Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Sieci informatyczne w automatyce budynków i w przemyśle
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
EELT-2-204-AP-s
Wydział:
Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Automatyka przemysłowa i automatyka budynków
Kierunek:
Elektrotechnika
Semestr:
2
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
dr inż. Wróbel Grzegorz (wrobel@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Podstawowe pojęcia i definicje dotyczące sieci przemysłowych i budynkowych. Standardy i normy, różne systemy interfejsów. Modele wymiany informacji, protokoły w automatyce przemysłowej i budynkowej.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Zna i rozumie podstawowe definicje i pojęcia dotyczące sieci przemysłowych na różnych poziomach sterowania. ELT2A_W06 Wynik testu zaliczeniowego
M_W002 Rozumie wymagania stawiane sieciom komputerowym na różnych poziomach wytwarzania zintegrowanego komputerowo. Zna standardy i normy dotyczące sieci przemysłowych. ELT2A_W06 Wynik testu zaliczeniowego
M_W003 Posiada usystematyzowaną wiedzę na temat różnych systemów interfejsów. ELT2A_W04, ELT2A_W06 Wynik testu zaliczeniowego
M_W004 Posiada usystematyzowaną wiedzę na temat różnych modeli wymiany informacji. ELT2A_W04, ELT2A_W06 Wynik testu zaliczeniowego
M_W005 Posiada usystematyzowaną wiedzę na temat różnych modeli dostępu do medium komunikacyjnego. ELT2A_W04, ELT2A_W06 Wynik testu zaliczeniowego
M_W006 Posiada usystematyzowaną wiedzę na temat protokołów używanych w automatyce budynków. ELT2A_W04, ELT2A_W06 Wynik testu zaliczeniowego
M_W007 Posiada usystematyzowaną wiedzę na temat budowy, zasady działania i podstawowych mechanizmów komunikacji TCP i UDP. ELT2A_W04, ELT2A_W06 Wynik testu zaliczeniowego
Umiejętności: potrafi
M_U001 Umie skonfigurować urządzenia i uruchomić komunikację typu Master-Slave. ELT2A_U05, ELT2A_U03, ELT2A_U06 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U002 Umie skonfigurować urządzenia i zrealizować komunikację typu Producer-Konsument. ELT2A_U05, ELT2A_U03, ELT2A_U06 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U003 Umie skonfigurować urządzenia i uruchomić komunikację typu przy użyciu przemysłowej odmiany protokołu TCP i UDP. ELT2A_U05, ELT2A_U03, ELT2A_U06 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U004 Potrafi zrealizować komunikację w jednym ze standardów komunikacyjnych automatyki budynków. ELT2A_U05, ELT2A_U03, ELT2A_U06 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U005 Potrafi zaprojektować i zrealizować bezpieczny przesył danych przy pomocy magistrali miejscowej. ELT2A_U05, ELT2A_U03, ELT2A_U06 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Potrafi korzystać z firmowych i społecznościowych forów wymiany informacji o zastosowaniu przemysłowych magistral miejscowych. ELT2A_K02 Wynik testu zaliczeniowego
M_K002 Potrafi sporządzić dokumentację konfiguracji magistrali miejscowej spełniającej określone wymagania. ELT2A_K01 Wynik testu zaliczeniowego
M_K003 Orientuje się w standardach opisujących rózne typy protokołów komunikacyjnych. ELT2A_K01 Wynik testu zaliczeniowego
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
56 28 0 28 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Zna i rozumie podstawowe definicje i pojęcia dotyczące sieci przemysłowych na różnych poziomach sterowania. + - - - - - - - - - -
M_W002 Rozumie wymagania stawiane sieciom komputerowym na różnych poziomach wytwarzania zintegrowanego komputerowo. Zna standardy i normy dotyczące sieci przemysłowych. + - - - - - - - - - -
M_W003 Posiada usystematyzowaną wiedzę na temat różnych systemów interfejsów. + - - - - - - - - - -
M_W004 Posiada usystematyzowaną wiedzę na temat różnych modeli wymiany informacji. + - - - - - - - - - -
M_W005 Posiada usystematyzowaną wiedzę na temat różnych modeli dostępu do medium komunikacyjnego. + - - - - - - - - - -
M_W006 Posiada usystematyzowaną wiedzę na temat protokołów używanych w automatyce budynków. + - - - - - - - - - -
M_W007 Posiada usystematyzowaną wiedzę na temat budowy, zasady działania i podstawowych mechanizmów komunikacji TCP i UDP. + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Umie skonfigurować urządzenia i uruchomić komunikację typu Master-Slave. - - + - - - - - - - -
M_U002 Umie skonfigurować urządzenia i zrealizować komunikację typu Producer-Konsument. - - + - - - - - - - -
M_U003 Umie skonfigurować urządzenia i uruchomić komunikację typu przy użyciu przemysłowej odmiany protokołu TCP i UDP. - - + - - - - - - - -
M_U004 Potrafi zrealizować komunikację w jednym ze standardów komunikacyjnych automatyki budynków. - - + - - - - - - - -
M_U005 Potrafi zaprojektować i zrealizować bezpieczny przesył danych przy pomocy magistrali miejscowej. - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Potrafi korzystać z firmowych i społecznościowych forów wymiany informacji o zastosowaniu przemysłowych magistral miejscowych. + - - - - - - - - - -
M_K002 Potrafi sporządzić dokumentację konfiguracji magistrali miejscowej spełniającej określone wymagania. + - - - - - - - - - -
M_K003 Orientuje się w standardach opisujących rózne typy protokołów komunikacyjnych. - - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 89 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 56 godz
Przygotowanie do zajęć 8 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 10 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 15 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (28h):

1. Systemy interfejsu (4 godz.)
Podział interfejsów: magistrale sprzętowe, transmisja analogowa, transmisja cyfrowa. Standardy równoległe i szeregowe. Standardy specjalizowane.
2. Magistrale miejscowe, podstawowe pojęcia i definicje (4 godz.)
Sterowanie rozproszone – podstawowe pojęcia. Poziomy sterowania. Definicja magistrali miejscowej. Zastosowania magistral miejscowych. Wymagania stawiane sieciom w sterowaniu przemysłowym.
3. Magistrale miejscowe w automatyce budynków (4 godz.)
Komunikacja w automatyce budynków – podstawowe pojęcia. Poziomy sterowania. Typy i charakterystyki magistral miejscowych w automatyce budynków. Zastosowania magistral miejscowych w budynkach. Wymagania stawiane sieciom w automatyce budynku.
4. Transmisja danych cyfrowych (4 godz.)
Modele wymiany informacji, modele dostępu do medium komunikacyjnego.
5. Powszechnie stosowane standardy sieci budynkowych (2 godz.)
Powszechnie stosowane standardy sieci budynkowych: media transmisyjne, protokoły, implementacja (sieci Lon, KNX, porównaniem z TCP/IP)
6. Narzędzia projektowe i rozruchowe dla automatyki budynku (2 godz.)
Konfiguracja węzłów sieci, zmiennych sieciowych, usług transmisyjnych: rozgłaszanie, rozsyłanie grupowe, z
potwierdzeniami, z powtórzeniami, z autentykacją
7. Przykłady sieci przemysłowych (4 godz.)
Typu TOKEN-BUS, typu MASTER-SLAVE (Modbus, Profibus), typu PDC (FIP, CAN).
8. Stosowanie sieci Ethernet i TCP/IP w sterowaniu przemysłowym (4 godz.)
Ethernet przemysłowy, Ethernet IP, podstawowe informacje na temat użycia stosu TCP i UDP.
9. Bezpieczeństwo (2 godz.)
Bezpieczeństwo przesyłu danych i dostępu do sieci w zastosowaniach przemysłowych, odporność na uszkodzenia (redundancja).

Ćwiczenia laboratoryjne (28h):

1. Komunikacja typu Master-Slave, protokół Modbus (4 godz.).
2. Komunikacja typu Producent-Dystrybutor-Konsument, protokół CAN (4 godz.).
3. Komunikacja typu peer to peer, protokół EIB/KNX (4 godz.).
4. Komunikacja typu peer to peer, protokół LonTalk (4 godz.).
5. Tworzenie interoperacyjnych węzłów dla automatyki budynku (2 godz.).
6. Determinizm w przemysłowych magistralach lokalnych (2 godz.).
7. Realizacja determinizmu w komunikacji TCP i UDP w sieciach przemysłowych (6 godz.).
8. Realizacja bezpiecznego przesyłu i dostępu do danych w sterowaniu przy użyciu sieci rozległych (2 godz.).

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

1. Zaliczenie poszczególnych ćwiczeń laboratoryjnych polega na przedstawieniu prowadzącemu i przedyskutowaniu działającego poprawnie ćwiczenia.
2. Z ćwiczeń wystawiane są oceny cząstkowe, średnia z tych ocen będzie oceną z zajęć laboratoryjnych (ćwiczenia niezaliczone lub niewykonane skutkują oceną cząstkową 2.0).
3. Po wykonanym ćwiczeniu należy przesłać sprawozdanie na adres mailowy prowadzącego.
4. Podstawowy termin zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych odpowiada terminowi ostatnich zajęć laboratoryjnych w semestrze. Dwa terminy poprawkowe są ustalane nie później niż 3 tygodnie przed ostatnimi zajęciami (§15 ust. 4 Regulaminu Studiów I i II stopnia AGH).
5. Warunkiem przystąpienia do egzaminu jest uzyskanie pozytywnej oceny z zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych z uwzględnieniem §16 ust. 9 Regulaminu Studiów I i II stopnia AGH.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Sposób obliczania oceny końcowej:

1. Aby uzyskać pozytywną ocenę końcową konieczne jest uzyskanie pozytywnej oceny z ćwiczeń laboratoryjnych.
2. Do zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych wymagana jest obecność na zajęciach i uzyskanie pozytywnych ocen z ćwiczeń (aplikacji) wykonywanych w ramach zajęć (lub ocen za sprawozdanie z ćwiczenia, ewentualnie odpowiedzi ustnej w przypadku wątpliwości/niejasności). Ocena na zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych jest średnią arytmetyczną ocen cząstkowych.
3. Na ćwiczeniach laboratoryjnych dopuszczalne są maksymalnie 4 nieobecności, w tym 2 mogą być nieusprawiedliwione.
4. Ocena końcowa jest równa średniej ważonej ocen pozytywnych z zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych (70%) i kolokwium z wykładu (30%).
5. W przypadku obecności na więcej niż 70% wykładów ocena końcowa jest podnoszona o 0,5, przy czym nie może być większa niż 5,0.
6. Oceny wyrażone w skali procentowej są przeliczane na oceny w skali od 2,0 (nzal) do 5,0 zgodnie z zasadami określonymi w §13 ust. 1 Regulaminu Studiów I i II stopnia AGH.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

1. Odrabianie ćwiczeń laboratoryjnych jest możliwe w terminach zajęć ustalonych w planie zajęć pod warunkiem wolnego miejsca przy stanowiskach w laboratorium.
2. Zaliczenie ćwiczeń, na których student był nieobecny i które nie zostały odrobione, polega na ich wykonaniu i oddaniu sprawozdań z tych ćwiczeń i/lub odpowiedzi ustnej.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Znajomość zagadnień związanych z:

  • podstawami budowy mikrokomputerów
  • podstawami systemów sterowania
  • podstawami programowania w języku C
Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. Commer D.E.: Sieci komputerowe TCP/IP. Zasady, protokoły, architektura, tom 1, WNT, Warszawa 1997
2. Werewka J.: Systemy rozproszone sterowania i akwizycji danych. CCATIE, Vol. 9, Kraków 1998
3. Kwiecień A.: Analiza przepływu informacji w komputerowych sieciach przemysłowych. Wyd. Jacka Skalmierskiego, Gliwice 2000
4. Tiersch F.: LonWorks Technology. An Introduction, LonTech Thueringen e.V., ISBN 3-932875-11-7, Germany
5. LON Nutzer Organization e.V.: LonWorks – Installation Handbook. LonWorks in Practice for Electrical

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. Wpływ automatyki na efektywność energetyczną budynków [Dokument elektroniczny] : poradnik dla studentów — [Influence of automation on energy efficiency of buildings : guide for students] / pod red. Mariana NOGI ; oprac.: Marcin JACHIMSKI, Grzegorz HAYDUK, Zbigniew MIKOŚ, Andrzej OŻADOWICZ, Jan STRZAŁKA, Grzegorz WRÓBEL, Jakub GRELA, Paweł KWASNOWSKI, Katarzyna STRZAŁKA-GOŁUSZKA. [Kraków : s. n.], 2013, ISBN: 978-83-933483-2-9.
2. Zastosowanie protokołu TCP/IP w rozproszonym systemie sterowania kruszarnią kamienia — [Application of the TCP/IP protocol in the distributed control system of stone crushing line] / Grzegorz WRÓBEL, Zbigniew MIKOŚ, Grzegorz HAYDUK, Paweł KWASNOWSKI, Marcin JACHIMSKI, Henryk Zygmunt // W: Wysokowydajne sieci komputerowe : zastosowanie i bezpieczeństwo : praca zbiorowa / pod red. Andrzeja Kwietnia, Andrzeja Grzywaka. — Warszawa : Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, 2005. — ISBN10: 83-206-1573-9. — S. 465–474.
3. Szybka akwizycja danych w systemach sterowania zbudowanych z zastosowaniem SoftPLC — [Fast data acquisition in SoftPLC control systems] / Grzegorz WRÓBEL, Zbigniew MIKOŚ, Grzegorz HAYDUK, Paweł KWASNOWSKI, Marcin JACHIMSKI, Henryk Zygmunt // W: Systemy informatyczne z ograniczeniami czasowymi : praca zbiorowa / pod red.: Andrzeja Kwietnia, Piotra Gaja. — Warszawa : WKŁ Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, 2006. — ISBN: 978-83-206-1612-5 ; ISBN10: 83-206-1612-3.

Informacje dodatkowe:

Brak