Detail předmětu

Distributed systems and networks

FEKT-NDSSAk. rok: 2016/2017

Předmět se věnuje moderní problematice v oblasti automatizační techniky, tj. distribuovaným řídicím systémům. Důraz je kladen na komunikační podsystém, který je základem těchto systémů. Studenti si významně prohloubí znalosti o otevřené komunikaci, standardech a kvazistandardech průmyslových sítí a jejich implementaci. Další část předmětu je věnována distribuovaným automatizačním systémům od úrovně bezprostředního řízení až po úroveň operátorského řízení. Poslední část se věnuje problematice softwarového řízení.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Petr Fiedler, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a měřicí techniky (UAMT)

Výsledky učení předmětu

Znalosti v oblasti otevřených komunikací, průmyslových komunikačních sběrnic a distribuovaných řídicích systémů.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia v oblastech prostředků průmyslové automatizace, programovatelných automatů, SCADA, průmyslových komunikačních sítí, modelování dynamických sytémů v Matlabu a teorie automativkého řízení.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky a laboratorní výuku.

Způsob a kritéria hodnocení

až 30 bodů za cvičení
až 70 bodů za zkoušku

Osnovy výuky

• Úvod do projektování automatizačních systémů.
• Programování dávkových procesů v systému Batch (Standard S88). Systém řízení výroby MES
• Projektování tepelných systémů. Příklad projektu parní výměníkové stanice tepla
• Matematické modelování složitých technologických celků. Vybrané problémy praktického použití regulátorů. Identifikace vlastností průmyslových zařízení. Případová studie projektování elektrárny
• Problematika rušení a šumové imunity. Příklady připojení typických snímačů k PLC a IPC. Bezpečnost řídicích systémů. Standard 61508 Funkční bezpečnost E/E/EP.
Mezi přednášejícími budou i zkušení odborníci z praxe, s nimiž se budou termíny přednášek sjednávat na začátku semestru, takže pořadí přednášek nemusí odpovídat tomu, jak jsou v předmětu uvedeny.


Laboratorní cvičení:
Zopakování základů programování na PLC SIMATIC (HW konfigurace, jednoduché programy v STL) a rozšíření o programování analogových signálů (teplota)
Vytvoření cvičné aplikace InTouch / WinCC – použití na simulovaném procesu plnění, ohřev a vypouštění tanku

Programování v systému BATCH na PC. V tomto systému bude naprogramován proces řízení funkce napouštění, ohřevu a vypouštění tanku na simulovaném procesu tankuí. Simulace funkce zůstane v programu PLC. Jako systém BATCH bude použit BATCH modul ze systému COMES. Zobrazení dat z projektu Plnění a ohřev tanku v systému MES (COMES)

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty s komplexní problematikou automatizace procesů. Studenti se naučí základy konstrukční, programátorské a projektantské práce při projektech automatizace strojů, výrobních linek a technologických procesů. Seznámí se s bezpečnostními normami, normou funkčního značení měření a regulace a dále projektantskými postupy při realizaci systémů měření, regulace a automatizace. Absolvují rovněž exkurze v průmyslových podnicích.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

laboratorní výuka, projekt

Základní literatura

Stallings W.: Handbook of Computer-Communication standards. Vol1. Macmillan Book, 1988 (EN)
Zezulka F.: Automatizační prostředky. Skriptum PC DIR, 2000. (CS)
Zezulka F.: Prostředky průmyslové automatizace. Vutium, 2004 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-MN magisterský navazující

    obor MN-KAM , 1 ročník, letní semestr, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Fiedler, Ph.D.

Osnova

Úvod. Obsah předmětu, podmínky absolvování.
Otevřené komunikace. Model ISO-OSI a další modely otevřených komunikací. Důležité standardy jednotlivých vrstev modelu.
Fyzická a linková vrstva. Fyzická a SW rozhraní.
Protokol HDLC. Kod CRC a jeho tvorba. Formát ISO IP PDU .
Spínaná a nespínaná transportní vrstva. Relační a aplikační vrstva OSI modelu.
TCP/IP protokoly. Internetové aplikace.
Foundation Fieldbus jako příklad komplexního řešení průmyslové komunikační sběrnice.
Profibus FMS, DP a PA.
DeviceNet a ControlNet.
LonWorks technologie. Totálně distribuovaná automatizace.
Jednoduché sběrnice pro připojení senzorů.
Ethernet v průmysové automatizaci.
Softwarové řízení a automatizace.

Laboratorní cvičení

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Fiedler, Ph.D.

Osnova

Úvodní cvičení (organizace, instruktáž, školení o bezpečnosti a seznámení s pracovištěm, podmínky udělení zápočtu).
Měření na fyzických rozhraních RS 232, 422, 485
Propojování automatizačních prostředků proprietárními sériovými sběrnicemi. Konfigurování sítě.
,
Tvorba SW brány pomocí DDE. Zadání protokolu.
,
Cvičení se sítí Profibus DP. Konfigurace sítě.
,
Cvičení se sítěmi DeviceNet.Zadání protokolu.
,
Cvičení se sítí ControlNet.
Prezentace řešení zadání laboratorních úloh.
Zápočet.