Detail předmětu

Programmable logics controllers

FEKT-CPGAAk. rok: 2011/2012

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).

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

6

Garant předmětu

Ing. Radek Štohl, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a měřicí techniky (UAMT)

Výsledky učení předmětu

teoretické i praktické znalosti a dovednosti v oblasti programování programovatelných automatů PA

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

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

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

Učební cíle

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.

Základní literatura

Grotsch:SPS. Vom Relaiseinsatz bis zum CIM.,Oldenbourg Verlag, Berlin 1988 (DE)
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)
Zezulka F.: Programovatelné automaty, e-text, 2003 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-BC bakalářský

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

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Radek Štohl, Ph.D.

Osnova

Úvod do programovatelných automatů (PLC). Požadavky na PLC. Princip funkce.
PLC nové generace, režim činnosti, HW. Diagnostický systém.
SW vybavení malých PLC. Funkční diagram úlohy logického typu
Prostředky pro popis úlohy logického typu. Prostředky pro popis sekvenčního systému. Petriho sítě.
Příklad tvorby programu pro PLC v jednotlivých programovacích jazycích. Příklad.
Programování v Grafcetu. Příklad.
Rozšířené funkce Grafcetu.
Norma IEC 1131.
PLC v řízení strojů. Přizpůsobovací obvody CNC.
Komunikační systémy PLC. Způsoby propojování PLC sériovými sběrnicemi.
PLC v řízení technologických procesů. Speciální jednotky PLC. Zásady projektantské práce.
Vysoce funkční PLC.
Vysoce bezpečné PLC

Laboratorní cvičení

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Radek Štohl, Ph.D.

Osnova

Úvodní cvičení (organizace, instruktáž, školení o bezpečnosti a seznámení s pracovištěm, podmínky udělení zápočtu).
Úvod do programování PLC. Grafické jazyky pro PLC.
Programování parkoviště.
Programování SW modelu výrobní linky.
Programování soustavy dopravníků.
Velmi malý kompaktní automat TSX 07, programovací konzola.
Programování speciálních funkčních bloků (křižovatka).
Úvod do programovacího a simulačního prostředí ConCept. Programování sekvenční úlohy.
Programování paralelních procesů.
Úvod do řídicích systémů Rockwell Allen-Bradley.
Řízení SW modelů systémy Allen-Bradley.
Náhradní cvičení a zápočet.