PODSTAWY AUTOMATYKI 13. Technika automatyzacji

Podobne dokumenty
PODSTAWY AUTOMATYKI 12. Technika automatyzacji

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

JĘZYKI PROGRAMOWANIA STEROWNIKÓW

Opracował: Jan Front

Oprogramowanie komputerowych systemów sterowania

Katedra Systemów Cyfrowego Przetwarzania Sygnałów

Nowe stanowiska techniczno-dydaktyczne dla potrzeb edukacji mechatronicznej

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

Zastosowania mikrokontrolerów w przemyśle

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

Specjalność: Komputerowe systemy sterowania i diagnostyki

Sterowniki Programowalne (SP)

Sterowniki Programowalne (SP) - Wykład #1 Wykład organizacyjny

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

STEROWNIKI i REGULATORY (TS1A )

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

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

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

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

Zakład Sterowania Systemów

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

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

Siemens Simatic S7-300 Informacje podstawowe o sterowniku programowalnym

System sterowania i wizualizacji odprężarki z wykorzystaniem oprogramowania Proficy ifix

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

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

Politechnika Gdańska. Gdańsk, 2016

Systemy wbudowane. Paweł Pełczyński

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

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

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

KAS nowa platforma automatyzacji firmy Kollmorgen

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

DCS = Distributed Control System

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

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

Sterowniki Programowalne (SP) - Wykład #1 Wykład organizacyjny

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

Diagnostyka procesów i jej zadania

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

Kierunek Informatyka stosowana Studia stacjonarne Studia pierwszego stopnia

Mechatronika i inteligentne systemy produkcyjne. Modelowanie systemów mechatronicznych Platformy przetwarzania danych


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

Mechatronika i szybkie prototypowanie układów sterowania

Modularny system I/O IP67

Nowe spojrzenie na systemy monitoringu i sterowania sieciami ciepłowniczymi

Szybkie prototypowanie w projektowaniu mechatronicznym

AUTOMATYZACJA PROCESÓW CIĄGŁYCH I WSADOWYCH

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

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

MODUŁY I/O I KONWERTERY

Kinematyka manipulatora równoległego typu DELTA 106 Kinematyka manipulatora równoległego hexapod 110 Kinematyka robotów mobilnych 113

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

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

NOWOCZESNE METODY KSZTAŁTOWANIA UMIEJĘTNOŚCI ZAWODOWYCH STANOWISKA TECHNODYDAKTYCZNE

Automatyka i metrologia

A P L I K A C Y J N A

Dostawa oprogramowania. Nr sprawy: ZP /15

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

Segmenty rynku sterowników

Dokumentacja i systemy jakości

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

BIAP Sp. z o.o. Gratulujemy i esów. # '!& Serdecznie gratulujemy firmie. naszemu regionalnemu dystrybutorowi. zdobycia na targach TAREL 98

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

PRZEMYSŁ SPOŻYWCZY. Kraft Foods Polska Olza w Cieszynie. System nadzoru linii produkcji wafli System sterowania myciem linii

Politechnika Białostocka Wydział Elektryczny ZINTEGROWANA AUTOMATYKA B&R

Spis treści. Dzień 1. I Wprowadzenie do PCS 7 (wersja 1508) II Licencjonowanie (wersja 1508) III Tworzenie projektu w PCS 7 (wersja 1508)

4. Sylwetka absolwenta

Struktura systemów sterowania

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

ASTOR KATALOG SYSTEMÓW INFORMATYCZNYCH - INVENSYS WONDERWARE

NOWOCZESNE METODY KSZTAŁTOWANIA UMIEJĘTNOŚCI ZAWODOWYCH STANOWISKA TECHNODYDAKTYCZNE

ŚRODOWISKO PC WORX JAKO WSPARCIE W NAUCE PROGRAMOWANIA STEROWNIKÓW PLC

2012/2013. PLANY STUDIÓW stacjonarnych i niestacjonarnych I-go stopnia prowadzonych na Wydziale Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki

Łukasz Przywarty r.

Aplikacje Systemów Wbudowanych

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

Najnowsze rozwiązania w zakresie automatyzacji procesów firmy Ruland E&C

prof. dr hab. inż. Maciej Niedźwiecki dr hab. inż. Piotr Suchomski mgr inż. Stanisław Iszora mgr inż. Włodzimierz Sakwiński dr inż.

Regulator PID w sterownikach programowalnych GE Fanuc

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

SPECJALNOŚĆ ELEKTRONIKA PRZEMYSŁOWA

OKABLOWANIE W WYBRANYCH SYSTEMACH KOMUNIKACJI

Przykłady zastosowań systemów mikroprocesorowych

Systemy zdalnego zarządzania i monitoringu: Carel platforma PRO. Tomasz Andracki, Bydgoszcz

Sylabus modułu kształcenia/przedmiotu

WPROWADZENIE Mikrosterownik mikrokontrolery

Zintegrowane systemy sterowania i automatyki dźwignią wzrostu niezawodności i bezpieczeństwa eksploatacji systemów gazowniczych

Michał Bartyś. Rozszerzony konspekt przedmiotu Inteligentne urządzenia pomiarowe i wykonawcze

na usługach aplikacji przemysłowych

Interfejs użytkownika UI, interfejsy człowiek-maszyna (MMI, HMI), systemy SCADA

SYSTEMY MES SGL CARBON POLSKA S.A. System monitoringu i śledzenia produkcji

Zautomatyzowane systemy produkcyjne

INSTYTUT NAUK TECHNICZNYCH PWSW w Przemyślu

Przykłady zastosowań systemów mikroprocesorowych

E300 - Wielofunkcyjne zabezpieczenie silnikowe. Copyright 2013 Rockwell Automation, Inc. All Rights Reserved.

Inteligentny czujnik w strukturze sieci rozległej

Instytut Automatyki Systemów Energetycznych Sp. z o.o.

Serwery OPC UA 1. SERWER OPC UA DLA CONTROL

Transkrypt:

Politechnika Warszawska Instytut Automatyki i Robotyki Prof. dr hab. inż. Jan Maciej Kościelny PODSTAWY AUTOMATYKI 13. 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 Obszary zastosowań Tendencje rozwoju Nowe funkcje Zastosowanie technik sztucznej inteligencji

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

PRĘDKOŚCI Rodzaje sieci w systemach automatyki 18 System wieloprocesorowy 10 9 10 8 10 7 10 6 10 5 10 4 LAN Local Area Network FIElDBUS WAN Wide Area Network 10 3 10-1 10 0 10 1 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 ODLEGŁOŚCI

Sieci w systemach automatyki 19 Poziom zarządzania przedsiębiorstwem WAN Poziom zarządzania produkcją Poziom stacji operatorskich Poziom sterowników Poziom urządzeń obiektowych LAN FDDI, Token Bus, Token Ring Ethernet, DEVICEBUS Profibus DP Interbus S CAN DeviceNet LonWorks FIELDBUS Profibus FMS WorldFIP FF H2 ControlNet SENSORBUS FF H1 Profibus PA LonWorks CAN, ASI

Tradycyjne podłączenie urządzeń pomiarowych i wykonawczych do systemu 20 Sygnały analogowe 4-20mA Indywidualne podłączenie każdego urządzenia

Zastosowanie sieci Fieldbus 21 Cyfrowa komunikacja Inteligentne urządzenia pomiarowe i wykonawcze

Klasyfikacja SA 22 Ze względu na funkcje można wyodrębnić: systemy alarmowe, systemy monitorowania (SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition), systemy sterowania, systemy sterowania i monitorowania, systemy bezpieczeństwa. Ze względu na obiekty sterowania wyróżniamy: systemy sterowania procesami przemysłowymi systemy automatyzacji budynków systemy sterowania maszyn (np. obrabiarek numerycznych) system sterowania różnego rodzaju obiektami i urządzeniami: np. pojazdami, samolotami, rakietami, statkami, windami, pralkami itp.

Klasyfikacja SA 23 W aspekcie uniwersalności zastosowań: systemy uniwersalne - umożliwiające aplikacje dla szerokiej grupy procesów/obiektów przez umożliwienie dostosowania struktury sprzętowej i programowej do konkretnego obiektu. systemy specjalizowane - dostosowane do sterowania konkretnymi obiektami. Ze względu na stopień konstrukcyjnej integracji systemu sterowania z obiektem sterowania: systemy wbudowane (osadzone) - ściśle powiązane konstrukcyjnie z obiektem sterowania, dedykowane do danego obiektu zarówno pod względem sprzętowym jak i programowym (są zawsze systemami specjalizowanymi). systemy niewbudowane jednostki sterujące są niezwiązane konstrukcyjnie z obiektem, często oddalone od obiektu oraz zwierają zwykle uniwersalne urządzenia automatyki.

Rodzaje systemów automatyki 24 DCS Ovation, 800XA, I/A Series, Centum 3000, Experion, Systemy hybrydowe DeltaV, DNA, Simatic PCS7 SCADA+PAC/PLC/regulatory aparatowe In Touch, ifix, WinCC, Wizcon, Asix Simatic S7, Schneider TSX, A-B Control Logix, GE-Fanuc, Mitsubishi - Melsec, Soft Control SoftDCS, WizDCS, WizPLC, SoftLogix 5, InControl, Paradym-31 Systemy autonomiczne (PLC + panele operatorskie, CNC) w tym wbudowane systemy sterowania

Systemy DCS - ogólna charakterystyka 25 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 26

Extended Automation System 800xA firmy ABB 27 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 28 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 29 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) 30

Struktura systemu Siematic PCS7 firmy Siemens 31 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 32 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, Tańsze urządzenia - 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

SCADA system w Cukrowni Lublin 33 33

DCS vs SCADA/PLC integracja funkcji 34 PLC+SCADA Oddzielne systemy PLC i SCADA 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 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

PCS7 vs PLC+SCADA - koszty wdrożenia 35 Costs Δ:17% S7 / WinCC ca. 250 Control Loops PCS 7 Δ:11% Δ:3% 11% # Control Loops 100 1.500 3.000 7.500 15.000

Systemy typu SOFTCONTROL 36 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

Autonomiczne systemy sterowania 37 PLC + panele operatorskie Sterowniki maszyn numerycznych CNC Sterowniki CNC (Computer Numerical Control) używane są m. in. do kontroli takich urządzeń jak: frezarki, tokarki a w szerszym zastosowaniu do sterowania robotami fabrycznymi, które pracują w tzw. trybie taśmy montażowej np. automaty składające podzespoły samochodowe. W nowoczesnych maszynach CNC stosuje się sterowniki pracujące na bazie komputera przemysłowego IPC w technologii "PC-based Automation". FREZARKA CNC HSM 3D BFN1006

Wbudowane systemy sterowania Embeded Systems Specjalizowane urządzenia mikroprocesorowe (mikrokontrolery) przeznaczone do sterowania konkretnym urządzeniem Wyposażone w niezbędne sprzętowe elementy umieszczone w jednym układzie wysokiej skali integracji (w jednym chipie) Ściśle powiązane z obiektem sterowania - konstrukcją, która jest dedykowana do danego obiektu zarówno pod względem sprzętowym jak i programowym Często stosowane są układy typu ASIC Spotykane we wszystkich dziedzinach począwszy od skomplikowanych urządzeń badawczych, aparatury pomiarowej aż do popularnego sprzętu gospodarstwa domowego 38

Wbudowane systemy sterowania 39 Przykłady zastosowań: układy sterujące pracą silnika samochodowego i ABS, komputery pokładowe sprzęt sterujący samolotami, rakietami, bomby inteligentne sprzęt medyczny sprzęt pomiarowy: oscyloskopy, analizatory widma bankomaty kuchenki mikrofalowe, telewizory, sprzęt DVD drukarki, kopiarki systemy rozrywki multimedialnej i interaktywnej

Nowe możliwości prototypowania 40 Sebastian Łukasik System nawadniania oraz monitoringu wilgotności z użyciem Arduino

System sterowania a system bezpieczeństwa 41 Safety Instrumented System - SIS System automatyki Proces Urządzenia pomiarowe Komponenty procesu Urządzenia wykonawcze operator uszkodzenia

System sterowania a system bezpieczeństwa 42 Wymagany jest rozdział systemu sterowania i bezpieczeństwa

Komparator Komparator Redundancja w stacji procesowej FCS Yokogawa 43 V net I/F V net I/F Pamięć z ECC CPU 1 CPU 1 CPU 2 CPU 2 Pamięć z ECC I/F RIO I/F RIO I/F I/F Procesor Aktywny Procesor oczekujący

Integracja na poziomie nadrzędnym 44 L3/L4 Applications Experion Server Icon Safety Station (S)NTP PTP CF-9 CF-9 (Optional) CF-9 (Optional) FTE C200 SM-C300 P2P over FTE Modbus TCP Other device C300 Controller and C Series I/O Safety Manager Controller and I/O SafeNet P2P on segregated Network Safety Manager Controller and I/O Separate network (S)NTP PTP Safety Station

Języki programowania 45 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 46 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

47 Konfiguracja algorytmów sterowania w systemie DeltaV

Nowe funkcje systemów automatyki 48 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 49 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

Optymalizacja 50 Optymalizacja spalania w kotłach energetycznych Algorytm optymalizacji Model procesu Warstwa walidacji DCS PROCES Kryteria: minimalizacja emisji: NOx, CO, (S02) wzrost sprawności (strata kominowa,węgiel w popiele)

Wirtualne sensory 51 Rekonstrukcja sygnału na podstawie modelu PV t Uszkodzenie toru pomiarowego

Diagnostyka w układach automatyki 52 Diagnostyka komunikacji w systemie Diagnostyka elektronicznych modułów systemu sterującego Diagnostyka inteligentnych urządzeń pomiarowych i wykonawczych Diagnostyka procesu Level 3 Level 4 Process Fisher Level 2 Actuators, Elements Valves, Connections Level 1 Electronics Communications Fisher

Bieżąca diagnostyka procesu 53 Systemy: MODI KNOBOS DIAG, AMandD, DiaSter ASM (2004) Nowy moduł G2 (2004) Sygnały pomiarowe i sterujące Detekcja uszkodzeń Symptomy Proces Lokalizacja uszkodzeń Diagnozy

SIS i SD w systemie automatyki 54 Safety Instrumented System - SIS Detekcja uszkodzeń Lokalizacja uszkodzeń diagnozy Doradztwo w stanach awaryjnych Sterowanie tolerujące uszkodzenia rekonfiguracja System automatyki Proces Urządzenia pomiarowe Komponenty procesu Urządzenia wykonawcze operator uszkodzenia

System DiaSter 55

Wczesne rozpoznawanie uszkodzeń 56 Zadziałanie blokady Alarm Granica bezpieczeństwa Granica alarmowa Pv Diagnoza Uszkodzenie t

Idea układów tolerujących uszkodzenia 57 n d f n d f n d f Regulatory u Aktuatory Proces Sensory y Diagnostyka Mechanizm rekonfiguracji diagnozy

Układy automatyki tolerujące uszkodzenia 58 FTCS Fault Tolerant Control Systems Bieżąca diagnostyka Rekonfiguracja Struktury sterowania w stanach z uszkodzeniami Układ regulacji turbiny Układ automatyki tolerujący uszkodzenia

Potrzeba szkolenia operatorów 59 Szkolenia operatorów na rzeczywistej instalacji są nieefektywne ze względu na brak możliwości symulacji stanów awaryjnych. Wprowadzenie szkolenia na symulatorach prowadzi do istotnego podwyższenia bezpieczeństwa procesu oraz redukcji strat ekonomicznych spowodowanych błędami operatorów.

Potrzeba szkolenia operatorów 60 Szkolenie na symulatorach stosowane jest powszechnie dla: pilotów kapitanow statków operatorów bloków jądrowych

Symulator bloku z systemem Ovation model kotła 61

62 Symulator bloku z systemem Ovation wizualizacja w Ovation