Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (S2)

Sylabus przedmiotu Przemysłowe sieci komunikacyjne czasu rzeczywistego:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Automatyka i robotyka
Forma studiów studia stacjonarne Poziom drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta magister inżynier
Obszary studiów nauk technicznych, studiów inżynierskich
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Przemysłowe sieci komunikacyjne czasu rzeczywistego
Specjalność Systemy sterowania procesami przemysłowymi
Jednostka prowadząca Katedra Automatyki Przemysłowej i Robotyki
Nauczyciel odpowiedzialny Krzysztof Pietrusewicz <Krzysztof.Pietrusewicz@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele
ECTS (planowane) 2,0 ECTS (formy) 2,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW2 15 1,00,40zaliczenie
laboratoriaL2 15 0,50,30zaliczenie
projektyP2 15 0,50,30zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Wiedza z: matematyki, informatyki, podstaw automatyki, techniki mikroprocesorowej, cyfrowego przetwarzania sygnałów, komunikacji w przemysłowych systemach sterowania.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Nauczenie studentów i zaznajomienie z zagadnieniami związanymi z praktyczną implementacją w przemysłowych systemach sterowania protokołów komunikacyjnych, wykorzystujących technologię przemysłowego Ethernetu w reżymie czasu rzeczywistego.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Architektura rozproszonego układu sterowania z wykorzystaniem protokołu Ethernet Powerlink (rozproszone stacje wejść/wyjść procesowych).3
T-L-2Cykliczna komunikacja Ethernet Powerlink z procesorem serwonapędu silnika PMSM.9
T-L-3iCN (Intelligent Controlled Node) w sieciach Ethernet Powerlink.3
15
projekty
T-P-1Opracowanie projektu stanowiska diagnostycznego sieci przemysłowej Ethernet Powerlink z użyciem modułu sprzętowego analizatora sieci oraz optymalizacja parametrów komunikacji isochronicznej oraz asynchronicznej pod kątem ilości oraz typu przesyłanych danych.15
15
wykłady
T-W-1Wprowadzenie. Zastosowanie układów FPGA w przemyśle (aplikacje przetwarzania sygnałów, wspomaganie sprzętowe obliczeń numerycznych, przetwarzanie obrazu w systemach wizyjnych maszyn).3
T-W-2Przemysłowe sieci komunikacyjne spełniające wymaganie czasu rzeczywistego – przegląd rozwiązań.2
T-W-3CAN in Automation. Omówienie standardu, dokumentacji, specyfikacji.2
T-W-4Struktura warstwowa sieci Ethernet Powerlink.2
T-W-5Implementacja stacji podrzędnej sieci Ethernet Powerlink z zastosowaniem układów FPGA.2
T-W-6Procesor komunikacyjny a procesor aplikacyjny – możliwe rozwiązania.3
T-W-7Analiza komunikacji w sieciach Ethernet Powerlink – narzędzia sprzętowe i programowe.1
15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Udział w zajęciach laboratoryjnych15
15
projekty
A-P-1Realizacja projektu10
A-P-2Opracowanie raportu5
15
wykłady
A-W-1Zapoznanie z materiałami dostępnymi w Internecie15
A-W-2Udział w zajęciach15
30

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład informacyjny
M-2Wykład problemowy
M-3Metoda przypadków
M-4Pokaz
M-5Ćwiczenia laboratoryjne
M-6Metoda projektów

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: Ocena wystawiana w trakcie zajęć laboratoryjnych na podstawie pisemnych prac zaliczeniowych oraz aktywności podczas zajęć.
S-2Ocena formująca: Ocena wystawiana na podstawie pisemnego raportu z realizacji projektu.
S-3Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na podstawie pisemnego zaliczenia końcowego.

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
AR_2A_C14_W01
Ma poszerzoną i ugruntowaną wiedzę z zakresu programowalnych urządzeń automatyki oraz metod projektowania układów sterowania złożonymi procesami technologicznymi, wykorzystującymi te urządzenia, zna trendy rozwojowe z nimi związane, zna zaawansowane przyrządy i systemy kontrolno-pomiarowe, komunikujące się w deterministycznych sieciach o wysokiej przepustowości, w tym również systemy wizyjne, stosowane w przemyśle.
AR_2A_W05, AR_2A_W08T2A_W02, T2A_W03, T2A_W05, T2A_W07C-1T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7M-1, M-2, M-3, M-4S-3

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
AR_2A_C14_U01
Potrafi wybrać, skonfigurować i uruchomić system sterowania złożonym procesem technologicznym wykorzystujący programowalne urządzenia automatyki z interfejsem komunikacyjnym bazującym na Ethernecie przemysłowym czasu rzeczywistego, umie ocenić przydatność w aplikacji najnowszych rozwiązań w tej dziedzinie.
AR_2A_U05T2A_U15, T2A_U16, T2A_U17, T2A_U18, T2A_U19C-1T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-P-1M-5, M-6S-1, S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
AR_2A_C14_W01
Ma poszerzoną i ugruntowaną wiedzę z zakresu programowalnych urządzeń automatyki oraz metod projektowania układów sterowania złożonymi procesami technologicznymi, wykorzystującymi te urządzenia, zna trendy rozwojowe z nimi związane, zna zaawansowane przyrządy i systemy kontrolno-pomiarowe, komunikujące się w deterministycznych sieciach o wysokiej przepustowości, w tym również systemy wizyjne, stosowane w przemyśle.
2,0
3,0Ma ugruntowaną wiedzę z zakresu programowalnych urządzeń automatyki oraz metod projektowania układów sterowania złożonymi procesami technologicznymi, wykorzystującymi te urządzenia, zna trendy rozwojowe z nimi związane, zna zaawansowane przyrządy i systemy kontrolno-pomiarowe, komunikujące się w deterministycznych sieciach o wysokiej przepustowości, w tym również systemy wizyjne, stosowane w przemyśle.
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
AR_2A_C14_U01
Potrafi wybrać, skonfigurować i uruchomić system sterowania złożonym procesem technologicznym wykorzystujący programowalne urządzenia automatyki z interfejsem komunikacyjnym bazującym na Ethernecie przemysłowym czasu rzeczywistego, umie ocenić przydatność w aplikacji najnowszych rozwiązań w tej dziedzinie.
2,0
3,0Potrafi wybrać, skonfigurować i uruchomić system sterowania złożonym procesem technologicznym, wykorzystujący programowalne urządzenia automatyki z interfejsem komunikacyjnym w standardzie Ethernet przemysłowy. Umie ocenić przydatność w aplikacji współczesnych rozwiązań w tej dziedzinie.
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. Materiały szkoleniowe kursu "Ethernet Powerlink Slave Implementation", 2012
  2. Strony internetowe poświęcone protokołowi Ethernet Powerlink, 2012, http://www.ethernet-powerlink.org/
  3. Strony internetowe poświęcone protokołowi EtherCAT, 2012, http://www.ethercat.org/
  4. Pietrusewicz K., Dworak P., Programowalne sterowniki automatyki PAC, NAKOM, Poznań, 2007, I

Literatura dodatkowa

  1. Bernecker & Rainer, Siemens, BEckhoff, Bosch Rexroth, Strony internetowe producentów systemów automatyki, 2011

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Architektura rozproszonego układu sterowania z wykorzystaniem protokołu Ethernet Powerlink (rozproszone stacje wejść/wyjść procesowych).3
T-L-2Cykliczna komunikacja Ethernet Powerlink z procesorem serwonapędu silnika PMSM.9
T-L-3iCN (Intelligent Controlled Node) w sieciach Ethernet Powerlink.3
15

Treści programowe - projekty

KODTreść programowaGodziny
T-P-1Opracowanie projektu stanowiska diagnostycznego sieci przemysłowej Ethernet Powerlink z użyciem modułu sprzętowego analizatora sieci oraz optymalizacja parametrów komunikacji isochronicznej oraz asynchronicznej pod kątem ilości oraz typu przesyłanych danych.15
15

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Wprowadzenie. Zastosowanie układów FPGA w przemyśle (aplikacje przetwarzania sygnałów, wspomaganie sprzętowe obliczeń numerycznych, przetwarzanie obrazu w systemach wizyjnych maszyn).3
T-W-2Przemysłowe sieci komunikacyjne spełniające wymaganie czasu rzeczywistego – przegląd rozwiązań.2
T-W-3CAN in Automation. Omówienie standardu, dokumentacji, specyfikacji.2
T-W-4Struktura warstwowa sieci Ethernet Powerlink.2
T-W-5Implementacja stacji podrzędnej sieci Ethernet Powerlink z zastosowaniem układów FPGA.2
T-W-6Procesor komunikacyjny a procesor aplikacyjny – możliwe rozwiązania.3
T-W-7Analiza komunikacji w sieciach Ethernet Powerlink – narzędzia sprzętowe i programowe.1
15

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Udział w zajęciach laboratoryjnych15
15
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - projekty

KODForma aktywnościGodziny
A-P-1Realizacja projektu10
A-P-2Opracowanie raportu5
15
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Zapoznanie z materiałami dostępnymi w Internecie15
A-W-2Udział w zajęciach15
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaAR_2A_C14_W01Ma poszerzoną i ugruntowaną wiedzę z zakresu programowalnych urządzeń automatyki oraz metod projektowania układów sterowania złożonymi procesami technologicznymi, wykorzystującymi te urządzenia, zna trendy rozwojowe z nimi związane, zna zaawansowane przyrządy i systemy kontrolno-pomiarowe, komunikujące się w deterministycznych sieciach o wysokiej przepustowości, w tym również systemy wizyjne, stosowane w przemyśle.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_2A_W05Ma poszerzoną i ugruntowaną wiedzę z zakresu programowalnych urządzeń automatyki oraz metod projektowania układów sterowania złożonymi procesami technologicznymi wykorzystującymi te urządzenia, oraz zna ich trendy rozwojowe.
AR_2A_W08Zna zaawansowane przyrządy i systemy pomiarowe, w tym systemy wizyjne.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_W02ma szczegółową wiedzę w zakresie kierunków studiów powiązanych ze studiowanym kierunkiem studiów
T2A_W03ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną obejmującą kluczowe zagadnienia z zakresu studiowanego kierunku studiów
T2A_W05ma wiedzę o trendach rozwojowych i najistotniejszych nowych osiągnięciach z zakresu dziedzin nauki i dyscyplin naukowych, właściwych dla studiowanego kierunku studiów i pokrewnych dyscyplin naukowych
T2A_W07zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu złożonych zadań inżynierskich z zakresu studiowanego kierunku studiów
Cel przedmiotuC-1Nauczenie studentów i zaznajomienie z zagadnieniami związanymi z praktyczną implementacją w przemysłowych systemach sterowania protokołów komunikacyjnych, wykorzystujących technologię przemysłowego Ethernetu w reżymie czasu rzeczywistego.
Treści programoweT-W-1Wprowadzenie. Zastosowanie układów FPGA w przemyśle (aplikacje przetwarzania sygnałów, wspomaganie sprzętowe obliczeń numerycznych, przetwarzanie obrazu w systemach wizyjnych maszyn).
T-W-2Przemysłowe sieci komunikacyjne spełniające wymaganie czasu rzeczywistego – przegląd rozwiązań.
T-W-3CAN in Automation. Omówienie standardu, dokumentacji, specyfikacji.
T-W-4Struktura warstwowa sieci Ethernet Powerlink.
T-W-5Implementacja stacji podrzędnej sieci Ethernet Powerlink z zastosowaniem układów FPGA.
T-W-6Procesor komunikacyjny a procesor aplikacyjny – możliwe rozwiązania.
T-W-7Analiza komunikacji w sieciach Ethernet Powerlink – narzędzia sprzętowe i programowe.
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny
M-2Wykład problemowy
M-3Metoda przypadków
M-4Pokaz
Sposób ocenyS-3Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na podstawie pisemnego zaliczenia końcowego.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Ma ugruntowaną wiedzę z zakresu programowalnych urządzeń automatyki oraz metod projektowania układów sterowania złożonymi procesami technologicznymi, wykorzystującymi te urządzenia, zna trendy rozwojowe z nimi związane, zna zaawansowane przyrządy i systemy kontrolno-pomiarowe, komunikujące się w deterministycznych sieciach o wysokiej przepustowości, w tym również systemy wizyjne, stosowane w przemyśle.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaAR_2A_C14_U01Potrafi wybrać, skonfigurować i uruchomić system sterowania złożonym procesem technologicznym wykorzystujący programowalne urządzenia automatyki z interfejsem komunikacyjnym bazującym na Ethernecie przemysłowym czasu rzeczywistego, umie ocenić przydatność w aplikacji najnowszych rozwiązań w tej dziedzinie.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_2A_U05Potrafi wybrać, skonfigurować i uruchomić system sterowania złożonym procesem technologicznym wykorzystujący programowalne urządzenia automatyki, umie ocenić przydatność nowych rozwiązań w tej dziedzinie.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_U15potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania i ocenić - zwłaszcza w powiązaniu ze studiowanym kierunkiem studiów - istniejące rozwiązania techniczne, w szczególności urządzenia, obiekty, systemy, procesy, usługi
T2A_U16potrafi zaproponować ulepszenia (usprawnienia) istniejących rozwiązań technicznych
T2A_U17potrafi dokonać identyfikacji i sformułować specyfikację złożonych zadań inżynierskich, charakterystycznych dla studiowanego kierunku studiów, w tym zadań nietypowych, uwzględniając ich aspekty pozatechniczne
T2A_U18potrafi ocenić przydatność metod i narzędzi służących do rozwiązania zadania inżynierskiego, charakterystycznego dla studiowanego kierunku studiów, w tym dostrzec ograniczenia tych metod i narzędzi; potrafi - stosując także koncepcyjnie nowe metody - rozwiązywać złożone zadania inżynierskie, charakterystyczne dla studiowanego kierunku studiów, w tym zadania nietypowe oraz zadania zawierające komponent badawczy
T2A_U19potrafi - zgodnie z zadaną specyfikacją, uwzględniającą aspekty pozatechniczne - zaprojektować złożone urządzenie, obiekt, system lub proces, związane z zakresem studiowanego kierunku studiów, oraz zrealizować ten projekt - co najmniej w części - używając właściwych metod, technik i narzędzi, w tym przystosowując do tego celu istniejące lub opracowując nowe narzędzia
Cel przedmiotuC-1Nauczenie studentów i zaznajomienie z zagadnieniami związanymi z praktyczną implementacją w przemysłowych systemach sterowania protokołów komunikacyjnych, wykorzystujących technologię przemysłowego Ethernetu w reżymie czasu rzeczywistego.
Treści programoweT-L-1Architektura rozproszonego układu sterowania z wykorzystaniem protokołu Ethernet Powerlink (rozproszone stacje wejść/wyjść procesowych).
T-L-2Cykliczna komunikacja Ethernet Powerlink z procesorem serwonapędu silnika PMSM.
T-L-3iCN (Intelligent Controlled Node) w sieciach Ethernet Powerlink.
T-P-1Opracowanie projektu stanowiska diagnostycznego sieci przemysłowej Ethernet Powerlink z użyciem modułu sprzętowego analizatora sieci oraz optymalizacja parametrów komunikacji isochronicznej oraz asynchronicznej pod kątem ilości oraz typu przesyłanych danych.
Metody nauczaniaM-5Ćwiczenia laboratoryjne
M-6Metoda projektów
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Ocena wystawiana w trakcie zajęć laboratoryjnych na podstawie pisemnych prac zaliczeniowych oraz aktywności podczas zajęć.
S-2Ocena formująca: Ocena wystawiana na podstawie pisemnego raportu z realizacji projektu.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Potrafi wybrać, skonfigurować i uruchomić system sterowania złożonym procesem technologicznym, wykorzystujący programowalne urządzenia automatyki z interfejsem komunikacyjnym w standardzie Ethernet przemysłowy. Umie ocenić przydatność w aplikacji współczesnych rozwiązań w tej dziedzinie.
3,5
4,0
4,5
5,0