Programirljivi krmilni sistemi

Visokošolski učitelji: Nedeljković David

Opis predmeta

Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti:

• Formalni pogoj: vpis v 3. letnik študija;
• sicer so potrebna predznanja, pridobljena pri predmetih iz programiranja mikrokrmilnikov in digitalnih struktur.
• Za pristop k izpitu mora kandidat imeti uspešno opravljene laboratorijske vaje in izdelano poročilo z le-teh.
• Laboratorijske vaje morajo potekati v skupinah z manjšim številom študentov zaradi povišane nevarnosti (visoka napetost, vrteči se deli).

Vsebina:

Kratka zgodovina krmilij in predstavitev področij, kjer srečamo značilne krmilne naloge (industrija, energetika, promet...). Pregled najpomembnejših logičnih funkcij kot gradnikov krmilij: binarne, pomnilne, časovne in števne. Uporaba senzorjev in aktuatorjev: diskretnih, analognih; poudarek na tistih, ki jih najpogosteje srečamo v močnostni elektrotehniki. Osnutek, projekt in razvoj krmilja na preprostejših zgledih. Ponazoritev krmilja s funkcijskim načrtom. Kombinacijska in koračna krmilja. Upoštevanje varnostnih zahtev. Zasnova programirljivih krmilnikov, njihova zgradba in različne izvedbe strojne opreme. Vhodni in izhodni signali na krmilniku. Naslavljanje, podatkovni tipi. Princip obdelovanja uporabniškega krmilnega programa na krmilniku. Načini pisanja uporabniškega krmilnega programa: ukazi, lestvični diagram, funkcijski načrt. Podrobna seznanitev z najpomembnejšimi ukazi in funkcijami. Orodja za razvoj krmilnega programa in uporabniškega vmesnika. Sistemi SCADA. Komunikacija med več krmilniki ter med krmilnikom in inteligentnimi perifernimi enotami.

Cilji in kompetence:

Študent bo spoznal najpomembnejše gradnike krmilnih sistemov in njihove lastnosti. Za reševanje krmilnih nalog se bo naučil uporabljati sodobne programirljive krmilnike, za katere bo s pripadajočimi razvojnimi orodji izdelal krmilno programsko opremo in uporabniški vmesnik. S sistematičnim pristopom bo preprečil nastanek zastojev v krmiljenem procesu in vestno poskrbel za izpolnitev vseh varnostnih zahtev. Zavedal se bo nujnosti dobrega dokumentiranja, jasnega postavljanja zahtev in učinkovite komunikacije med sodelavci na projektu.

Predvideni študijski rezultati:

Znanje in razumevanje:

Študent se bo seznanil z gradniki krmilnih sistemov, razumel bo koncept programirljivih krmilnikov in njihove zmogljivosti, spoznal pa bo tudi različne načine razvoja krmilne programske opreme (nabor ukazov, lestvični diagram, funkcijski načrt).

Uporaba:

Pri avtomatizaciji tehnološkega procesa bo študent izbral ustrezno strojno opremo (programirljivi krmilnik s pripadajočimi moduli, senzorji in aktuatorji), glede na zahteve procesa z ustreznim razvojnim orodjem napisal pripadajoči krmilni program in izdelal uporabniški vmesnik za posluževanje procesa.

Refleksija:

Pri snovanju krmilnega sistema bo študent celovito in enoumno definiral zahteve v procesu, s čimer se proces izogne nepredvidenim zastojem zaradi pomanjkljivega krmilja. Odgovorno in z vso zavzetostjo bo na prvo mesto postavil zahteve glede varnosti.

Prenosljive spretnosti:

Študent se bo pri izvajanju laboratorijskih vaj navajal na sistematični pristop, ustrezno dokumentiranje idej in rešitev ter učinkovito komunikacijo z naročnikom (tehnologom), sodelavci in podizvajalci. Znanja, pridobljena pri tem predmetu, bo študent lahko nadgradil in uporabil za realizacijo najzahtevnejših krmilnih sistemov.

Gradiva

1. Vanja Ambrožič, David Nedeljković: Uvod v programirljive krmilne sisteme, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 2011.
2. Hans Berger: Automating with SIMATIC : controllers, software, programming, data communication, operator control and process monitoring, Publicis Publishing, Erlangen, 2009.
3. Heinrich Lepers: SPS-Programmierung nach IEC 61131-3. Mit Beispielen für CoDeSys und Step 7, Franzis PC und Elektronik, 2007.
4. Vanja Ambrožič: Mikroračunalniki v močnostni elektroniki, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, Ljubljana, 2001.
5. Hans Berger: Automating with STEP7 in STL and SCL, Publicis MCD Verlag, Erlangen, 2000.