Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Zintegrowane systemy sterowania
Course of study:
2014/2015
Code:
EAR-2-102-IS-s
Faculty of:
Faculty of Electrical Engineering, Automatics, Computer Science and Biomedical Engineering
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Informatyka w sterowaniu i zarządzaniu
Field of study:
Automatics and Robotics
Semester:
1
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Responsible teacher:
prof. zw. dr hab. inż. Grega Wojciech (wgr@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr inż. Kołek Krzysztof (kko@agh.edu.pl)
prof. zw. dr hab. inż. Grega Wojciech (wgr@agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Skills
M_U001 Potrafi praktycznie skonfigurować sprzętowe oraz programowe elementy systemu sterowania w sposób umożliwiający ich integrację AR2A_U01 Execution of a project
M_U002 Potrafi praktycznie zaprojektować i zaimplementować prosty system pomiarowo-sterujący AR2A_U12, AR2A_U18 Execution of a project
M_U003 Zna rolę systemów sterowania oraz istotną rolę integracji w kontekście aktualnego stanu techniki AR2A_U12 Execution of a project
Knowledge
M_W001 Zna i rozumie główne technologie wykorzystywane w systemach sterowania, w tym technologie transmisji danych AR2A_W13, AR2A_W02 Activity during classes
M_W002 Zna i rozumie zasady współpracy sprzętowych oraz programowych elementów systemów automatyki oraz wie, co oznacza pojęcie integracji w automatyce AR2A_W04 Activity during classes
M_W003 Zna standardy integracji stosowane w automatyce rozproszonej oraz narzędzia informatyczne do tego używane AR2A_W13, AR2A_W02 Activity during classes
M_W004 Potrafi określić technologie teleinformatyczne w wykorzystywane w rozproszonych systemach sterowania AR2A_W04, AR2A_W13 Activity during classes
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Skills
M_U001 Potrafi praktycznie skonfigurować sprzętowe oraz programowe elementy systemu sterowania w sposób umożliwiający ich integrację - - - + - - - - - - -
M_U002 Potrafi praktycznie zaprojektować i zaimplementować prosty system pomiarowo-sterujący - - - + - - - - - - -
M_U003 Zna rolę systemów sterowania oraz istotną rolę integracji w kontekście aktualnego stanu techniki - - - + - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Zna i rozumie główne technologie wykorzystywane w systemach sterowania, w tym technologie transmisji danych + - - - - - - - - - -
M_W002 Zna i rozumie zasady współpracy sprzętowych oraz programowych elementów systemów automatyki oraz wie, co oznacza pojęcie integracji w automatyce + - - - - - - - - - -
M_W003 Zna standardy integracji stosowane w automatyce rozproszonej oraz narzędzia informatyczne do tego używane + - - - - - - - - - -
M_W004 Potrafi określić technologie teleinformatyczne w wykorzystywane w rozproszonych systemach sterowania + - - - - - - - - - -
Module content
Lectures:
  1. Tematy projektów sa dostępne: http://aq.ia.agh.edu.pl/aquarium/LABS/ZSS/TematykaProjektow.pdf

    Przykładowe tematy:
    1. Zapis do bazy danych informacji z koncentratorów internetowych
    2. Serwer OPC DA dla koncentratorów internetowych
    3. Symulacyjny serwer OPC DA
    4. Komunikacja bloków Simulink-a poprzez protokół TCP/IP
    5. Biblioteka wskaźników do prezentacji danych pomiarowych oraz zadawania wartości
    6. Zlecanie wykonania obliczeń w środowisku MATLAB poprzez polecenia
    protokołu TCP/IP

  2. 1. Wprowadzenie: problemy integracji w systemach sterowania, przykłady zintegrowanych systemów sterowania.
    2. Charakterystyka komputerowych systemów sterowania: rola komputera w układach sterowania cyfrowego, tendencje rozwojowe układów sterowania cyfrowego, systemy specjalizowane i otwarte, struktury przemysłowych układów sterowania i monitorowania.
    3. Warstwa sterowania bezpośredniego: połączenie z procesem, systemy interfejsu czyli integracja na poziomie sterowania bezpośredniego, detekcja błędów, kompensacja zakłóceń, przykłady prostych systemów o transmisji szeregowej.
    4. Integracja w rozproszonych systemach automatyki: przemysłowe sieci komputerowe, opis wybranych przemysłowych protokołów przewodowych i bezprzewodowych, rozwiązania sprzętowe i programowe rozproszonych węzłów automatyki.
    5. Sieci deterministyczne i losowe, modele dostępu do medium transmisyjnego, modele wymiany danych. Ocena jakości przesyłu danych i wpływ konfiguracji sieci na jakość. Wybrane przewodowe sieci przemysłowe.
    6. Sieciowe układy sterowania i wpływ kanału transmisji danych na dynamikę pętli sprzężenia zwrotnego
    7. Przemysłowy Ethernet – wybrane rozwiązania (Ethernet IP, Profinet)
    8. Wybrane standardy transmisji bezprzewodowej w automatyce i monitorowaniu procesów.
    8. Problem czasu rzeczywistego w sterowaniu rozproszonym, systemy przyczynowe.
    9. Integracja systemów nadrzędnych z warstwą sterowania bezpośredniego: standard OPC, technologie ActiveX, DCOM. Przykłady wykorzystania standardu OPC.
    10. Elementy oraz funkcjonalność pakietów SCADA/HMI, pozycja SCADA w systemie sterowania, przykłady systemów profesjonalnych.
    11. Problemy wymiany danych pomiędzy różnymi warstwami systemu sterowania/zarządzania, integracja baz danych.
    12. Integracja narzędzi projektanta: metody szybkiego prototypowania, połączenie narzędzi CACDS z oprogramowaniem czasu rzeczywistego.
    13. Integracja aplikacji sterujących z modelami symulacyjnymi, metoda projektowania „hardware in the loop”.
    14. Wybrane przykłady integracji – w tym do zastosowań w energetyce.

Project classes:
-
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 90 h
Module ECTS credits 3 ECTS
Participation in lectures 30 h
Contact hours 10 h
Completion of a project 30 h
Realization of independently performed tasks 20 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Ocena z projektu korygowana na podstawie aktywności na wykładach. Dopuszcza się przeprowadzenie sprawdzianu (testu) na zakończenie zajęć, obejmującego materiał omawiany na wykładzie. O zamiarze przeprowadzenia testu studenci zostaną powiadomieni na początku semestru.

Prerequisites and additional requirements:

Podstawy telekomunikacji.
Znajomość języków programowania w stopniu umożliwiającym analizę i zrozumienie prostych programów, znajomość środowiska MATLAB/Simulink.

Recommended literature and teaching resources:

1. Grega W.: Sterowanie cyfrowe w systemach skupionych i rozproszonych, Seria: Monografie Komitetu Automatyki i Robotyki PAN, vol.7, 2004, Wydawnictwa AGH, ISBN 83-89388-78-2.
2. Zurawski, R. The Industrial Communication Systems. Handbook. CRC Press, 2005.
3. Gupta, R. A. & Chow, M.-Y. Networked Control System: Overview and Research Trends, IEEE Transaction on Industrial Electronics, Vol. 57, No.7, 2010, pp. 2527-2535.
4. Zhang W., Branicky M., Philips S.: Stability of Networked Control Systems, IEEE Control System Magazine, v. 21, 84-99, 2001.
5. Felsner, F. Real-Time Ethernet – Industry Prospective, in: Proceedings of the IEEE, Vol. 93, June 2005, pp. 1118- 1129.
6. http://ipnet.agh.edu.pl/index1.html#LearningMaterials
7. Bluetooth-Nowoczesny system łączności bezprzewodowej, Ludwin W. – red., wyd. AGH, Kraków, 2003
8. Proficy HMI/SCADA – iFIX UNDERSTANDING IFIX. Dokument elektroniczny Understanding_iFIX.pdf.
9. External Interfaces/API: ActiveX and DDE Support: Dynamic Data Exchange (DDE), system pomocy programu MATLAB
10. Iwanitz F., Lange J.: OLE for Process Control. Fundamentals, Implementation and Applications, Huthig
11. L.M Thomson- Industrial Data Communication -ISA 2008

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Additional scientific publications not specified

Additional information:

None