W artykule opisano koncepcję, realizację programową oraz stanowisko testowe systemu monitoringu rozdzielnic kampusu Politechniki Gdańskiej. Zaproponowano realizację sprzętową oraz opracowano realizację programową systemu monitoringu rozdzielnic dla dwóch budynków: Gmachu Głównego i Centrum Obsługi Technicznej. Ważną cechą opracowanego rozwiązania jest jego skalowalność, gdyż docelowo system monitoringu będzie obejmował wszystkie rozdzielnice kampusu Politechniki Gdańskiej. Do akwizycji sygnałów z aparatów elektrycznych przewidziano sterowniki programowalne easyE4, które będą zainstalowane w rozdzielnicach poszczególnych budynków. Funkcję nadrzędną w systemie monitoringu będzie pełnił sterownik programowalny XC-303. Jego zadaniem będzie zbieranie sygnałów ze wszystkich sterowników easyE4. Sterownik XC-303 będzie znajdował się w budynku Centrum Obsługi Technicznej, oraz docelowo na serwerze w tym budynku zostanie zainstalowana opracowana wizualizacja. Wszystkie przewidziane w systemie monitoringu funkcje zostały uruchomione i przetestowane na zbudowanym w tym celu stanowisku testowym. Do programowania sterowników easyE4 wykorzystano środowisko programistyczne easySoft 7, a program na sterownik XC-303 opracowano w środowisku programistycznym CODESYS 3. Wizualizacja została opracowana w środowisku programistycznym Galileo 10. Do komunikacji pomiędzy urządzeniami systemu monitoringu wykorzystano protokół Modbus TCP. System monitoringu będzie wykorzystywał uczelnianą sieć komputerową Politechniki Gdańskiej.
EN
In the paper the concept, software realization and the test stand of a monitoring system of the Gdansk University of Technology campus switchgears are presented. For two buildings – the Main Building and the Technical Service Center - hardware realization has been proposed and software realization of the monitoring system has been developed. Important feature of the developed realization is its scalability, because finally the monitoring system will monitor all switchgears in the Gdansk University of Technology campus. EasyE4 programmable controllers are used for acquisition of signals from electrical devices and will be installed in switchgears in individual buildings. The XC-303 programmable controller is the master in the programmable controllers’ network in the monitoring system. Its task is to collect signals from all easyE4 programmable controllers. The XC-303 controller will be installed in the Technical Service Center building, and also the visualization that has been created will be installed on a server in this building. All functions that have been assumed to be performed in the monitoring system have been started-up and tested on the test stand that has been built for this purposes. The easySoft 7 programming software was used to program the easyE4 programmable controllers. The XC-303 controller programs were developed in the CODESYS 3 programming software. The visualization was developed in the Galileo 10 programming software. The Modbus TCP protocol has been used for communication in the monitoring system. The monitoring system uses the Gdansk University of Technology computer network.
W artykule opisano stanowisko laboratoryjne z silnikiem liniowym na bieżni liniowej znajdujące się w Katedrze Energoelektroniki i Maszyn Elektrycznych na Wydziale Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej oraz omówiono, w jaki sposób rozwiązano problemy związane z działaniem wykorzystanych w systemie sterowania protokołów komunikacyjnych. Stanowisko ma charakter dydaktyczny. W skład stanowiska wchodzi indukcyjny silnik liniowy zasilany z przemiennika częstotliwości oraz jego system sterowania, którego głównymi elementami są: sterownik programowalny, dotykowy panel operatorski zintegrowany ze sterownikiem programowalnym oraz moduł rozproszonych wejść/wyjść. Wymiana danych pomiędzy sterownikiem programowalnym a modułem rozproszonych wejść/wyjść jest realizowana z wykorzystaniem protokołu CANopen, pomiędzy sterownikiem programowalnym a panelem operatorskim poprzez sieć Ethernet z protokołem UDP, a pomiędzy panelem operatorskim i modułem komunikacyjnym przemiennika częstotliwości z wykorzystaniem protokołu Modbus RTU. W artykule omówiono problem związany z wymianą danych pomiędzy sterownikiem programowalnym a panelem operatorskim z wykorzystaniem zmiennych sieciowych. Przedstawiono dwa sposoby, dzięki którym możliwe było rozwiązanie problemu błędów w komunikacji z wykorzystaniem zmiennych sieciowych.
EN
In the paper a laboratory stand with the linear motor on the linear truck operating in the Department of Power Electronics and Electrical Machines on the Faculty of Electrical and Control Engineering in Gdansk University of Technology as well as the method how the problems related to operation of communication protocols implemented in the laboratory stand control system have been solved are described. The laboratory stand is of a didactic character. The stand consists of an induction linear motor supplied from a frequency converter and the control system, main components of which are: a programmable controller, an operator touch panel integrated with a programmable controller and a module of remote inputs/outputs. Data exchange between the programmable controller and the module of remote inputs/outputs is realized with the use of CANopen protocol, between the programmable controller and the operator panel through the Ethernet network with the use of UDP protocol, and between the operator panel and the communication module of the frequency converter with the use of Modbus RTU protocol. In the paper a problem related to data exchange between the programmable controller and the operator panel with the use of network variables has been described. Two methods, thanks to which it was possible to solve the problem of errors in communication with the use of network variables, have been presented.
Celem artykułu jest omówienie definicji infrastruktury krytycznej, oraz dlaczego należy zwrócić szczególną uwagę na bezpieczeństwo cybernetyczne tych systemów. W drugiej części artykułu zostały opisane możliwe wektory ataku na opisane wcześniej systemy ze szczególnym uwzględnieniem luk bezpieczeństwa występujących w protokołach sieciowych przemysłowych, oraz sterownikach programowalnych używanych do automatyzacji procesów produkcyjnych.
EN
Goal of this paper is to introduce reader to cybersecurity of critical infrastructure and prove how it is important in modern days. Second part describes possible attack vectors with special regard to flaws in industrial network protocols and programmable logic controllers used to automate production processes.
Artykuł przedstawia wybrane strategie sterowania urządzeniami redundantnymi zawarte w jednym programie, dzięki czemu istnieje możliwość zmiany trybu pracy w zależności od sytuacji i zapotrzebowania. Sterowanie zrealizowano z wykorzystaniem sterownika programowalnego PLC oraz panelu operatorskiego HMI. Celem pracy było przedstawienie kilku uzupełniających się rozwiązań, do efektywnego i optymalnego wykorzystania urządzeń okrętowych.
EN
This paper presents selected control strategies of redundant devices implicted in one program so that there is a possibility to change the operating mode depending on situation. The problem was evolved on pumps example becaue of their often use both in marine, and shore environment. Simulation model was based on two parallel pumps working in one system. First and second control mode assumes one of the pump working as ‘Master’ and second as ‘Stand-by’. It gives freedom in selection which pump is ‘Master’ and opportunity to change the choice. Third mode comprehends rotating work of two pumps depending on medium pressure value in the system. The control was implemented by using Programmable Logic Controller (PLC) and Human Machine Interface (HMI). Described strategies were checked and simulated in a few different configurations. The aim was to present several complementary solutions to achieve efficient and optimum use of the devices.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents the solution uses the Matlab/Simulink environment and the PLC in Hardware in the Loop (HiL) configuration. It describes the advantages of rapid prototyping using simulation techniques, for example the HiL method. It also presents the construction of the system in HiL configuration with BLDC motor as the test object. Results presented in this paper relate to the three of proposed methods, using different ways to communicate between Matlab/Simulink and PLC, such as: OPC server; S-Function; M-file.
PL
W artykule przedstawiono zastosowanie oprogramowania Matlab/Simulink oraz sterownika PLC w konfiguracji pętli sprzętowej (HIL). Opisano zalety szybkiego prototypowania z wykorzystaniem technik symulacyjnych na przykładzie metody HiL. Przedstawiono również budowę systemu w konfiguracji HiL z silnikiem BLDC, jako obiektem badanym. Zamieszczone w artykule wyniki badań odnoszą się do trzech metod bazujących na różnym sposobie komunikacji między oprogramowaniem Matlab/Simulink, a sterownikiem PLC, takimi jak: serwer OPC; S-Function; M-plik.
Nieustanny rozwój systemów sterowania oraz szeroko pojętej automatyki sprawia, że coraz więcej procesów kontrolowanych jest bez udziału człowieka. Problemem są jednak złożone obiekty o charakterystycznych cechach, które uniemożliwiają zastosowanie klasycznych regulatorów, w szczególności regulatora PID. W artykule zaprezentowano wybrane zmodyfikowane algorytmy regulatora PID wraz z ich implementacją w sterowniku programowalnym. W celu weryfikacji zamodelowano i przetestowano układy sterowania, a całość połączono za pomocą pętli sprzętowej HIL i systemu SCADA.
EN
Constant development of control systems and automation means that more and more processes are controlled without significant human participation. Complex objects with characteristic features often cause problems with implementation of classic, simple control algorithms, especially PID controller. The article presents selected modified PID algorithms and their implementation in the PLC. In order to verify algorithms control systems were modeled and tested. The whole was linked via hardware loop and the SCADA system.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono koncepcję uniwersalnych bloków funkcjonalnych do sterowania napędami technologicznymi za pomocą sterowników PLC. Bloki funkcjonalne zostały opracowane zgodnie z warstwowym modelem systemów sterowania. Zaimplementowano dwa podstawowe bloki funkcjonalne obsługujące napędy technologiczne z typowymi obwodami zasilania i obwodami sterowniczymi. Uniwersalność bloków zapewnia zestaw dodatkowych wejść rozszerzających, dzięki którym może on współpracować z innymi blokami funkcjonalnymi do obsługi mniej typowego osprzętu napędu.
EN
The paper presents the idea of all-purpose function blocks for technological drive controlled by programmable logic controller (PLC). The function blocks have been developed according to the layer model of control systems. Two basic function blocks to handle technological drives with typical supply and control circuits have been implemented. A versatility of the function blocks are provided by a set of additional expanding inputs, which allow to cooperate with other blocks to handle less typical drive accessory.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The purpose of this article is to present the achievements in the field of control system design methodology and the development of algorithms for control functions of the a spray booth based on an operator panel integrated with a PLC controller, i.e. in conditions of limited data and program memory and limited programming language syntax.
PL
Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie dokonań w zakresie metodyki projektowania systemu sterowania oraz opracowania algorytmów dla potrzeb sterowania funkcjami kabiny lakierniczej na bazie panelu operatorskiego zintegrowanego ze sterownikiem PLC tj. w warunkach ograniczonej pamięci programu i danych oraz ograniczonej syntaktyki języka programowania.
W artykule przedstawiono zagadnienie sterowania w silnikach spalinowych o zapłonie samoczynnym zasilanych dwupaliwowo - ON i LPG. Omówione zostały dotychczasowe rozwiązania i przedstawiono propozycję autorów opartą na autorskim sterowniku integrującym zadania sterowania klasycznym układem CR ze sterownikiem pozwalającym na dawkowanie LPG.
EN
The article presents the problem of control of internal combustion ignition powered dually - diesel and LPG. Discusses existing solutions and presents a proposal based on the authors' copyright controller integrating control tasks CR classical system with the controller allows the dosage of LPG.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono oryginalną metodę sprzętowej realizacji algorytmów sterowania bitowego zgodną z normą IEC61131-3. Zaproponowane przekształcenia, oparte o rachunek zbiorów oraz grafy, pozwalają na translację oryginalnej postaci programu sterowania do postaci w pełni zgodnej z oryginałem, dającej się jednak sprzętowo realizować za pomocą architektury dwutaktowej. Zastosowanie opisanej metody umożliwia wydajną sprzętową realizację sterowania bitowego, przedstawionego w ustandaryzowanym języku programowania LD, w układach FPGA.
EN
In the paper there is presented a procedure for the implementation of control algorithms for hardware-bit compatible with the standard IEC61131-3. Described transformation based on the sets calculus and graphs, allow for translation of the original form of the control program to the form in full compliance with the original, giving the architecture represented by two tick. The use of this procedure enables the efficient implementation of the control bits in the FPGA using a standardized programming language LD.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Falowniki Sanyu serii SY8000 mają wbudowany interfejs komunikacyjny RS485. Interfejs ten może zostać użyty do sterowania falownikiem z wykorzystaniem przemysłowego protokołu komunikacyjnego MODBUS. Protokół MODBUS jest często stosowany w systemach sterowania. Przykładem mogą być sterowniki programowalne PLC firmy Siemens serii S7-1200, wyposażone w moduł komunikacyjny (np. CM 1241 RS485).
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Wydawać by się mogło, że w tak prostych i szczegółowo określonych przez normy produktach, jakimi są cylindry hydrauliczne, trudno jest wprowadzić nowe jakościowo funkcje i cechy. Tymczasem jest bardzo nowatorskie rozwiązanie cylindra z pomiarem przemieszczenia, odbiegające od standardowych konstrukcji.
Artykuł przedstawia opracowany całościowy proces syntezy wielokontekstrowego sprzętowego układu sterowania implementowanego w strukturach FPGA. Dedykowana struktura sprzętowa pozwala na zdecydowane zredukowanie czasu przetwarzania w porównaniu z rozwiązaniami programowymi. Program podlegający syntezie jest opisany językiem SFC zgodnie z normą IEC61131-3. W procesie syntezy wykorzystano oryginalną grafową metodę reprezentacji postaci pośredniej programu sterowania. Metoda konstruowania postaci pośredniej zachowuje własności przetwarzania, ujawniając zadania równoległe. Opracowano również metodę odwzorowania technologicznego dla tablicowych układów FPGA. W celu porównania przedstawiono rezultaty implementacji opracowanej metody oraz bezpośredniego odwzorowania postaci grafowej.
EN
The paper presents the synthesis and implementation algorithms of multiple context logic controller implemented in a FPGA. A massively parallel hardware execution of control algorithms is utilized that significantly reduces the throughput time. The input program is written in the SFC according to the IEC61131-3 standard. An originally developed intermediate representation based on data flow graph has been used for processing. The graph building algorithm maintains sequential dependencies and reveals parallel tasks in program. Developed method of scheduling and mapping is dedicated for LUT based FPGA devices. The paper is concluded with exemplary implementation comparison of greedy direct mapping and developed FPGA architecture optimized method.
W artykule przedstawiono metody reprezentacji pośredniej programu sterowania opisanego językiem LD oraz SFC zgodnie z IEC61131-3, opracowane na potrzeby syntezy sprzętowej kładów sterowania PLC implementowanych w strukturach programowalnych FPGA. W opisie wykorzystano oryginalną implementację grafu skierowanego. Przedstawiono opracowane reguły odwzorowania, zapewniające zachowanie zależności sekwencyjnych przy jednoczesnym uzyskaniu maksymalnego zrównoleglenia działania. Przedstawiono również zarys metod syntezy na podstawie opracowanego odwzorowania pośredniego.
EN
The increased performance of a PLC can be achieved by direct implementation of a control program in an FPGA device [3, 6, 7, 8, 12, 13]. The paper presents a methodology of transforming a standard PLC program given by LD or SFC according to IEC61131-3 to the common intermediate form dedicated for logic synthesis. The intermediate form of the control program is represented by a data flow graph (DFG, Fig. 1). The set of nodes is carefully selected to minimize the number of different types of nodes while assuring implementation of PLC behavior. Attributed edges and multiple argument nodes are used to reduce size of DFG (Fig. 2). The developed method for creating a DAG maintains sequential dependencies between variables and revel operations parallelism. In PLC programs the variables pass values between operations and computation cycles. In order to maintain sequential dependencies, value assignment to a variable is observed. If the accessed variable has not been assigned, its value is used for a driving node (Fig. 3). The SFC is based on step, actions and transitions [2]. The step variable in the DFG is represented by a JK flip-flop equivalent. The activation function of a step is based on analysis of its dependencies with preceding and succeeding steps and transitions (Fig. 5). Actions that are bounded with steps are controlled according to their types (Fig. 6). The presented intermediated representation has been successfully applied to synthesize a PLC implemented in an FPGA device.
W artykule przedstawiono konstrukcję iskrobezpiecznego kontrolera wejść/wyjść współpracującego z magistralą przemysłową Profibus DP. Urządzenie steruje rozdzielaczami elektropneumatycznymi w podziemiach kopalń. Wykorzystano w tym celu następujące układy: LSPM 2 (Siemens), mikrokontroler PIC18F872 (Microchip), CPLD XCR3128XL (Xilinx). Do komunikacji z magistralą Profibus DP służą porty optyczne oraz port RS-485. Celem pracy było zbudowanie taniego urządzenia iskrobezpiecznego, pełniącego rolę kontrolera wejść/wyjść, będącego częścią zespołu iskrobezpiecznych rozdzielaczy elektropneumatycznych.
EN
This paper presents the design of a intrinsically safe I/O module controller works with industrial Profibus DP bus. The device controls the electropneumatic distributors in underground mines. Used for this purpose systems include: LSPM 2 (Siemens), PIC18F872 microcontroller (Microchip) and XCR3128XL CPLD (Xilinx). To communicate with the Profibus DP bus are used optical ports and port RS-485. The aim of this study was to build as cheap as possible intrinsically safe device that acts as the I/O controller, which is part of the team intrinsically safe electro-valves.
W artykule przedstawiono automatyczną metodę syntezy układu sterowania danego w postaci diagramu stykowego LD lub listy instrukcji IL do sprzętowego układu sterowania implementowanego w układzie FPGA. Zaproponowana metoda pozwala uzyskać sprzętowy układ sterowania zachowujący sekwencyjne własności przetwarzania wynikające z zapisu LD i IL. Przedstawiony algorytm syntezy pozwala na dokonanie syntezy operacji logicznych i arytmetycznych. Istotnymi celami opracowanego algorytmu jest masowe przetwarzanie, redukcja cykli obliczeniowych oraz odwzorowanie w ograniczonej liczbie zasobów operacji arytmetycznych.
EN
The paper presents the synthesis algorithm of a ladder diagram (LD) or instruction list (IL) into a reconfigurable logic controller implemented in FPGA [5, 8, 9]. The algorithm incorporates synthesis of Boolean and fixed point arithmetic operations. It utilizes the intermediate form of the data flow graph (DFG) [4, 6]. PLCs introduce variable dependencies caused by serial processing of LD (Fig. 1). It has been proved that appropriate distribution of feedback signals allows implementing LD logic dependencies during a single calculation cycle (Fig. 2). The LD diagram is compiled into DFG that records variable dependencies. The presented optimization allows reducing the controller complexity and its response time in comparison to solutions presented in [2, 3] (Fig. 3). Arithmetic operations introduce larger implementation complexity and require more time to calculate than logic operation. The DFG generated from LD or IL is used for scheduling and mapping (Fig. 4). The scheduling and mapping procedure assumes the limited number of arithmetic resources while logic operations are allocated without constraints. The scheduling procedure takes into account operation execution timing (Fig. 4C). The obtained circuit after scheduling with arithmetic operations may require more than one cycle to complete all operations in comparison to the model limited only to logic operations. The presented synthesis procedure enables obtainment of fully functional hardware implementation of the controller given by LD or IL with massively parallel processing and a very short response time (1 to several clock cycles).
Artykuł jest przeglądem wybranych produktów firmy InterControl przeznaczonych do współpracy z magistralą CAN. Szerzej zostały omówione sterowniki programowalne rodziny Digsy. Przedstawione zostały najnowsze rozwiązania – sterowniki MTC GB pozwalające na wizualizację i prezentację graficzną opartą o wyświetlacze z interfejsem LVDS. Omówiono wybrane wyświetlacze, moduły wejść/wyjść oraz czujniki.
EN
The paper is a review of selected products of InterControl Company provided to cooperate with CAN bus. Programmable Controllers of Digsy family were discussed more precisely. The most modern solutions were presented, i.e. the MTC GB controllers that allow visualisation and graphic presentation based on displays equipped with LVDS interfaces. Selected displays were discussed, I/O modules as well as sensors.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł omawia podstawowe funkcje logiczne, opisuje budowę, działanie i sposób programowania graficznego sterownika logicznego ALPHA oraz przedstawia przykład zastosowania tego sterownika w dydaktyce automatyki.
EN
This article presents possibilities of application of the graphical programming in the teaching of automatization in polish schools. It describes logical functions, structure and method of his programming. It describes advantages of this teaching, too.
W artykule przedstawiono metodę odwzorowania operacji arytmetycznych przeznaczoną dla rekonfigurowalnych sterowników logicznych. Istotą opracowanej metody jest wykorzystanie własności układów sprzętowych oraz architektury FPGA. W procesie implementacji brane są pod uwagę czas realizacji obliczeń oraz ograniczone zasoby logiczne. W oparciu o metodę szacowania czasu propagacji zrealizowano metodę łańcuchowego łączenia operacji kombinacyjnych pozwalającą na wykonanie wielu operacji w cyklu obliczeniowym.
EN
The paper presents a package for arithmetic operation synthesis dedicated for reconfigurable logic controllers. Different representations (graphical or textual) commonly used are handled. The synthesis process starts from transforming algorithm representation into a data flow graph. The constant reduction and the tree height reduction optimization method are applied to the flow graph (Fig. 2). The developed method combines the ALAP and list allocation strategies with original elements. The main constraint is put to the number of available logic resources that can be allocated. The procedure attempts to allocate resources assuring it proper utilization in a calculation process. Together with resource allocation the operation scheduling is performed. During operation assignment the propagation time based concept of operation scheduling is used. The proposed method allows using sequential and combinatorial units. Operations are chained inside one state until total combinatorial propagation time does not exceed the assumed cycle time. This allows reducing the required number of calculation cycles by introducing combinatorial chains of operations (Figs. 3 and 4). Finally, an example of PID controller implementation is considered and compared with previous manual implementations (Fig. 5). Introducing the automatic implementation method allows reducing radically the calculation time (2.18 times) with little increase in hardware resources (+18%) (see Tab. 1).
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.