Podstawy automatyki

Poprzez sterowanie możemy określić proces oddziaływania sygnałami sterującymi na przyrządu lub urządzenia.

Sterowanie analogowe

W sterowaniu analogowym sygnały oddziaływujące na urządzenia mają charakter ciągły, są też wielkościami analogowymi.

Sterowanie cyfrowe

W sterowaniu cyfrowym sygnały oddziaływujące na urządzenia mają charakter dyskretny, będące odwzorowaniem sygnałów analogowych.

Układ regulacji

Układ zamknięty automatyki, posiada ujemne sprzężenie zwrotne. Zadaniem układu regulacji jest sterowanie danym procesem.
Układ regulacji składa się z:

Sygnał (sterujący, pomiarowy)

Sygnałem może być dowolna wielkość fizyczna, zmieniająca się w czasie w zależności od transmitowanej wartości. Najczęściej stosowanymi wykorzystywanymi wielkościami fizycznymi w automatyce są napięcie U ([mV],[V]) i nateżenie I ([mA], [A]).

Regulator

Regulator jest elementem obwody regulacji, generuje on taki sygnał sterujący, aby obiekt regulowany osiągnął wartość zadaną w możliwie nakrótszym czasie.
Rodzje regulatorów:

Podstawy automatyki - literatura

Podstawy automatyki

Przedmowa
1. Pojęcia podstawowe
2. Linearyzacja równań opisujących zachowanie się nieliniowego elementu automatycznej regulacji
2.1. Linearyzacja statyczna
2.2. Linearyzacja dynamiczna
3. Metody opisu własności dynamicznych liniowych układów ciągłych
3.1. Transmitancja operatorowa
3.2. Transmitancja widmowa i charakterystyki częstotliwościowe
3.3. Charakterystyka impulsowa i charakterystyka skokowa
3.4. Opis układów w przestrzeni stanu
4. Podstawowe człony dynamiczne
4.1. Człon bezinercyjny
4.2. Człon całkujący idealny
4.3. Człon różniczkujący idealny
4.4. Człon inercyjny pierwszego rzędu
4.5. Człon inercyjny drugiego rzędu
4.6. Człon różniczkujący rzeczywisty
4.7. Człon całkujący rzeczywisty
4.8. Człon oscylacyjny
4.9. Człon opóźniający
4.10. Człony korekcyjne
4.11. Cechy charakterystyczne członów dynamicznych
4.12. Człony minimalnofazowe i nieminimalnofazowe
4.13. Modele analogowe członów dynamicznych
5. Schematy blokowe liniowych układów regulacji automatycznej
5.1. Wprowadzenie
5.2. Budowa schematów blokowych
5.3. Przykład budowy schematu blokowego na podstawie równań operatorowych
5.4. Przekształcanie schematów blokowych
5.5. Przykłady przekształcania schematów blokowych
5.6. Niektóre związki pomiędzy sygnałami w zamkniętym układzie regulacji
6. Stabilność liniowych układów regulacji automatycznej
6.1. Ogólne warunki stabilności układów regulacji automatycznej
6.2. Analityczne kryteria Hurwitza i Routha
6.3. Kryterium Michajłowa
6.4. Kryterium Nyquista
6.5. Kryterium Nyquista oparte na charakterystykach logarytmicznych. Określenie zapasu stabilności
7. Jakość liniowych układów regulacji
7.1. Dokładność statyczna liniowego układu regulacji
7.2. Ocena własności dynamicznych układu regulacji
8. Korekcja liniowych układów regulacji
8.1. Istota i cel korekcji
8.2. Metody korekcji
8.3. Człony korekcji szeregowej i ich wykorzystanie przy korekcji
8.4. Dobór parametrów członu korekcyjnego opóźniającego fazę
8.5. Dobór parametrów członu korekcyjnego przyspieszającego fazę
8.6. Dobór parametrów członu korekcyjnego opóźniająco-przyspieszającego fazę
8.7. Regulatory i ich typy
8.8. Wybór typu regulatora i jego nastaw
9. Liniowe układy impulsowe
9.1. Wprowadzenie
9.2. Proces próbkowania
9.3. Przekształcenie Z
9.4. Transmitancja impulsowa
9.5. Rola elementu podtrzymującego
9.6. Stabilność liniowych układów impulsowych
10. Układy nieliniowe automatycznej regulacji
10.1. Zasady przekształcania schematów blokowych
10.2. Operatorowa metoda kolejnych przybliżeń
10.3. Metoda funkcji opisującej
10.4. Metoda portretów fazowych
10.5. Metody Lapunowa badania stabilności nieliniowego układu
10.6. Metoda Popowa badania stabilności nieliniowego układu
10.7. Uogólnione twierdzenie Nyquista
10.8. Układy regulacji ekstremalnej
Bibliografia

Wstęp do programowania sterowników PLC

Korpysz Krzysztof, Obstawski Paweł, Sałat Robert
Wstęp do programowania sterowników PLC spis treści:

Wprowadzenie 9
1. Rola sterowników PLC w technice 11
1.1. Układy stycznikowo-przekaźnikowe 11
1.2. Sterownik PLC 12
1.3. Historia sterowników PLC 13
1.4. Ogólne właściwości sterowników PLC 14
1.5. Interfejsy wizualizacji procesów 16
1.6. Systemy SCADA jako rozszerzenie możliwości sterowników PLC 17
1.6.1. Przegląd programów typu SCADA 18
1.6.2. Komunikacja systemów SCADA ze sterownikiem 19
1.7. Zastosowanie sterowników PLC 19
1.8. Tendencje rozwojowe sterowników 21
1.9. Podział sterowników 22
2. Budowa sterownika PLC 24
2.1. Zasilacz 25
2.2. Jednostka centralna 25
2.3. Moduł wejść 27
2.3.1. Wejścia cyfrowe 28
2.3.2.Wejścia analogowe 28
2.4. Moduł wyjść 30
2.4.1. Wyjścia cyfrowe 30
2.4.2.Wyjścia analogowe 32
2.5. Moduł komunikacji 32
2.6. Moduły specjalne 33
3. Zasada działania sterownika PLC 34
3.1. Rodzaje sygnałów 34
3.2. Zasada działania sterownika 35
3.2.1. Ogólna zasada działania sterownika 35
3.2.2. Szczegółowa zasada działania sterownika 37
3.2.3. Zastosowanie markerów 40
3.2.4. Tryby pracy sterownika PLC 41
4. Języki programowania sterowników PLC 43
4.1. Język listy instrukcji IL 44
4.2. Język tekstu strukturalnego ST 44
4.3. Język schematów drabinkowych LD 45
4.4. Język schematów blokowych FBD 46
4.5. Język sekwencji działań SFC 47
5. Kody i systemy liczbowe wykorzystywane w układach sterowania 49
5.1. System dwójkowy (binarny) 50
5.1.1. Konwersja liczby binarnej na dziesiętną 50
5.1.2. Konwersja liczby dziesiętnej na binarną 51
5.2. System szesnastkowy (heksadecymalny) 54
5.2.1. Konwersja liczby heksadecymalnej na dziesiętną 54
5.2.2. Konwersja liczby dziesiętnej na heksadecymalną 55
5.3. Kod dwójkowo-dziesiętny (BCD) 56
5.3.1. Konwersja liczby dziesiętnej na kod BCD 56
5.3.2. Konwersja liczby zapisanej w kodzie BCD na liczbę dziesiętną 57
6. Programowanie sterowników S7-300/400 firmy Siemens 58
6.1. Typy zmiennych występujące w sterownikach S7-300/400 firmy Siemens 58
6.2. Elementarne typy danych występujące w sterownikach S7-300/400 firmy Siemens 59
6.3. Adresowanie w sterownikach S7-300/400 firmy Siemens 62
6.4. Lista instrukcji dostępnych w języku drabinkowym dla sterowników SIEMENS S7-300/400 w oprogramowaniu Step 7 64
6.4.1. Polecenia bitowe (Bit Logic) 65
6.4.2. Liczniki (Counters) 75
6.4.3. Człony czasowe (Timers) 79
6.4.4. Przesyłanie danych (Move) 84
6.4.5. Funkcje porównania (Comparators) 86
6.4.6. Funkcje przekształcania formatów zapisu liczb (Converters) 92
6.4.7. Operacje na słowach (Word logic) 102
6.4.8. Podstawowe funkcje matematyczne (Basic Math Functions) 104
6.4.9. Rozszerzone funkcje matematyczne (Advanced Math Functions) 111
6.4.10. Funkcje przesuwania i rotacji (Shift, Rotate) 120
6.4.11. Funkcje skoku (Jump) 127
7. Programowanie sterowników VersaMax i VersaMax Micro firmy GE Fanuc 130
7.1. Typy zmiennych występujące w sterownikach firmy GE Fanuc 130
7.2. Elementarne typy danych występujące w sterownikach VersaMax i VersaMax Micro firmy GE Fanuc 131
7.3. Adresowanie 133
7.4. Lista instrukcji dostępnych w jeË�yku drabinkowym w pakiecie Proficy dla sterowników VersaMax i VersaMax Micro firmy GE Fanuc 134
7.4.1. Polecenia bitowe (Bit Logic) 134
7.4.2. Liczniki (Counters) 143
7.4.3. Człony czasowe (Timers) 145
7.4.4. Przesyłanie danych (Move Data) 150
7.4.5. Funkcje porównania (Comparators) 152
7.4.6. Funkcje przekształcania formatów zapisu liczb (Converters) 160
7.4.7. Operacje na słowach (Word Logic) 168
7.4.8. Podstawowe funkcje matematyczne (Basic Math Functions) 175
7.4.9. Rozszerzone funkcje matematyczne (Advanced Math Functions) 184
7.4.10. Funkcje przesuwania i rotacji (Shift, Rotate) 194
7.4.11. Funkcja skoku (Jump) 201
7.4.12. Wybrane funkcje systemowe (System Functions) 202
8. Projektowanie systemu sterowania z zastosowaniem sterowników PLC 206
8.1. Sformułowanie zadania 207
8.2. Określenie rezultatu, czyli wyniku sterowania 208
8.3. Określenie sygnałów wejściowych i wyjściowych 209
8.4. Określenie algorytmu procesu sterowania 209
8.5. Opracowanie tabeli przyporządkowującej 212
8.6. Opracowanie właściwego programu sterującego 213
8.7. Analiza poprawności rozwiązania 214
8.8. Testowanie programu sterującego 214
8.9. Planowanie obwodów bezpieczeństwa urządzenia (procesu) 215
9. Konfiguracja oprogramowania dla sterownika PLC 217
9.1. Konfiguracja sterowników Siemens S7-300/400 w pakiecie oprogramowania SIMATIC Step-7 218
9.2. Konfiguracja sterowników GE Fanuc serii VersaMax Micro w pakiecie oprogramowania Cimplicity Machine Edition/Proficy Machine Edition 231
9.3. Ustawianie pamięci stanu z podtrzymaniem dla sterownika S7-300/400 242
9.4. Ustawianie pamięci stanu z podtrzymaniem dla sterownika VersaMax i VersaMax Micro 243
10. Przykład programu sterującego dla sterownika PLC 244
10.1. Sformułowanie zadania oraz określenie wyniku 244
10.2. Określenie sygnałów wejściowych 245
10.3. Określenie sygnałów wyjściowych 245
10.4. Algorytm rozwiązania 245
10.5. Tabela przyporządkowująca 248
10.6. Opracowanie właściwego programu sterującego 249
10.6.1. Przykład programu sterującego dla sterownika Siemens S7-300/400 250
10.6.2. Przykład programu sterującego dla sterownika VersaMax/Versa-MaxMicro 252
10.7. Testowanie programu sterującego 254
10.8. Planowanie obwodów bezpieczeństwa 255
Dodatek - Podłączanie sterowników do programatora, zasilacza i obiektu 256
Podłączanie sterownika do programatora 256
Podłączanie sterownika do obiektu 257
Podłączanie obwodów wejściowych 257
Podłączanie obwodów wyjściowych 258
Ogólne aspekty podłączania obwodów sterownika 258