Programowanie sterowników mikroprocesorowych

Celem nauczania jest zapoznanie studentów z budową, zastosowaniem i programowaniem sterowników mikroprocesorowych w rolno-spożywczych procesach produkcyjnych. Tematyka zajęć uwzględnia zalecenia międzynarodowej normy IEC 61131. Zakres przedmiotu obejmuje problematykę związaną z projektowaniem systemów sterowania mikroprocesorowego, doborem modułów, osprzętu i ich konfigurację. Sterowniki programowane są następującymi językami: tekstowymi (lista instrukcji – IL, tekst strukturalny – ST), graficznymi (schematów drabinkowych – LD, schematów bloków funkcyjnych – FBD), sekwencyjne schematy funkcjonalne – SFC. Studenci programują sterowniki mikroprocesorowe w wyżej wymienionych językach programowania oraz testują poprawność programu w procesach produkcyjnych tj.: sterowanie mikroklimatem pomieszczeń produkcyjnych; komponowanie, mieszanie i surowców na liniach produkcyjnych; sterowanie procesami pakowania produktów; sterowanie liniami transportowymi.

WYKŁADY

1. Podstawowe pojęcia. Rozwój sterowników. Charakterystyka funkcjonalna sterownika mikroprocesorowego. Funkcje: przetwarzania sygnałów, interfejsu z czujnikami i urządzeniami wykonawczymi, komunikacyjne i zasilania.

2. Norma IEC 61131. Elementy składowe normy. Zasady użytkowania sterowników, montaż, połączenia zewnętrzne.

3. Budowa programowalnych sterowników logicznych i zasada działania poszczególnych elementów. Jednostka centralna i jej konfiguracja.

4. Moduły wejść dyskretnych, moduły wejść impulsowych, moduły wejść analogowych, moduły wyjść dyskretnych, moduły wyjść analogowych, moduły specjalne. 

5. Wprowadzenie do programowania sterowników mikroprocesorowych. Przydzielenie sterownika. Zasady tworzenia programu. Struktura programu.

6. Metody programowania. Typy danych. Elementy oprogramowania (funkcje, bloki funkcyjne, programy).

7. Deklaracja zmiennych. Zmienne proste i wieloelementowe. Wartości początkowe zmiennych. Atrybuty zmiennych.

8. Standardowe bloki funkcjonalne: liczniki, komparatory wielkości analogowych, czasomierze, bloki arytmetyczne. Funkcje konwersji.

9. Tekstowe języki programowania. Lista rozkazów (instrukcji) - IL. Operatory języka. Wywoływanie funkcji i bloków funkcjonalnych. Tekst strukturalny - ST. Wyrażenia i instrukcje.

10. Język schematów drabinkowych - LD. Obwody i sterowanie wykonaniem. Styki i cewki. Wywoływanie funkcji i bloków funkcjonalnych.

11. Funkcjonalne schematy blokowe - FBD. Programowanie w oparciu o graf sekwencji - SFC.

12. Testowanie i uruchamianie programu. Dokumentacja projektu. Systemy z redundancją.

13. Układy sieciowe sterowników mikroprocesorowych. Protokoły komunikacyjne. Standardowe łącza szeregowe. Sieci lokalne i przemysłowe. Topologia sieci.

14. Dobór sterowników mikroprocesorowych do aplikacji sterowania w rolno- spożywczych procesach produkcyjnych. Przykłady rozwiązań systemów sterowania na bazie sterowników mikroprocesorowych.

15. Współpraca sterowników mikroprocesorowych z programami do wizualizacji, sterowania i informatycznego nadzoru rolno-spożywczych procesów produkcyjnych.

ĆWICZENIA LABORATORYJNE

1. Budowa sterownika modułowego i kompaktowego. Łączenie modułów. Podłączanie zasilania oraz terminali do sterowników (symulacja pracy systemów sterowania). Komunikacja PC – PLC. Konfiguracja systemu sterowania.

2. Tworzenie programów za pomocą środowiska programistycznego EasySoft oraz XSOFT Professional. Zarządzanie bibliotekami, konfiguracja połączeń, deklaracja zmiennych.

3. Programowanie sterowników w językach tekstowych. Zapis podstawowych funkcji logicznych m.in.: iloczyn i suma logiczna, wykonywanie iloczynu przed sumą i sumy przed iloczynem.

4. Programowanie sterowników w językach graficznych. Zapis podstawowych funkcji logicznych m.in.: iloczyn i suma logiczna, wykonywanie iloczynu przed sumą i sumy przed iloczynem.

5. Zastosowanie w programie bloków funkcyjnych sterowników: komparator wielkości analogowych, moduł arytmetyczny, moduł licznika, moduł szybkiego licznika, znacznik tekstowy, multiplexer danych, konwerter liczb, PWM, liczniki czasu, przekaźniki czasowe, roczny i tygodniowy zegar sterujący.

6. Programowanie regulatora PID na sterowniku mikroprocesorowym.

7. Łączenie sieci i komunikacja pomiędzy sterownikami.

8. Programowanie wyświetlaczy oraz tworzenie wizualizacji na sterownikach serii EASY Titan.

9. Programowanie sterowników serii EASY – Moeller za pomocą wbudowanej klawiatury.

10. Projektowanie zadanych systemów sterowania mikroprocesorowego wg normy IEC 61131 dla przykładowych procesów produkcyjnych.

11. Programowanie sterowników mikroprocesorowych do systemu sterowania mikroklimatem w pomieszczeniach produkcyjnych.

12. Programowanie sterowników mikroprocesorowych do komponowania i mieszania produktów.

13. Programowanie sterowników mikroprocesorowych do sterowania w systemie rozlewania napojów do butelek

14. Programowanie sterowników do sterowania liniami transportowymi i procesami pakowania produktów.

PODSTAWOWA

Juszka H. 2006. Automatyzacja i robotyzacja w inżynierii rolniczej. PTIR, Kraków.

Mikulczyński T. 2006. Automatyzacja procesów produkcyjnych. Metody modelowania procesów dyskretnych i programowania sterowników PLC. WNT, Warszawa.

Kasprzyk J. 2010. Programowanie sterowników przemysłowych. WNT, Warszawa.

Legierski T. i in. 1998. Programowanie sterowników PLC, Wyd. Pracowni Komputerowej Jacka Skalmierskiego. Gliwice

Wróbel Z., Sapota G. 2003. Sterowniki programowalne. Laboratorium. Wyd. Uniwersytetu Ślaskiego.

Seta Z. 2002. Wprowadzenie do zagadnień sterowania.Wykorzystanie programowalnych sterowników logicznych PLC, Wyd. Mikom. Warszawa.

UZUPEŁNIAJĄCA

Juszka H. 2004. Laboratorium z automatyki. PTIR, Kraków

Nowakowski W. 2006. Logo w praktyce. Wyd. BTC, Warszawa.

Wiedza (wiedza i jej rozumienie):

Student posiada wiedzę w zakresie budowy i zastosowania programowalnych sterowników mikroprocesorowych zgodną z uwarunkowaniami normy IEC 61131.

Umiejętności (wykorzystanie wiedz - zdolność analizy i syntezy): Studenci nabywają umiejtności programowania, serwisowania oraz zarządzania systemami sterowania mikroprocesorowego.

Postawy (zarządzanie wiedzą i umiejętność komunikacji):

Student formułuje opinie na temat programowalnych sterowników mikroprocesorowych stosowanych w rolno-spożywczych procesach produkcyjnych, może współpracować ze specjalistami sekcji utrzymania ruchu na liniach produkcyjnych.

Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych poprzez kolokwia z wiedzy teoretycznej oraz sprawozdania z ćwiczeń laboratoryjnych. Zaliczenie treści wykładów poprzez kolokwium.

Nie dotyczy.