Detail předmětu

Programmable logics controllers

FEKT-CPGAAk. rok: 2017/2018

Programovatelné automaty (PA) a logické procesory. HW a SW PA. Procesorové jednotky, jednotky I/O, vizualizační, komunikační a další speciální jednotky. Začlenění PA do systému řízení a regulace strojů, výrobních linek a technologických procesů. Spolehlivost PA a způsoby zálohování. Programovací jazyky PA a norma IEC 1131-3. Systém ConCept. Programování v Grafcetu. Laboratorní cvičení probíhají na moderních systémech firmy Schneider (automaty Telemechanique, Modicon, systém Concept). Studenti získají přehled i o PA dalších výrobců (Allen-Bradley, Siemens, Omron a dalších).

Garant předmětu

Výsledky učení předmětu

Student je schopen:

Vysvětlit význam programovatelného automatu v řízení technologických procesů.
Popsat informační pyramidu řízení výrobního podniku.
Definovat reléový řídicí systém a programovatelné automaty.
Popsat pojem SCADA.
Vyjmenovat a charakterizovat jednotlivé vrstvy informační pyramidy
Definovat obecné vlastnosti programovatelných automatů, provedení a kategorie programovatelných automatů.
Vytvořit konfiguraci modulů PLC
Použít základní funkce, logické funkce, paměťové funkce, funkce načítání a přenosu, operace s akumulátory, časovače, čítače, operace porovnávání, aritmetické funkce, převodní operace.
Realizovat zpracování analogových signálů v PLC, reprezentace analogových hodnot, standardizace analogových hodnot, použití analogových modulů v regulační smyčce.
Rozumět programování technologických procesů, kritéria řídících systémů s PLC, standardizace programů PLC .
Vysvětlit sekvenční programování PLC pomocí funkčních a datových bloků, funkční algoritmy (popisy), grafická forma sekvenčního programování, SIMATIC S7-GRAPH.
Rozumět komunikaci PLC s ovládacími a vizualizačními systémy, komunikace PLC a SCADA, hardware a software pro podporu komunikace, ovladače.
Znát pojmy řídicí systémy na bázi PC, řídicí systémy Slot PLC, řídicí systémy Soft PLC.

Prerekvizity

Studenti znají: - Definice pojmu stavový automat a typy. - Pojem a význam orientovaný graf. - Co je to stav, tabulka přechodů. - Použití základních operací z Booleovy algebry

Doporučená nebo povinná literatura

Grotsch:SPS. Vom Relaiseinsatz bis zum CIM.,Oldenbourg Verlag, Berlin 1988 (DE)
Zezulka F.: Programovatelné automaty, e-text, 2003 (CS)
Janovský V.,Svoboda J., Šmejkal:Ridici systemy pracovnich stroju s mikroprocesory,Praha, SNTL 1987 (CS)
Zezulka F. a kol.: Programovatelné automaty. Návody do cvičení, e-text (CS)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky, cvičení na počítači v laboratoře. Student odevzdává sedm menších samostatných projektů.

Způsob a kritéria hodnocení

až 30 bodů za cvičení (včetně projektů)
až 70 bodů za zkoušku

Jazyk výuky

angličtina

Osnovy výuky

Přednášky:
1. Úvod k laboratorním cvičením pro programování PLC Allen-Bradley.
2. Celý řídící systém výrobního podniku (relé, PLC, SCADA, ERP, MES), obecné vlastnosti programovatelných automatů, hardwarová konfigurace, kategorie PLC, propojení PLC v sítích, základy programování: paměťové oblasti PLC.
3. Programovací jazyky, zpracování programu, typy bloků, adresace proměnných, logické funkce, pamětové funkce (RS), Load a Transfer, timery, čítače, aritmetické funkce a porovnávání, převodní operace.
4. Blokové funkce, příklady volání funkcí FC (aritmetika, převody), příklady programů (generátor pulsů, řízení ventilátorů, řízení klapky ). Dále příklad funkčního bloku FB pro motory Diesel/Benzin, monitorování teploty, clock generátor.
5. Zpracování analogových signálů v PLC, reprezentace analogových hodnot, standardizace analogových hodnot, použití analogových modulů v regulační smyčce.
6. Programovací prostředí pro PLC Siemens - Simatic Manager.
7. Instrukce a pokyny pro programování v laboratorních cvičeních s PLC Siemens, programování technologických procesů, kritéria řídících systémů s PLC, standardizace programů PLC. .
8. Sekvenční programování PLC pomocí funkčních a datových bloků, funkční algoritmy (popisy), grafická forma sekvenčního programování.
9. SIMATIC S7-GRAPH, Grafcet (Schneider Electric).
10. Modulová struktura programů v PLC, hierarchie modulů, programové funkce modulového systému.
11. Komunikace PLC s ovládacími a vizualizačními systémy SCADA, hardware a software pro podporu komunikace, ovladače, OPC.
12. Řídící systémy na bázi PC, řídící systémy Slot PLC, řídící systémy Soft PLC, SoftPLC versus PLC.
13. Rekapitulace obtížných oblastí - feeback na laboratorní cvičení.

Laboratorní cvičení:
Cv. 1 až 5 : Modelové úlohy na PLC Allen Bradley (programování v ladder diagramu).
Cv. 6: Kontrolní cvičení
Cv. 7 až 11 : Modelové úlohy na PLC SIMATIC (logické programování v ladder diagramu a v STL S7 GRAPH).
Cv. 12: Kontrolní cvičení
Cv. 13: Zápočet a hodnocení

Cíl

Cílem předmětu je výuka a trénink v programování programovatelných automatů PLC jako nejběžnějšího mikropočítačového řídicího systému strojů, výrobních linek a technologických procesů. Studenti se seznámí s architekturou a obvodovým řešením PLC, jejich základními vlastnostmi a modulární výstavbou. Naučí se programovat v jednoduchých programovacích jazycích PLC (ladder diagram, instruction list a FBD), ale i v jazycích sekvenčních systémů (SFC, Grafcet). Budou seznámeni i s propojováním automatů mezi sebou a s nižšími i vyššími úrovněmi pomocí sériových komunikačních sběrnic. Pozornost je věnována i vysoce funkčním a vysoce bezpečným PLC.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Laboratoře, projekt.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-BC bakalářský

    obor BC-AMT , 2. ročník, letní semestr, 6 kreditů, volitelný oborový
    obor BC-SEE , 2. ročník, letní semestr, 6 kreditů, volitelný mimooborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor