Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Systemy czasu rzeczywistego i sieci przemysłowych
Koordynator przedmiotu:
dr hab. inż. Michał Bartyś
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Automatyka Robotyka i Informatyka Przemysłowa
Grupa przedmiotów:
Obowiazkowe
Kod przedmiotu:
brak
Semestr nominalny:
6 / rok ak. 2019/2020
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1) Liczba godzin bezpośrednich 34 godziny., w tym: a) wykład – 15 godz., b) laboratorium – 15 godz., d) konsultacje – 2 godz., c) zaliczenie - 2 godz., 2) Praca własna studenta 50 godz., w tym: a) przygotowanie do zajęć laboratoryjnych - 10 godz. b) opracowanie protokołów z ćwiczeń laboratoryjnych - 10 godz. c) studiowanie literatury przedmiotu - 15 godz. d przygotowanie do zaliczenia przedmiotu - 15 godz. suma: 84 godz. (3 ECTS)
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1 pkt ECTS - Liczba godzin bezpośrednich 32 godz., w tym: a) wykład – 15 godz. b) laboratorium – 15 godz. c) konsultacje – 2 godz.
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
1 punkt ECTS – 35 godz. w tym: a) laboratorium 15 godz. c) przygotowanie do zajęć laboratoryjnych - 10 godz d) opracowanie protokołów z zajęć laboratoryjnych - 10 godz.
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład15h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
wiedza podstawowa w zakresie elektroniki, elektrotechniki, telekomunikacji, informatyki
Limit liczby studentów:
Cel przedmiotu:
Celem przedmiotu jest nabycie przez studiujących niezbędnej wiedzy i podstawowych umiejętności z zakresu projektowania przemysłowych sieci czasu rzeczywistego.
Treści kształcenia:
Wykład: 1. Sieci komunikacyjne w zastosowaniach przemysłowych Zadania sieci komunikacyjnych. Otwarte i zamknięte systemy sieciowe. Referencyjny model warstwowy sieci ISO/OSI. Klasyfikacja sieci. Kanały komunikacyjne. Wymagania stawiane sieciom komunikacyjnym w zastosowaniach przemysłowych. Sieci czasu rzeczywistego. Zdarzenia statyczne i dynamiczne, zdarzenia czasowo uwarunkowane, determinizm, transakcja sieciowa, cykl sieci. Zadania i procesy. Kolejkowanie i planowanie zadań. Konflikty w sieci. Rozwiązywanie konfliktów w systemach czasu rzeczywistego.Topologie sieci przemysłowych. Zalety i wady różnych topologii. Przykłady topologii. 2. Rozległe sieci komunikacyjne Rozległe sieci komunikacyjne. Sieci MAN, WAN. Infrastruktura telekomunikacyjna Przesyłanie pakietowe informacji w sieciach WAN. Charakterystyka technik: ADSL, PLC, IDSN. Rola sieci Ethernet i Internet w zastosowaniach przemysłowych. Komunikacja bezprzewodowa. Przykłady zastosowania sieci WAN. 3.Lokalne sieci komunikacyjne Znaczenie sieci LAN w automatyzacji procesów wytwórczych i montażowych. Sieć lokalna a model referencyjny ISO/OSI. Minimalny model sieci LAN. Rola warstw stosu komunikacyjnego. Usługi wzajemne warstw. Cechy sieci LAN. Ograniczenia sieci LAN. Topologie sieci lokalnych. 4.Schematy współpracy urządzeń sieciowych Konwencjonalny sieciowy sposób łączenia urządzeń pomiarowych, wykonawczych i sterujących.Charakterystyka schematów współpracy: monomaster, polimaster, multimaster, peer-to-peer, klient-serwer, token ring, producent-konsument w trybie push, producent- konsument w trybie pull. Dobór schematu współpracy do zadania automatyzacji. Przykłady. 5. Urządzenia infrastruktury komunikacyjnej sieci przemysłowych Ograniczenia zasięgu geograficznego sieci. Zasięg, a prędkość transmisji. Prędkość transmisji, a przepływność binarna. Problem drastycznie niskiego współczynnika efektywności transmisji w sieciach. Źródła zakłóceń informacji w sieci. Rola terminatorów magistrali. Sposoby zabezpieczenia integralności przesyłanych danych. Rozbudowa sieci. Transparentne urządzenia sprzęgające. Nietransparentne urządzenia sprzęgające. Terminatory, repeatery, ekstendery, bramki, mostki, routery, gataways. Przykłady. 6. Problem bezpieczeństwa przesyłanych danych w systemach sieciowych z urządzeniami inteligentnymi Bezpieczeństwo zewnętrzne i wewnętrzne. Autoryzacja dostępu do sieci. Sposoby zabezpieczenia przesyłu informacji przed skutkami błędów. Kontrola poprzeczna i wzdłużna. Bit parzystości. Cykliczna suma redundancyjna. Wielomiany generacyjne. Zabezpieczenia sprzętowe. Czas przeterminowania przesyłki. Prawdopodobieństwo akceptacji błędnej informacji. Przykłady kontroli poprawności transmisji w siechach MODBUS i AS-i. 7. Charakterystyka sieci stosowanych w układach z urządzeniami inteligentnymi: HART, MODBUS RTU, AS-i, InterBus, CAN, PROFIBUS PA, PROFIBUS DP, FOUNDATION FIELDBUS H1, LonWorks. Ocena przydatności sieci do aplikacji w: automatyzacji procesów ciągłych, dyskretnych, wsadowych. 8. Wybrane zagadnienia aplikacji inteligentnych urządzeń pomiarowych i wykonawczych Definicja obszarów zastosowań. Wybór protokołu komunikacyjnego i topologii sieci komunikacyjnej. Zalecenia. Kryteria doboru elementów inteligentnych do układu sterowania z uwzględnieniem właściwości dynamicznych tych urządzeń i występowania zmiennych opóźnień transportowych. Sposoby ograniczania kosztów eksploatacji urządzeń pomiarowych i wykonawczych. 9. Konfiguracja i parametryzacja urządzeń inteligentnych.Zagadnienia konfiguracji i parametryzacji urządzeń inteligentnych. Typowa procedura konfiguracyjna. Konfiguracja lokalna i zdalna. Możliwość modyfikacji sieci urządzeń inteligentnych w trybie on-line. Zmienne sieciowe. Automatyczne kojarzenie zmiennych wejściowych i wyjściowych. Oprogramowanie konfiguracyjne.
Metody oceny:
Przedmiot jest zaliczany na podstawie: a) pozytywnej oceny uzyskanej z testu zaliczeniowego, b) pozytywnej oceny uzyskanej z realizacji 5 ćwiczeń laboratoryjnych. Ostateczna ocena z przedmiotu liczona jest jako średnia ważona ocen z: a) zaliczenia części teoretycznej - waga 0,70, b) laboratorium - waga 0,3.
Egzamin:
nie
Literatura:
[1]. Jędrzej Ułasiewicz (2007). Systemy czasu rzeczywistego QNX6 Neutrino, Wydawnictwo BTC, Warszawa2007, ISBN 978-83-60233-27-6, 301. [2]. Krzysztof Sacha (2006). Systemy czasu rzeczywistego, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2006, ISBN 83-7207-124-1, s. 135. [3]. Standard Computer Dictionary, IEEE Std. 610,1990. [4]. Tadeusz Mikulczyński (2006). Automatyzacja procesów produkcyjnych. Metody modelowania procesów dyskretnych i programowania sterowników PLC, ISBN: 83-204-3177-8, WNT, s.216. [5]. Michał Bartyś (2009). Materiały dydaktyczne do przedmiotu Systemy Czasu Rzeczywistego, CD. [6] Michał Bartyś (2014). Inteligentne urządzenia pomiarowe i wykonawcze, skrypt uczelniany, Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, PW, CD, 1-187.
Witryna www przedmiotu:
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka K_W10
Ma rozszerzoną wiedzę na temat eksploatacji urządzeń wykorzystywanych w automatyce i robotyce
Weryfikacja: Test zaliczeniowy z części wykładowej
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W12
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG.o, III.P6S_WG, P6U_W

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka K_U05
Potrafi projektować użytkowe struktury systemu mechatronicznego na podstawie wymagań odbiorcy oraz identyfikacji jego właściwości
Weryfikacja: Zaliczenie laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U26
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka K_K03
Potrafi myśleć i działać w sposób kreatywny i przedsiębiorczy
Weryfikacja: Kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K02
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_K, I.P6S_KR