Конспект за държавен изпит за специалност:

[1] Опънхайм А., А. Уилски, Я. Йънг, "Сигнали и системи", С. Техника, 1993
[2] Ненов Г., "Теория на сигналите", С. Техника, 1990
[3] Фердинандов Е., "Сигнали и системи", С. Сиела, 1999
[4] Орнатский П., "Теоретические основы информационно-измерительной техники", К. Виша школа, 1976
[5] http://www.cnx.rice.edu/content/col10211/latest/

1. Видове технологии за изграждането на цифрови системи за управление /ЦСУ/.
2. Видове процесорни архитектури - на JohnVon Newmann, на Howard Aiken. CISC и RISC компютри.
3. Формати на данните в ЦСУ. Сравнителен анализ. Формат с фиксирана запетая (Fixed Point).
4. Формат с плаваща запетая (Float Point). Функции за преобразуване и работа с данни във формат с плаваща запетая. Стандарт IEEE754.
5. DSP процесори – специфика и предназначение. SHARC архитектура.
6. Фамилия микроконтролери PICmicro™ на Microchip Technology Inc. – PIC12xxx, PIC16xxx, PIC17xxx, PIC18xxx, PIC24xxx,dsPIC30F.
7. Фамилия-микроконтролери PIC16/18Fxxx.
8. Организация на паметта при PIC16/18Fxxx.
9. Портове при PIC16/18Fxxx.
10. Специални възможности на CPU – настройка на осцилатора, Sleep режим, Watchdog таймер.
11. Начално установяване.
12. Система на прекъсвания.
13. Апаратен умножител при PIC18Fxxx.
14. Таймерни модули.
15. Модули ШИМ – CCP, ECCP.
16. Модули за сериен обмен MSSP, EUSART, USB.
17. Модул АЦП, модул компаратори, модул за опорно напрежение.
18. Набор инструкции за PIC16/18Fxxx.
19. Развойна система за разработване на задачи - MPLab.

Литература:

1. Heath Steve – Microprocessor Architectures RISC, CISC and DSP – New Work, Newnes, 1997
2. Smith Steven – Digital Signal Processing – SanDiego, California Technical Publiching, 1997-99
3. Кенаров Н. – “PIC микроконтролери част I”, Млад конструктор, Варна, 2003
4. Кенаров Н. – “PIC микроконтролери част II”, Млад конструктор, Варна
5. Смиркаров А., “ Едночипови микрокомпютри”
6. http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=64

1. Идея за цифрово управление. Класификация на цифровите системи за управление.
2. Цифрово регулиране. Цифров регулатор (ЦР). Функционална структура
3. Апаратна структура на цифров регулатор.
4. Специфика на аналоговия вход и предварителната филтрация. Съображения при
избора на периода на дискретизация в цифровите системи за управление.
5. Проверка за физическа достоверност. Възможности за компенсация на нелинейната
статична характеристика на обекта.
6. Специфика на аналоговия изход. Изход с широчинно-импулсна модулация (PWM –
изход).
7. Постановка на задачата за синтез на цифров регулатор. Класификация на методите –
синтез на цифров регулатор, еквивалентен на аналогов (Analog-Controller-Based Digital
Design), пряк синтез (Direct Digital Design) и синтез в пространство на състоянието (State-
Space Design).
8. Класификация на методите за синтез на цифров регулатор, еквивалентни на аналогови
PID регулатори.
9. Синтез на цифров регулатор по метода на замяна на производната с крайна разлика и
изчисление на интеграла по метода на правоъгълниците - /позиционни и скоростни
алгоритми/.
10. Синтез на цифров регулатор по метода на замяна на производната с крайна разлика и
изчисление на интеграла по метода на трапеците - /позиционни и скоростни алгоритми/ .
11. Синтез на цифров регулатор по метода на Z – преобразуванието (дискретно
преобразувание на Laplace).
12. Синтез на цифров регулатор по метода на W - преобразуванието (билинейно
преобразувание на Tustin).
13. Синтез на цифров регулатор по метода на апроксимацията по метода на правата
разлика.
14. Синтез на цифров регулатор по метода на апроксимацията по метода на обратната
разлика.
15. Сравнителен анализ на методите за синтез на цифров регулатор, еквивалентен на
аналогов регулатор.
16. Видове структури на цифровите PID регулатори: класическа, с интегриращ вход, с
диференциращ изход. Сравнителен анализ.
17. Специални функции – “tracking” режим, борба с “насищането”, режим на самонастройка.
18. Апериодични цифров регулатор - основна идея, качества. Синтез на апериодичен
цифров регулатор.
19. Специфика на задачата за синтез на цифров регулатор в пространство на състоянието
(State-Space Design). Аналог със задачата за синтез на цифров филтър.
20. Цифрова филтрация – основна идея, качества и приложение – разделяне и
възстановяване на сигнали.
21. Цифрови филтри (ЦФ) - математическо описание, устойчивост, честотни
характеристики – лента на пропускане (passband), лента на подтискане (stopband),
преходна лента (transition band), видове ЦФ – нискочестотни (low-pass), високочестотни
(high-pass), лентови (band-pass) и режекторни (band-reject).
22. Видове ЦФ - рекурсивен и нерекурсивен, с безкрайна и с крайна импулсна
характеристика.
23. Реализация на ЦФ - апаратна и програмна. Канонични форми – паралелна,
последователна, каскадна и биквадратна.
24. ЦФ с крайна импулсна характеристика /КИХ/ - Finite Impulse Response (FIR) - описание,
честотни характеристики, устойчивост, качества, реализация.
25. Синтез на цифров КИХ филтър по метода на разложението в ред на Fourier.
26. Пулсации на Gipps. Методи за подтискане на отскоците в честотната характеристика.
Временни прозорци – правоъгълен, Han, Hamming, Blackman, Bartlett.
2
27. Синтез на цифров КИХ филтър по метода на честотната извадка.
28. Реализация на цифров КИХ филтър - метод на прякото свиване /класически и
модифициран/ и метод на филтрация в честотната област.
29. ЦФ с безкрайна импулсна характеристика /БИХ/ - Infinite Impulse Response (IIR) -
описание, честотни характеристики, устойчивост, качества , реализация. Синтез на ЦФ с
БИХ, еквивалентен на аналогов.
30. Синтез на цифров БИХ филтър по метода на Z -преобразуванието.
31. Синтез на цифров БИХ филтър по метода на W - преобразуванието.
32. Синтез на цифров БИХ филтър по метода на правата разлика.
33. Синтез на цифров БИХ филтър по метода на обратната разлика.
34. Синтез на цифров БИХ филтър по метода на инвариантност на импулсната
характеристика.
35. Синтез на цифров БИХ филтър по метода на съгласуваното Z - преобразувание.
36. Реализация на цифров БИХ филтър.
37. Комбинирани цифрови регулатори - особености при синтеза им.
38. Грешки в цифровите системи за управление - от квантоването на входния сигнал, на
коефициентите, на междинните резултати и от формиране аналоговия еквивалент на
изходния сигнал.
39. Ефект на Jackson /на “мъртвата зона”/ от закръгление. Грешки от препълване на
разрядната мрежа.
40. Промишлени ЦР - MICON Р100 (VDO)
41. Промишлени ЦР - TELEPERM D 6DR11 (Siemens)

Литература:

[1] Smith S. – The Scientist and Engineer’s Guide to Digital Signal Processing, San Diego Ca,
California Technical Publishing, 1999
[2] Иванов Р. – Цифрова обработка на едномерни сигнали -Габрово, AMI, 1999г.
[3] Бесекерский В.А. - Цыфровые автоматические системы - М.Мир,1976г.
[4] Фритч В.- Применение микропроцессоров в системах управления - М.Мир,1976г.
[5] Богнер Р., А.Константинидис - Введение в цыфровую фильтрацию - М.Мир,1976г.
[6] Антониью А. - Цыфровые фильтры, анализ и проектирование - М.Радио и связь,1983г.
[7] Каппелини В., А.Константинидис, П.Эмилиани - Цыфровые фильтри и их применение - Энергоатомиздат,1983г.
[8] Макс.Ж. - Методы и техники обработки сигналов при физических измерениях - Мир,1983г.
[9] Изерман Р.- Цыфровые системы управления - М.Мир,1984г.
[10] Острем К., Б.Витенмарк - Системы управления с ЭВМ - М.Мир,1987г.
[11] http://www.siemenswestinghouse.com/en/processcontrol/architecture/index.cfm - decent.sys
[12] http://www.siemenswestinghouse.com/en/icsystems/simatic/architecture/index.cfm
[13] Siemens manuals
[14] http://www.ad.siemens.de/simatic/portal/index_76.htm
[15] http://www.analog.com/UploadedFiles/Application_Notes/337727509AN227.pdf

1. Въведение в индустриалните мрежи за комуникация. Общи характеристики на мрежовите комуникации в индустриална среда
2. Мрежови топологии и модели. Методи за достъп до физическата среда. OSI модел
3. Комуникационни механизми в индустриалните мрежи. Методи за предаване
4. Полеви индустриални мрежи. Общи характеристики
5. Спецификация за полеви мрежи PROFIBUS. Основни характеристики, комуникационни профили
6. AS-I интерфейс. Област на приложение. Общи сведения. Masters and slaves
7. CP243_2 модул за S7-2xx и AS-I интерфейс. Общи сведения, функции, дисплеи, конфигурация
8. DP/AS-I Link20. Общи сведения,  конфигурация
9. Индустриална сигурност. VPN тунелиране, SCALANCE.7
10. SIMATIC NET. Комуникационни опции за SIMATIC. Комбинации за S7
11. PROFINET. Общи сведения, обмен на данните, интеграция на шините

Литература:

[1] Ст. Джиев - “Индустриални мрежи за комуникация и управление”, ТУ-София,  2003г.
[2] Боянов, К. и др. Компютърни мрежи. Интернет. – С., 1998. – 300 с.
[3] Грег Хънт - TCP/IP – Мрежово администриране – 1999г.

Интернет сайтове:

http://www.protocols.com
http://www.citforum.ru/
http://www.data.com/tutorials
http://www.iec.org/
http://www2.automation.siemens.com/net/
http://www.programmable-controller.com/

1. Особености на системите за логическо управление - общи сведения, логи­чески променливи, логически сигнали, технологии за изграждане
2. Математически основи на системите за логическо управление - правила за логически пресмятания, основни закони в Булевата алгебра. Логически функции - ос­новни понятия, представяне. Елементарни логически функции
3. Аналитични форми на логическите функции - СДНФ и СКНФ. Анализ и син­тез на логически схеми
4. Логически схеми с памет. Тригерът като елементарен структурен елемент. Ви­дове тригери - RS, JK, T, D
5. Релейно-контакторна логика
6. ­Формализация на описанието на системи за логическо управление. Проблеми на прехода от словесно към формално описание. Таблично описание на входно-изход­ните сигнали
7. Методи за формализация на алгоритмите на работа на системи за логическо управление - логически уравнения, времедиаграми (Function Chart). Примери
8. Формализация на алгоритмите на работа на системи за логическо управление чрез блок-схема на ал­го­ритъма (Flowchart). Примери
9. Формализация на алгоритмите на работа на системи за логическо управление чрез функционална диаграма (Sequential Function Chart). Примери
10. Формализация на алгоритмите на работа на системи за логическо управление чрез насочен гра­ф на състоянията (State Graph). Примери
11. Режими на работа на системите за логическо управление - ръчен, автома­ти­чен, полуавтоматичен
12. ­Индикатори за неизправност в системите за логическо управление. На­блю­де­ние за грешки по време и по състостояние
13. ­Реализация на блокировки в системите за логическо управление

[1] Иванов С., Ю. Петкова, “Анализ и синтез на логически схеми”, ТУ-Варна, 2009

[2] Тодоров А., С. Йорданова, Ст. Джиев, В. Сгурев., “Логическо управление на проце­си”, Глава 8 – Програмируеми логически контролери, ТУ-София, 2001

[3] Jack H., “Automating Manufacturing Systems with PLCs”, e-book, 2008

1. Технически средства за автоматизация произвеждани от фирмата  SIEMENS, използвани като периферни устройства. Средства за измерване на налягане, температура, поток и ниво. Електропневматични преобразуватели. Захранващи устройства
2. Крайни и пътни изключватели произвеждани от фирма SIEMENS
3. Индуктивни датчици произвеждани от фирма SIEMENS
4. Капацитивни датчици произвеждани от фирма SIEMENS
5. Ултразвукови датчици произвеждани от фирма SIEMENS
6. Фотоелектрически датчици произвеждани от фирма SIEMENS
7. Инсталиране, деинсталиране и опроводяване на LOGO. Свързване на входове, изходи и захранване
8. Пррограмиране на LOGO. Константи и клейми. Влизане в режим на локално програмиране. Начини за въвеждане и редактиране на програмата
9. Основни функционални блокове при програмиране на  LOGO
10. Специални функционални блокове при програмиране на  LOGO
11. Режим на параметризиране. Софтуер за програмиране на LOGO от PC
12. Видове процесорни модули от фамилията S7 – 200. Възможности, програмиране, начини на свързване
13. Разширителни модули за фамилията S7 – 200. Мрежови модули. Начини за свързване на захранване, периферия и самите модули помежду им, възможности и ограничения
14. Процесорни модули от фамилиите Simatic S7 - 300 и  S7 – 400. Разновидности, корпуси и монтиране. Simatic С7 и Simatic М7. Многопроцесорни системи.
15. Разширителни модули за фамилията S7 – 300. Мрежови модули. Начини за свързване на захранване, периферия и самите модули помежду им, възможности и ограничения
16. Функционални модули. Комуникационни процесори. Разпределен режим на работа
17. Процесорни и разширителни модули от фамилията Simatic S7 - 1200. Разновидности, комуникации и програмиране

Литература:

[1] Bоrgеr Hans Automatinrg with SlMATlC. Munich,.Publicis MCD Verlag 2000
[2] LOGO! Ръководство
[3] Process Аutomation catalog,Karlsruhe, Siemens AG 2004
[4] www.siemens.com/automation/CA0l

1. Общи сведения за програмируемите логически контролери - история и раз­витие, особености. Видове разширителни модули. Езици за програмиране. Приложими стандарти
2. Апаратни особености на програмируемите логически контролери - процесор, системни шини, памет, комуникационни интерфейси. Средства за програмиране
3. Процесна периферия. Цифрови входове и цифрови изходи - особености, ви­дове, схемни решения
4. Операционни системи на PLC. Цикъл на сканиране (Scan Cycle). Период на сканиране и време за реакция
5. Компютърно интегрирано производство (Computer Integrated Manufacturing)
6. Видове PLC базирани системи за управление - модулни PLC, модулни PLC с разширение, модулни PLC с разпределени входове/изходи, разпределени модулни PLC
7. Изпълнителни устройства в системите за управление - електромеханични, пневматични и хидравлични
8. Закони за регулиране - основни понятия, видове. Двупозиционен и PID зако­ни - особености, реализация
9. Общи сведения за машинната безопасност - машини и елементи за управ­ле­ние. Разлика между безопасни системи за управление на машини и на процеси. Понятие за опасност и риск. Приложими стандарти
10. Проектиране на системи за управление с оглед на безопасност - практически насоки. Стандарт EN 954-1. Категории на  безопасност
11. Авариен стоп и релета за безопасност - основни понятия,  видове стоп функ­ции, принцип на действие, схемни решения, сертифициране. Електронни и про­гра­ми­ру­еми устройства за авариен стоп
12. Сензори и устройства за машинна безопасност - задачи и област на при­ло­же­ние. Видове защитни устройства
13. Безопасни програмируеми логически контролери (Safety PLCs) – особености, класификация, предимства и недостатъци, сертифициране. Приложно програмно осигу­ряване

[1] Димитров В., “Автоматизация на технологични процеси”, ТУ-Варна, 1999

[2] Тодоров А., С. Йорданова, Ст. Джиев, В. Сгурев., “Логическо управление на процеси”, Глава 8 – Програмируеми логически контролери, ТУ-София, 2001

[3] Macdonald D., “Practical Machinery Safety”, IDC Technologies, 2004