Systemy nadzorujące SCADA

Wymagana jest wiedza z zakresu przemysłowych układów sterowania w zakresie odpowiadającym przedmiotom Komputerowe Systemy Sterowania oraz Rozproszone Systemy Sterowania (AIR st. 1). Konieczna jest umiejętność programowania sterowników PLC Siemens Simatic oraz Rockwell Allen Bradley.

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli ( 60 godz.):

- udział w wykładach – 15h

- udział w ćwiczeniach – 45h

Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta ( 60 godz.):

- przygotowanie do wykładu – 5h

- przygotowanie do ćwiczeń – 25h

- czytanie literatury – 10h

- przygotowanie do egzaminu – 10h

- przygotowanie do kolokwium – 10h

Łącznie: 120 godz. (4 ECTS)

W1: Charakteryzuje strukturę, elementy składowe i zadania oprogramowania SCADA – K_W12

W2: Potrafi przedstawić strukturę przemysłowego systemu sterowania wraz z określeniem w niej miejsca i roli systemu SCADA – K_W01, K_W10, K_W12

W3: Wymienia i omawia różne rodzaje magistral i protokołów komunikacyjnych stosowanych do wymiany danych z systemami SCADA, z uwzględnieniem obszaru ich zastosowania oraz wad i zalet – K_W04, K_W10, K_W12

U1: Wykorzystuje dokumentację oprogramowania SCADA (w tym w języku angielskim) do uzyskania wiedzy niezbędnej do samodzielnej realizacji postawionych zadań – K_U01, K_U16

U2: Konfiguruje i programuje sterowniki PLC oraz oprogramowanie SCADA celem realizacji zadania postawionego przez nauczyciela – K_U05, K_U08

U3: Realizuje w zespole zadania dotyczące implementacji aplikacji SCADA zgodnie z wytycznymi prowadzącego – K_U08, K_U17

U4: W aplikacji SCADA samodzielnie implementuje algorytmy w języku skryptowym oraz opracowuje niestandardowe obiekty graficzne celem realizacji postawionych zadań – K_U03, K_U05, K_U05

K1: Posiada umiejętność formułowania pytań do prowadzącego w zakresie niezbędnym do realizacji postawionego zadania dotyczącego implementacji aplikacji SCADA np. dotyczących alternatywnych metod rozwiązania danego problemu – K_K01

K2: Posiada umiejętność współdziałania w zespole celem realizacji postawionego zadania dotyczącego implementacji aplikacji SCADA – K_K02, K_K03

Metody dydaktyczne podające:

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

Metody dydaktyczne eksponujące:

- pokaz

Metody dydaktyczne poszukujące:

- laboratoryjna

- projektu

- pokaz

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

- laboratoryjna
- projektu

Na wykładzie zostanie przedstawiona wiedza z zakresu budowy i funkcjonalności systemów SCADA (ang. Supervisory Control and Data Aquisition) na przykładzie oprogramowania Aveva InTouch (dawniej Wonderware InTouch). Zademonstrowane zostaną sposoby tworzenia projektów, podstawowych wizualizacji, komunikacji ze sterownikami PLC, tworzenia skryptów, zarządzania alarmami i użytkownikami.

W ramach zajęć laboratoryjnych studenci zrealizują aplikację SCADA w oprogramowaniu Aveva InTouch, nadzorującą pracę stanowiska ze sterownikiem PLC, realizującego określone zadanie sterowania postawione przez prowadzącego.

Wykład obejmuje następujące zagadnienia z zakresu budowy i funkcjonalności systemów SCADA (ang. Supervisory Control and Data Aquisition):

1. Geneza systemów SCADA. Omówienie budowy układów sterowania w automatyce przemysłowej z uwzględnieniem umiejscowienia i roli systemów SCADA.

2. Omówienie struktury systemów SCADA na przykładzie oprogramowania InTouch 2020.

3. Przedstawienie funkcjonalności zasadniczych elementów oprogramowania InTouch 2020:

3.1 wizualizacja procesu, opracowanie własnych obiektów graficznych,

3.2 konfiguracja wymiany danych ze sterownikiem PLC,

3.3 implementacja skryptów – przykłady realizacji animacji, modyfikacji interfejsu użytkownika (np. przełączanie ekranów), realizacji obliczeń,

3.4 wizualizacja zmiennych procesowych ciągłych w postaci trendów oraz trendów historycznych,

3.5 sygnalizowanie i obsługa stanów alarmowych,

3.6 zarządzanie użytkownikami.

W ramach zajęć laboratoryjnych studenci będą implementować program w sterowniku PLC realizujący zadanie sterowania złożonym procesem lub systemem. Następnie konieczne będzie opracowanie aplikacji SCADA w oprogramowaniu AVEVA InTouch. Aplikacja powinna cechować się odpowiednio wysokim poziomem złożoności: wizualizować dany proces (w tym z wykorzystaniem animowanych obiektów opracowanych przez studentów), zawierać obsługę alarmów, receptur i użytkowników, wizualizować zmienne procesowe oraz zawierać skrypty automatyzujące nadzór nad procesem/systemem. Opracowane aplikacje i programy są następnie analizowane pod kątem spełnienia kryteriów funkcjonalności.

Literatura podstawowa:

1) Dokumentacja oprogramowania Wonderware InTouch

2) System wizualizacyjny Wonderware InTouch 2017 cz.1 – tworzenie i serwisowanie aplikacji (dokumentacja szkoleniowa firmy Astor)

3) Stuart A. Boyer, "Scada: Supervisory Control And Data Acquisition"

4) David Bailey, Edwin Wright, "Practical SCADA for Industry"

Literatura uzupełniająca:

1) Gordon Clarke, Deon Reynders, "Practical Modern SCADA Protocols"

2) Roman Kwiecień, "Komputerowe systemy automatyki przemysłowej"

3) Bogdan Wilamowski (red.), "Industrial Communication Systems

Metody oceniania:

Kolokwium praktyczne – W1, W2, W3, U1, U2, U3, U4

Ocena realizacji zadań w trakcie laboratorium – U1, U2, U3, U4, K1, K2

Kryteria oceniania:

Laboratorium:

Zaliczenie na ocenę na podstawie realizacji zadań w trakcie laboratorium. Ocena pracy podczas laboratorium uzależniona jest od sprawności w realizacji zadania, efektu końcowego zrealizowanego projektu oraz stylu implementacji.

Wykład:

Zaliczenie na ocenę na podstawie praktycznego kolokwium zaliczeniowego obejmującego wiedzę i umiejętności przekazane na wykładzie. Kolokwium odbędzie się po zakończeniu Laboratorium.

Podczas kolokwium każdy student otrzymuje dostęp do stanowiska ze sterownikiem PLC z zaimplementowanym programem sterowania. Student ma za zadanie indywidualnie opracować aplikację SCADA w oprogramowaniu Wonderware InTouch. Realizacja aplikacji SCADA obejmować będzie 5 podzadań. Ocena uzależniona jest od ilości zrealizowanych podzadań. Przykładowe zadania wraz z ocenami .:

1) Wizualizacja programu sterującego wykorzystująca standardowe obiekty graficzne wraz z konfiguracją komunikacji ze sterownikiem - dst

2) opracowanie niestandardowego obiektu graficznego z animacją – dst+

3) zaimplementowanie skryptu - db

4) opracowanie obiektu z wizualizacją w trendu – db+

5) opracowanie kontrolek zarządzania co najmniej dwoma użytkownikami – bdb