Технические средства автоматизации и управления. Учебное пособие

Целью пособия является создание тезауруса в области технических средств автоматизации и управления, используемых в системах автоматизации и управления (САУ).
Данное учебное пособие подготовлено для обеспечения учебного процесса по дисциплине «Технические средства автоматизации и управления», которая будет играть существенную роль в подготовке студентов по направлению 220400.62(68) «Управление в технических системах».
Пособие может представлять определенный интерес для проектировщиков и системных интеграторов САУ и ПЛК.

Содержание

Предисловие
1. Краткий перечень вопросов, рассматриваемых в учебном пособии, и их актуальность
          1.1. Влияние кардинального изменения парадигмы сферы промышленной автоматизации на назначение систем автоматизации и управления
          1.2. Определение термина САУ, предлагаемого в учебном пособии
          1.3. Существо понятия «Интернет вещей» (Internet of things)
          1.4. Расширение перечня однотипных технических и программных средств, используемых в САУ
          1.5. Эволюция технических средств в САУ за последнее время
2. Современное состояние разработок САУ
          2.1. Применение однотипных и встраиваемых (embedded) средств вычислительной и коммуникационной техники (SoC, SiP, SoM, CoM и т.п.)
          2.2. Использование средств межсетевого обмена для комплексного решения проблем передачи данных не только в LAN, но и в связке LAN–MAN–WAN
          2.3. Развитие «облачных» технологий
          2.4. Использование современных средств для реализации интерфейса машина-машина (М2М)
          2.5. Адаптация стандарта ОРС под решение задач реального времени
3. Анализ САУ с использованием 7-уровневой модели ВОС (OSI). Инфраструктура САУ
          3.1. Основные подходы к анализу САУ
          3.2. Составные части инфраструктуры САУ: информационная и сетевая инфраструктуры
4. Принципы построения информационной инфраструктуры САУ. Состав технических средств
          4.1. Средства сбора данных (data acquisition)
                    4.1.1. Программируемые логические контроллеры (ПЛК)
                              4.1.1.1. Компоненты SoC для построения ПЛК
                    4.1.1.2. Компоненты SoM в виде плат микроконтроллеров с каналами ввода/вывода (ПМК) для ПЛК
                    4.1.1.3. Специальное программное обеспечение CoDeSys для ПЛК
                    4.1.2. Станции удаленного и распределенного ввода/вывода (DCS, RTU)
          4.2. Средства мониторинга
                    4.2.1. Технические средства проводного мониторинга (ПМ)
                    4.2.2. Технические средства беспроводного мониторинга
          4.3. Средства обработки, хранения и представления информации оператору HMI/SCADA. Стандартные протоколы передачи данных
          4.4. Программно-технические средства MES/EPR в САУ
          4.5. Программируемые контроллеры автоматизации (ПАК)
          4.6. Интеллектуальные датчики для систем сбора данных и мониторинга
                    4.6.1. Специфика объединения датчиков и узлов АЦП на одном чипе
                    4.6.2. Специфические особенности SoC-сенсоров
5. Общая характеристика и принципы построения сетевой инфраструктуры САУ
          5.1. Причины расширения и углубления использования Industrial Ethernet (IE) в промышленности
          5.2. Конструктивные особенности устройств IE
                    5.2.1. Пассивные технические средства
                              5.2.1.1. Кабели
                              5.2.1.2. Разъемы (коннекторы) и клеммы
                              5.2.1.3. Промышленные розетки
                    5.2.2. Конструктивные особенности активных компонентов IE
                              5.2.2.1. Коммутаторы
                              5.2.2.2. Концентраторы
                              5.2.2.3. Комбинированные устройства
                    5.2.3. Пример системного конструктивного решения
          5.3. Увеличение числа решаемых задач реального времени (РВ) при применении IE
          5.4. Промышленные беспроводные решения
                    5.4.1. Промышленные точки доступа и маршрутизаторы. Поддержка VPN
                    5.4.2. Технологии, применяемые в САУ в промышленных беспроводных сетях
          5.5. Структурированная кабельная система (СКС)
          5.6. Средства сбора данных и мониторинга с использованием сетевых технологий на уровнях функциональности LF1 и LF2. Сетевые связи для присоединения к уровню LF3
          5.7. Одноуровневые host-computer (HC) системы в САУ
          5.8. Технические средства для высокоскоростного резервирования в кольцевых структурах на базе сети Industrial Ethernet
          5.9. Характеристика устройств с использованием технологии HSR/PRP
          5.10. Промышленные коммуникационные компьютеры с аппаратно-программными средствами поддержки сетевого трафика на уровне OSI L3
                    5.10.1. ПКК на основе RISC-архитектуры
                              5.10.1.1. Специфика применения промышленных роутеров (маршрутизаторов)
                              5.10.1.2. Специфика применения ПКК с RISC-архитектурой
                    5.10.2. Интеграция СДУП и СУП
          5.11. Анализ технических решений в многоуровневых распределенных САУ
6. Перспективные направления развития САУ
          6.1. Направления и тенденции развития
          6.2. Развитие сетевых платформ Industrial Ethernet (IE) и Industrial Network (IN)
          6.3. Перспективные серверные решения и системы хранения данных в САУ с использованием сетевых технологий
          6.4. Конвергенция «облачных» и мобильных технологий при организации сетевого обмена информацией
Библиографический список