Dynamic Systems and Control. Laboratory Exercises

Patryk Chaber, Robert Nebeluk, Andrzej Wojtulewicz, Krzysztof Zarzycki

The purpose of this laboratory work is to provide practical knowledge of such basic automation concepts as: dynamic system modeling for control purposes, feedback and its role, control system structures, fundamentals of designing control systems for tracking (servomechanisms) and for the attenuation of disturbances (industrial control systems), and the digital implementation of control algorithms. Hardware platforms of modern automation systems are also discussed, including Programmable Logic Controllers (PLC) industrial Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) systems. This textbook familiarizes students with the topic of modern industrial automation systems. To complete the laboratory tasks, students must acquire knowledge related to programming environments for PLC controllers and SCADA systems. The textbook also contains detailed technical descriptions of the processes used in laboratory classes. The authors believe that the textbook will help to organize and systematize the knowledge gained from lectures.

Podstawy automatyki. Ćwiczenia laboratoryjne

Andrzej Wojtulewicz, Krzysztof Zarzycki, Patryk Chaber, Robert Nebeluk

Celem opracowania jest przedstawienie w praktyce podstawowych zagadnień automatyki: opis obiektów dynamicznych do celów sterowania, sprzężenie zwrotne i jego rola, struktury układów regulacji, podstawy projektowania układów regulacji służących do nadążania (serwomechanizmy) oraz do tłumienia wpływu zakłóceń (układy regulacji przemysłowej), realizacje cyfrowe algorytmów regulacji. Omówiono się także platformy sprzętowe współczesnych systemów automatyki: programowalne sterowniki logiczne (PLC), a także przemysłowe systemy monitorowania i gromadzenia danych (SCADA). W skrypcie dokonano wprowadzenia w tematykę nowoczesnych systemów automatyki przemysłowej (wykonanie zadań laboratoryjnych wymaga przyswojenia przez studentów wiedzy związanej ze środowiskami programistycznymi sterowników PLC oraz SCADA). Szczegółowe opisy techniczne pozwolą na poznanie obiektów wykorzystywanych podczas zajęć praktycznych. Zebranie dostępnych materiałów w jeden skrypt pozwala na uporządkowanie i usystematyzowanie wiedzy. Tak opracowany materiał stanowi istotne dopełnienie wykładu.

Systemy DCS i SCADA

Sebastian Plamowski, Andrzej Wojtulewicz

Skrypt jest przeznaczony dla studentów realizujących przedmiot Systemy DCS i SCADA prowadzony na wydziale Elektroniki i Technik Informacyjnych Politechniki Warszawskiej (pierwsza połowa zajęć odbywa się przy wykorzystaniu systemu DCS, druga – przy wykorzystaniu systemu SCADA i sterownikow PLC).   Systemy DCS (Distributed Control System) i SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) należą do klasy systemów odpowiedzialnych za nadzorowanie pracy procesu technologicznego lub produkcyjnego. W podstawowym wydaniu systemy DCS i SCADA odpowiadają za: zbieranie aktualnych danych, wizualizację procesu, sterowanie procesem, alarmowanie, archiwizację oraz raportowanie. W branży automatyki przyjęło się stwierdzenie, że funkcjonalność wspołczesnych systemów DCS i SCADA pokrywa się i często terminy DCS i SCADA używane są zamiennie.   Systemy DCS z racji pełnej spójności sprzętowo-systemowej są lepiej zintegrowane i pozwalają na opracowanie bardzo dużych aplikacji, dlatego znajdują zastosowanie głównie w dużych instalacjach przemysłowych, gdzie liczba punktów procesowych liczona jest w tysiącach. Punkty procesowe używane w warstwie sprzętowej i w warstwie wizualizacji w przypadku systemów DCS są tymi samymi punktami i obie warstwy oparte są na wspolnej bazie danych. Dodatkowo, systemy DCS rozbudowane są o narzędzia programistyczne pozwalające na konfigurację wejść i wyjść oraz projektowanie i programowanie struktur regulacji, dzięki czemu zapewniona jest jednorodność na poziomie projektu.