MATERIALS: VII Semester 2010/2011
| No. |
Nastavne
jedinice |
URL |
1. |
Distribuirani
sistemi upravljanja. Arhitektura
distribuiranih sistema upravljanja i nadziranja. Centralizirana
arhitektura, distribuirana arhitektura sa pojedinačnim vezama i
distribuirana mrežna arhitektura s redudantnom komunikacijskom sabirnicom.
Komponente sistema upravljanja: lokalna procesorska jedinica (LPJ),
centralna procesorska jedinica (CPJ), operatorsko sučelje (HMI -
Human Machine Interface). Slojevita hijerarhijska arhitektura nadziranja
i upravljanja. Razine upravljanog uređaja, upravljanja pojedinačnim
funkcijama i petljama regulacije, vođenja procesa, nadzora procesa,
planiranja i analize. |
PDF |
| 2. |
Komunikacijske
mreže. Uvodna razmatranja
o komunikacijskim mrežama. Pregled i primjena komunikacijskih mreža
u industriji. Tipovi komunikacijskih mreža: LAN, MAN, WAN i Internet.
Topologije mreža i prijenosni mediji. Mrežni uređaji: koncentrator
(hub), obnovitelj (repeater), premosnik (bridge), preklopnik (switch),
usmjerenik (router), poveznik (gateway), mrežna kartica i modem.
Mrežni softver, slojevi, sučelja, protokol, fizički medij i usluge. |
PDF |
3. |
Komunikacijski protokoli i referentni modeli.
OSI referentni model i TCP/IP. Slojnost OSI modela i komunikacija.
Arhitektura mreže temeljena na OSI modelu. OSI model sa dva i tri
čvora, umrežavanje s premosnicima. OSI model u industriji. TCP protokol:
segmenti, portovi, uspostavljanje i prekidanje konekcije. IP protokol:
svojstva, struktura zaglavlja, adresiranje i fragmentiranje poruke.
ICMP, ARP, TCP, UDP protokoli. Usporedba TCP i UDP protokola. |
PDF |
4. |
Fizički
sloj OSI refrentnog modela.
Topologije i načini prijenosa. Prijenosni mediji: električki, optički
i bežični. Tipovi kabela u komunikacijskim mrežama: kabel sa upletenom
paricom (twisted pair), koaksijalni kabel i optička vlakna. Analogna
modulacija: amplitudna, frekvencijska i fazna. Base band, Carrier
band i Broadband modulacije. Tipovi digitalnih modulacija u modemskim
komunikacijama: ASK, FSK, BPSK, QPSK, QAM. Sinhronizacija i kodiranje
signala: Manchester, diferencijalni Manchester, Xerxes. |
PDF |
| 5. |
Podatkovni
sloj OSI refrentnog modela.
HDLC protokol. Podsloj okvira: formiranje okvira, otkrivanje i ispravljanje
grešaka. Postupci sinhronizacije: brojanje znakova, umetanje bitova,
umetanje znakova i narušavanje kodiranja. Kodovi otkrivanja grešaka
i kodovi ispravljanja grešaka. Hammingova udaljenost. Paritetni
bitovi, CRC (Cyclic Redudancy Check) i BCH kodiranje. Kvalitet prijenosa
podataka: Rer i Ber. Podsloj pristupa mediju: MAC pojedinačni master,
MAC prstenovi, MAC Ethernet, MAC CAN, MAC Profibus. Podsloj logičkog
upravljanja, bespojne i spojno-orijentirane usluge, upravljanje
protokom i rekonstrukcija greške. |
PDF |
6. |
Podatkovni
sloj OSI refrentnog modela - MAC protokoli. Problem
dodjeljivanja kanala i protokoli pristupa mediju. Statičko dijeljenje
kanala: TDMA; FDMA i CDMA. Protokoli sa višepokušajnim pristupom:
ALOHA, CSMA, CSMA/CD. Protokoli bez sukoba i protokoli sa ograničenim
sukobom (dinamičko dijeljenje kanala). MAC adresiranje. Međupovezivanje
mreža i virtualizacija mreža. ATM i MPLS mreže. |
PDF |
| 7. |
Bežične
komunikacije. Bežične mreže
u industrijskoj automatizaciji: mobilne ad-hoc i senzor/aktuator mreže.
Dinamičke topologije i primjena teorije grafova kod ad-hoc mreža.
Slojnost protokola senzorske mreže, energijski model senzorskog čvora,
MAC protokoli. Tehnologije bežičnog prijenosa: Bluetooth, IrDa, GPRS
(UMTS), Wireless LAN, ZigBee i UWB. Primjena bežičnih mreža u otvorenim
i zatvorenim sistemima upravljanja. Primjer: Upravljanje mobilnom
platfomom pomoću PDA Bluetooth-a. |
PDF |
8. |
Komunikacije
u realnom vremenu. Uvodna razmatranja
o RT (real-time) komunikacijskim mrežama. Sistem upravljanja u stvarnom
vremenu, Kašnjenja u komunikacijskoj mreži. Distribuiranost podataka
u RT mrežama. Sinhronizacija rada lokalnih
klokova. Primjena
proširenog Kalmanovog filtra za estimaciju
parametara potrebnih za sinhronizaciju rada lokalnih satova. Primjeri
distribuiranih sistema za rad u realnom vremenu. Master-slave i peer-to-peer
komunikacije. Difuzijski i ciklički načini prijenosa podataka. Događajni
način rada. Mješoviti prijenos podataka. RT komunikacijski model. |
PDF |
| 9. |
RT komunikacijske
mreže. Hijerarhija RT mreža.
Sabirnica polja (Fieldbus). Industrijski Ethernet, PROFIBUS PA i DP,
CAN, TTCAN, TTP i FlexRay mreže. MODBUS, RTU i ASCII protokoli. Opisi,
karakteristike i komunikacije RT mreža. Usporedba RT komunikacijskih
mreža. |
PDF |
10. |
Upravljanje
u zatvorenoj petlji preko komunikacijske mreže. Algoritmi
izbora perioda uzorkovanja više regulacijskih petlji zatvorenih preko
iste komunikacijske mreže. Primjeri sa CAN i mrežom sa putujućim zalogom.
Analiza kašnjenja u regulacijskom krugu. Problem promjenjivog komunikacijskog
kašnjenja. Metode kompenzacije utjecaja komunikacijskog kašnjenja
na ponašanje sistema upravljanja. Primjer upravljanja istosmjernim
motorom preko CAN mreže sa četiri čvora. |
PDF |
| 11. |
Sistemi
daljinskog vođenja. Osnovni
pojmovi: teleoperacija, telemanipulacija, teleoperater, daljinsko
upravljanje. Tipovi i stupnjevi teleoperacije. Vizuelna povratna veza
i upravljačka povratna veza. Problem kašnjenja u sistemima daljinskog
vođenja. Bilateralno daljinsko vođenje: koncepti pasivnosti sistema
i teleoperacije u valnom području. Analiza stabilnosti. Problem valnih
refleksija. Uklanjanje utjecaja valnih refleksija izjednačavanjem
impedancija. Filtriranje valnih varijabli. Primjer: bilateralno upravljanje
robotskim manipulatorom sa povratnom vezom po sili sa izjednačavanjem
impedancija i valnim filtrom u petlji povratne veze od slave do mastera.
|
PDF |
| 12. |
SCADA
sistemi. Sklopovska i programska
arhitektura SCADA sistema. Komunikacije i sučelja unutar SCADA sistema.
SCADA mrežne komponente i standardi. Funkcije SCADA sistema. Zaštita
SCADA sistema. OPC sučelje prema elementima polja: OPC-DA, OPC-AE,
OPC-HDA. Operatorska radna stanica. Zahtjevi na SCADA sisteme. Primjena
SCADA sistema u telemetrijskim sistemima. Wireless SCADA sistemi (Zetron). |
PDF |
| 13. |
Petrijeve
mreže. Motivacija za korištenje
Petrijevih mreža. Osnove Petrijevih mreža: definicija, struktura i
izvedbe Petrijeve mreže, graf Petrijeve mreže, označavanje Petrijeve
mreže. Pravila izvedbe Petrijeve mreže: provedba prijelaza, funkcija
slijedećeg stanja, trenutno dostupno stanje, graf stanja i stablo
dostupnosti. Svojstva Petrijeve mreže: sigurnost, ograničenost, životnost,
zastoj, dostupnost, prekrivanje, reverzibilnost, konverzacija, perzistentnost.
Modeliranje sposobnosti. Klasifikacija Petrijevih mreža: obična, vremenska,
eksponencijalna vremenska i generalizirana stohastička Petrijeva mreža. |
PDF |
14. |
Modeliranje
distribuiranih sistema Petrijevim mrežama.
Karakteristike dinamičkih sistema. Potreba za modelima Petrijevih
mreža. Postupak sinteze sistema korištenjem generalizirane stojastičke
Petrijeve mreže (GSPN). Modeliranje sistema: definiranje modela i
dekompozicija sistema, generički model, BNF gramatika za formalni
prikaz sistema. Primjer sinteze fleksibilnog proizvodnog sistema pomoću
GSPN-a. Analiza rada sistema. Funkcionalna analiza: analiza invarijantnosti
(T i P invarijantnosti) i analiza pomoću grafa prekrivanja. Analiza
performansi: analiza Markovljevim lancem i analiza simulacijom. |
PDF |
|