Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Тюменский государственный нефтегазовый университет»

Институт геологии и нефтегазодобычи

Кафедра кибернетических систем

РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ СИСТЕМ

АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

методические указания для выполнения контрольной работы

по дисциплине «Основы автоматизации технологических процессов»

для студентов направления 131000.62 – Нефтегазовое дело

заочной формы обучения

Смирнов В.И., Смирнов Д.В., Андриянов А.М. Расчет устойчивости систем автоматического управления. [Текст]: методические указания для выполнения контрольной работы по дисциплине «Основы автоматизации технологических процессов» для студентов направления 131000.62 – Нефтегазовое дело заочной формы обучения / сост. В.И. Смирнов; Д.В. Смирнов; Андриянов А.М. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2014.– 16 с.

«_12 _» _ноября _ 2014 года, протокол № 3 .

Аннотация

Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 131000.62- Нефтегазовое дело заочной формы обучения. Цель контрольной работы – приобретение студентами навыков структурно - логического анализа устойчивости систем автоматического управления.

Приведены основные теоретические сведения, необходимые для выполнения контрольной работы, а также варианты заданий для индивидуальных контрольных работ. Рассмотрен пример выполнения контрольной работы, сформулированы требования к оформлению.

1. Цель и задачи дисциплины……………………………………….
2. Место дисциплины в структуре ООП.................…………………
3. Требования к результатам освоения дисциплины……………….
4. Краткие теоретические сведения.....................................................
4.1. Определение устойчивости системы автоматического регулирования по критерию Гурвица……………………
4.2. Определение устойчивости систем автоматического регулирования по критерию Михайлова…………………...
4.3. Определение устойчивости систем автоматического регулирования по критерию Найквиста……………….....
5. Задания для выполнения контрольной работы...............................
6. Пример выполнения контрольной работы......................................
7. Требования к оформлению контрольной работы....……………
8. Критерии оценки работы......……………………………………….
Список литературы………………………………………………………….

1. Цели и задачи дисциплины: изучение теоретических и практических положений в области автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами нефтяной и газовой отрасли; формирование системного мышления в области автоматизации технологических процессов и производств.

Задачи:

Изучение общих принципов построения систем автоматизации;

Ознакомление с классической теорией автоматического управления;

Изучение и исследование технических средств автоматизации;

Изучение методологических основ составления задания на автоматизацию производственного процесса.

2. Место дисциплины в структуре ООП:

Дисциплина входит в базовую часть профессионального цикла образовательной программы бакалавра. Изучение данной дисциплины базируется на следующих курсах: Математика, Физика, Информатика, Электротехника, Гидравлика и нефтегазовая гидромеханика. В результате освоения дисциплины студент должен знать типовые системные решения и основные направления развития систем контроля и управления технологическими процессами нефтегазовой отрасли; уметь анализировать работу простейших установок и аппаратов и составлять задание на их автоматизацию; владеть методологическими основами составления задания на автоматизацию производственного процесса. Дисциплина является предшествующей для написания выпускной квалификационной работы.

Требования к результатам освоения дисциплины.

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

Общекультурные компетенции (ОК)

ОК–1	Способенобобщать, анализировать, воспринимать информацию, ставить цели и выбирать пути ее достижения
ОК-2	Способен быть готовым к категориальному видению мира, уметь дифференцировать различные формы его освоения
ОК-5	Способен вести переговоры, устанавливать контакты, урегулировать конфликты
ОК-9	Способен стремиться к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства
ОК-13	Способен использовать основные положения и методы социальных, гуманитарных и экономических наук при решении социальных и профессиональных задач
ОК-14	Способен анализировать мировоззренческие, социально и личностно значимые проблемы, самостоятельно формировать и отстаивать собственные мировоззренческие позиции
ОК-15	понимать и анализировать экономические проблемы и процессы, быть активным субъектом экономической деятельности

профессиональные компетенции (ПК)

ПК–1	Способен самостоятельно приобретать новые знания, используя современные образовательные и информационные технологии
ПК-2	Способен использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования
ПК-4	Способен владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, работать с компьютером как средством управления информацией
ПК-5	Способен составлять и оформлять научно-техническую и служебную документацию
ПК-6	Способность применять процессный подход в практической деятельности, сочетать теорию и практику
ПК-7	Способность осуществлять и корректировать технологические процессы при строительстве, ремонте и эксплуатации скважин различного назначения и профиля ствола на суше и на море, транспорте и хранении углеводородного сырья
ПК-8	Способен эксплуатировать и обслуживать технологическое оборудование, используемое при строительстве, ремонте, реконструкции и восстановлении нефтяных и газовых скважин, добыче нефти и газа, сборе и подготовке скважинной продукции, транспорте и хранении углеводородного сырья
ПК-9	Способность оценивать риски и определять меры по обеспечению безопасности технологических процессов в нефтегазовом производстве
ПК-19	использовать физико-математический аппарат для решения расчетно-аналитических задач, возникающих в ходе профессиональной деятельности

В результате освоения дисциплины студент должен:

Знать:

Основы построения систем автоматического регулирования (САР);

Иметь представления о методах и средствах контроля за параметрами процесса сооружения нефтяных производств;

Быть в курсе современных тенденций развития средств автоматизации.

Уметь:

Ориентироваться в вопросах оптимального управления процессами нефтегазовых производств на основе и использования средств вычислительной техники;

Использовать полученные знания на практике.

Владеть :

Принципами формирования технического задания на проектирование автоматических систем в нефтегазовой отрасли;

Методами анализа предлагаемых решений в области автоматизации;

Навыками определения достоинств и недостатков технических средств автоматизации.

Введение

В современных условиях востребована не модель узкопрофессиональной подготовки выпускника вуза, ориентированная на конкретные объекты и предметы труда, а модель интегрального типа. В ней цели, содержание и результаты обучения формулируются в комплексном виде с учетом изменений в профессиональной деятельности и направлены на формирование у выпускника широкой социально-профессиональной компетентности.

Понятия «компетенция» и «компетентность» являются основными единицами обновления содержания образования. Компетенции представляют собой сочетание характеристик, относящихся к знанию и его применению, к мотивам, ценностям, навыкам, опыту деятельности. Согласно позиции Фролова Ю.В. и Махотина Д.А. «компетенция» определяется как предметная область, в которой индивид хорошо осведомлен и проявляет готовность к выполнению деятельности. В отличие от термина «компетенция», «компетентность» - это сформированная способность выпускника действовать в различных сферах жизнедеятельности и на профессиональном поприще. Получается, что эти понятия значительно шире понятий «знаний», «умений», «навыков», так как включают направленность личности (мотивацию, ценностные ориентации) и ее способность проявлять проницательность, гибкость мышления, самостоятельность, целеустремленность, волевые качества.

Объект курсовой работы - Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по направлению подготовки 050400 «Психолого-педагогическое образование» квалификация «бакалавр».

Предмет - конкретные компетенции стандарта.

Цель данной курсовой работы - анализ компетенций образовательного стандарта по направлению «Психолого-педагогическое образование» квалификация «бакалавр».

1. Дать характеристику каждой анализируемой компетенции.

2. Описать значимость каждой компетенции при получении образования по профилю «Психолог образования».

3. Согласно плану подготовки бакалавров, рассмотреть, на каких учебных дисциплинах может быть сформирована каждая компетенция, сколько всего часов посвящено изучению данной дисциплины.

4. Раскрыть структуру каждой рассматриваемой компетенции.

5. Описать опыт работы психологов по применению компетенций.

Курсовая работа состоит из введения, основной части, заключения и списка литературы.

Компетенция ОК-5

Компетенция ОК-5 - это общекультурная компетенция:

«способен последовательно и грамотно формулировать и высказывать свои мысли, владеет русским литературным языком, навыками устной и письменной речи, способен выступать публично и работать с научными текстами».

Под компетенцией ОК-5 понимается владение устной и письменной речью как формами речевой деятельности, владение речевыми жанрами и функционально-смысловыми типами речи, а также использование правил современного речевого этикета.

Данная компетенция является обязательной согласно ФГОС ВПО «Психолого-педагогическое образование». Её значимость определяется необходимостью подготовки выпускников, имеющих навыки продуцирования устной и письменной речи, относящейся к различным функционально-смысловым типам; владеющих основными речевыми жанрами; применяющими навыки построения текстов различной функционально-стилевой принадлежности.

Данная компетенция формируется в процессе изучения дисциплин циклов Б.1 и Б.3:

Иностранный язык;

Русский язык и культура речи;

Культура и межкультурное взаимодействие в современном мире;

Конфликтология;

Педагогическая психология;

Введение в психолого-педагогическую деятельность;

Психолого-педагогическое сопровождение развивающих образовательных программ;

Психологическая службу в образовании.

Структура компетенции «способен последовательно и грамотно формулировать и высказывать свои мысли, владеет русским литературным языком, навыками устной и письменной речи, способен выступать публично и работать с научными текстами»:

Бакалавр знает

Основы речевой деятельности;

Логически верно строить композицию текстов разных типов, учитывать специфику устной и письменной речи;

Навыками использования речевых жанров и функционально-смысловых типов речи.

Опыт работы психологов по данной компетенции ОК-5 можно отразить в любой деятельности психолога образования, так как для психолога важно грамотно и последовательно формулировать и высказывать свои мысли. Также для психолога важно грамотно владеть литературным языком, навыками устной и письменной речи. Доказательством этому служит большое количество статей психологов, опубликованных в различных психологических журналах.

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

ОК 6. Работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.

ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), за результат выполнения заданий.

ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.

ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.

ОК 10. Исполнять воинскую обязанность, в том числе с применением полученных профессиональных знаний (для юношей).

Коды и наименования профессиональных компетенций

ПМ 01. Разработка программных модулей программного обеспечения для компьютерных систем.

ПК 1.1. Выполнять разработку спецификаций отдельных компонент.

ПК 1.2. Осуществлять разработку кода программного продукта на основе готовых спецификаций на уровне модуля.

ПК 1.3. Выполнять отладку программных модулей с использованием специализированных программных средств.

ПК 1.4. Выполнять тестирование программных модулей.

ПК 1.5. Осуществлять оптимизацию программного кода модуля.

ПК 1.6. Разрабатывать компоненты проектной и технической документации с использованием графических языков спецификаций.

ПМ 02. Разработка и администрирование баз данных.

ПК 2.1. Разрабатывать объекты базы данных.

ПК 2.2. Реализовывать базу данных в конкретной системе управления базами данных (СУБД).

ПК 2.3. Решать вопросы администрирования базы данных.

ПК 2.4. Реализовывать методы и технологии защиты информации в базах данных.

ПМ 03. Участие в интеграции программных модулей.

ПК 3.1. Анализировать проектную и техническую документацию на уровне взаимодействия компонент программного обеспечения.

ПК 3.2. Выполнять интеграцию модулей в программную систему.

ПК 3.3. Выполнять отладку программного продукта с использованием специализированных программных средств.

ПК 3.4. Осуществлять разработку тестовых наборов и тестовых сценариев.

ПК 3.5. Производить инспектирование компонент программного продукта на предмет соответствия стандартам кодирования.

ПК 3.6. Разрабатывать технологическую документацию.

ПМ 04. Выполнение работ по одной или нескольким профессиям рабочих, должностям служащих.

Приложение 2.

График

выполнения выпускной квалификационной работы

на 2014-2015 учебный год

Специальность 230115 «Программирование в компьютерных системах»

Приложение 3.

Критерии оценки ВКР

Критерии	Показатели
Неудовлетворительно	Удовлетворительно	Хорошо	Отлично
Актуальность Должны быть отражены такие компетенции как: ОК 1; ОК 4; ОК 5; ОК 7	Актуальность исследования специально автором не обосновывается. Сформулированы цель, задачи не точно и не полностью, (работа не зачтена –необходима доработка). Неясны цели и задачи работы (либо они есть, но абсолютно не согласуются с содержанием)	Актуальность либо вообще не сформулирована, сформулирована не в самых общих чертах – проблема не выявлена и, что самое главное, не аргументирована (не обоснована со ссылками на источники). Не четко сформулированы цель, задачи, предмет, объект исследования, методы, используемые в работе	Автор обосновывает актуальность направления исследования в целом, а не собственной темы. Сформулированы цель, задачи, предмет, объект исследования. Тема работы сформулирована более или менее точно (то есть отражает основные аспекты изучаемой темы).	Актуальность проблемы исследования обоснована анализом состояния действительности. Сформулированы цель, задачи, предмет, объект исследования, методы, используемые в работе.
Логика работы Должны быть отражены такие компетенции как: ОК 2; ОК 3; ОК 5; ПК 1.1; ПК 1.2; ПК 1.3; ПК 1.4; ПК 1.5; ПК 1.6; ПК 2.1; ПК 2.2; ПК 2.3; ПК 2.4; ПК 3.1; ПК3.2; ПК 3.3; ПК 3.4; ПК 3.5; ПК 3.6	Содержание и тема работы плохо согласуются между собой.	Содержание и тема работы не всегда согласуются между собой. Некоторые части работы не связаны с целью и задачами работы	Содержание, как целой работы, так и ее частей связано с темой работы, имеются небольшие отклонения. Логика изложения, в общем и целом, присутствует – одно положение вытекает из другого.	Содержание, как целой работы, так и ее частей связано с темой работы. Тема сформулирована конкретно, отражает направленность работы. В каждой части (главе, параграфе) присутствует обоснование, почему эта часть рассматривается в рамках данной темы
Сроки Должны быть отражены такие компетенции как: ОК 3; ОК 4; ОК 5; ОК 6; ОК 8	Работа сдана с опозданием (более 5-ти дней задержки)	Работа сдана с опозданием (более 3-хдней задержки).	Работа сдана в срок (либо с опозданием в 1-2 дня)	Работа сдана с соблюдением всех сроков
Самостоятельность в работе Должны быть отражены такие компетенции как: ОК 1; ОК 3; ОК 4; ОК 5; ОК 6; ОК 7; ОК 10; ПК 1.1; ПК 1.2; ПК 1.3; ПК 1.4; ПК 1.5; ПК 1.6; ПК 2.1; ПК 2.2; ПК 2.3; ПК 2.4; ПК 3.1; ПК3.2; ПК 3.3; ПК 3.4; ПК 3.5; ПК 3.6	Большая часть работы списана из одного источника, либо заимствована из сети Интернет. Авторский текст почти отсутствует (или присутствует только авторский текст.) Научный руководитель не знает ничего о процессе написания студентом работы, студент отказывается показать черновики, конспекты	Самостоятельные выводы либо отсутствуют, либо присутствуют только формально. Автор недостаточно хорошо ориентируется в тематике, путается в изложении содержания. Слишком большие отрывки (более двух абзацев) переписаны из источников.	После каждой главы, параграфа автор работы делает выводы. Выводы порой слишком расплывчаты, иногда не связаны с содержанием параграфа, главы Автор не всегда обоснованно и конкретно выражает свое мнение по поводу основных аспектов содержания работы.	После каждой главы, параграфа автор работы делает самостоятельные выводы. Автор четко, обоснованно и конкретно выражает свое мнение по поводу основных аспектов содержания работы. Из разговора с автором научный руководитель делает вывод о том, что студент достаточно свободно ориентируется в терминологии, используемой в ВКР
Оформление работы Должны быть отражены такие компетенции как: ОК 3; ОК 4; ОК 5; ОК 6.	Много нарушений правил оформления и низкая культура ссылок.	Представленная ВКР имеет отклонения и не во всем соответствует предъявляемым требованиям	Есть некоторые недочеты в оформлении работы, в оформлении ссылок.	Соблюдены все правила оформления работы.
Защита работы Должны быть отражены такие компетенции как: ОК 1; ОК 2; ОК 3; ОК 4; ОК 5.	Автор совсем не ориентируется в терминологии работы.	Автор, в целом, владеет содержанием работы, но при этом затрудняется в ответах на вопросы членов ГЭК. Допускает неточности и ошибки при толковании основных положений и результатов работы, не имеет собственной точки зрения на проблему исследования. Автор показал слабую ориентировку в тех понятиях, терминах, которые она (он) использует в своей работе. Защита, по мнению членов комиссии, прошла сбивчиво, неуверенно и нечетко.	Автор достаточно уверенно владеет содержанием работы, в основном, отвечает на поставленные вопросы, но допускает незначительные неточности при ответах. Использует наглядный материал. Защита прошла, по мнению комиссии, хорошо (оценивается логика изложения, уместность использования наглядности, владение терминологией и др.).	Автор уверенно владеет содержанием работы, показывает свою точку зрения, опираясь на соответствующие теоретические положения, грамотно и содержательно отвечает на поставленные вопросы. Использует наглядный материал: презентации, схемы, таблицы и др. Защита прошла успешно с точки зрения комиссии (оценивается логика изложения, уместность использования наглядности, владение терминологией и др.).
Оценка работы	Оценка «2» ставится, если студент обнаруживает непонимание содержательных основ исследования и неумение применять полученные знания на практике, защиту строит не связно, допускает существенные ошибки, в теоретическом обосновании, которые не может исправить даже с помощью членов комиссии, практическая часть ВКР не выполнена. В работе не прослеживается применение общих и профессиональных компетенций.	Оценка «3» ставится, если студент на низком уровне владеет методологическим аппаратом исследования, допускает неточности при формулировке теоретических положений выпускной квалификационной работы, материал излагается не связно, практическая часть ВКР выполнена некачественно. Работа не направлена на компетентностно – ориентированный подход, большинство общих и профессиональных компетенций не отражено.	Оценка «4» ставится, если студент на достаточно высоком уровне овладел методологическим аппаратом исследования, осуществляет содержательный анализ теоретических источников, но допускает отдельные неточности в теоретическом обосновании или допущены отступления в практической части от законов композиционного решения. В работе присутствуют практически все заявленные общие и профессиональные компетенции.	Оценка «5» ставится, если студент на высоком уровне владеет методологическим аппаратом исследования, осуществляет сравнительно- сопоставительный анализ разных теоретических подходов, практическая часть ВКР выполнена качественно и на высоком уровне. Разделы работы содержат общие и профессиональные компетенции, которые соответствуют теме.

Приложение 4.

Понятие информации. Предмет, цели и задачи дисциплины. Информационные технологии в деятельности экономиста. Общие сведения об ЭВМ и истории развития вычислительной техники. Проблемы и перспективы информатизации российского общества. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации. Применение персонального компьютера в решении социально-экономических задач.

Программные средства реализации информационных процессов. Классификация программного обеспечения. Основные обслуживающие программы персонального компьютера. Структура и формы представления алгоритмов. Общие правила составления алгоритмов. Модели решения функциональных и вычислительных задач. Программное обеспечение и технологии программирования. Программные средства разработки прикладных программ. Этапы и технологии разработки программ. Языки программирования высокого уровня. Классификация языков программирования . Алгоритмические языки высокого уровня.

В результате освоения данной дисциплины выпускник должен обладать следующими компетенциями:

Коды компетенций	Название компетенции
ОК	ОБЩЕКУЛЬТУРНЫЕ КОМПЕТЕНЦИИ ВЫПУСКНИКА:
ОК-1	Владеет культурой мышления, способен к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения
ОК-5	Умеет использовать нормативные правовые документы в своей деятельности
ОК-12	Способен понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны
ОК-13	Владеет основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, имеет навыки работы с компьютером как средством управления информацией, способен работать с информацией в глобальных компьютерных сетях
ПК	ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ КОМПЕТЕНЦИИ ВЫПУСКНИКА
	расчетно-экономическая деятельность
ПК-1	способен собрать и проанализировать исходные данные, необходимые для расчета экономических и социально-экономических показателей, характеризующих деятельность хозяйствующих субъектов
ПК-2	способен на основе типовых методик и действующей нормативно-правовой базы рассчитать экономические и социально-экономические показатели, характеризующие деятельность хозяйствующих субъектов
	аналитическая, научно-исследовательская деятельность
ПК-4	способен осуществлять сбор, анализ и обработку данных, необходимых для решения поставленных экономических задач
ПК-5	способен выбрать инструментальные средства для обработки экономических данных в соответствии с поставленной задачей, проанализировать результаты расчетов и обосновать полученные выводы
ПК-9	способен, используя отечественные и зарубежные источники информации, собрать необходимые данные проанализировать их и подготовить информационный обзор и/или аналитический отчет
ПК-10	способен использовать для решения аналитических и исследовательских задач современные технические средства и информационные технологии
	организационно-управленческая деятельность
ПК-12	способен использовать для решения коммуникативных задач современные технические средства и информационные технологии
	Компетенции по направлению 080100 - Экономика
ПК-16	способен выполнять профессиональные обязанности по осуществлению текущей финансово-экономической деятельности хозяйствующих субъектов, разрабатывать и предоставлять современные программные продукты и услуги
ПК-18	способен готовить информационно-аналитическое обеспечение разработки стратегических, текущих и оперативных прогнозов, планов, бюджетов; осуществлять их мониторинг, анализировать и контролировать ход их выполнения
ПК-20	способен готовить мотивированные обоснования принятия управленческих решений по кругу выполняемых операций