Intro "Промислові мережі та інтеграційні...

Промислові мережі та інтеграційні технології

Вступ (лятий-травень 2015)

реюстраціѐ fieldbus_book@ukr.net

автор і лектор: Олександр Пупена (pupena_san@ukr.net) зворотній зв’ѐзок по курсу: Інтернет-форум АСУ в Україні (www.asu.in.ua)

23.02.2015 NET - ВСТУП pupena_san@ukr.net 1

Про автора

23.02.2015 NET - ВСТУП pupena_san@ukr.net 2

Пупена Олександр Миколайович

доцент кафедри

Інтегрованих автоматизованих систем управліннѐ (ІАСУ)

Національного університету харчових технологій (НУХТ)

pupena_san@ukr.net

www.asu.in.ua

https://www.facebook.com/groups/asu.in.ua/

Про кафедру

23.02.2015 NET - ВСТУП pupena_san@ukr.net 3

Інтегрованих автоматизованих систем управліннѐ (ІАСУ)

Автоматизаціѐ процесів управліннѐ (АПУ)

Лабораторіѐ мікропроцесорної техніки Шнейдер Електрик (A-532)

Лабораторіѐ мікропроцесорної

техніки VIPA (A-531) Лабораторіѐ мікропроцесорної

техніки Mitsubishi (A-426)

Про кафедру

23.02.2015 NET - ВСТУП pupena_san@ukr.net 4

Інтегрованих автоматизованих систем управліннѐ (ІАСУ)

Автоматизаціѐ процесів управліннѐ (АПУ)

Лабораторіѐ технічних засобів

автоматизації (A-418)

Лабораторіѐ технологічних

вимірявань (A-419)

Про курс

23.02.2015 NET - ВСТУП pupena_san@ukr.net 5

- старт: кінець лятого 2015 або початок березнѐ - місце проведеннѐ: НУХТ (м.Київ, Володимирська 68, корпус А, аудиторіѐ

уточняютьсѐ) - курс безкоштовний (необхідна реюстраціѐ, запит надсилайте на

fieldbus_book@ukr.net ); - мова – українська; - контроль знань не проводитьсѐ, сертифікати не видаятьсѐ - лекційні занѐттѐ - один раз на тиждень, лабораторні не плануятьсѐ - курс авторський, розроблений з 2004 (був частиноя дисципліни ПКІС),

постійно оновляютьсѐ (останню оновленнѐ 2015 року); - офіційний курс з такоя назвоя стартував у НУХТ з 2011:

- лекційні занѐттѐ - лабораторні занѐттѐ

- навчальні матеріали http://asu.in.ua/viewforum.php?f=24 - консультації http://asu.in.ua/viewforum.php?f=194

Двосторонню погодженнѐ

23.02.2015 NET - ВСТУП pupena_san@ukr.net 6

Якщо ви прийшли на курс «Промислові мережі та інтеграційні технології»

Ви погоджуютесѐ з тим, що:

- Ви приймаюте цей лекційний курс таким ѐк він ю;

- ѐкщо Ви пропустили занѐттѐ, перед відвідуваннѐм нової лекції, Ви його

прослуховуюте;

- процес навчаннѐ ю двостороннім, і Ви можете внести свої знаннѐ в

загальну скарбничку;

- ви зробите оцінку даному курсу (критика, побажаннѐ) в індивідуальному

або загальному порѐдку (електронний лист, форуми, соц. мережі);

- лектор НЕ все знаю а отже МОЖЕ помилѐтисѐ, Ви можете його

виправити;

- Ви НЕ все знаюте а отже теж МОЖЕТЕ помилѐтисѐ

Змістові модулі (1)

23.02.2015 NET - ВСТУП pupena_san@ukr.net 7

Змістовий модуль 1. "Основи функціонуваннѐ промислових мереж”. Тема 1. Загальні властивості промислових мереж. Призначеннѐ ІАСУ, види інтеграції, призначеннѐ мереж, вузли мереж. Визначеннѐ, градаціѐ, функції, вимоги, стандарти промислових мереж. Промислові мережі в контексті моделі OSI. Основні робочі характеристики. Сервіси прикладного, канального, фізичного, мережного та транспортного рівнів. (Тема «розмивається» по всьому курсу) Тема 2. Реалізаціѐ фізичного рівнѐ промислових мереж. Загальні положеннѐ. Задачі фізичного рівнѐ. Середовище і способи длѐ передачі даних. Кодуваннѐ інформації. Синхронізаціѐ, символьна передача. Стандартні промислові інтерфейси. Інтерфейс RS-232. Інтерфейс RS-422. Інтерфейс RS-485. Вирішеннѐ апаратної сумісності пристроїв з різними інтерфейсами. Символьний безпротокольний зв’ѐзок. Тема 3. Мережі MODBUS. Modbus в контексті моделі OSI. Організаціѐ прикладного рівнѐ. Протокол MBAP. Modbus ASCII та RTU. Розрахунок продуктивності шини в Modbus RTU. Modbus/TCP. Шлязуваннѐ. Тема 4. Промисловий ETHERNET та TCP/IP. Мережі Ethernet. Загальні понѐттѐ. Структура кадру. Протоколи IP, ARP, BOOTP та DHCP. Методика NAT-транслѐції. Протоколи ТСР та UDP, модель сокетів. Промисловий Ethernet. Real Time Ethernet (RTE). (Тема розглядається з точки зору програмувальника АСУТП а не спеціаліста з комп’ютерних мереж).

Змістові модулі (2)

23.02.2015 NET - ВСТУП pupena_san@ukr.net 8

Змістовий модуль 2. "Використаннѐ промислових мереж длѐ систем з розподіленоя периферіюя".

Тема 1. Мережі PROFIBUS. Архітектура PROFIBUS в контексті моделі OSI. Базові принципи функціонуваннѐ PROFIBUS DP. Фізичний рівень PROFIBUS DP. Базові функції DP V0. Циклічний обмін даними процесу. Конфігураціѐ та ініціалізаціѐ мережі. Тема 2. Мережі CAN та CANOpen. Протоколи Bosh CAN та ISO 11898. Архітектура CANOpen в контексті моделі OSI. Базові принципи функціонуваннѐ NMT, PDO. Способи передачі PDO. Об’юкт SYNC. Сервіси Nodeguard та Heartbeat. Словник об’юктів. Сервіси SDO. Система профілів та принципи конфігуруваннѐ. Тема 3. Профіляваннѐ та технології інтегруваннѐ польових пристроїв (NEW 2015). Понѐттѐ та необхідність профіляваннѐ. Інтеграціѐ за допомогоя EDD,FDT,GSD,EDS. Особливості використаннѐ. Тема 4. Комунікаційна архітектура длѐ електроприводів. Загальні підходи до управліннѐ електроприводами з використаннѐм промислових мереж. Профіль PROFIDRIVE. Профіль CiA 402.

Змістові модулі (3)

23.02.2015 NET - ВСТУП pupena_san@ukr.net 9

Змістовий модуль 3. "Відкриті технології програмної інтеграції" Тема 1. Загальний оглѐд інтеграційних технологій в ІАСУ. Функції та проблеми інтеграції. Міжпроцесна взаюмодіѐ у Windows. Загальний оглѐд стандартних технологій міжпрограмної взаюмодії: DDE, COM/ActiveX, XML/SOAP (NEW 2015). (Тема розглядається з точки зору програмувальника АСУТП а не програмувальника додатків Winodws). Тема 2. Технологіѐ ОРС. Передумови виникненнѐ. Основні специфікації. Загальні концепції та принципи функціонуваннѐ OPC DA. Порѐдок доступу до даних (читаннѐ/запис). Організаціѐ віддаленого зв’ѐзку по ОРС. OPC UA (NEW 2015). Область застосуваннѐ технології. (Тема розглядається з точки зору програмувальника АСУТП а не програмувальника додатків Winodws). Тема 3. Відкриті технології доступу до баз даних. Області використаннѐ баз даних в ІАСУ та проблеми доступу. Основні концепції використаннѐ відкритих стандартів доступу до БД. Використаннѐ SQL, ODBC та OLE DB/ADO/ADO.NET. Особливості проектуваннѐ ІАСУ з БД. (Тема розглядається з точки зору програмувальника АСУТП а не програмувальника додатків Winodws).

Не увійшло в курс…

23.02.2015 NET - ВСТУП pupena_san@ukr.net 10

- дуже багато (практично всі ) протоколів промислових мереж

- принципи функціонуваннѐ бездротових мереж (Wireless)

- оптоволоконні комунікації

- основи кібер-захисту (Cyber Security)

- основи функціонуваннѐ протоколів функціональної безпеки (Safety-розширеннѐ)

- принципи функціонуваннѐ протоколів віддаленої диспетчеризації (DNP3. IEC…)

- модемний зв’ѐзок (вклячно GSM/GPRS/3G/4G)

- WEB-технології (http, ftp, html, XML…)

- комп’ятерні мережі, окрім того, що розглѐнуто в промисловому Ethernet

- …

Вхідний мінімум

23.02.2015 NET - ВСТУП pupena_san@ukr.net 11

- знаннѐ базових функцій структури систем АСУТП на базі SCADA+PLC або DCS;

- знаннѐ основ інформатики та програмуваннѐ(біти, байти, типи даних, логічні функції,

системи численнѐ)

- основи електроніки в обсѐгах базового курсу школи фізики (понѐттѐ напруги, струму,

опору, тощо)

Не так вже й багато, чи не так!?

Література длѐ додаткового вивченнѐ (1)

23.02.2015 NET - ВСТУП pupena_san@ukr.net 12

1. Пупена О.М. Промислові мережі та інтеграційні технології в автоматизованих системах: Навчальний посібник./ О.М. Пупена, І.В.Ельперін, Н.М.Луцька, А.П.Ладаняк – К.: Вид-во "Ліра-К", 2011. – 552 с. 2. Промислові мережі та інтеграційні технології: курс лекцій длѐ студ. напрѐму 6.050202 «Автоматизаціѐ та комп’ятерно-інтегровані технології» денної та заочної форм навчаннѐ. – К.: НУХТ, 2011. – 67 с 3. Таненбаум Э., Уэзеролл Д. Компьятерные сети. Учебное пособие по компьятерным сетѐм.5-е изд. СПб.: Питер, 2012. — 960 с.

Англомовна література (2)

23.02.2015 NET - ВСТУП pupena_san@ukr.net 13

Термінологіѐ в курсі

23.02.2015 NET - ВСТУП pupena_san@ukr.net 14

«Есть разные отношениѐ к терминологии: • Терминологический фашизм (когда только один термин объѐвлѐетсѐ правильным, а все остальные — неправильными… • Терминологический пофигизм (когда на слова вообще не обращаят вниманиѐ) — могут просто указать, как в математике, в начале текста, что “T — это будет то-то”, и этого достаточно — никаких “заведомо правильных вариантов” или ссылок на авторитетные источники… • Строгость значений с разрешением синонимии разных терминов, обозначаящих эти значениѐ. … вполне допускаетсѐ использование терминов, предпочитаемых разными профессиональными сообществами…» http://ailev.livejournal.com/1157166.html Анатолий Игоревич Левенчук

Інструменти

23.02.2015 NET - ВСТУП pupena_san@ukr.net 15

- ноутбук ; - діагностичні та тестові мережні утиліти, сніфери,

спеціалізоване програмне забезпеченнѐ; - мультиметри, мережні спеціалізовані тестери (бажано); - перетворявачі інтерфейсів; - викрутки, кусачки, плоскогубці; - паѐльник; - осцилограф (хотілосѐ б) - …

Інструменти (продовженнѐ)

23.02.2015 NET - ВСТУП pupena_san@ukr.net 16

Типові проблеми: - «зоопарк» мереж - пропріютарні, закриті протоколи - «фірмова» реалізаціѐ відкритих протоколів - недоступність документації або її невідповідність дійсності - «демонські штучки»: наводки, зрівноважені струми, «звідки тут

взѐлосѐ 220 В!?», «куди пропав кусок кабеля?!», «чому вита пара не вита?!», «чому вита пара не мідна?!» …

- Як боротись? - Які інструменти потрібні?

- Які дії треба робити?

Самий важливий інструмент, це ….

Бубен длѐ танців шаману…

23.02.2015 NET - ВСТУП pupena_san@ukr.net 17

1-й мінімум знань, ѐкий ѐ вимагая від студентів

23.02.2015 NET - ВСТУП pupena_san@ukr.net 18

- RJ-45 – це не Ethernet - MiniDIN – це не місце підкляченнѐ

клавіатури - SUB-D9 – це не СОМ-порт - …

Ти думаюш - там Ethernet?!

asu.in.ua

Не можна просто так взѐти

і увіткнути кабель туди, куди він втикаютьсѐ! asu.in.ua

2-й мінімум знань, ѐкий ѐ вимагая від студентів

23.02.2015 NET - ВСТУП pupena_san@ukr.net 19

Ethernet и Internet – это две большие

разницы!