяться для сохранения своих эксплуатационных показателей в заданных пределах при изменениях внешней среды;

b)комплексное свойство АС сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность АС выполнять свои функции в заданных режимах и условиях эксплуатации;

c)частная совместимость АС, характеризуемая тем, что точность результатов измерений, полученных в одной АС, позволяет использовать их в другой.

Вопрос 12. Живучесть автоматизированной системы – это

a)свойство AC, характеризуемое способностью выполнять установленный объём функций в условиях воздействий внешней среды и отказов компонентов системы в заданных пределах;

b)свойство АС, характеризуемое способностью выполнять свои функции в условиях воздействия помех, в частности от электромагнитных полей;

c)способность АС изменяться для сохранения своих эксплуатационных показателей в заданных пределах при изменениях внешней среды.

Вопрос 13. Помехоустойчивость автоматизированной системы – это

a)свойство AC, характеризуемое способностью выполнять установленный объём функций в условиях воздействий внешней среды и отказов компонентов системы в заданных пределах;

b)свойство АС, характеризуемое способностью выполнять свои функции в условиях воздействия помех, в частности от электромагнитных полей;

c)способность АС изменяться для сохранения своих эксплуатационных показателей в заданных пределах при изменениях внешней среды.

Вопрос 14. Технологический объект управления – это

a)объект управления, включающий технологическое оборудование и реализуемый в нём технологический процесс;

b)система устройств автоматики, автономно реализующая АС управления технологическим процессом функцию управления технологическим объектом управления или его частью, либо функцию контроля за ТОУ или его частью;

c)функция АСУ технологическим процессом, включающая получение информации о состоянии технологического объекта управления, оценку информации, выбор управляющих воздействий и их реализацию.

13

Вопрос 15. Система локальной автоматики – это

a)функция АСУ технологическим процессом, включающая получение информации о состоянии технологического объекта управления, оценку информации, выбор управляющих воздействий и их реализацию;

b)система устройств автоматики, автономно реализующая АС управления технологическим процессом функцию управления технологическим объектом управления или его частью либо функцию контроля за ТОУ или его частью;

c)объект управления, включающий технологическое оборудование и реализуемый в нём технологический процесс.

Вопрос 16. Управляющая функция автоматизированной системы управления технологическим процессом – это

a)объект управления, включающий технологическое оборудование и реализуемый в нём технологический процесс;

b)система устройств автоматики, автономно реализующая АС управления технологическим процессом функцию управления технологическим объектом управления или его частью либо функцию контроля за ТОУ или его частью;

c)функция АСУ технологическим процессом, включающая получение информации о состоянии технологического объекта управления, оценку информации, выбор управляющих воздействий и их реализацию.

Вопрос 17. Информационная функция автоматизированной системы управления технологическим процессом – это

a)функция АСУ технологическим процессом, включающая получение информации, обработку и передачу информации персоналу АСУТП или во вне системы о состоянии технологического объекта управления или внешней среды;

b)функция АСУ технологическим процессом, включающая сбор и обработку данных о состоянии АСУТП и либо представление этой информации персоналу системы или осуществление управляющих воздействий на соответствующие технические и (или) программные средства АСУТП;

c)функция АСУ технологическим процессом, у которой в любой момент времени функционирования есть результат её выполнения.

Вопрос 18. Вспомогательная функция автоматизированной системы управления технологическим процессом; вспомогательная функция АСУТП – это

a)функция АСУ технологическим процессом, включающая получение информации, обработку и передачу информации персоналу АСУТП или во вне системы о состоянии технологического объекта управления или внешней среды;

b)функция АСУ технологическим процессом, включающая сбор и обработку данных о состоянии АСУТП и либо представление этой информации персоналу системы или осуществление управляющих воздействий на соответствующие технические и (или) программные средства АСУТП;

14

c)функция АСУ технологическим процессом, у которой в любой момент времени функционирования есть результат её выполнения.

Вопрос 19. Задание на проектирование в САПР представляет собой

a)первичное описание объекта проектирования в заданной форме;

b)описание в заданной форме объекта проектирования или его части, необходимое и достаточное для определения дальнейшего направления проектирования;

c)проектное решение, предназначенное для повторного использования при проектировании.

Вопрос 20. Результатом проектирования в САПР является

a)документ, выполненный по заданной форме, в котором представлено одно или несколько проектных решений;

b)проектное решение (совокупность проектных решений), удовлетворяющее заданным требованиям, необходимым для создания объекта проектирования;

c)проектное решение, предназначенное для повторного использования при проектировании.

4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Контрольная работа по дисциплине включает 5 заданий.

I. Исследование наличия связи между параметрами технологического процесса с использованием табличного редактора Excel

Цель – освоить методику расчета коэффициента корреляции и проведения корреляционного анализа, позволяющего установить и количественно оценить силу статистической связи между различными показателями и параметрами технологического процесса.

Задание

Исследовать корреляционную зависимость между параметрами технологического процесса.

Таблица 1 – Исходные данные 1-го варианта

15