Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Integracja systemów pomiarowych
Course of study:
2017/2018
Code:
EEL-2-205-AM-n
Faculty of:
Faculty of Electrical Engineering, Automatics, Computer Science and Biomedical Engineering
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Automatyka i metrologia
Field of study:
Electrotechnics
Semester:
2
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Part-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr inż. Nabielec Jerzy (jena@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr inż. Jurkiewicz Jerzy (jurkiewi@agh.edu.pl)
dr inż. Nabielec Jerzy (jena@agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Potrafi proponować nowe rozwiązania zamiast tradycyjnych . EL2A_K01 Participation in a discussion
Skills
M_U001 Potrafi czytać i rozumieć oryginalną dokumentację urządzeń , która publikowana jest przez ich producentów. EL2A_U05 Oral answer,
Participation in a discussion
Knowledge
M_W001 Potrafi utworzyć aplikację przeznaczoną do zarządzania pracą systemu pomiaro-sterującego EL2A_W08, EL2A_W02, EL2A_W01 Examination
M_W002 Zna zasoby biblioteczne, w których może pozyskiwać nowa wiedzę w zakresie potrzebnym do rozwiazania zadania EL2A_W14 Activity during classes
M_W003 Posiada wiedzę na temat metod i układów pomiarowych dostosowanych do pomiarów wielkości elektrycznych i nieelektrycznych w warunkach laboratoryjnych i przemysłowych EL2A_W13, EL2A_W01 Examination
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Potrafi proponować nowe rozwiązania zamiast tradycyjnych . + - - - - - - - - - -
Skills
M_U001 Potrafi czytać i rozumieć oryginalną dokumentację urządzeń , która publikowana jest przez ich producentów. + - - - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Potrafi utworzyć aplikację przeznaczoną do zarządzania pracą systemu pomiaro-sterującego + - + - - - - - - - -
M_W002 Zna zasoby biblioteczne, w których może pozyskiwać nowa wiedzę w zakresie potrzebnym do rozwiazania zadania + - + - - - - - - - -
M_W003 Posiada wiedzę na temat metod i układów pomiarowych dostosowanych do pomiarów wielkości elektrycznych i nieelektrycznych w warunkach laboratoryjnych i przemysłowych + - + - - - - - - - -
Module content
Lectures:
  1. Standardy IEEE 488 i SCPI (3 godz.)

    Organizacja magistrali IEEE488 , 3-liniowy “handshake”, zasady wymiany danych pomiędzy węzłami, Zarządzanie liniami sterującymi, 10 funkcjonalności węzła( w tym 4 jako minimalny zestaw), komendy jednoliniowe i wieloliniowe. Adresowanie węzłów. Kontrola szeregowa i równoległa.
    Architektura instrumentu pomiarowego i jego algorytm pracy w konfiguracji akceptującej zdalne zarządzanie nim.
    Składnia komend SCPI, formaty danych. Różnice pomiędzy Read? a MEASURE?

  2. Standard RS232C (2 godz.)

    Funkcje DTE i DCE, łące typu simpleks, pół-dupleks, dupleks, architektura portu, komunikacja portu z nadrzędnym systemem cyfrowym,. Warstwa fizyczna standardu.
    Struktura ramki, programowa konfiguracja portu, kontrola poprawności transmisji. Linie sterujące, zasady synchronizacji wymiany danych – sprzętowa i programowa, kabel modemu zerowego.

  3. Model IOS/OSI (2 godz.)

    Architektury systemów wymiany danych: magistrala, gwiazda, krata, pierścień. Definicje warstw modelu IOS/OSI, usługi świadczone pomiędzy warstwami. Przydatność usług świadczonych przez warstwy w zastosowaniach przemysłowych.

  4. Warstwa fizyczna modelu IOS/OSI (2godz.)

    Definicja warstwy.
    Przydatność poszczególnych mediów: połączenia kablowe, radiowe, światłowodowe w zastosowaniach przemysłowych.
    Technika światłowodowa, światłowód jednomodowy i wielomodowy , okna transmisyjne. Zjawisko dyspersji.
    Układy nadajnika i odbiornika
    Przykłady rozwiązań technicznych.

  5. Standard RS 485 (1 godz.)

    Magistrala, , impedancja falowa, obciążalność (unity load).
    Łącze symetryczne i zrównoważone. Reprezentacja stanów logicznych na magistrali. Logika trójwartościowa. Transceiver- zagadnienie sterowania pracą nadajnika

  6. Podwarstwa MAC (3 godz.)

    Zagadnienie dostępu do łącza. Kolizja. Standardy CSMA/CD, Polling, CSMA/AMP , TDM, Token passing.

  7. Podwarstwa LLC (2 godz.)

    Sposoby wymiany danych, broadcast, unicast, multicaast.
    Architektura P2P, multimaster, Master-Slave, Client-Server.
    Bezpołączeniowa wymiana danych (UDP, datagram).
    Połączeniowa wymiana danych (TCP).
    Właściwości TCP i UDP oraz ich przydatność w aplikacjach przemysłowych

  8. Graficzne środowiska projektowania systemów pomiarowych (2 godz.)

    LabVIEW (LV) , jako przykładowe środowisko.
    Przyłączanie instrumentów pomiarowych oraz urządzeń wykonawczych do środowiska.
    Front Panel oraz Diagram Panel, kontrolki oraz wskaźniki.
    Virtual Instrument, fazy: konfiguracji, pracy i zamykania.
    Podstawowe struktury: pętla For, pętla While, Flat Sequence, Case,
    Operacje na łańcucha znakowych, operacje matematyczne oraz na tablicach danych konwersja typu zmiennych.
    Narzędzia graficzne do ilustrowania wyników pomiaru.
    Zapisywanie danych do pliku.

  9. Standard Modbus (1 godz.)

    Organizacja wymiany danych Query-Response.
    Struktura komunikatów.
    Wersje ASCII, RTU oraz TCP/IP.
    Lista poleceń obowiązkowych.
    Obsługa wyjątków.
    Diagnostyka błędów formalnych i merytorycznych.
    Różnice pomiędzy procedurami zabezpieczania danych LRC a CRC.

Laboratory classes:
  1. IEEE 488 i HP 34401A (3 godz.)

    Zdalne zarządzanie pracą multimetru cyfrowego HP 3401A
    Diagnostyka błędów zgłaszanych przez multimetr.
    Rejestracja przebiegów napięć na liniach magistrali IEEE488
    Polecenia Send i Transmit oraz Read i Receive.
    Różnice w ich funkcjonalności

  2. RS232 i Metex (3 godz.)

    Przyłączanie multimetru Metex do portu szeregowego.
    Zagadnienie pasożytniczego zasilania.
    Konfiguracja portu.
    Obserwacja przy pomocy oscyloskopu napięć na liniach sterujących oraz danych.
    Analizowanie przesyłanych ramek.

  3. RS 485 i protokół TDM (3 godz.)

    Obserwacja przy pomocy oscyloskopu efektów falowych dla linii długiej.
    Diagnostyka sposobu organizacji transmisji w protokole TDM na przykładzie multimetrów LUMEL N9.
    Identyfikacja znaków synchronizacji transmisji.
    Funkcje urządzeń, miernik, synchronizator, master.

  4. Współpraca wielu instrumentów na magistrali IEEE 488 (3 godz.)

    Organizacja pracy systemu zawierającego wiele multimetrów przyłączonych do wspólnej magistrali w środowisku HP VEE
    Ustalanie adresów multimetrów
    Programowa zdana konfiguracja multimetrów .
    Zagadnienie jednoczesnego wyzwalania multimetrów.
    Konwersja typów zmiennych.
    Reprezentacja graficzna uzyskanych wyników.

  5. Wirtualny system pomiarowy w środowisku LV (3 godz.)

    Zainstalowanie DAQ w PC przy wykorzystaniu MAX.
    Programowa konfiguracja DAQ.
    Utworzenie VI do ciągłego zbierania danych.
    Graficzna ilustracja uzyskanych wyników pomiaru.

  6. Standard MODBUS (3 godz.)

    Utworzenie aplikacji umożliwiającej wymianę danych pomiędzy PC a magistralą RS485 poprzez port szeregowy w PC oraz konwerter RS232/485.
    Utworzenie ramki Query w standardzie ASCII dostosowanej do przyrządów LUMEL N12.
    Obliczenie wartości pola zabezpieczenia.
    Rejestracja odpowiedzi instrumentu.
    Wykonanie testu zabezpieczenia.
    Analiza merytoryczna odpowiedzi..

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 120 h
Module ECTS credits 3 ECTS
Participation in laboratory classes 18 h
Preparation for classes 30 h
Realization of independently performed tasks 52 h
Participation in lectures 18 h
Examination or Final test 2 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Egzamin, Obowiązkowe jest wykonanie wszystkich ćwiczeń lab.
Ocena końcowa określana jest jako średnia wyniku egzaminu i zaliczenia ćwiczeń lab.

Prerequisites and additional requirements:

Systemy pomiarowe, podstawy elektroniki analogowej i cyfrowej, podstawy programowania C++/C. środowiska graficzne

Recommended literature and teaching resources:

Materiały firmowe HP (AGILENT), National Instruments, Dallas, Bosch,
Wojciech Mielczarek, „Szeregowe interfejsy cyfrowe”,
Michael Cook „Interfejsy sprzętowe komputerów PC,
Jacek Bogusz „Lokalne interfejsy szeregowe w systemach cyfrowych”
Waldemar Nawrocki „Komputerowe systemy pomiarowe”,
Wiesław Winiecki, „ Organizacja komputerowych systemów pomiarowych”

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Additional scientific publications not specified

Additional information:

None