Academic year: 2015/2016 Code: EEL SG-s ECTS credits: 3. Electrical Engineering, Automatics, Computer Science and Engineering in Biomedicine

Transkrypt

1 Module name: Supervisory systems (SCADA HMI) and industrial databases Academic year: 2015/2016 Code: EEL SG-s ECTS credits: 3 Faculty of: Electrical Engineering, Automatics, Computer Science and Engineering in Biomedicine Field of study: Electrotechnics Specialty: Smart Grids Technology Platform Study level: Second-cycle studies Form and type of study: Full-time studies Lecture language: English Profile of education: Academic (A) Semester: 2 Course homepage: Responsible teacher: Academic teachers: dr inż. Hayduk Grzegorz (hayduk@agh.edu.pl) dr inż. Wróbel Grzegorz (wrobel@agh.edu.pl) dr inż. Jachimski Marcin (jachim@agh.edu.pl) dr inż. Hayduk Grzegorz (hayduk@agh.edu.pl) 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 orientuje się w nowoczesnych i zmieniających się sposobach komunikacji systemów SCADA ze sterownikami PLC EL2A_U01 M_K002 orientuje się w zadaniach systemów SCADA i ich wpływie na bezpieczeństwo, użyteczność, ergonomię i efektywność EL2A_U01, EL2A_U02 Skills M_U001 umie optymalnie zaprojektować wizualizację zadanego procesu technologicznego, interfejs użytkownika systemu nadrzędnego EL2A_U01, EL2A_U06, EL2A_U16 M_U002 umie zaprojektować zmienne procesowe, alarmowanie, archiwizację zdarzeń, rejestrację historyczną EL2A_U04, EL2A_U16 M_U003 umie napisać podprogramy realizujące zadania sterowania nadrzędnego EL2A_U01, EL2A_U06 1 / 5

2 M_U004 umie zaprogramować procedury przetwarzające dane procesowe i wykonujące analizy ciągu (serii) danych procesowych EL2A_U01, EL2A_U06, EL2A_U14 Knowledge M_W001 zna i rozumie architekturę systemów SCADA- HMI, w tym poziomy systemu sterowania oraz przypisanie typów sterowania do poziomów sterowania EL2A_W08, EL2A_W13 Completion of laboratory, Activity during M_W002 zna i rozumie funkcje i zadania pełnione przez systemy SCADA-HMI EL2A_W13, EL2A_W14 M_W003 zna języki programowania systemów SCADA EL2A_W05 Activity during M_W004 zna i rozumie zasady komunikacji i zbierania danych w systemach nadrzędnych: od poziomu obiektowego, przez poziom sterowania, do poziomu nadrzędnego EL2A_W08 Execution of exercises FLO matrix in relation to forms of MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of Lectures Auditorium Laboratory Project Conversation seminar Seminar Practical Fieldwork Workshops Others E-learning Social competence M_K001 M_K002 Skills M_U001 M_U002 M_U003 orientuje się w nowoczesnych i zmieniających się sposobach komunikacji systemów SCADA ze sterownikami PLC orientuje się w zadaniach systemów SCADA i ich wpływie na bezpieczeństwo, użyteczność, ergonomię i efektywność umie optymalnie zaprojektować wizualizację zadanego procesu technologicznego, interfejs użytkownika systemu nadrzędnego umie zaprojektować zmienne procesowe, alarmowanie, archiwizację zdarzeń, rejestrację historyczną umie napisać podprogramy realizujące zadania sterowania nadrzędnego 2 / 5

3 M_U004 Knowledge M_W001 M_W002 M_W003 M_W004 umie zaprogramować procedury przetwarzające dane procesowe i wykonujące analizy ciągu (serii) danych procesowych zna i rozumie architekturę systemów SCADA-HMI, w tym poziomy systemu sterowania oraz przypisanie typów sterowania do poziomów sterowania zna i rozumie funkcje i zadania pełnione przez systemy SCADA-HMI zna języki programowania systemów SCADA zna i rozumie zasady komunikacji i zbierania danych w systemach nadrzędnych: od poziomu obiektowego, przez poziom sterowania, do poziomu nadrzędnego Module content Lectures Wprowadzenie do systemów sterowania nadrzędnego i zbierania danych Akronimy SCADA i HMI. Typy procesów technologicznych. Ewolucja systemów sterowania. Hierarchiczne sieciowe systemy sterowania. Rodzaje sterowania nadrzędnego. Ewolucja systemów wizualizacji. Podział systemów HMI. Cechy charakterystyczne systemów SCADA-HMI.Środowisko pracy systemów SCADA-HMI. Sieciowe struktury systemów SCADA-HMI. Architektura systemów SCADA-HMI Architektury dostępnych systemów SCADA-HMI: wady i zalety. Funkcje, możliwości i powiązania składników systemów SCADA. Funkcje systemów SCADA-HMI i wymagania im stawiane Funkcje w zakresie: zbierania danych, ich przetwarzania, rejestracji, alarmowania, prezentacji (wizualizacji), raportowania, sterowania nadrzęnego. Bezpieczeństwo systemów sterowania nadrzędnego. Integracja z pozostałymi systemami (ERP, MES, SAP). Rodzaje przetwarzania danych procesowych. Przetwarzanie danych analogowych i dwustanowych. Oddziaływanie operatorskie. Komunikacja w systemach SCADA-HMI Komunikacja z warstwami sterowania. Protokół DDE. Protokół OPC i jego odmiany. Infrastruktura komunikacyjna. Komunikacja z oprogramowaniem biurowym. Komunikacja z oprogramowaniem do analizy i dalszego przetwarzania danych procesowych. Typy zmiennych w procesowej bazie danych systemów SCADA Klasyfikacja. Przykłady na bazie różnych pakietów systemów SCADA. Projektowanie 3 / 5

4 procesowej bazy danych wykonującej zadania monitorowania, alarmowania i sterowania nadrzędnego przykłady łańcuchów sterowania i kontroli ciągłości komunikacji. Programowanie systemów SCADA-HMI Klasyfikacja języków programowania systemów SCADA-HMI: języki specjalizowane oraz ogólnego przeznaczenia. Cechy i możliwości wynikające z zastosowanego języka. Funkcje systemu SCADA-HMI podlegające programowaniu. Tryby wykonania podprogramów. Środowiska programistyczne IDE dla systemów nadrzędnych. Przykłady procedur. Szeregowanie zadań. Przegląd języków programowania zastosowanych w pakietach SCADA dostępnych na zajęciach laboratoryjnych. Użycie relacyjnych baz danych oraz języka SQL do zastosowań w systemach SCADA-HMI Wprowadzenie do języka SQL, relacyjnych baz danych. Przykłady baz danych, zapytań, realizacji przykładowych funkcji. Możliwości realizacji komunikacji z relacyjną bazą danych z poziomu systemu SCADA: programowe i systemowe. Alarmowanie w systemach SCADA Grupy alarmowe, strefy alarmowe. Priorytety, progi i warunki alarmowe. Rejestracja zdarzeń alarmowych. Przykłady systemów SCADA-HMI z przemysłu oraz automatyki budynku Przykłady wizualizacji, sterowania nadrzędnego, zastosowanej architektury, szczegółów rozwiązań technicznych zastosowanych w przedstawianych systemach SCADA w kilku dziedzinach przemysłu i automatyce budynku. Przykład systemu zdalnego monitoringu, rejestracji i raportowania zużycia energii elektrycznej w budynkach. Laboratory Edytor graficzny pakietu InTouch Tworzenie okien wizualizacji w pakiecie InTouch Tworzenie zmiennych i połączeń animacyjnych w pakiecie InTouch Wykorzystanie języka QuickScript w pakiecie InTouch Konfiguracja alarmowania Komunikacja ze sterownikami PLC Trendy wartości historycznych i aktualnych Komunikacja z zewnętrznymi aplikacjami przy pomocy protokołu DDE Zmienne pośrednie, bitowe i kontrolki GUI Publikacja projektu i pliki projektu Wizualizacja procesu mieszadła w pakiecie InTouch Opracowanie danych z symulacyjnego procesu mieszadła Dostęp do baz danych przy pomocy języka SQL Konfiguracja szkieletu projektu w pakiecie ifix Wizualizacja procesu mieszadła w pakiecie ifix Opracowanie własnego projektu systemu SCADA 4 / 5

5 Method of calculating the final grade Aby uzyskać pozytywną ocenę końcową niezbędne jest wykonanie ćwiczeń realizowanych w ramach laboratorium oraz uzyskanie pozytywnej oceny z końcowego projektu systemu SCADA realizowanego na laboratorium Prerequisites and additional requirements Znajomość podstaw z zakresu systemów sterowania i informatyki Recommended literature and teaching resources Jakuszewski R., Programowanie systemów SCADA ifix, Wyd. Jacka Skalmierskiego, 2008 Kwaśniewski J., Sterowniki PLC w praktyce inżynierskiej, Wyd. BTC, 2008 Stuart A. Boyer, SCADA: Supervisory Control and Data Acquisition, 2004 Wright E., Practical SCADA for Industry, 2003 Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module Additional scientific publications not specified Additional information Maksymalna liczba studentów: 60 osób (4 grupy laboratoryjne) Student workload (ECTS credits balance) Student activity form Participation in lectures Realization of independently performed tasks Participation in laboratory Completion of a project Summary student workload Module ECTS credits Student workload 28 h 10 h 20 h 20 h 78 h 3 ECTS 5 / 5