Παρουσίαση/Προβολή

(ECE_TEL960) -   ΤΟΠΑΛΗΣ ΕΥΑΓΓΕΛΟΣ

Περιγραφή Μαθήματος

Το μάθημα αφορά την περιγραφή, ανάπτυξη και υλοποίηση κατανεμημένων εφαρμογών (distributed applications) που λειτουργούν σε πραγματικό χρόνο (real time), υποστηρίζονται από σύγχρονες βιομηχανικές επικοινωνίες & εξειδικευμένα δίκτυα πεδίου με σκοπό την λεπτομερή παρατήρηση και τον ακριβή έλεγχο  των αντιστοίχων κατανεμημένων διεργασιών (distributed processes) στο βιομηχανικό και κτιριακό πεδίο.

 Το θεωρητικό μέρος του μαθήματος αποτελείται από τις εξής ενότητες:

• Προγραμματιζόμενοι λογικοί ελεγκτές και fieldbuses. Ιστορική αναδρομή και εξέλιξή.
• Κατανεμημένα συστήματα αυτοματισμού και ελέγχου. Δικτυωμένοι μικροελεγκτές. Δομή, αρχιτεκτονική και τεχνολογίες fieldbuses.
• Κατανεμημένες διεργασίες και εφαρμογές στο βιομηχανικό και κτιριακό πεδίο.
• Τεχνολογίες πραγματικού χρόνου (real time) στις βιομηχανικές επικοινωνίες.
• Ανάλυση των επιπέδων του προτύπου ISA95 με έμφαση στις φυσικές διασυνδέσεις και στην προσπέλαση του μέσου (mac).
• Ανάλυση των επίπεδων εφαρμογής (application layer) και χρήστη (user layer) ενδεικτικού βιομηχανικού δικτύου.
• Σχεδιασμός εφαρμογών ελέγχου σε γραφικό περιβάλλον με δομικά στοιχεία ελέγχου (functional blocks), τοπικές μεταβλητές & μεταβλητές επικοινωνίας.
• Μοντελοποίηση & προτυποποίηση βιομηχανικών συσκευών με αντικειμενοστραφή μέθοδο.
• Industry 4.0 και ανάπτυξη νέων αρχιτεκτονικών προηγμένων συστημάτων βιομηχανοποίησης (MES) με την εισαγωγή του βιομηχανικού διαδικτύου των πραγμάτων (iIoT), των κυβερνοφυσικών συστημάτων παραγωγής (CPPS), του βιομηχανικού cloud και των συσκευών cloud edge.
• Εφαρμογές στον αυτοματισμό κτιρίων (building automation), σε βιομηχανικούς αυτοματισμούς (industrial automation), σε αυτοματισμούς κοινής ωφέλειας (διαχείριση ενέργειας και πόρων) και συστημάτων μεταφορών (utilities, transportation automation).

Το εργαστήριο του μαθήματος θα επικεντρωθεί στην εξοικείωση και πρακτική ικανότητα εφαρμογής γνώσεων σχετικών με τις τεχνολογίες και πλατφόρμες των legacy fieldbuses, του βιομηχανικού νέφους & διαδικτύου των πραγμάτων (iIoT), των ελεγκτών και συστημάτων τύπου Edge Devices  (προγραμματισμό, διαχείριση, διαμόρφωση) και της διαχείρισης και χρήσης υπηρεσιών βιομηχανικού νέφους (industrial cloud services).  Περιλαμβάνει ασκήσεις πάνω στο Lonworks fieldbus, το γραφικό προγραμματιστικό περιβάλλον Visual Control (DGS / VCGP / VCNM) και το LonMaker / LonPoint. Επίσης ασκήσεις αναπτύσσονται γύρω από την ενδεικτική πλατφόρμα Βιομηχανικού νεφους (iIoT Cloud Platform in Machine Manufacturing) Γίνεται σχεδιασμός, ανάπτυξη και δοκιμή λειτουργίας σύνθετων κατανεμημένων εφαρμογών ελέγχου διεργασιών με δομικά στοιχεία (sensors, actuators, control functional blocks) και με αναλογικά και ψηφιακά Ι/Ο. Ενδεικτικά το εργαστήριο περιλαμβάνει:

• Βασικές αρχές κατανεμημένων εφαρμογών βιομηχανικού αυτοματισμού με δίκτυα πεδίου και γνωριμία με την πλατφόρμα ανάπτυξης DGS - Visual Control Graphical Programming (VCGP) & Visual Control Network Manager (VCNM)
• Ανάπτυξη και λειτουργία σύνθετης κατανεμημένης εφαρμογής ελέγχου με ψηφιακά Ι/Ο και γραφικό προγραμματισμό.
• Ανάπτυξη και λειτουργία σύνθετης κατανεμημένης εφαρμογής ελέγχου με αναλογικά και ψηφιακά Ι/Ο και γραφικό προγραμματισμό.
• Ανάπτυξη και λειτουργία σύνθετης κατανεμημένης εφαρμογής ελέγχου με ψηφιακά και αναλογικά Ι/Ο με γραφικό προγραμματισμό στο περιβάλλον LonMaker – LonPoint.
• Πλατφόρμα βιομηχανικού Cloud (Industrial IoT platform for advanced machine manufacture). Simulator & Virtual Demo Device. VPN Remote Access, Machine Dashboards, User Management, Data Logging, Alarm & Notifications.
• Edge Device πλατφόρμας βιομηχανικού Cloud. Industrial VPN router and Edge Gateway
• Περιβάλλον STM32F4G (ARM University Program Lab-in-a-Box) Discovery kit (32-bit ARM Cortex-M4 with FPU core), με το STM32F4 Discovery Shield και μέσω On-board / Off-board (mikroBUS) modules καθώς και boards from MikroElektronika (mikroBUS).

Ημερομηνία δημιουργίας

Πέμπτη 7 Ιανουαρίου 2021