Системи і мережі передавання даних
Спеціальність: Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології
Код дисципліни: 6.174.00.O.024
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології
Лектор: Професор, д.т.н. Матіко Федір Дмитрович
Семестр: 4 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у студентів компетентностей:
загальних:
КЗ 1. Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях.
КЗ 4. Навички використання інформаційних і комунікаційних технологій.
КЗ 10. Здатність усвідомлювати необхідність навчання впродовж усього життя з метою поглиблення набутих та здобуття нових фахових знань.
фахових:
КС 5. Здатність обґрунтовувати вибір технічних засобів автоматизації на основі розуміння принципів їх роботи, аналізу їх властивостей, призначення і технічних характеристик з урахуванням вимог до системи автоматизації і експлуатаційних умов; налагоджувати технічні засоби автоматизації та системи керування.
КС 7. Здатність обґрунтовувати вибір технічної структури та вміти розробляти прикладне програмне забезпечення для мікропроцесорних систем керування на базі локальних засобів автоматизації, промислових логічних контролерів та програмованих логічних матриць і сигнальних процесорів.
КС 9. Здатність вільно користуватися сучасними комп’ютерними та інформаційними технологіями для вирішення професійних завдань, програмувати та використовувати прикладні та спеціалізовані комп’ютерно-інтегровані середовища для вирішення задач автоматизації.
ФКС3.2. Здатність розробляти системи автоматизації процесів життєзабезпечення на базі сучасних мікропроцесорних засобів, мережевих технологій.
ФКС3.3. Здатність інтегрувати системи автоматизації в локальні та глобальні інформаційні мережі на основі принципів інформаційної безпеки таких систем.
ФКС1.4. Здатність розробляти системи автоматизації технологічних процесів, вбудовані системи автоматики на базі мікроконтролерів та промислових мікропроцесорних контролерів, мережевих технологій та комп'ютерно-інтегрованих комплексів із врахуванням принципів кібербезпеки таких систем.
ФКС2.4. Здатність застосовувати сучасні технології програмування систем керування роботизованими комплексами та розроблення систем їх диспетчеризації з врахуванням принципів кібербезпеки таких систем.
Результати навчання: ПР 5. Знати основи сучасних технологій та протоколів обміну даними в системах автоматизації, інформаційних технологій для інтегрування систем автоматизації в локальні та глобальні інформаційні мережі на основі принципів інформаційної безпеки таких систем.
ПР 6. Вміти застосовувати сучасні інформаційні технології та мати навички розробляти алгоритми та комп’ютерні програми з використанням мов високого рівня та технологій об'єктно-орієнтованого програмування, створювати бази даних та використовувати інтернет-ресурси.
ПР 10. Вміти проектувати багаторівневі системи керування і збору даних для формування бази параметрів процесу та їх візуалізації за допомогою засобів людино-машинного інтерфейсу, використовуючи новітні комп'ютерно-інтегровані технології.
ПР 11. Вміти обґрунтовувати вибір структури та розробляти прикладне програмне забезпечення для мікропроцесорних систем управління на базі локальних засобів автоматизації, промислових логічних контролерів та програмованих логічних матриць і сигнальних процесорів.
ФПР 3.3. Вміти інтегрувати системи автоматизації в локальні та глобальні інформаційні мережі на основі принципів інформаційної безпеки таких систем.
ФПР 1.4. Вміти розробляти системи автоматизації технологічних процесів, вбудовані системи автоматики на базі мікроконтролерів та промислових мікропроцесорних контролерів, мережевих технологій та комп'ютерно-інтегрованих комплексів із врахуванням принципів кібербезпеки таких систем.
ФПР 2.4. Вміти застосовувати сучасні технології програмування систем керування роботизованими комплексами та розроблення систем їх диспетчеризації з врахуванням принципів кібербезпеки таких систем.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: пререквізити:
- Комп’ютерні технології та програмування
- Основи автоматики та автоматизації
- Теорія інформації
кореквізити:
- Мікропроцесорна техніка
- Бази даних систем автоматизації
- Мікропроцесорні програмні засоби автоматизації
Короткий зміст навчальної програми: Вивчення принципів роботи локальних мереж, методів та засобів фізичної та логічної структуризації мереж, методів комутації та методів доступу до середовища передавання даних, методів кодування інформації. Сучасні технології для побудови LAN (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Token Ring). Реалізація міжмережевої взаємодії засобами ТСР/ІР, адресація в ІР-мережах. Особливої уваги надано вивченню технологій та протоколів, що застосовуються в промислових мережах систем автоматизації хімічних виробництв. Розглянуто протоколи AS-I, MODBUS, HART, Profibus-FMS, DP, PA, а також особливості застосування технології Industrial Ethernet в промислових інформаційних мережах. Надано приклади застосування мережевих протоколів та типових мережевих пристроїв відомих світових виробників для реалізації автоматизованих систем керування.
Опис: Історія розвитку та класифікація промислових та комп’ютерних мереж. Архітектурні принципи побудови цифрових мереж. Основні мережеві технології. Технологія Ethernet, як приклад мережевої технології з комутацією пакетів. Метод доступу CSMA/CD. Модифікації Ethernet. Основні протоколи інформаційних мереж. Протокольний стек ТСР/ІР. Адресація в ІР-мережах: типи адрес ТСР/ІР. Промислові мережі та протоколи
Огляд промислових мереж, загальна характеристика.
Промислові мережі польового рівня AS-I, MODBUS, HART.
Промислові мережі польового рівня Profibus-FMS, DP, PA.
Застосування технології Ethernet в промислових інформаційних мережах, Industrial Ethernet.
Методи та критерії оцінювання: - усне опитування студентів на лекціях та лабораторних заняттях;
- перевірка письмових робіт (захист звітів до лабораторних занять, КР).
Критерії оцінювання результатів навчання: - письмові звіти з лабораторних робіт, усне опитування (40%);
- виконання та захист контрольної роботи (60%).
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: 1. Промислові мережі та інтеграційні технології в автоматизованих системах: Навчальний посібник. – Вид-во «Ліра-К», 2011. – 552 с.
2. Industrial Communication. Каталог ІК РІ. – SIEMENS, 2012. – 715 c.
3. Буров Є. Комп'ютерні мережі. 2-е оновлене і доповн. видання. Львів: БаК, 2006. – 584 с.
4. Bogdan M. Wilamowski, J. David Irwin. Industrial communication systems. The Industrial Electronics Handbook, Second Edition. CRC Press, 2015. 909 pages.
5. Andrew S. Tanenbaum, David J. Wetherall. Computer networks. 5-th Edition. - Pearson, Boston, Massachusetts, 2011. 962 p.
6. Olivier Hersent, David Boswarthick, Omar Elloumi. The Internet of Things: Key Applications and Protocols. John Wiley & Sons Ltd, 2015. – 337 pages
7. Richard Zurawski. Industrial Communication Technology Handbook. Second Edition. CRC Press, 2015. – 1722 pages.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).