Sterowniki Programowalne (SP) - Wykład #1 Wykład organizacyjny W1... · 2016. 10. 2. · SP –...
Transcript of Sterowniki Programowalne (SP) - Wykład #1 Wykład organizacyjny W1... · 2016. 10. 2. · SP –...
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
Prowadzący
Tomasz Rutkowski, dr inż., tel. 58 347 12-26, pokój nr 4
Bartosz Puchalski, mgr inż., tel. 58 347-17-42, pokój nr E11
Tomasz Karla, mgr inż., tel. 58 347-17-42, pokój nr E11
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