Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Technologia LonWorks
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
EELT-2-306-AP-s
Wydział:
Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Automatyka przemysłowa i automatyka budynków
Kierunek:
Elektrotechnika
Semestr:
3
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
KWASNOWSKI PAWEŁ (kwasn@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Rozproszone systemy sterowania. Otwartość. 7-warstwowy model transmisji danych ISO/OSI. Założenia technologii LonWorks. Węzły sieci. Procesory NeuronChip. Nośniki transmisji danych. Protokół LonWorks: dostęp do nośnika, rodzaje komunikatów, struktury danych. Fizyczna i logiczna struktura sieci. Elementy infrastruktury. Mechanizmy zdolności do współdziałania. Integracja sieci sterowania. LNS. Tunelowanie komunikatów LON w protokole IP. Nowości – gotowość do IIoT. Przykłady urządzeń i zastosowań.

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 sens stosowania rozproszonych systemów sterowania ELT2A_W08, ELT2A_W06 Wynik testu zaliczeniowego
M_W002 Zna i rozumie założenia technologii LonWorks ELT2A_W08, ELT2A_W06 Wynik testu zaliczeniowego
M_W003 Zna elementy składowe instalacji sterowania rozproszonego ELT2A_W04, ELT2A_W08, ELT2A_W03 Wynik testu zaliczeniowego
M_W004 Zna i rozumie pojęcie otwartości i zdolności do współdziałania systemu sterowania ELT2A_W04, ELT2A_W08, ELT2A_W03 Wynik testu zaliczeniowego
M_W005 Zna funkcjonalności i zastosowania podstawowych profili funkcjonalnych i standardowych zmiennych sieciowych ELT2A_W04, ELT2A_W08, ELT2A_W03 Wynik testu zaliczeniowego
M_W006 Zna narzędzia do integracji sieci sterowania i potrafi je zastosować ELT2A_W04, ELT2A_W08, ELT2A_W03 Wynik testu zaliczeniowego
M_W007 Zna narzędzia do diagnostyki sieci sterowania i potrafi je zastosować w celu optymalizacji pracy sieci ELT2A_W04, ELT2A_W08, ELT2A_W06, ELT2A_W03 Wynik testu zaliczeniowego
M_W008 Zna obszary zastosowań rozproszonych systemów sterowania ELT2A_W04, ELT2A_W08, ELT2A_W06, ELT2A_W03 Wynik testu zaliczeniowego
Umiejętności: potrafi
M_U001 Potrafi skonfigurować rozproszony układ sterowania na bazie technologii LonWorks ELT2A_U03, ELT2A_U11, ELT2A_U06, ELT2A_U10 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaliczenie laboratorium
M_U002 Umie dobrać urządzenia obiektowe i sterowniki do określonego zadania sterowania ELT2A_U03, ELT2A_U06, ELT2A_U10 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaliczenie laboratorium
M_U003 Potrafi opracowywać i skonfigurować algorytmy sterowania dla rozproszonego systemu sterowania ELT2A_U03, ELT2A_U11, ELT2A_U06, ELT2A_U10 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U004 Umie zintegrować i uruchomić sieć sterowania ELT2A_U03, ELT2A_U11, ELT2A_U10 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaliczenie laboratorium
M_U005 Umie zbadać jakość transmisji danych i skonfigurować tą transmisję ELT2A_U11, ELT2A_U10 Wynik testu zaliczeniowego,
Zaliczenie laboratorium
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się oraz poszerzania zdobytej wiedzy i podnoszenia swoich kwalifikacji zawodowych ELT2A_K01 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Udział w dyskusji,
Aktywność na zajęciach
M_K002 Ma umiejętność pracy w zespole oraz świadomość odpowiedzialności za pracę własną i działalność wspólną, potrafi przeanalizować i uzasadnić obiektywnie przewagę określonych rozwiązań technicznych nad innymi rozwiązaniami ELT2A_K02, ELT2A_K01 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Udział w dyskusji,
Aktywność na zajęciach
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
48 28 0 20 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 sens stosowania rozproszonych systemów sterowania + - - - - - - - - - -
M_W002 Zna i rozumie założenia technologii LonWorks + - - - - - - - - - -
M_W003 Zna elementy składowe instalacji sterowania rozproszonego + - - - - - - - - - -
M_W004 Zna i rozumie pojęcie otwartości i zdolności do współdziałania systemu sterowania + - - - - - - - - - -
M_W005 Zna funkcjonalności i zastosowania podstawowych profili funkcjonalnych i standardowych zmiennych sieciowych + - - - - - - - - - -
M_W006 Zna narzędzia do integracji sieci sterowania i potrafi je zastosować + - - - - - - - - - -
M_W007 Zna narzędzia do diagnostyki sieci sterowania i potrafi je zastosować w celu optymalizacji pracy sieci + - - - - - - - - - -
M_W008 Zna obszary zastosowań rozproszonych systemów sterowania + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi skonfigurować rozproszony układ sterowania na bazie technologii LonWorks + - + - - - - - - - -
M_U002 Umie dobrać urządzenia obiektowe i sterowniki do określonego zadania sterowania + - + - - - - - - - -
M_U003 Potrafi opracowywać i skonfigurować algorytmy sterowania dla rozproszonego systemu sterowania + - + - - - - - - - -
M_U004 Umie zintegrować i uruchomić sieć sterowania + - + - - - - - - - -
M_U005 Umie zbadać jakość transmisji danych i skonfigurować tą transmisję + - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się oraz poszerzania zdobytej wiedzy i podnoszenia swoich kwalifikacji zawodowych + - + - - - - - - - -
M_K002 Ma umiejętność pracy w zespole oraz świadomość odpowiedzialności za pracę własną i działalność wspólną, potrafi przeanalizować i uzasadnić obiektywnie przewagę określonych rozwiązań technicznych nad innymi rozwiązaniami + - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 78 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 48 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 30 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (28h):

1. Rozproszone systemy sterowania jako kolejny krok ewolucji programowalnych systemów sterowania (2 godz.)
Idea systemów rozproszonych. Podstawowe składniki: procesory, protokoły i nośniki transmisji danych, narzędzia projektowe, narzędzia do integracji i uruchomienia.
2. Wstęp do technologii LonWorks (2 godz.)
Przegląd właściwości technologii
3. Nośniki transmisji danych (2 godz.)
Para skręcona TP/FT, technologia LinkPower, technologia Power Line Communication, technologia połączenia bezpośredniego, technologia RS 485, topologie sieci sterowania, parametry nośników – rodzaje i długości przewodów transmisji danych
4. Węzły sieci LonWorks (4 godz.)
Podstawowa konstrukcja węzła sieci Lon, rodzaje procesorów sieciowych NeuronChip, rodzaje transceiver’ów, węzły sieci na bazie procesorów obcych, technologia ShortStack
5. Wymiana danych – protokoł LonTalk (4 godz.)
Implementacja 7-warstwowego modelu ISO/OSI w protokole LonTalk, warstwy protokołu, usługi sieciowe, zmienne sieciowe, rodzaje transmisji zmiennych sieciowych – wpływ na obciążenie sieci.
6. Fizyczna i logiczna struktura sieci sterowania (2 godz.)
Elementy infrastruktury sieci sterowania, routery, repetery, bramy, sieci i podsieci, adresowanie fizyczne i logiczne
7. Interoperability – zdolność do współdziałania – otwartość systemu (2 godz.)
Pojęcie otwartości systemu. Mechanizmy zapewniające zdolność do współdziałania. Standardowe typy zmiennych sieciowych, standardowe typy parametrów konfiguracyjnych, profile funkcjonalne urządzeń
8. Instalacja i integracja sieci sterowania (2 godz.)
Pojęcie integracji sieci i komis jonowania urządzeń, powiązania logiczne zmiennych sieciowych, tryby pracy urządzeń, konfiguracja parametrów transmisji – regulacja obciążenia sieci. Narzędzia do integracji
9. Przykłady urządzeń dla sieci sterowania LonWorks (2 godz.)
Czujniki wielkości fizycznych, elementy sterujące urządzeniami wykonawczymi, sterowniki dedykowane, sterowniki programowalne, sterowniki pomieszczeniowe.
10. Przykłady aplikacji sterowania, obszary zastosowań (2 godz.)
Sterowanie ogrzewaniem, sterowanie oświetleniem, integracja funkcji sterowania i bezpieczeństwa, zastosowania w monitoringu liczników energii i innych nośników (ciepło, woda).
11. Poziomy sterowania (1 godz.)
Poziom obiektowy, poziom sterowników, poziom operatorski – wizualizacja stanu procesu, zarządzanie procesem, poziom nadrzędny.
12. Sposoby realizacji poziomu wizualizacji i zarządzania (1 godz.)
Współpraca poziomu obiektowego z wyższymi poziomami sterowania. Mechanizm OPC i współpraca ze standardowymi systemami klasy SCADA.
13. Tunelowanie komunikatów LON w protokole IP (1 godz.)
14. Gotowość technologii do Internetu Rzeczy dla zastosowań przemysłowych (IIoT) (1 godz.)

Ćwiczenia laboratoryjne (20h):

1. LonMaker – Narzędzie do integracji sieci sterowania na bazie technologii LonWorks – wstęp (2 godz.).
2. Procedura integracji sieci sterowania – komisjonowanie urządzeń (2 godz.).
3. Infrastruktura sieci sterowania, zarządzanie urządzeniami sieci, testowanie urządzeń (2 godz.).
4. Bloki funkcjonalne, zmienne sieciowe, wzorce kształtów programu LonMaker (2 godz.).
5. Przeglądarka zmiennych sieciowych (Browser), użytkowanie eksploratora sieci (2 godz.).
6. Powiązania logiczne zmiennych sieciowych, konfiguracja powiązań, typy transmisji zmiennych, wpływ na obciążenie sieci (2 godz.).
7. Tryby pracy urządzeń w sieci sterowania, analizator protokołu LonTalk, usługi sieciowe (2 godz.).
8. Projektowanie logicznej struktury sieci sterowania, sterowanie przepustowością sieci (2 godz.).
9. Przykład aplikacji – sterowanie temperaturą i wilgotnością (2 godz.).
10. Przykład aplikacji – sterowanie natężeniem oświetlenia i żaluzjami (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:

Ocena końcowa
1. Aby uzyskać pozytywną ocenę końcową niezbędne jest uzyskanie pozytywnej oceny z ćwiczeń laboratoryjnych (patrz poniżej) oraz zaliczenie wykładów.
Zaliczenie wykładów
1. Zaliczenie wykładu można uzyskać na podstawie obecności na wykładach lub na podstawie
kolokwium zaliczeniowego z wykładów.
2. Przy zaliczeniu wykładów na podstawie obecności dopuszcza się 2 nieobecności, w tym 1
nieusprawiedliwioną. Każda nieobecność obniża ocenę z zaliczenia wykładów o 0,5 stopnia.
3. Przy zaliczaniu wykładów na podstawie kolokwium koniecznym jest uzyskanie oceny pozytywnej.
4. Podstawowym terminem kolokwium zaliczeniowego z wykładów jest termin ostatniego wykładu.
Pierwszy termin poprawkowy kolokwium zaliczeniowego z wykładów jest ustalony na drugi tydzień po
kolokwium zaliczeniowym, drugi termin poprawkowy – na trzeci tydzień po kolokwium zaliczeniowym.
5. Do kolokwium zaliczeniowego z wykładu dopuszczani są studenci, którzy uzyskali zaliczenie ćwiczeń
laboratoryjnych.
6. Sytuacje wyjątkowe będą rozpatrywane indywidualnie.
Zaliczenie laboratorium
1. Do zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych wymagana jest obecność na zajęciach, uzyskanie pozytywnych ocen z ćwiczeń wykonywanych w ramach zajęć (oceny ze sprawozdań i odpowiedzi ustnej w przypadku wątpliwości/niejasności w sprawozdaniu) oraz kolokwiów. Ocena na zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych jest średnią ważoną ocen cząstkowych: ze sprawozdań (waga 40%) i kolokwiów (waga 60%).
2. Dopuszczalne są 3 nieobecności, w tym 1 nieusprawiedliwiona. Każda nieobecność obniża ocenę z laboratorium o 0,5 stopnia. Sytuacje wyjątkowe będą rozpatrywane indywidualnie.
3. Oceny wyrażone w skali procentowej są przeliczane na oceny w skali od 2,0 (nzal) do 5,0 (bdb) zgodnie z zasadami określonymi w §13 ust. 1 Regulaminu Studiów I i II stopnia AGH.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – 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:

Ocena końcowa
1. Aby uzyskać pozytywną ocenę końcową niezbędne jest uzyskanie pozytywnych ocen z ćwiczeń laboratoryjnych oraz z zaliczenia wykładów.
2. Obliczana jest średnia arytmetyczna z oceny z ćwiczeń laboratoryjnych i oceny z zaliczenia wykładów.
3. Obliczona średnia jest zaokrąglana 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:

Wykłady
1. Podstawowym terminem kolokwium zaliczeniowego z wykładów jest termin ostatniego wykładu.
Pierwszy termin poprawkowy kolokwium zaliczeniowego z wykładów jest ustalony na drugi tydzień po
kolokwium zaliczeniowym, drugi termin poprawkowy – na trzeci tydzień po kolokwium zaliczeniowym.

Ćwiczenia laboratoryjne
1. Do zaliczenia Laboratorium konieczne jest wykonanie wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych. Obecność na zajęciach laboratoryjnych jest obowiązkowa. Nieobecności na zajęciach i ich usprawiedliwianie są traktowane zgodnie z punktem “Warunki i sposób zaliczania poszczególnych form zajęć”.
2. Ćwiczenie, na którym student był nieobecny należy odrobić i zaliczyć najdalej do końca zajęć semestru. Student w miarę wolnych stanowisk może również odrobić nieobecność w innym terminie przedmiotu niż zgodny z jego planem zajęć.
3. Zaliczenie ćwiczeń, na których student był nieobecny i które nie zostały odrobione, polega na wykonaniu i oddaniu sprawozdań z tych ćwiczeń oraz odpowiedzi ustnej.
4. Podstawowy termin zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych odpowiada ostatniemu terminowi danego ćwiczenia laboratoryjnego. Dwa terminy poprawkowe są ustalane nie później niż 3 tygodnie przed ostatnimi zajęciami, zgodnie z Regulaminem Studiów I i II stopnia AGH.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Podstawy techniki mikrokomputerowej, podstawy programowalnych sterowników przemysłowych, podstawy programowania w językach assemblera i algorytmicznych, podstawy automatyzacji procesów technologicznych, podstawy sieci komputerowych.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. F. Tiersch, LonWorks Technology – An Introduction, LonTech Thueringen e.V.
2. LON Nutzer Organisation e. V., LonWorks Installation Handbook, VDE Verlag GmbH, Berlin
3. Praca zbiorowa pod redakcją prof. M. Nogi Sieć certyfikowanych laboratoriów oceny efektywności energetycznej i automatyki budynków, AutBudNet AGH, Krakow 2011
4. Hayduk G., Kwasnowski P.: Podręcznik INPE SEP Wprowadzenie do technologii LonWorks – Zeszyt 29 Wydawnictwo SEP-COSiW, Warszawa, 2010
5. Praca zbiorowa pod redakcją P. Kwasnowskiego: Materiały Seminarium Sieć certyfikowanych laboratoriów oceny efektywności energetycznej i automatyki budynków, AutBudNet AGH, Kraków, 2011
6. Materiały z wykładów
7. Kwasnowski P., Hayduk G.: Programy certyfikacji LonMark, w monografii: AutBudNet : sieć certyfikowanych laboratoriów oceny efektywności energetycznej i automatyki budynków: standardy – laboratoria – certyfikacja: technologia LonWorks®: PN-EN ISO/IEC 14908: praca zbiorowa / pod red. Mariana Nogi, Kraków 2011, ISBN 978-83-933483-0-5 s. 116–119
8. Kwasnowski P., Hayduk G.: Technologia LonWorks®, w monografii: AutBudNet : sieć certyfikowanych laboratoriów oceny efektywności energetycznej i automatyki budynków: standardy – laboratoria – certyfikacja: technologia LonWorks®: PN-EN ISO/IEC 14908: praca zbiorowa / pod red. Mariana Nogi, Kraków 2011, ISBN 978-83-933483-0-5 s. 24–115

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. Kwasnowski P., Hayduk G.: Programy certyfikacji LonMark, w monografii: AutBudNet : sieć certyfikowanych laboratoriów oceny efektywności energetycznej i automatyki budynków: standardy – laboratoria – certyfikacja: technologia LonWorks®: PN-EN ISO/IEC 14908: praca zbiorowa / pod red. Mariana Nogi, Kraków 2011, ISBN 978-83-933483-0-5 s. 116–119
2. Kwasnowski P., Hayduk G.: Technologia LonWorks®, w monografii: AutBudNet : sieć certyfikowanych laboratoriów oceny efektywności energetycznej i automatyki budynków: standardy – laboratoria – certyfikacja: technologia LonWorks®: PN-EN ISO/IEC 14908: praca zbiorowa / pod red. Mariana Nogi, Kraków 2011, ISBN 978-83-933483-0-5 s. 24–115
3. Hayduk G., Kwasnowski.P.: Podręcznik INPE SEP Wprowadzenie do technologii LonWorks – Zeszyt 29 Wydawnictwo SEP-COSiW, Warszawa, 2010

Informacje dodatkowe:

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 wykonaniu i oddaniu sprawozdań z tych ćwiczeń i odpowiedzi ustnej.
3. Podstawowy termin zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych odpowiada ostatniemu terminowi danego ćwiczenia laboratoryjnego. Dwa terminy poprawkowe są ustalane nie później niż 3 tygodnie przed ostatnimi zajęciami (§15 ust. 4 Regulaminu Studiów I i II stopnia AGH).
4. Podstawowym terminem kolokwium zaliczeniowego z wykładów jest termin ostatniego wykładu. Pierwszy termin poprawkowy kolokwium zaliczeniowego z wykładów jest ustalony na drugi tydzień po kolokwium zaliczeniowym, drugi termin poprawkowy – na trzeci tydzień po kolokwium zaliczeniowym.