Przemysłowe Sieci Informatyczne (PSI) Wykład #1 Wykład organizacyjny

Transkrypt

1 Przemysłowe Sieci Informatyczne (PSI) Wykład #1 Wykład organizacyjny WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I AUTOMATYKI KATEDRA INŻYNIERII SYSTEMÓW STEROWANIA Jarosław Tarnawski, dr inż. Gdańsk, luty 2017

2 Zawartość wykładu Prowadzący zajęcia i informacje kontaktowe Informacje ogólne o przedmiocie Podział zajęć PSI/SCR Terminarz zajęć Treści programowe Efekty kształcenia Sposób zaliczenia Wyposażenie laboratorium Deklaracja BHP Strona internetowa Monitoring jakości prowadzonej dydaktyki 2

3 Prowadzący zajęcia PSI 2017 Odpowiedzialny za przedmiot Jarosław Tarnawski, dr inż., pokój nr 4, tel Prowadzący Tomasz Rutkowski, dr inż., pokój nr 4, tel Tomasz Karla, mgr inż. pokój nr 11, tel Karol Kulkowski, mgr inż. pokój nr 11, tel

4 Informacje ogólne o przedmiocie PSI 2017 Przedmiot Przemysłowe Sieci Informatyczne jest przedmiotem obowiązkowym dla Studentów I-go stopnia studiów stacjonarnych na kierunku Automatyka i Robotyka zarówno dla specjalności: Automatyka i Systemy Sterowania Robotyka i Systemy Mechatroniki Wymiar zajęć (zajęcia zgrupowane są w pierwszej części semestru): Wykład 15 godzin Laboratorium 15 godzin Sposób zaliczenia: Zaliczenie Liczba punktów ECTS: 2 4

5 Podział zajęć PSI/SCR w semestrze letnim 2017 PSI SCR 5

6 Terminarz zajęć PSI wykłady W1 JT Wykład organizacyjny, Charakterystyka sieci przemysłowych W2 JT Transmisja szeregowa i modemy W3 TK Modbus W4 TK USB W5 JT Kodowanie i wstęp do teorii informacji W6 TR Profibus, Profinet W7 JT Ethernet przemysłowy W8 JT CAN, OpenCAN i DeviceNet W9 JT Standard wymiany danych OPC W10 KK Zastosowania OPC W11 TK Transmisja radiowa cz. I W12 TK Transmisja radiowa cz. II W13 JT Sieci wirtualne VLAN, VPN W14 JT Zabezpieczenia w PSI W JT Kolokwium 6

7 Terminarz zajęć PSI - laboratoria i terminy zapasowe 7

8 Terminarz zajęć PSI plan tygodniowy 8

9 Cel przedmiotu PSI Rozumienie znaczenia komunikacji w systemach automatyki. Znajomość charakteru pracy w warunkach przemysłowych i wymogów stawianych urządzeniom przemysłowym. Rozumienie ważności postulatu pracy w czasie rzeczywistym sprzętu sieciowego i mechanizmów dostępu do łącza. Redundantne mechanizmy poprawy niezawodności pracy sieci przemysłowych. Praktyczne umiejętności konfiguracji i użytkowania łączności przewodowej i bezprzewodowej. Umiejętności zabezpieczania sieci komputerowych przed niepowołanym dostępem. 9

10 Treści programowe PSI Treści programowe Struktura informacyjna systemu automatyki. Rola komunikacji w zagadnieniach automatyki. Wymagania stawiane sieciom przemysłowym. Podstawowe pojęcia związane z sieciami przemysłowymi miejscowymi, polowymi. Charakterystyka oraz specyfikacja norm IEC i IEC Media transmisji danych: kable miedziane (pary przewodów, kabel koncentryczny, kable skręcane), światłowód, fale radiowe. Komunikacja szeregowa i jej zastosowania (RS232, RS422, RS485). Rutery i zarządzalne przełączniki przemysłowe jako podstawa budowy sieci przemysłowych. Topologie sieci (magistrala, pierścień, gwiazda, drzewo, siatka) z uwzględnieniem redundancji połączeń. Mechanizmy dostępu do magistrali. Determinizm czasowy sieci jako istotny element zastosowań do zagadnień automatyki. 10

11 Treści programowe PSI Treści programowe Ethernet jako sieć natywnie nieprzemysłowa i mechanizmy jej uprzemysłowiania. sprzętowych i programowych sieci przemysłowych. Profibus jako standard sieci przemysłowej pracującej w systemach czasu rzeczywistego. Sieci CAN, EiB i LonWorks jako sieci przemysłowe do uniwersalnych zastosowań znajdujące typowe przeznaczenie. Łączność bezprzewodowa radiomodemy, sieci WiFi, Bluetooth, ZigBee. Protokoły komunikacyjne. Modbus jako standardowy protokół w zastosowaniach automatyki przemysłowej. OPC jako nowoczesny, zunifikowany sposób wymiany danych dla urządzeń automatyki. Tunelowanie protokołów i sieci. Wirtualne sieci prywatne VPN. Bezpieczeństwo w sieci sposoby zabezpieczeń. 11

12 Efekty kształcenia PSI 12

13 Praca własna! 13

14 Sposób zaliczenia PSI - Zaliczenie laboratorium Transmisja szeregowa Protokół MODBUS Sieć PROFIBUS (PLC) Sieć ETHERNET (PLC) Układu sterowania z OPC max. 10 pkt. max. 10 pkt. max. 10 pkt. max. 10 pkt. GSM max. 10 pkt. Radiomodemy Zaliczenie laboratorium uzyskiwane jest po zrealizowaniu wszystkich w/w laboratoriów i uzyskaniu co najmniej 25 pkt. 14

15 Sposób zaliczenia PSI Zaliczenie wykładu Podczas ostatniego wykładu odbędzie się kolokwium. Do uzyskania będzie max 35 pkt. Minimum, które zalicza część wykładową to 17,5 pkt. 15

16 Sposób zaliczenia PSI Praca własna mini projekt z zagadnień PSI Zrealizowanie wybranego/zgłoszonego przez Studentów tematu (max. 2 osoby/temat) oraz udokumentowanie tego rozwiązania. Obowiązują zasady pracy inżynierskiej! Do zdobycia jest max. 15 pkt. Ta część zaliczenia jest fakultatywna. 16

17 Sposób zaliczenia PSI Zasady dokumentowania mini projektów PSI2017 Określenie jawności/braku jawności autorstwa projektu i zgody na publikację w repozytorium Wstęp, zdefiniowanie celu i zakresu projektu Stan obecny zagadnienia (state of the art.) - na podstawie przeglądu literatury, rynku, Internetu Założenia do projektu, projekt rozwiązania Realizacja projektu/budowa Weryfikacja - sprawdzenie zgodności z założeniami, określenie stopnia powodzenia Podsumowanie (koniecznie nawiązanie do celu, zakresu oraz najważniejszych osiągnięć) i wskazanie dalszych prac rozwojowych które warto podjąć jako kontyunację Bibliografia Załączniki - instrukcja użytkowania opracowanego oprogramowania opracowany kod i wersja wykonywalna instrukcja użytkowania i ewentualnej rozbudowy kodu 17

18 Sposób zaliczenia PSI Proponowane zadania (mini projekt PSI): -protokół HART -sieci dla układów mikroprocesorowych -Sieć LonWorks -Sieci dla inteligentnego budynku - BMS - komunikacja oparta na socketach pomiędzy PC - Matlab i aplikacja w c/c++ - aplikacja w c/c++ realizująca transmisję OPC z wykorzystaniem guide CERN - aplikacja w c/c++ realizująca transmisję Modbus z wykorzystaniem darmowych otwartych bibliotek - GSM i Radia (szeregowe, ethernetowe) zastosowania, komputery z GSM - VPN z wykorzystaniem OpenVPN - konfiguracja routera/switcha z priotytezyacją MOXA (ilustracja) -Raspberry UDP, TCP, Modbus, OPC -- budowa sieci RS485 z protokołem MODBUS -- budowa aplikacji dla PC dla sieci RS485 z protokołem MODBUS -Projekty proponowane przez Studentów 18

19 Zaliczona na co najmniej 50% cześć Laboratorium oraz część Wykładowa Sposób zaliczenia PSI Punkty Ocena Brak zaliczenia W lub L 2 <32,5-50) 3 <50-65) 3,5 <65-80) 4 <80-90) 4,5 <90-100) 5 19

20 Przygotowanie do zajęć laboratoryjnych Zapoznanie się z instrukcją i materiałami pomocniczymi Ustalenie kryteriów oceny uwaga część punktów jest przyznawana za pracę w domu! Wydrukowanie protokołu sprawozdania i przyjście z nim na zajęcia 20

21 Wyposażenie laboratorium w aspekcie PSI 18 komputerów klasy PC 7 kontrolerów PAC GE Fanuc 3 sterowniki PLC GE Fanuc 18 sterowników Siemens S minikomputerów Raspberry PI Sieć Ethernet, Profibus, Profinet, Modbus, Radiomodemy Satel do komunikacji szeregowej 4 sztuki Radiomodemy Satel Ethernet 2 sztuki 2 komputery GSM 6 modemów GSM Modemy światłowodowe, telefoniczne Serwery i klienci OPC Oprogramowanie Matlab z przybornikami do akwizycji i komunikacji Oscyloskopy cyfrowe 21

22 Deklaracja BHP Deklaracja BHP 22

23 Strona internetowa PSI Strona internetowa przedmiotu PSI wykłady, instrukcje laboratoryjne, informacje organizacyjne, wyniki zaliczeń, materiały pomocnicze 23

24 Monitoring jakości prowadzonej dydaktyki PSI Sugerowany kontakt mailowy w zgłaszaniu bieżących problemów z odpowiedzialnym za przedmiot jaroslaw.tarnawski@pg.gda.pl Ankieta wewnętrzna (poza Uczelnianym systemem) wypełniana pod koniec semestru (złożenie ankiety - ostatni wykład), ale opublikowana na początku semestru aby można się było się do niej poważnie przygotować. Uzyskane w wyniku sprzężenia zwrotnego od Studentów informacje zostaną przeanalizowane pod kątem usprawnienia i ulepszenia procesu dydaktycznego Za dostarczone informacje z góry dziękuję! 24

25 25