Scopo del corso è fornire agli studenti gli strumenti per l'acquisizione delle problematiche di comunicazione nei sistemi di automazione. In particollare verranno affrontate le problematiche relative alla Progettazione e valutazione di sistemi con vincoli Real-time e sistemi basati su reti wired e wireless
Programma del corso di Reti per Automazione Industriale
- Generalità: I sistemi di automazione Industriale e civile: organizzazione delle attività e vincoli temporali dei vari processi. Problematiche di comunicazione e caratterizzazione del traffico nei diversi tipi di sistemi di automazione: Manufacturing, Process control, Automotive, Home automation, Building automation.
- Architetture funzionali dei diversi sistemi di automazione: Modello Gerarchico e modello Integrato. Architetture di rete nelle applicazioni di automazione: caratterizzazione dei livelli di Impianto, Processo e Campo. Il Modello MAP come primo esempio di architettura per l’automazione industriale.
- Caratteristiche dell’Application Layer nei sistemi di Automazione Industriale: Il protocollo MMS e la sua evoluzione nello standard IEC 61158.
- Principali tipi di Bus di Campo: Profibus, WorldFip, Fieldbus Foundation, Interbus-S.
- Caratterizzazione dei sistemi real-time: Predicibilità, Vincoli temporali. Panoramica sugli aspetti distintivi delle Real-time Networks e relativi protocolli MAC.
- Schedulazione nei sistemi Real-time: confronto fra gli algoritmi FIFO, SJF, Timeline Scheduling, Rate Monotonic, Deadline Monotonic, Earliest Deadline First.
- Reti per applicazioni automotive. Domini funzionali e loro caratterizzazione in termini di vincoli sul traffico. CAN, TTCAN, FLEXRAY. Cenni su LIN.
- Ethernet nelle applicazioni di automazione: dagli Hub ai Switch. Industrial Ethernet. Industrial real-time Ethernet. Lo standard IEC 61784. Communication profile e performance indicators. Implementazioni di RTE. Cenni su Modbus/TCP, Ethernet Powerlink, PROFINET IO e IRT.
- Uso dei sistemi wireless nelle applicazioni di automazione: Vantaggi e problemi aperti.
- Lo standard IEEE802.11x e le sue varianti: caratteristiche e differenti aree applicative. La mobilità ed i sistemi wireless: il problema dell’hand-off nelle applicazioni di automazione.
- Bluetooth e ZigBee nelle applicazioni di automazione.
- Problematiche di sincronizzazione dei clock: Metodi di sincronizzazione interna ed esterna. La sincronizzazione in Internet: algoritmo di Berkeley, Network time protocol. Protocollo IEEE 1588. Algoritmi di sincronizzazione per i sistemi wireless: Continuous clock Synchronization, Dynamic Continuous Clock Synchronization.
