Studia Podyplomowe
Oferta dydaktyczna IAiR

Sieci przemysłowe i inteligentne urządzenia polowe (SP-IP)

Cel

Umiejętności w zakresie analizy, doboru i integracji przemysłowych systemów sieciowych pracujących w czasie rzeczywistym.

Opis

Przedmiot jest poświęcony zagadnieniom związanym z zastosowaniami nowoczesnych cyfrowych polowych sieci przemysłowych jak również inteligentnych urządzeń pomiarowych i wykonawczych przeznaczonych do pracy w tych sieciach.

Wymagania

Znajomość podstawowych zagadnień z: automatyki, elektroniki, elektrotechniki, informatyki, komputerowych systemów sterowania.

Bibliografia

  1. Jędrzej Ułasiewicz (2007). Systemy czasu rzeczywistego QNX6 Neutrino, Wydawnictwo BTC, Warszawa 2007, ISBN 978-83-60233-27-6, s.301.
  2. Krzysztof Sacha (2006). Systemy czasu rzeczywistego, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2006, ISBN 83-7207-124-1, s. 135.
  3. Tadeusz Mikulczyński (2006). Automatyzacja procesów produkcyjnych Metody modelowania procesów dyskretnych i programowania sterowników PLC, ISBN: 83-204-3177-8, WNT, s.216
  4. Bartyś M.(2006). Systemy czasy rzeczywistego. Pomocnicze materiały dydaktyczne. Instytut Automatyki i Robotyki Politechniki Warszawskiej. CD-ROM.

Metody oceny

Wykład: Egzamin pisemny z zakresu materiału wykładowego.
Laboratorium: Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych na podstawie protokołów z ćwiczeń.

Szczegółowy rozkład zajęć

Nr Temat Opis Wymiar
1 Podstawowe pojęcia i z zakresu sieci i technik telekomunikacyjnych Kanał podkładowy. Kanał pierwotny. Typy kanałów. Urządzenia komunikacyjne danych i urządzenia końcowe. Przepływność binarna. Elementowa stopa błędów. Zabezpieczenia przed błędami komunikacyjnymi. Wielomiany generacyjne. Ramki transmisyjne. Protokoły komunikacyjne. Transakcje sieciowe. Model odniesienia ISO/OSI. W 1
2 Rodzaje i topologie sieci Topologie sieci. Zalety i wady różnych topologii. Systemy z jedną i wieloma jednostkami nadrzędnymi. Typy protokołów komunikacyjnych. System czasu rzeczywistego. Determinizm sieci. Konflikty w sieci i sposoby jego rozwiązywania. W 1
3 Sieć HART Topologia sieci. Właściwości sieci. Warstwa fizyczna i łącza danych. Ramka transmisyjna. Sposoby zabezpieczania przed skutkami wystąpienia błędów. Praca w trybie sieci analogowej. Wady i zalety sieci. Przykłady zastosowań w inteligentnych przetwornikach pomiarowych. W 1
4 Sieci PROFIBUS Odmiany sieci. Topologia sieci. Właściwości sieci. Kodowanie informacji. Definicja warstw wspólnych protokołu PROFIBUS. Sposób kodowania informacji. Ramka transmisyjna. Pojęcie sieci wirtualnej i fizycznej. Sposoby unikania kolizji w sieci. Klasy jednostek nadrzędnych. Profile urządzeń. Pliki GSD. Sposoby zabezpieczania przed skutkami wystąpienia błędów. Wady i zalety sieci. Przykłady zastosowań. W 1
5 Sieć FOUNDATION FIELDBUS Topologia sieci. Odmiany sieci. Właściwości sieci. Warstwa fizyczna. Definicja cech wspólnych sieci PROFIBUS i FOUNDATION FIELDBUS. Sposób kodowania informacji. Różnice pomiędzy sieciami PROFIBUS i FOUNDATION FIELDBUS. Ramka transmisyjna. Stos FOUNDATION FIELDBUS. Sposoby zabezpieczania przed skutkami wystąpienia błędów. Wady i zalety sieci. Przykłady zastosowań. W 1
6 Sieć CAN Topologia sieci. Właściwości sieci. Warstwa fizyczna. Ramki informacyjne. Ramka transmisyjna. Zabezpieczenia przed błędami transmisji. Kontroler CAN. CANOpen i DeviceNet. Przykład zastosowania sieci CAN do układu sterowania stanowiska do standardowych badań wytrzymałościowych konstrukcji ochronnych maszyn ROPS. W 1
7 Sieć AS-i Topologia sieci. Właściwości sieci. Zastosowania sieci do automatyzacji procesów dyskretnych. Możliwości przesyłania informacji analogowych kodowanych cyfrowo. Aspekty bezpieczeństwa przesyłu informacji w sieci. Konfiguracja i parametryzacja sieci. W 1
8 Sieć MODBUS RTU Topologia sieci. Właściwości sieci. Rozproszenie zasobów pamięciowych sieci. Funkcje sieci. Warstwa fizyczna. Ograniczenia komunikacyjne. Sprawność informacyjna. Przykład zastosowania w robotyce mobilnej. W 1
9 Sieć LonWorks Topologia sieci. Właściwości sieci. NeuronChip. Funkcje sieci. Warstwa fizyczna. Ograniczenia komunikacyjne. Zmienne sieciowe. Przykład zastosowania sieci w automatyzacji systemu zabezpieczenia budynku. W 1
10 Integracja sieci Sieci hybrydowe. Integracja sieci PROFIBUS DP i MODBUS RTU oraz sieci PROFIBUS PA i HART. Eksperymentalna ocena istniejących ograniczeń. Oprogramowanie narzędziowe do tworzenia aplikacji sieciowych. W 1
11 Inteligentne urządzenia wykonawcze automatyki Pojęcie inteligencji technicznej. Urządzenie inteligentne. Konieczne cechy urządzenia inteligentnego. Struktura ogólna i wymagania konstrukcyjne na urządzenia inteligentne. Aspekty odporności na zaburzenia elektromagnetyczne. Kompatybilność elektromagnetyczna. Zastosowanie urządzeń wykonawczych w strefach zagrożonych wybuchem. Norma ATEX. Diagnostyka wbudowana. Przykłady realizacji inteligentnego elektropneumatycznego elementu wykonawczego. Przykłady inteligentnych napędów i siłowników elektrycznych. W 2
12 Inteligentne urządzenia pomiarowe automatyki Charakterystyka ewolucji konstrukcji przetworników inteligentnych. Rola sieci przemysłowych w rozwoju przetworników inteligentnych. Przykłady rozwiązań przetworników inteligentnych. Przetworniki inteligentne, a systemy zapewnienia jakości. W 2
1 Zastosowanie sieci HART do sterowania ciśnienia w zbiorniku ciśnieniowym Założenia ćwiczenia: opis i identyfikacja warunków sterowania i ograniczeń dla procesu sterowania ciśnienia w zbiorniku ciśnieniowym. Zakres ćwiczenia: zapoznanie się ze strukturą sprzętową stanowiska wyposażonego w inteligentne elementy pomiarowe i wykonawcze, identyfikacja obiektu regulacji, realizacja układu regulacji stałowartościowej ciśnienia w zbiorniku ciśnieniowym w języku FBD w środowisku InTouch, badanie odporności systemu sterowania na celowo wprowadzane sprzętowe zaburzenia pracy sieci, ocena funkcjonalności sieci, obserwacja sposobu kodowania FSK w sieci HART. L 2
2 Zastosowanie sieci MODBUS do sterowania miniwciągarki Założenia ćwiczenia: opis i identyfikacja warunków sterowania i ograniczeń dla procesu sterowania napędami elektrycznymi miniwciagarki. Zakres ćwiczenia: zapoznanie się ze strukturą sprzętową stanowiska wyposażonego w inteligentne elementy napędowe, identyfikacja obiektu regulacji, analiza problemu synchronizacji zdarzeń w sieci, realizacja układu sterowania miniwciągarką w języku FBD w środowisku InTouch, wstęp do programownia panela operatorskiego, badanie odporności systemu sterowania na celowo wprowadzane sprzętowe zaburzenia pracy sieci, ocena funkcjonalności sieci. L 2
3 Zastosowanie sieci AS i do automatyzacji procesu sortowania Założenia ćwiczenia: opis i identyfikacja warunków sterowania i ograniczeń dla procesu transportowego i procesu sortowania elementów. Zakres ćwiczenia: realizacja oprogramowania w języku FBD w środowisku InTouch i CoDeSys do sterowania procesem transportowym i procesem sortowania elementów, badanie odporności systemu sterowania na celowo wprowadzane sprzętowe zaburzenia pracy sieci, ocena funkcjonalności sieci. L 2
Instytut Automatyki i Robotyki
Politechnika Warszawska