Detail předmětu

Distribuované systémy a sítě

FEKT-MDSSAk. rok: 2010/2011

Předmět se věnuje moderní problematice v oblasti automatizační techniky, tj. distribuovaným řídicím systémům. Důraz je kladen na komunikační podsystém, který je základem těchto systémů. Praktické zkušenosti získají studenti s průmyslovými komunikačními systémy PROFIBUS, PROFINET, ETHERNET/IP, DeviceNet, RIO. 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.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

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, dále je vhodné aby studenti absolvovali buď MAUP nebo BPGA, případně aby měli předchozí zkušenost s používáním programovatelných automatů.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

až 30 bodů za cvičení
až 70 (50 + 20) bodů za zkoušku.
Zkouška má povinnou písemnou a povinnou ústní část. Pro postup do ústní části je nutné ziskat v písemné části alespoň 22 bodů. Pro složení zkoušky je nutné získat z ústní části alespoň 10 bodů.

Osnovy výuky

1. Úvod do problematiky otevřené komunikace.
2. ISO - OSI model. TCP/IP model
3. Průmyslové sítě nejnižší úrovně. HART, AS-i bus.
4. Další sensor/aktor sítě (Profibus, Interbus)
5. Průmyslové sítě typu Device bus a fieldbus.
6. Komunikační systémy pro totálně distribuované systémy.
7. Ethernet a průmyslový Ethernet - fyzická vrstva, topologie, přepínaný Ethernet.
8. Mechanismy posilující determinismus a RT vlastnosti Ethernetu a průmyslového Ethernetu.
9. Doba odezvy a synchronismus, metoda PTP.
10. Funkční a informační bezpečnost
11. Vlastnosti průmyslového Ethernetu z hlediska safety a security.
12. Bezdrátové průmyslové sítě a bezdrátový Ethernet.
13. Standard IEC 61158

Učební cíle

Cílem předmětu jsou důkladné znalosti v oblasti průmyslových komunikačních sběrnic a distribuovaných systémů.

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-M magisterský navazující

    obor M-KAM , 2 ročník, letní semestr, volitelný oborový

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 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. Václav Kaczmarczyk, Ph.D.
Ing. Radek Štohl, Ph.D.
Ing. Jan Pásek, CSc.

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.