Sterowniki Programowalne (SP) - Wykład #1 Wykład organizacyjny WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I AUTOMATYKI KATEDRA INŻYNIERII SYSTEMÓW STEROWANIA Jarosław Tarnawski, dr inż. Październik 2016
SP wykład organizacyjny - prowadzący Odpowiedzialny za przedmiot Jarosław Tarnawski, dr inż., tel. 58 347 12-26, pokój nr 4 jaroslaw.tarnawski@pg.gda.pl Prowadzący Tomasz Rutkowski, dr inż., tel. 58 347 12-26, pokój nr 4 tomasz.rutkowski@pg.gda.pl Bartosz Puchalski, mgr inż., tel. 58 347-17-42, pokój nr E11 bartosz.puchalski@pg.gda.pl Tomasz Karla, mgr inż., tel. 58 347-17-42, pokój nr E11 tomasz.karla@pg.gda.pl
SP wykład organizacyjny informacje ogólne SP to przedmiot obowiązkowy dla studentów III-go roku studiów I-go stopnia (V semestr) Kierunek Automatyka i Robotyka, specjalności: Automatyka i Systemy Sterowania Robotyka i Systemy Mechatroniki Wymiar zajęć: Wykład - 2 godziny/tydzień Ćwiczenia - 1 godzina/tydzień Laboratorium - 1 godzina/tydzień Kod przedmiotu: Sposób zaliczenia: Zaliczenie Liczba punktów ECTS: 4
SP wykład organizacyjny - terminarz Zajęcia zgrupowane są w pierwszej połowie semestru: Wykład 3 x tygodniu od 26.09 do 28.10 po 2 godziny Ćwiczenia 1 x tygodniu po 2 godziny od 26.09 do 25.10 Laboratoria 1 x tygodniu po 2 godziny od 26.09 do 25.10
SP wykład organizacyjny - terminarz
SP wykład organizacyjny treści programowe Struktury sterowania i miejsce SP w tej strukturach. Zagadnienia sterowania bezpośredniego i wymagania stawiane urządzeniom pracującym w tej warstwie. Rys historyczny powstania SP zastępujących układy sterowania stycznikowo-przekaźnikowe. Główne cechy i wymagania stawiane SP: niezawodność, elastyczność, łatwość i możliwości programowania, skalowalność, możliwości komunikacyjne. Podstawowi producenci SP i podstawowe rodziny SP dostępne na rynku. Normy IEC-1131 i EN61131. Elementy funkcjonalne SP. Podział SP ze względu na potencjalne zastosowania, budowę, możliwości. Zasada działania SP. Cykl pracy. SP jako urządzenia spełniające postulat czasu rzeczywistego.
SP wykład organizacyjny treści programowe cd. Zagadnienia doboru SP do zadania automatyzacji procesu technologicznego. Określanie funkcjonalności SP modułowych przez: dobór jednostki centralnej, modułów we/wy, modułów komunikacyjnych oraz modułów specjalizowanych. Metody programowania SP, języki: drabinkowy, lista instrukcji, sekwencyjne schematy funkcyjne, schematy bloków funkcyjnych, tekst strukturalny. Celowość i metody mieszania poszczególnych sposobów programowania. Dostępne typy danych, funkcji i operacji na danych w SP. Ograniczenia obliczeniowe i programistyczne. Algorytmy sterowania i regulacji w SP. Algorytmy wbudowane, metody realizacji programowej prostych sposobów sterowania i regulacji. Metody implementacji wybranych algorytmów sterowania dyskretnego. Wprowadzenie do metod implementacji w SP rekursywnych metod estymacji, filtracji. Demonstracja implementacji regulatorów adaptacyjnych, rozmytych, predykcyjnych oraz modułów specjalizowanych.
SP wykład organizacyjny treści programowe cd. Zagadnienia komunikacyjne w SP: wymiana danych pomiędzy sterownikami, wymiana danych z innymi elementami struktury sterowania. Wybrane standardy komunikacyjne w SP. Realizacja sterowania zdecentralizowanego oraz rozproszonego w oparciu o sieć SP. Ograniczenia w stosowalności SP. Komputery przemysłowe jako rozwinięcie idei SP pozbawione ograniczeń i jednocześnie części zalet SP. Zagadnienia logicznego i fizycznego włączania SP w układy sterowania: podłączanie urządzeń pomiarowych oraz wykonawczych różnego typu. Współpraca SP z systemami sterowania nadzorczego, systemami akwizycji danych SCADA oraz bazami danych z wykorzystaniem dedykowanych serwerów komunikacyjnych i uniwersalnego sposobu wymiany danych OPC.
SP wykład organizacyjny efekty kształcenia Rozumienie zadań, funkcji i umiejscowienia SP w systemie sterowania. Umiejętność doboru właściwego SP do realizowanego zadania automatyzacji. Znajomość metod programowania SP. Praktyczna umiejętność programowania w języku drabinkowym i w języku tekst strukturalny. Umiejętność implementacji w SP podstawowych algorytmów sterowania (dwustanowe, trójstanowe, PID, sterowanie regułowe). Rozumienie zasad implementacji bardziej złożonych algorytmów sterowania. Umiejętność realizacji sterowania rozproszonego z wykorzystaniem technik sieciowych w SP. Umiejętność zaprojektowania i wykonania współpracy SP z systemem SCADA z zastosowaniem serwerów komunikacyjnych dedykowanych i zunifikowanych OPC. Wykorzystanie SP do pracy w pętli (ang. Hardware-in-the-loop) obejmujące podłączenie fizycznego obiektu lub systemu czasu rzeczywistego operującego na sygnałach fizycznych.
SP wykład organizacyjny sposób zaliczenia przedmiotu Obecność na zajęciach jest obowiązkowa i może być kontrolowana Zaliczenie każdego modułu przedmiotu W+Ć+L odbywa się niezależnie. Zaliczenie przedmiotu wymaga zaliczenie wszystkich modułów (każdego na co najmniej 50%) Zaliczenie ćwiczeń zostanie oparte o kolokwium w ostatnim terminie ćwiczeń. Do zdobycia będzie 30 pkt. Do zaliczenia Ć wymagane jest zdobycie co najmniej 15 pkt. Zaliczenie wykładu następuje w wyniku ustnej odpowiedzi na 3 wylosowane pytania. Brak poprawnej odpowiedzi na pytanie z zakresu wiedzy obowiązkowej powoduje niezaliczenie. Z części wykładowej można otrzymać 40 pkt.
SP wykład organizacyjny warunki zaliczenia cd. Zaliczenie laboratorium następuje w wyniku opracowania systemu sterowania złożonego z modelu obiektu albo rzeczywistego obiektu sterowania, sterownika programowalnego i aplikacji wizualizacyjnej. Zaliczenie na ocenę max 3,5: model obiektu czasu rzeczywistego w aplikacji wizualizacyjnej bądź w strukturze HIL Matlab/Simulink Zaliczenie na ocenę powyżej 3,5 wymaga zbudowania systemu sterowania dla obiektu rzeczywistego. Zaliczenie laboratorium max 30 pkt.
SP wykład organizacyjny warunki zaliczenia cd. Indywidualny tryb zaliczenia laboratorium Przeznaczony wyłącznie dla Studentów posiadających rozległą wiedzę i doświadczenie w temacie SP Wymaga kontaktu na początku semestru z Prowadzącymi Wymaga poświadczenia umiejętności praktycznych i wiedzy w zakresie treści programowych przedmiotu
Wyposażenie Laboratorium 200 Komputerowych Systemów Sterowania w aspekcie SP: 6 kontrolerów GE Fanuc PAC RX3i 3 sterowniki PLC GE Faunc 90-30 1 sterowników PLC Versa MAX 18 sterowników Siemens S7-1200 Oprogramowanie Proficy Machine Edition 8.00 Oprogramowanie TIA Portal 11 Oprogramowania Wonderware Archestra Serwery OPC Toolbox PLC Coder dla Matlab/Simulink Łącznie: 9 stanowisk PLC GE Fanuc 18 stanowisk PLC Siemens wyposażonych w co najmniej: 1 parę we/wy analogowych, zadajniki wejść binarnych wyjścia binarne szeroką gamę modułów komunikacyjnych
Stanowisko z silnikiem
Stanowisko ze zbiornikami
SP wykład organizacyjny strona internetowa przedmiotu www.ely.pg.gda.pl/kiss/dydaktyka/sp wykłady, informacje organizacyjne, wyniki zaliczeń, materiały pomocnicze,
SP wykład organizacyjny literatura 1.Legierski T., Kasprzyk J., Wyrwał J., Hajda J.: Programowanie sterowników PLC, Wydawnictwo Pracowni Komputerowej Jacka Skalmierskiego, Gliwice, 1998 2.Kwaśniewski J.: Programowalne sterowniki przemysłowe w systemach sterowania, ZP Roma-Pol, 1999 3. Pasierbński J., Legierski T.: Programowanie sterowników PLC, Wydawnictwo Pracowni Komputerowej Jacka Skalmierskiego, 1998 4. Kasprzyk J.: Programowanie sterowników przemysłowych, WNT 5.Tatjewski P.: Sterowanie zaawansowane obiektów przemysłowych, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, 2002