Distribuirani sistemi    (ETF AEI DS 4860)
 
Opće informacije
Naziv kursa Distribuirani sistemi
Oznaka (šifra) predmeta ETF AEI DS 4860
Studij ETF-B
Odsjek Automatika i elektronika
Godina 4
Semestar 8
Tip Izborni
Broj ECTS Bodova 6
Ukupno sati nastave 60
Broj sati predavanja 45
Broj sati vježbi 15
Broj sati tutorijala 0
Cilj kursa - Znanje i vještine koje treba postići student
Usvajanje osnovnih znanja o komunikacijskim mrežama i njihovoj primjeni u industrijskim komunikacijama i distribuiranim sistemima automatskog upravljanja.
Program
1. Uvod. Osnovni pojmovi o distribuiranim sistemima: definicije, nacelne strukture, primjeri primjena. Komunikacijske mreže i sucelja prema operaterima u distribuiranim sistemima upravljanja.

2. Arhitektura distribuiranih sistema upravljanja i nadziranja. Centralizirana arhitektura, distribuirane arhitekture sa pojedinacnim vezama i sa redudantnom komunikacijskom sabirnicom. Komponente sistema upravljanja. Slojevita hijerarhijska arhitektura nadziranja i upravljanja.

3. Komunikacijske mreže. Pregled i primjena komunikacijskih mreža u industriji. Tipovi komunikacijskih mreža. Topologije mreža i prijenosni mediji. Mrežni uredaji i mrežni softver.

4. Komunikacijski protokoli i referentni modeli. OSI referentni model i TCP/IP. ICMP, ARP, TCP, UDP protokoli. OSI model sa dva i tri cvora, umrežavanje s premosnicima. Usporedba OSI i TCP/IP/UDP protokola.

5. Fizicki sloj OSI refrentnog modela. Topologije i nacini prijenosa. Prijenosni mediji. Analogni i digitalni postupci modulacije. ASK, FSK, BPSK, QPSK i QAM digitalni modulacijski postupci. Sinhronizacija i kodiranje signala.

6. Podatkovni sloj OSI refrentnog modela. Podsloj okvira: formiranje okvira, otkrivanje i ispravljanje grešaka. Kodovi otkrivanja grešaka i kodovi ispravljanja grešaka. Hammingova udaljenost. Paritetni bitovi, CRC i BCH kodiranje, Problem dodjeljivanja kanala i protokoli sa višepokušajnim pristupom: ALOHA, CSMA, CSMA/CD, MAC.

7. Bežicne komunikacije. Prijenosni mediji u bežicnim komunikacijama. Tehnologije bežicnog prijenosa: Bluetooth, Wireless LAN, ZigBee i UWB. Primjeri otvorenih i zatvorenih sistema upravljanja temeljenih na bežicnim komunikacijama.

8. Distribuirani sistemi upravljanja. Višeprocesorske arhitekture. CORBA: karakteristike, struktura aplikacije, standardi objekti. ORB komunikacija. CORBA konfiguracija i distribuirani protokoli (Inter-ORB) za CAN mrežu. Primjer distribuiranog sistema upravljanja sa CAN mrežom i Inter-ORB komunikacijom.

9. Komunikacije u realnom vremenu. Uvodna razmatranja o RT komunikacijskim mrežama. Distribuiranost podataka u RT mrežama. Primjeri distribuiranih sistema za rad u realnom vremenu. Difuzijski, ciklicki i mješoviti nacini prijenosa podataka. Dogadajni nacin rada.

10. Real-time komunikacijske mreže. RT komunikacijski model. MODBUS, RTU i ASCII protokoli. Najvažnije RT komunikacijske mreže: PROFIBUS, PROFINET, PROFINET CBA, CAN, TTCAN, TTP i FlexRay. Usporedba RT komunikacijskih mreža.

11. Sinhronizacija rada lokalnih satova cvorova komunikacijske mreže. Primjena Kalmanovog filtra za estimaciju parametara sinhronizacijskog procesa. Izbor vremena uzorkovanja više regulacijskih petlji. Uzorkovanje na mreži s prosljedivanjem zaloga. Uzorkovanje u CAN mreži. Analiza utjecaja vremena uzorkovanja na upravljacke performanse sistema upravljanja preko komunikacijske mreže.

12. Upravljanje u zatvorenoj petlji preko komunikacijske mreže. Analiza kašnjenja u regulacijskom krugu. Problem promjenjivog komunikacijskog kašnjenja. Metode kompenzacije utjecaja komunikacijskog kašnjenja na ponašanje sistema upravljanja. SERCOS sucelje za upravljanje pokretnim objektima. Primjer sistema upravljanja preko CAN mreže.

13. SCADA sistemi. Sklopovska i programska arhitektura. Komunikacije i sucelja unutar SCADA sistema. SCADA mrežne komponente i standardi. Zaštita SCADA sistema. Primjena SCADA sistema u telemetrijskim sistemima. Wireless SCADA sistemi (Zetron).
Literatura
Obavezna literatura 1. Bilješke i slajdovi s predavanja (moci ce se preuzeti na web siteu Fakulteta).

2. Mahalik, N.P. (2005). Fieldbus Technologies: Industrial Network Standards for Real-Time Distributed Control, Springer Verlag, Berlin, Germany.

3. Garzia, A.L. & Widjaja, I. (2003). Communication Networks, McGraw, New York, USA.
Dopunska 1. Zurawski, R. (2005). The Industrial Communication Technology Handbook, CRC Press, Boca Raton, USA.
Dopunska literatura
Didaktičke metode
Predavanja, laboratorijske vježbe, seminari.
Način provjere znanja
Sudjelovanje u nastavi (10%), rad u laboratoriji (20%), seminar (50%), završni ispit (20%).
Napomene