Detail předmětu
Komunikační technologie v automatizaci
FEKT-MPC-KTAAk. rok: 2024/2025
Předmět se věnuje problematice komunikací v oblasti automatizační techniky, tj. distribuovaným řídicím systémům. Důraz je kladen na komunikační podsystém, který je základem těchto systémů, a technologiemi s komunikačním systémem souvísejícícmi. Praktické zkušenosti získají studenti s průmyslovými komunikačními systémy na bázi RS-485 jako typickým reprezentatem sběrnicových technologií, rovněž se seznámí s vybranými technologiemi Ethernetu, Internetu a bezdrátových sítí. Studenti si významně prohloubí znalosti o otevřené komunikaci, standardech a kvazistandardech průmyslových sítí a jejich implementaci s důrazem na nižší protokolové vrstvy. Studenti jsou rovněž seznámeni se základními aspekty rizikové analýzy, coby východiska pro funkční a informační bezpečnost.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
až 70 bodů za zkoušku (písemná část 50 bodů + ústní část 20).
Zkouška má povinnou písemnou (5 otázek po 10 bodech) a povinnou ústní část. Pro postup do ústní části je nutné ziskat v písemné části, alespoň 24 bodů, žádné dvě otázky nesmí být hodnoceny nulou bodů.
Pro úspěšné složení zkoušky je nezbytné získat z ústní části alespoň 10 bodů.
Zkouška je zaměřena na ověření orientace v problematice seriových komunikací, průmyslových komunikačních technologií, funkční a informační bezpečnosti.
Laboratorní výuka je povinná, řádně omluvené zmeškané laboratorní cvičení lze po domluvě s vyučujícím nahradit (obvykle v zápočtovém týdnu).
Učební cíle
Absolvent předmětu je schopen:
- popsat jednotlivé vrstvy ISO/OSI modelu,
- vysvětlit význam pojmu „komunikace v reálném čase“,
- popsat hlavní aplikační rysy technologií RS-232, RS-485, CAN, Modbus 485/UDP/TCP, Ethernet a Průmyslový Ethernetů jejich výhody a nevýhody,
- popsat základní principy řízení rizik a funkční bezpečnosti,
- popsat základní stavební prvky informační bezpečnosti,
- diskutovat výhody a nevýhody jednotlivých technologií,
- kvalifikovaně odhadnout zda se na aplikaci mohou vztahovat normy funkční bezpečnosti,
- na základě definovaných požadavků zvolit vhodnou komunikační technologii.
Prerekvizity a korekvizity
- doporučená korekvizita
Modelování elektromagnetických polí
Základní literatura
Smejkal V.: Bezpečnostní aspekty Průmyslu 4.0, Data Security Management, Ročník XXII, č.3/2018 (dostupné elektronicky v IS VUT) (CS)
Zezulka et al., Automatizace procesů (elektronický text), kapitola 5, 2014 (CS)
Doporučená literatura
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program MPC-KAM magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Funkce jednotlivých vrstev.
3. Komunikační kabely, stínění, odrazy na vedení, vedení s rozprostřenými parametry, způsoby zakončení sběrnic.
4. Rozhraní nejnižší úrovně, RS-232, RS-485.
5. Přístupové metody.
6. Sběrnice CAN a fyzické vrstvy (High speed CAN, Low speed fault tolerant CAN, Single Wire CAN),
7. Rozšíření FD CAN, Sběrnice LIN
8. Ethernet
9. Průmyslový Ethernet a metody zajištění komunikace v reálném čase
10. Bezdrátové sítě v automatizaci
11. Riziko, stručný úvod do racionálního řízení rizik
12. Základní východiska funkční bezpečnosti
13. Základní východiska kybernetické bezpečnosti
Laboratorní cvičení
Vyučující / Lektor
Osnova
Měření na rozhraní RS485
Propojování automatizačních prostředků (PLC) proprietárními sériovými sběrnicemi.
Technologie Ethernet
Náhradní laboratorní cvičení (samostatná práce)
Prezentace řešení zadání laboratorních úloh.