Systemy automatyki DCS i SCADA

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

DCS

1

Celem przedmiotu jest przedstawienie zagadnień związanych ze współczesnymi rozproszonymi systemami sterowania (ang. Distributed Control Systems, DCS) z oraz współpracującymi z nimi systemami sterowania nadrzędnego i archiwizacji danych (ang. Supervisory Control And Data Acquisition, SCADA). Wykład podzielony jest na dwie części. Część pierwsza, wprowadzająco-praktyczna, ma na celu przygotowanie studentów do zajęć laboratoryjnych. Przedstawiane są funkcje systemów DCS i SCADA, ich architektura oraz rola i miejsce w przedsiębiorstwie. Omówione są języki programowania oraz zasady budowy struktur regulacji. Studenci są zapoznawani z narzędziami oraz metodami projektowania aplikacji przemysłowych oraz dostępnymi bibliotekami algorytmów. W trakcie drugiej części wykładu przedstawiany jest sprzęt oraz standardy komunikacyjne, a także aspekty bezpieczeństwa oraz przykłady zastosowań systemów DCS i SCADA w dużych obiektach przemysłowych.

Celem przedmiotu jest przedstawienie zagadnień związanych ze współczesnymi rozproszonymi systemami sterowania (ang. Distributed Control Systems, DCS) z oraz współpracującymi z nimi systemami sterowania nadrzędnego i archiwizacji danych (ang. Supervisory Control And Data Acquisition, SCADA). Wykład podzielony jest na dwie części. Część pierwsza, wprowadzająco-praktyczna, ma na celu przygotowanie studentów do zajęć laboratoryjnych. Przedstawiane są funkcje systemów DCS i SCADA, ich architektura oraz rola i miejsce w przedsiębiorstwie. Omówione są języki programowania oraz zasady budowy struktur regulacji. Studenci są zapoznawani z narzędziami oraz metodami projektowania aplikacji przemysłowych oraz dostępnymi bibliotekami algorytmów. W trakcie drugiej części wykładu przedstawiany jest sprzęt oraz standardy komunikacyjne, a także aspekty bezpieczeństwa oraz przykłady zastosowań systemów DCS i SCADA w dużych obiektach przemysłowych.

Treść wykładu

• Wstęp - przegląd dziedziny (2h). Rola i miejsce systemów
  sterowania w informatycznej strukturze przedsiębiorstwa. Funkcje
  systemów, relacje i powiązania.


• Klasyczny system sterowania a system rozproszony (2h).
  Zadania systemu rozproszonego. Elementy systemu DCS i SCADA.
  Przykładowe systemy DCS i SCADA oraz ich cechy. Analiza podobieństw
  i różnic pomiędzy systemami DCS i SCADA.


• Języki programowania, budowa struktur regulacji (2h). Omówienie
  standardowych języków programowania sterowników i kontrolerów
  przemysłowych.


• Projektowanie aplikacji w systemach DCS i SCADA, narzędzia (4h).
  Omówienie sposobów budowania aplikacji w systemach DCS i SCADA,
  powiązania oprogramowania z warstwą sprzętową i elektryczną obiektu.
  Realizacja pętli regulacyjnych.


• Algorytmika (4h). Omówienie algorytmów regulacji i diagnostyki w
  systemach DCS i SCADA. Struktury regulacji, sterowanie w pętli
  otwartej, sterowanie w pętli zamkniętej. Modelowanie i rola modelu w
  strukturze regulacji.


• Kolokwium 1 (1h).


• Sprzęt: komputery przemysłowe, sterowniki programowalne PLC,
  moduły I/O (3h).Warstwa realizacji sterowania, architektura
  sprzętowa. Budowa kontrolera oraz architektura oprogramowania. Systemy
  operacyjne.


• Sieć komputerowa a sieć przemysłowa (2h). Sieciowe standardy
  komunikacyjne sieci przemysłowych: Modbus, CAN, MPI, Fieldbus
  Foundation, Profibus, Industrial Ethernet, Profinet, HART, ASi. Sprzęt
  sieciowy.


• Zastosowania przemysłowe (2h). Przykładowe zastosowanie systemów
  DCS i SCADA w dużych i rozległych obiektach przemysłowych.


• Bezpieczeństwo i cyberbezpieczeństwo w systemach przemysłowych
  (4h). Metody, narzędzia, standardy.


• Przegląd systemów DCS i SCADA (1h). Porównanie najważniejszych
  systemów DCS i SCADA.


• Kierunki rozwoju systemów DCS i SCADA (1h).


• Kolokwium 2 (1h).


• Kolokwia poprawkowe (1h).

1. Sterowanie binarne w systemie SCADA.


2. Sterowanie binarne w systemie DCS.


3. Sterowanie ciągłe w systemie SCADA i wizualizacja.


4. Sterowanie ciągłe w systemie DCS i wizualizacja.


5. Projekt 1: Aplikacja sterująca obiektem laboratoryjnym w systemie
   SCADA (zajęcia 5, 6, 7).


6. Projekt 2: Aplikacja sterująca obiektem laboratoryjnym w systemie
   DCS (zajęcia 8, 9, 10).

Podstawowa:


1. Instrukcje użytkownika systemu DCS OVATION firmy Emerson.


2. Instrukcje użytkownika systemu SCADA MAPS firmy Mitsubishi


3. Roman Kwiecień, "Komputerowe systemy automatyki przemysłowej",
   Wydawnictwo Helion, Gliwice 2013.

Uzupełniająca:


1. P. Tatjewski: Sterowanie zaawansowane obiektów przemysłowych,
   struktury i algorytmy. Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa
   2016.

W trakcie semestru będą przeprowadzone dwa kolokwia punktowane w skali 0-25 pkt., 50 pkt. można zdobyć z zajęć laboratoryjnych. Warunkiem zaliczenia jest uzyskanie w sumie co najmniej 50 pkt. na 100 możliwych, a także zaliczenie wszystkich ćwiczeń i projektów laboratoryjnych (uzyskanie z każdego z nich co najmniej 50% możliwych punktów).

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej