Промислові інформаційні мережі та інтеграційні технології (електр)

 Курс лекцій  О.М. ПУПЕНА Д.В. МАЦЕБУЛА. Промислові інформаційні мережі та інтеграційні технології: курс лекцій для студ. напряму 6.050701 «Електротехніка та електротехнології» денної та заочної форм навчання. – К.: НУХТ, 2015. – 89 с.
 Методичні вказівки до лабораторних робіт Промислові мережі та інтеграційні технології: Метод. рекомендації до виконання лаборатор. робіт для студ. напряму 6.050202 «Автоматизація та комп’ютерно- інтегровані технології» денної та заочної форм навчання./Уклад.: О.М.Пупена. – К.: НУХТ, 2011. – 76 с.
 Методичні рекомендації до вивчення дисципліни  Промислові мережі та інтеграційні технології: [Електронний ресурс]: метод. рекомендації до вивч. дисципліни для студ. напряму 6.050202 «Автоматизація і комп’ютерно-інтегровані технології» ден. форми навч. / уклад. О.М.Пупена. – К. : НУХТ, 2014. – 19 с.
 Посібник  Пупена О.М., Ельперін І.В., Луцька Н.М., Ладанюк А.П. Промислові мережі та інтеграційні технології в автоматизованих системах: Навчальний посібник. – К.: Вид-во "Ліра-К", 2011. – 552 с.

 Додаткові матеріали

 

 Програми для лабораторних робіт (rar)

 Презентації (RAR)

 Посилання  Промышленные сети и интеграционные технологии
 Онлайн консультації по техніці Шнейдер Електрик  неофіційний форум Шнейдер Електрик Україна
 

Лектор: Пупена Олександр Миколайович

Лабораторні заняття:

1. Пупена Олександр Миколайович

2. Мацебула Дмитро Валерійович 

Програма курса.

 

1. Загальні відомості

 

Програма вивчення навчальної дисципліни “Промислові мережі та інтеграційні технології” складена відповідно до варіативної частини освітньо-професійної програми підготовки бакалаврів напряму «Автоматизація і комп’ютерно-інтегровані технології». Дисципліна  відноситься до циклу професійної і практичної підготовки.

 

Предметом вивчення навчальної дисципліни є: стандарти та протоколи в області промислових мереж, зокрема стандартні промислові інтерфейси (RS-232, RS-422, RS-485), протоколи промислових мереж (MODBUS, CANOpen, PROFIBUS); технології інтеграції в автоматизованих системах (DDE, COM, OPC, ODBC, OLEDB).

 

Міждисциплінарні зв’язки: дана дисципліна спирається на знання, здобуті студентами при вивченні таких дисциплін: "Технічні засоби автоматизації", "Метрологія, технологічні вимірювання та прилади", "Комп’ютерні мережі",        "Мікропроцесорна техніка", "Контролери та їх програмне забезпечення", "Людино-машинні інтерфейси". Отримані в даному курсі знання використовуються при проектуванні, розробці та експлуатації інтегрованих автоматизованих систем управління. Даний курс разом з курсом "Проектування систем автоматизації" являється базовим при вивченні дисципліни "Проектування комп’ютерно-інтегрованих систем", який читається для спеціалістів та магістрів спеціальності 7(8).05020202 "Комп’ютерно-інтегровані технологічні процеси та виробництва".    

Мета дисципліни – підготовка студентів до самостійного розв’язання практичних і прикладних задач побудови інтегрованих автоматизованих систем управління з використанням промислових мереж та сучасних інтеграційних технологій.

Згідно з вимогами освітньо-професійної програми студенти повинні:

знати:   основні принципи функціонування промислових мереж; основні принципи функціонування стандартних послідовних інтерфейсів RS-232, RS-422, RS-485; основи функціонування мереж на базі протоколів Modbus, CANOpen, Profibus; основи відкритих технологій інтеграцій, зокрема DDE, COM, OPC,  ODBC, OLEDB.

вміти: правильно проектувати промислові мережі при наявності належної для них документації, зокрема для мереж Modbus, CANOpen, Profibus; забезпечувати необхідною конфігурацією та при необхідності програмами мікропроцесорні засоби - вузли мережі, зокрема ПЛК (TSX Micro, TSX Premium, VIPA S7, VIPA 300, VIPA 200) та SCADA (VijeoCitect, Zenon);  забезпечувати інформаційним зв’язком SCADA-ПЛК, SCADA-SCADA, SCADA-БД, SCADA-Excel, Excel-БД, використовуючи стандартні технології DDE, ActiveX, OPC, OLE DB та ODBC.

мати навички: вибору структури системи; вибору потрібних стандартів, протоколів та технологій інтеграції; рішення проблем комунікаційного зв’язку між вузлами та програмним забезпеченням.

 

Роль у підготовці майбутніх фахівців. Опанування дисципліни дозволить майбутнім фахівцям розробляти проекти, впроваджувати і обслуговувати сучасні мікропроцесорні системи управління. Лабораторні та практичні заняття з дисципліни побудовані таким чином, щоб студенти на основі знань про загальні принципи функціонування промислових мереж та інтеграційних технологій, та вмінь роботи з найбільш популярними з них, могли інтегрувати в єдину систему обладнання різних виробників. Знання з цієї дисципліни широко використовуються при виконанні дипломних проектів.

Вимоги до навчальної підготовки студентів. Для успішного опанування даної дисципліни студентам необхідно мати досвід роботи з комп’ютерною технікою, добре орієнтуватись у технічних засобах автоматизації, знати основні принципи побудови мікропроцесорної техніки, знати принципи роботи пошукових програм і мати навички роботи в мережі Internet; мати базовий рівень знання англійської мови.

 

На вивчення навчальної дисципліни відводиться 180 годин / 5 кредитів ECTS.


  1. ІНФОРМАЦІЙНИЙ ОБСЯГ НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ

 

Змістовий модуль 1. "Основи функціонування промислових мереж”.

Тема 1. Загальні властивості промислових мереж. Призначення ІАСУ, види інтеграції, призначення мереж, вузли мереж. Визначення, градація, функції, вимоги, стандарти промислових мереж. Промислові мережі в контексті моделі OSI. Основні робочі характеристики. Сервіси прикладного, канального, фізичного, мережного та транспортного рівнів.  

Тема 2. Реалізація фізичного рівня промислових мереж. Загальні положення. Задачі фізичного рівня. Середовище і способи для передачі даних. Кодування інформації. Синхронізація, символьна передача. Стандартні промислові інтерфейси. Інтерфейс RS-232. Інтерфейс RS-422. Інтерфейс RS-485. Вирішення апаратної сумісності пристроїв з різними інтерфейсами.

Тема 3. Мережі MODBUS. Modbus в контексті моделі OSI. Організація прикладного рівня. Протокол MBAP. Modbus ASCII та RTU. Розрахунок продуктивності шини в Modbus RTU. Modbus/TCP.

Тема 4. Промисловий EHERNET. Мережі Ethernet. Загальні поняття. Структура кадру. Протоколи IP, ARP, BOOTP та DHCP. Методика NAT-трансляції. Протоколи ТСР та UDP, модель сокетів. Промисловий Ethernet. Real Time Ethernet (RTE).

Змістовий модуль 2. "Використання промислових мереж для систем з розподіленою периферією".

Тема 1. Мережі CAN та CANOpen. Протоколи Bosh CAN та ISO 11898. Архітектура CANOpen в контексті моделі OSI. Базові принципи функціонування NMT, PDO. Способи передачі PDO. Об’єкт SYNC. Сервіси Nodeguard та Heartbeat. Словник об’єктів. Сервіси SDO. Система профілів та принципи конфігурування.

Тема 2. Мережі PROFIBUS. Архітектура PROFIBUS в контексті моделі OSI. Базові принципи функціонування PROFIBUS DP. Фізичний рівень PROFIBUS DP. Базові функції DP V0. Циклічний обмін даними процесу. Конфігурація та ініціалізація мережі.

Тема 3. Комунікаційна архітектура для електроприводів. Загальні підходи до управління електроприводами з використанням промислових мереж. Профіль PROFIDRIVE. Профіль CiA 402.

Змістовий модуль 3. "Відкриті технології програмної інтеграції"

Тема 1. Загальний огляд інтеграційних технологій в ІАСУ. Функції та проблеми інтеграції. Загальний огляд стандартних технологій міжпрограмної взаємодії.

Тема 2. Технологія ОРС. Передумови виникнення. Основні специфікації. Загальні концепції та принципи функціонування OPC DA. Порядок доступу до даних (читання/запис). Організація віддаленого зв’язку по ОРС. Область застосування технології.

Тема 3. Відкриті технології доступу до баз даних. Області використання баз даних в ІАСУ та проблеми доступу. Основні концепції використання відкритих стандартів доступу до БД. Використання SQL, ODBC та OLE DB. Особливості проектування ІАСУ з БД.

 


  1. РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА

 

Базова

1.      Пупена О.М. Промислові мережі та інтеграційні технології в автоматизованих системах: Навчальний посібник./ О.М. Пупена, І.В.Ельперін, Н.М.Луцька, А.П.Ладанюк – К.: Вид-во "Ліра-К", 2011. – 552 с.

2.      Промислові мережі та інтеграційні технології: курс лекцій для студ. напряму 6.050202 «Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології» денної та заочної форм навчання. – К.: НУХТ, 2011. – 67 с

Допоміжна

1.      Денисенко В.В. Компьютерное управление технологическим процессом, экспериментом, оборудованием./ В.В. Денисенко - М.: Горячая линия - Телеком, 2008 г. - 608 с.

2.      Zurawski, Richard. The industrial communication technology handbook / Richard Zurawski, editor. p. cm. — (The industrial information technology series ): CRC Press, Taylor & Francis Group. 2005. – 879 p. [ISBN 0-8493-3077-7.]

3.      Джонсон Говард В. Конструирование высокоскоростных цифровых устройств: начальный курс черной магии. / Джонсон, Говард В., Грэхем, Мартин.: пер. с англ. Парал. Тит. – М.: Издательский дом "Вильямс", 2006. – 624 с.: ил. [ISBN 5-8459-0807-8 (рус.)]

4.      Ельперін І.В. Промислові контролери [Текст]: навч. посібник для студентів вищ. навч. закладів / І.В. Ельперін ; Нац. ун-т харч. технологій. – К.: НУХТ, 2003. - 319 с. [ISBN 966-612-024-0 ]

5.      Полевая шина FOUNDATION Fieldbus, Технический обзор FD-043, версия 3.0 [Електроний ресурс, режим доступу http://www.fieldbus.org]

6.      Таненбаум Эндрю. Компьютерные сети. 3-е изд / Таненбаум Эндрю. - СПб; Питер, 2002. – 848 стр. [ISBN 5-318-00300-1]

7.      Таненбаум Эндрю. Распределенные системы Принципы и парадигмы / Эндрю Таненбаум, Маартен ван Стеен. – СПб; Питер, 2003.880 стр. [ISBN 5-272-00053-6]

8.      Hugh Jack. Automating Manufacturing Systems with PLCs Version 5.0 [Електроний ресурс] / Hugh Jack, 2007, - 839 p. Режим доступу: jackh@gvsu.edu.

9.      Hugh Jack. Integration and Automation of Manufacturing Systems [Електроний ресурс] / Hugh Jack. 2007, - 593 p. – Режим доступу: jackh@gvsu.edu.

 

 

  1. ФОРМА ПІДСУМКОВОГО КОНТРОЛЮ УСПІШНОСТІ НАВЧАННЯ

 

Формою підсумкового контролю успішності студентів з дисципліни "Промислові мережі та інтеграційні технології" є екзамен.

 

  1. ЗАСОБИ ДІАГНОСТИКИ УСПІШНОСТІ НАВЧАННЯ

 

Під час проведення :

      лекційних занять – усне експрес опитування;

      лабораторних занять – виконання і захист лабораторної роботи;

      екзамену – письмові та (або) усні екзаменаційні завдання.

 
 
Comments