PODSTAWY AUTOMATYKI 12. Technika automatyzacji

Podobne dokumenty
PODSTAWY AUTOMATYKI 13. Technika automatyzacji

JĘZYKI PROGRAMOWANIA STEROWNIKÓW

DiaSter - system zaawansowanej diagnostyki aparatury technologicznej, urządzeń pomiarowych i wykonawczych. Politechnika Warszawska

Opracował: Jan Front

Systemy Wspomagania Zarządzania Produkcją (MES) ABB Sp. z o.o.

Sterowniki Programowalne (SP)

Programowanie sterowników przemysłowych / Jerzy Kasprzyk. wyd. 2 1 dodr. (PWN). Warszawa, Spis treści

PROJEKT WSPÓŁFINANSOWANY ZE ŚRODKÓW UNII EUROPEJSKIEJ W RAMACH EUROPEJSKIEGO FUNDUSZU SPOŁECZNEGO OPIS PRZEDMIOTU. Sieci i sterowniki przemysłowe

Katedra Systemów Cyfrowego Przetwarzania Sygnałów

STEROWNIKI i REGULATORY (TS1A )

Sterowniki Programowalne (SP) - Wykład #1 Wykład organizacyjny

Oprogramowanie komputerowych systemów sterowania

Specjalność: Komputerowe systemy sterowania i diagnostyki

Zastosowania mikrokontrolerów w przemyśle

Sterowniki PLC. Elektrotechnika II stopień Ogólno akademicki. przedmiot kierunkowy. Obieralny. Polski. semestr 1

KAS nowa platforma automatyzacji firmy Kollmorgen

Sterowniki Programowalne (SP) - Wykład #1 Wykład organizacyjny

Sterowniki Programowalne (SP) Automatyka i Robotyka Wydział Elektrotechniki i Automatyki Politechnika Gdańska

SiR_13 Systemy SCADA: sterowanie nadrzędne; wizualizacja procesów. MES - Manufacturing Execution System System Realizacji Produkcji

Warunki. Co to? Po co? Supervisor Control And Data Acquisition. Jak? Systemy automatyki Systemy akwizycji danych

Specjalność: Komputerowe systemy sterowania i diagnostyki. Strona 1 z 5

ECTS - program studiów kierunku Automatyka i robotyka, Studia I stopnia, rok akademicki 2015/2016

Zagadnienia egzaminacyjne AUTOMATYKA I ROBOTYKA. Stacjonarne I-go stopnia TYP STUDIÓW STOPIEŃ STUDIÓW SPECJALNOŚĆ

DCS i SCADA. W2: Architektura systemów DCS i SCADA podobieństwa i różnice. Sebastian Plamowski

E-E-A-1008-s6. Sterowniki PLC. Elektrotechnika I stopień Ogólno akademicki. kierunkowy (podstawowy / kierunkowy / inny HES)

Wykład wprowadza do podstawowych definicji związanych z Systemami Sterowania Rozproszonego (DCS Distributed Process Control) a zwłaszcza zwraca uwagę

Sylabus modułu kształcenia/przedmiotu

System sterowania i wizualizacji odprężarki z wykorzystaniem oprogramowania Proficy ifix

Katedra Systemów Decyzyjnych. Kierownik: prof. dr hab. inż. Zdzisław Kowalczuk

Automatyka i Regulacja Automatyczna PRz Wprowadzenie. Wprowadzenie. Historia automatyki. dr inż. Tomasz Żabiński

!"! # # "! $!$%% &' "!$%% "(" ! sterowników programowalnych SAIA PCD. "#$% &'(&' ")*+, $"-. "#$% ' $" / "#$01

Na terenie Polski firma Turck jest również wyłącznym przedstawicielem następujących firm:

NOWOCZESNE METODY KSZTAŁTOWANIA UMIEJĘTNOŚCI ZAWODOWYCH STANOWISKA TECHNODYDAKTYCZNE

Sterowniki programowalne Programmable Controllers. Energetyka I stopień Ogólnoakademicki. przedmiot kierunkowy

Elementy automatyki i miernictwa przemysłowego. Wprowadzenie. Wprowadzenie. Historia automatyki. dr inż.

Modularny system I/O IP67

Politechnika Gdańska. Gdańsk, 2016

Sterowniki Programowalne (SP) Wykład 11

Siemens Simatic S7-300 Informacje podstawowe o sterowniku programowalnym

Elektrotechnika I stopień Ogólno akademicki. kierunkowy (podstawowy / kierunkowy / inny HES)

Automatyka przemysłowa na wybranych obiektach. mgr inż. Artur Jurneczko PROCOM SYSTEM S.A., ul. Stargardzka 8a, Wrocław

Załącznik nr 5 do PF-U OPIS SYSTEMU SCADA

Kierunek Informatyka stosowana Studia stacjonarne Studia pierwszego stopnia

MODUŁY I/O I KONWERTERY

Nowe stanowiska techniczno-dydaktyczne dla potrzeb edukacji mechatronicznej

Najnowsze rozwiązania w zakresie automatyzacji procesów firmy Ruland E&C

Dostawa oprogramowania. Nr sprawy: ZP /15

NOWOCZESNE METODY KSZTAŁTOWANIA UMIEJĘTNOŚCI ZAWODOWYCH STANOWISKA TECHNODYDAKTYCZNE

Automatyka i Robotyka II stopień ogólnoakademicki studia niestacjonarne wszystkie Katedra Automatyki i Robotyki mgr inż.

Opracowanie ćwiczenia laboratoryjnego dotyczącego wykorzystania sieci przemysłowej Profibus. DODATEK NR 4 Instrukcja laboratoryjna

DCS = Distributed Control System

AUTOMATYZACJA PROCESÓW CIĄGŁYCH I WSADOWYCH

ŚRODOWISKO PC WORX JAKO WSPARCIE W NAUCE PROGRAMOWANIA STEROWNIKÓW PLC

E-4EZA1-10-s7. Sterowniki PLC

Platforma Systemowa Wonderware przykład zaawansowanego systemu SCADA

Regulator PID w sterownikach programowalnych GE Fanuc

Zakład Sterowania Systemów

Sterowniki Programowalne (SP)

Elektrotechnika II Stopień (I stopień / II stopień) Ogólno akademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

Systemy wbudowane. Paweł Pełczyński

Mechatronika i szybkie prototypowanie układów sterowania


Lista zagadnień kierunkowych pomocniczych w przygotowaniu do egzaminu dyplomowego magisterskiego Kierunek: Mechatronika

Modernizacja układu sterowania pieców soli grzewczej instalacji melaminy w Zakładach Azotowych Puławy SA.

Diagnostyka procesów i jej zadania

Instytut Automatyki Systemów Energetycznych Sp. z o.o.

Nowe spojrzenie na systemy monitoringu i sterowania sieciami ciepłowniczymi

Michał Bartyś. Rozszerzony konspekt przedmiotu Inteligentne urządzenia pomiarowe i wykonawcze

Czy wiesz już wszystko o naszych urządzeniach?

Łukasz Przywarty r.

Budowa i oprogramowanie komputerowych systemów sterowania

Zespół Szkół Technicznych, Rybnik, ul. Kościuszki 5;

3/13/2012. Automatyka i Sterowanie PRz Wprowadzenie. Wprowadzenie. Historia automatyki. dr inż. Tomasz Żabiński. Odśrodkowy regulator prędkości

SFC zawiera zestaw kroków i tranzycji (przejść), które sprzęgają się wzajemnie przez połączenia

Podstawa rozwiązań sterowania przemysłowego na komputerach PC. Software Controller. siemens.pl/software-controller

Spis treści. Dzień 1. I Elementy układu automatycznej regulacji (wersja 1109) II Rodzaje regulatorów i struktur regulacji (wersja 1109)

Nauki i umiejętności dopiero stają się użytecznymi, gdy są w praktyce do użytku publicznego zastosowane"

Bibliografia xiii

Spis treści. Dzień 1. I Konfiguracja sterownika (wersja 1410) II Edycja programu (wersja 1406) III Środowisko TIA Portal (wersja 1410)

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu Mechatronika Studia pierwszego stopnia. Podstawy automatyzacji Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy Kod przedmiotu:

Zautomatyzowane systemy produkcyjne

Stacje operatorskie. SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition. Suite A2 ) - Wonderware ifix (Intellution. Dynamics)

OKABLOWANIE W WYBRANYCH SYSTEMACH KOMUNIKACJI

1.1 SCHEMATY DLA PROJEKTANTÓW

Spis treści. Dzień 1. I Rozpoczęcie pracy ze sterownikiem (wersja 1707) II Bloki danych (wersja 1707) ZAAWANSOWANY TIA DLA S7-300/400

Programowalne Sterowniki Automatyki PAC

Opracowanie systemu sterowania wybranej linii technologicznej z uwzględnieniem zagadnień inżynierii oprogramowania

Wydział Elektrotechniki, Elektroniki, Informatyki i Automatyki Plan studiów niestacjonarnych I stopnia (inŝynierskich)

Szczegółowy Opis Przedmiotu Zamówienia: Zestaw do badania cyfrowych układów logicznych

Dokumentacja i systemy jakości

AUTOMATYKA STUDIA PODYPLOMOWE. Instytut Automatyki i Robotyki Wydział Mechatroniki Politechnika Warszawska

OPC (OLE for Process Control) Zastosowania

Kurs SIMATIC S7-300/400 i TIA Portal - Zaawansowany. Spis treści. Dzień 1

Opis modułu kształcenia Systemy sterowanie i monitorowania procesów

Czy wiesz już wszystko o naszych urządzeniach?

Politechnika Białostocka Wydział Elektryczny ZINTEGROWANA AUTOMATYKA B&R

Au2mate dostarcza w pełni zintegrowany system automatyki dla zakładu hydroizolatów białkowych firmy Arla Foods Ingredients

System zasilania Potrzeb własnych Kontroler Systemu zawiszaip.

Aplikacje Systemów Wbudowanych

System zarządzania pracą silników bezpieczny, transparentny, innowacyjny, podłączony do chmury. siemens.pl/simocode

Transkrypt:

Politechnika Warszawska Instytut Automatyki i Robotyki Prof. dr hab. inż. Jan Maciej Kościelny PODSTAWY AUTOMATYKI 12. Technika automatyzacji

Plan 2 Funkcje systemów automatyki Struktury funkcjonalne Jednostki funkcjonalne Rodzaje systemów automatyki Systemy DCS i hybrydowe Systemy SCADA i sterowniki Systemy typu softcontrol Tendencje rozwoju

Sterowane obiekty procesy przemysłowe 3

Sterowane obiekty statki, samoloty, pojazdy 4

Sterowane obiekty roboty, sprzęt wojskowy 5

Sterowane obiekty - budynki 6

Sterowane obiekty urządzenia domowe 7

Sterowane obiekty aparatura naukowa, medyczna 8

Funkcje systemów automatyki wstępne przetwarzanie zmiennych procesowych (kontrola wiarygodności sygnałów, filtracja cyfrowa, linearyzacja charakterystyk statycznych, całkowanie, obliczenia arytmetyczne) sterowanie regulacja sterowanie nadrzędne optymalizacja przetwarzanie zmiennych procesowych (obliczenia zmiennych niemierzalnych, bilansów, wskaźników statystycznych) zabezpieczenie procesu kontrola procesu i sygnalizacja alarmów archiwizacja danych raportowanie wizualizacja graficzna przebiegu procesu 9

Funkcje systemów automatyki 10 konfigurowanie struktur algorytmicznych konfigurowanie obrazów wymiana danych z innymi systemami oraz bazami danych, arkuszami kalkulacyjnymi itp. sterowanie przy pomocy receptur statystyczna kontrola procesu bieżąca diagnostyka procesu, urządzeń pomiarowych, wykonawczych wirtualne sensory zaawansowane algorytmy sterowania symulatory procesów monitorowanie sprawności urządzeń, emisji

Struktury funkcjonalne 11 Algorytmy warstw wyższych wyznaczają parametry dla algorytmów warstw niższych Algorytmy warstw niższych realizowane są z większymi częstotliwościami niż alg. warstw wyższych ERP Zarządzanie produkcją Wizualizacja, optymalizacja, diagnostyka Sterowanie, regulacja, przetwarzanie danych Wstępne przetwarzanie danych, zabezpieczenie

Struktura funkcjonalna 12 Warstwa zarządzania przedsiębiorstwem Warstwa zarządzania produkcją Warstwa monitorowania i obsługi operatorskiej Warstwa sterowania nadrzędnego Warstwa sterowania grup maszyn i urządz. Warstwa obsługi urządzeń obiektowych Warstwa regulacji Warstwa sterowania napędów Warstwa zabezpieczenia Warstwa pomiarów i oddziaływań ciągłych Warstwa pomiarów i oddziaływań dyskr. Warstwa pomiarów i oddziaływań zabezp. Proces

Jednostki funkcjonalne 13 Sieci Stacje procesowe (sterowniki) Urządzenia pomiarowe i wykonawcze Stacje operatorskie i inżynierskie

Urządzenia pomiarowe i wykonawcze 14

Urządzenia sterujące Regulatory aparatowe Programowalne sterowniki logiczne Programowalne sterownika automatyki Stacje procesowe 15

Urządzenia obserwacji i obsługi 16 Panele operatorskie Stacje operatorskie Stacje inżynierskie Stacje informacyjne

Interface Sieci 17 Sieci polowe - Fieldbus Lokalne sieci komputerowe - LAN Sieci rozległe - WAN PLC / DCS Terminator

Systemy DCS - ogólna charakterystyka 18 Przeznaczone do sterowania największymi instalacjami w przemyśle energetycznym, chemicznym, hutniczym itp. Standardowo stosowane są rozwiązania redundancyjne Zintegrowane sterowanie i wizualizacja - jedna baza danych W jednostkach sterujących stosowane są systemy operacyjne czasu rzeczywistego - VxWorks, VRTX, OS9, psos itp W stacjach operatorskich i inżynierskich wykorzystywane są systemy operacyjne UNIX i WINDOWS Udostępniają bogate biblioteki algorytmów regulacji i przetwarzania zmiennych analogowych Zwykle nie stosują standardu IEC 61131-3 firmowe bloki funkcyjne

Struktura systemu I/A Foxboro 19

Extended Automation System 800xA firmy ABB 20 Magistrala systemowa Redundand Network Routing Protocol jest rozwiązaniem firmowym, natomiast jako sieci polowe oprócz firmowego rozwiązania stosowane są: Profibus DP i PA, Fundation Fieldbus H1 oraz Modbus

Struktura stacji procesowej w systemie Ovation Redundant Controller Chassis 21 CPU Card IDE Flash FDDI/CDDI Interface CPU Card IDE Flash FDDI/CDDI Interface PCI Bus PCI Bus To Other I/OBranch I/O Interface (PCRL) Redundancy Datalink I/O Interface (PCRL) To Other I/OBranch I/O Branch I/O Branch

Systemy hybrydowe - ogólna charakterystyka Przeznaczone do sterowania dużymi, średnimi i małymi procesami ciągłymi Opcjonalnie stosowane rozwiązania redundancyjne Zintegrowane sterowanie i wizualizacja - jedna baza danych W jednostkach sterujących stosowane są systemy operacyjne czasu rzeczywistego W stacjach operatorskich i inżynierskich - system operacyjny WINDOWS Udostępniają bogate biblioteki algorytmów regulacji i przetwarzania zmiennych analogowych Zastosowanie standardu IEC 61131-3

System DELTA V (Emerson) 23

Struktura systemu Siematic PCS7 firmy Siemens 24 Add Ons ES OS OS Fast LWL Ethernet 100Mbit/s Fast LWL Ethernet 100Mbit/s AS PROFIBUS-DP ET200M PROFIBUS-PA SIPART OP SIMOCODE SIMOVERT

Systemy SCADA +sterowniki 25 Przeznaczone do sterowania procesami dyskretnymi (dużymi, średnimi i małymi) w przemyśle maszynowym, samochodowym itp Stosowane w automatyzacji procesów ciągłych (średnich i małych instalacji) Rozwiązania redundancyjne stosowane są opcjonalnie Wizualizacja - system SCADA, sterowanie PLC/PAC lub regulatory różne pakiety programowe Brak wspólnej bazy danych, niektóre parametry trzeba definiować odrębnie w systemie SCADA i sterowniku, Większy nakład pracy na uruchomienie aplikacji W PLC zwykle nie są stosowane są systemy operacyjne czasu rzeczywistego występuje prosta pętla programowa Standard IEC 61131-3, zwykle ubogie biblioteki algorytmów regulacji i przetwarzania zmiennych analogowych

Wonderware InTouch Astor 26 26

DCS vs SCADA/PLC integracja funkcji 27 PLC+SCADA Oddzielne systemy PLC i SCADA Wymagana integracja Brak wspólnej bazy danych Różne czasy w odrębnych pakietach oprogramowania Sterowniki PLC zwykle jedna pętla programowa, Indywidualne narzędzia programowe Ubogie biblioteki algorytmów regulacji i przetwarzania zmiennych analogowych Wysokie koszty inżynieringu Brak samostrojenia pętli regulacji Brak zaawansowanych algorytmów sterowanie Brak systemów zarządzania i diagnostyki dla urządzeń obiektowych Wymaga opracowania wizualizacji w systemie SCADA rezultatów diagnostyki realizowanej w PLC DSC/Hybrydowe Zintegrowane sterowanie i wizualizacja Całkowicie zintegrowany system Jedna baza danych Jeden czas w systemie Stacje procesowe systemy operacyjne czasu rzeczywistego - VxWorks, VRTX, OS9, psos itp Jednolite narzędzia projektowe Bogate biblioteki algorytmów regulacji i przetwarzania zmiennych analogowych Niższe koszty inżynieringu Dostępne procedury samostrojenia Dostępne algorytmy regulacji predykcyjnej, rozmytej, itp. Dostępne systemy zarządzania i diagnostyki dla urządzeń obiektowych Systemowa diagnostyka urządzeń systemu

Systemy typu SOFTCONTROL 28 Przeznaczone do sterowania małymi procesami ciągłymi i dyskretnymi Sterowanie i wizualizacja na PC Brak redundancji Oprogramowanie zgodne z IEC 61131-3 Moduły we-wy (np. Siemens - ET200, Allen Bradley - Flex I/O) sprzężone siecią z PC Profibus-DP DeviceNet

Języki programowania 29 Jeszcze w latach 90-tych stosowane były firmowe języki programowania sterowników. W sterownikach programowalnych wykorzystywano języki drabinkowe, listy instrukcji oraz języki pierwowzory języka SFC (np. Grafcet). W stacjach procesowych systemów DCS dominowało programowanie na podstawie bloków funkcyjnych. Ponadto wykorzystywano języki proceduralne opracowywane na potrzeby układów automatyki, a czasami także języki drabinkowe do zapisywania algorytmów sterowania binarnego. Rozwiązania poszczególnych firm różniły się jednak między sobą, co utrudniało projektantom i użytkownikom kilku różnych systemów automatyki. Niemożliwe było także przenoszenie oprogramowania między systemami różnych firm.

Języki programowania 30 Norma IEC 61131-3 Lista instrukcji - IL Polecenia Tekst strukturalny - ST Język wysokiego poziomu Plan funkcyjny - FBD Bloki funkcyjne Schemat drabinkowy - LD Logika przekaźnikowa Schemat sekwencyjny - SFC Kroki Tranzycje LD FBD ST IL SFC

31 Konfiguracja algorytmów sterowania w systemie DeltaV

Nowe funkcje systemów automatyki 32 modelowanie procesów wirtualne sensory i analizatory zaawansowane sterowanie optymalizacja bieżąca diagnostyka procesu, urządzeń pomiarowych, wykonawczych symulatory procesów monitorowanie sprawności urządzeń, emisji Wykorzystanie nowych technik przetwarzania sygnałów: sieci neuronowych logiki rozmytej i zbiorów przybliżonych algorytmów genetycznych systemów eksperckich

Zaawansowane sterowanie 33 regulatory stanu regulatory predykcyjne regulatory adaptacyjne regulatory rozmyte regulatory neuronowe układy regulacji tolerujące uszkodzenia torów pomiarowych i elementów wykonawczych Klasyczny układ regulacji Regulator predykcyjny Connoiseur Advanced Control para FIC TI FT produkt Carbon Black, Jasło 13.09.2001 23

Diagnostyka w układach automatyki 34 Diagnostyka komunikacji w systemie Diagnostyka elektronicznych modułów systemu sterującego Diagnostyka inteligentnych urządzeń pomiarowych i wykonawczych Diagnostyka procesu Level 4 Level 3 Process Fisher Level 2 Actuators, Elements Valves, Connections Level 1 Electronics Communications Fisher

Bieżąca diagnostyka procesu 35 Systemy: MODI KNOBOS DIAG, AMandD, DiaSter ASM (2004) Nowy moduł G2 (2004) Sygnały pomiarowe i sterujące Detekcja uszkodzeń Symptomy Proces Lokalizacja uszkodzeń Diagnozy