Distribuované řídicí systémy

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra řídicí techniky

Anotace:

Předmět se zabývá návrhem a analýzou distribuovaných systémů pro průmyslové aplikace. Významná část je věnována průmyslovým komunikačním sítím. Teoretický základ a analýza systémů jsou rozpracovány na bázi Petriho sítí a opírají se o jejich struturální vlastnosti, barvené Petriho sítě a časované Petriho sítě. Několik komunikačních protokolů je modelováno, simulováno a analyzováno. Paralelní počítače a paralelní jazyky jsou stručně vysvětleny za účelem ilustrovat vyhodnocení složitosti paraleních algoritmů a globálních komunikací.

Požadavky:

lineární algebra, Matlab, programování PLC

Osnova přednášek:

1. Distribuované řídicí systémy (DRS) - motivace vzniku a členění. Modelování DRS pomocí Petriho sítí

2. Petriho sítě - vlastnosti a analýza distribuovaných systémů

3. Podtřídy, rozšířené a zkrácené Petriho sítě, jejich využití pro distribuci algoritmů

4. Architektura paralelních počítačů a mapování algoritmů na paralelní počítače

5. Programovací jazyky paralelních počítačů a efektivita programů

6. Topologie distribuovaných systémů. Výpočet časové náročnosti paralelních algoritmů

7. Globální komunikace a řešení komunikačních problémů s ohledem na topologii

8. Modelování algoritmů, klient/server, uváznutí

9. Průmyslové sítě pro distribuované řízení

10. ISO-OSI model

11. Komunikační protokoly pro průmyslovou automatizaci - příklady (Profibus)

12. Komunikace uvnitř strojů - automobilová technika (CAN)

13. Distribuované prvky pro automatizaci budov (LonWorks)

14. Průmyslové aplikace distribuovaných systémů

Osnova cvičení:

1. Petri Net editor - manuelní analýza vlastností (ohraničenost, živost, reverzibilnost), zadání úloh.

2. Modelování komunikace mezi dvěma účastníky pomocí Petriho sítě, dedlock a jeho analýza v MATLABu

3. Model sdílení sběrnice metodou Token-Ring, nalezení a odstranění implicitního místa v Matlabu

4. Paralelizace algoritmů pomocí Petriho sítí

5. Dokončení a odevzdání úloh 1-4

6. Síť CAN - monitorování provozu automobilu. Zadání úloh.

7. Interbus, přístup k médiu, diagnostické prostředky.

8. Síť LonWorks a její parametrizace.

9. Profibus DP - konfigurace PLC, konstrukce stavového automatu zařízení slave.

10. Profibus PA - komunikační protokol pro výbušné prostředí.

11. Analýza provozu sítě Profibus

12. Program manufaktura pro demonstrační úlohu s dopravníky a robotky

13. Dokončení úloh 6-12

14. Zápočet

Cíle studia:

Studijní materiály:

1. Bertsekas, D.P.: Parallel and Distributed Computation - Numerical Methods

2. David, R. et Alla, H.: Du Grafcet aux reseaux de Petri. Hermes, 1989

3. Nevison, Ch. et al: Laboratories for Parallel Computing. Jones and Bartlett, 1994

4. Baccelli, F.L., Cohen, G., Olsder, G.J., Quadrat, J.: Synchronization and Linearity. John Wiley and Sons

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Kybernetika a měření - řídicí technika- strukturované studium (povinný předmět)