Аннотация дисциплины вариативной части профессионального цикла «Микропроцессорные устройства в электромеханике» 1. Цель и задачи дисциплины Основной целью дисциплины является формирование у студентов прочной теоретической базы и практических навыков по применению микропроцесссорных электронных управляющих устройств в электромеханических системах, получение знаний, необходимых для их проектирования, программирования и анализа их работы. Для достижения поставленной цели необходимо научить студентов: - понимать принципы получения, преобразования и использования информации при построении управляющих устройств; - понимать взаимосвязь внутренней структуры аппаратных и программных средств микропроцессорных контроллеров с внешними периферийными устройствами получения и использования информации; - самостоятельно выбирать необходимые компоненты для разработки управляющих устройств; - самостоятельно разрабатывать программу на языке Ассемблера для реализации рабочего алгоритма управляющего устройства. Требования к уровню освоения содержания дисциплины Процесс изучения дисциплины должен быть направлен на формирование следующих компетенций: - способностью и готовностью владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, использовать компьютер как средство работы с информацией (ОК-11); - способностью и готовностью использовать информационные технологии, в том числе современные средства компьютерной графики, в своей предметной области (ПК-1); - способность графически отображать геометрические образы изделий и объектов электронных схем и систем (ПК-12); - готовность обосновывать принятие конкретного технического решения при создании схем управления устройств силовой электроники электроэнергетического и электротехнического оборудования (ПК-14); - способность рассчитывать электронные схемы и элементы для вторичных цепей, устройств защиты и автоматики электроэнергетических объектов (ПК-15); - способность рассчитывать режимы работы электронных схем электроэнергетических установок различного назначения (ПК-16). В результате изучения дисциплины «Микропроцессорные устройства в электромеханике» студент должен: знать: - структуру и организацию работы системы управления объектом с помощью микропроцессорного контроллера; - устройство и принцип работы структурных элементов сбора информации (датчиков сигналов); - устройство и принцип работы цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразователей информации; - устройство и принцип работы исполнительных устройств; - способы согласования различных структурных элементов устройства управления между собой. уметь: - разработать структурную схему системы управления объектом с использованием однокристальной микроЭВМ и стандартных внешних периферийных устройств; - уметь выбрать требуемые компоненты для построения принципиальной схемы устройства управления; - разработать алгоритм и программу для однокристальной микроЭВМ. владеть навыками проверки и отладки программ для микроЭВМ. 3. Содержание дисциплины. Основные разделы. Модуль 1 Тема 1. Введение в курс. Фундаментальные основы дисциплины и основополагающие интеграционные связи с другими дисциплинами. Краткий исторический обзор развития микропроцессорной техники и актуальность ее применения в электромеханических системах. Тема 2. Общие вопросы взаимодействия управляющего микропроцессорного контроллера и объекта управления. Общая структурная схема: управляющая микроЭВМ- объект (процесс). Определение системы (процесса), переменные процесса, сигналы носители информации, параллельная и последовательная передача информации. Способы передачи и преобразования электрических сигналов. Режимы ввода – вывода. Временная организация режимов обработки информации. Тема 3. Организация взаимодействия между управляющей микроЭВМ и объектом. Структурная схема сопряжения управляющей микроЭВМ и объекта. Устройства сбора и подготовки информации. Устройства использования информации. Цифровой и импульсный ввод данных. Цифровой и импульсный вывод данных. Аналоговый ввод данных. Аналоговый вывод данных. Модуль 2 Тема 4. Организация взаимодействия между управляющей микроЭВМ и устройствами сбора и подготовки информации. Опрос двоичного датчика (ожидание события). Способы устранения “ дребезга контактов” в датчиках с электрическими контактами. Подсчет количества импульсов. Опрос группы двоичных датчиков. Опрос матрицы двоичных датчиков. Тема 5. Практическая реализация устройств сбора информации. Датчики цифровых и аналоговых сигналов. Датчики состояния силовых полупроводниковых приборов. Датчики на основе элементов Холла: датчики скорости и положения, датчики тока и напряжения. Датчики с токовым шунтом и делителем напряжения. Модуль 3 Тема 6. Устройств подготовки информации: аналого- цифровые и цифро – аналоговые преобразователи, коммутаторы аналоговых и цифровых сигналов, элементы гальванической развязки устройств ввода (вывода) с микроконтроллером. Тема 7. Практическая реализация устройств вывода информации. Стандартные буферные элементы сопряжения микроконтроллера и управляющих устройств: усилители, драйверы IGBT. Устройства отображения информации. Карта компетенций дисциплины «Микропроцессорные устройства в электромеханике» Наименование компетенций дисциплины Индекс Формулировка компетенции ОК-11 способен и готов владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, использовать компьютер как средство работы с информацией; ПК-1 - способен и готов использовать информационные технологии в своей предметной области; ПК-14 ПК-15 - готов обосновывать принятие конкретного технического решения при создании схем управления устройств силовой электроники электроэнергетического и электротехнического оборудования; - способен рассчитывать электронные схемы и элементы для вторичных цепей, устройств защиты и автоматики электроэнергетических объектов; ПК-16 - способен рассчитывать режимы работы электронных схем электроэнергетических установок различного назначения.