Cel przedmiotu
Celem przedmiotu jest zdobycie praktycznej umiejętności rozwiązywania problemów związanych z projektowaniem i realizacją systemów sterowania wykorzystujących do sterowania systemy komputerowe. Zasoby laboratoryjne umożliwiają zapoznanie się z różnymi typami komputerów sterujących oraz różnymi obszarami ich zastosowań:
- programowalne sterowniki logiczne i systemy wizualizacji stanu procesu;
- bezpośrednie sterowanie cyfrowe – serwomechanizm cyfrowy;
- zaawansowane algorytmy sterowania związane z wykorzystaniem specjalistycznego oprogramowania i języków programowania wysokiego poziomu – MatLab;
- mikrokontrolery, tworzenie systemów wbudowanych w językach niskiego poziomu;
- zastosowanie komputerów klasy PC do sterowania, tworzenie oprogramowania sterującego w językach wysokiego poziomu;
- sterowanie manipulatorami i liniami produkcyjnymi;
- sterowanie obiektów nieliniowych.
Metodyka pracy w laboratorium
Praca w laboratorium polega na realizacji 6-7 zadań problemowych indywidualnie formułowanych dla poszczególnych grup studentów składających się z od 2 do 3 osób. Rozwiązanie postawionego problemu przebiega w następujących etapach:
- sformułowanie problemu - ogólne wymagania w stosunku do konstruowanego systemu sterowania;
- zapoznanie się z dostępnymi zasobami sprzętowymi i programowymi (2 godziny pracy w laboratorium);
- sformułowanie szczegółowych wymagań w stosunku do konstruowanego systemu sterowania;
- wykonanie projektu i opracowanie oprogramowania niezbędnego do realizacji zadanego systemu sterowania (praca własna studentów w ramach projektu);
- uruchomienie i prezentacja opracowanego systemu sterowania (2 godziny pracy w laboratorium);
- opracowanie dokumentacji opracowanego systemu i sprawozdania z pracy w laboratorium.
Zasoby laboratoryjne
Na zasoby laboratoryjne składają się zestawy obejmujące:
- model fizyczny rzeczywistego obiektu sterowania lub jego fragmentu;
- różnej klasy sprzęt komputerowy;
- oprogramowanie umożliwiające tworzenie i uruchamianie oprogramowania sterującego dostosowane do specyfiki obiektu, sprzętu i specyfiki sterowania danego obiektu.
Laboratorium dysponuje następującymi zestawami:
- model windy sterowanej za pomocą programowanego sterownika logicznego (PLC) współpracującego z komputerem PC wyposażonym w oprogramowanie umożliwiającym tworzenie i uruchamianie programów w języku sterownika PLC oraz w oprogramowanie wizualizacji stanu procesu sterowania i konsoli operatorskiej na podstawie informacji wymienianych ze sterownikiem PLC poprzez łącze w standardzie RS232;
- serwomechanizm cyfrowy nadzorowany z poziomu komputera PC wraz ze specjalistycznym oprogramowaniem umożliwiającym realizację różnych algorytmów sterowania oraz ocenę jakości sterowania w powiązaniu z doborem parametrów regulatora;
- model helikoptera na uwięzi – wyposażonego w dwa ortogonalnie umieszczone śmigła napędowe oraz zestaw czujników tachometrycznych oraz położenia kątowego modelu w dwóch osiach sterowany z komputera PC. Komputer wyposażony jest pakiet programowy MatLab wraz z modułem sterowania w czasie rzeczywistym umożliwiający realizację wielu zaawansowanych algorytmów sterowania oraz śledzenie ich efektywności i jakości sterowania;
- model suwnicy bramowej umożliwiający przenoszenie obciążenia w przestrzeniu trójwymiarowej wyposażony w odpowiednie czujniki prędkości i położenia w poszczególnych osiach sterowania nadzorowany przez komputer PC. Komputer wyposażony jest pakiet programowy MatLab wraz z modułem sterowania w czasie rzeczywistym umożliwiający realizację wielu zaawansowanych algorytmów sterowania oraz śledzenie ich efektywności i jakości sterowania;
- model sterowania światłami na skrzyżowaniu ulic nadzorowany przez mikrokontroler. Dostępny na stanowisku komputer PC umożliwia tworzenie i uruchamianie oprogramowania sterującego dla mikrokontrolera za pośrednictwem łącza szeregowego RS232, które może być również wykorzystane jako terminal konsoli operatorskiej;
- zestaw typowych bloków funkcjonalnych systemów komputerowego sterowania takich jak: przetworniki A/C i C/A, wejścia i wyjścia cyfrowe, elementy konsolo operatorskiej: mikroprzełączniki, klawiatura matrycowa, wyświetlacze itp. Współpracujące z komputerem PC. Oprogramowanie komputera zawiera między innymi kompilator języka C umożliwiający tworzenie różnego rodzaju aplikacji sterujących dostępnym sprzętem;
- zestaw trzech połączonych zbiorników cieczy zasilanych dwoma pompami oraz wyposażonych w zestaw zaworów ręcznych i elektrozaworów. Zestaw sterowany jest za pomocą specjalistycznego pulpitu operatorskiego oraz komputera PC. Zestaw ten umożliwia identyfikację tego nieliniowego obiektu sterowania jak i tworzenie różnych aplikacji sterujących poziomem cieczy w zbiornikach;
- robot/manipulator MENTOR o sześciu stopniach swobody współpracujący z transporterem taśmowym i bramą umożliwiających pomiar wymiaru liniowego transportowanych obiektów. Zestaw sterowny jest z komputera PC zawierającego specjalistyczne oprogramowanie umożliwiające edycję, uruchamianie i śledzenie programów tworzonych w wyspecjalizowanym języku programowania robota;
- model linii produkcyjnej składającej gotowy wyrób z dwóch podzespołów. Linia sterowana jest przez sterownik PLC współpracujący z komputerem PC umożliwiającym przygotowanie programów dla sterownika PLC oraz wizualizację stanu procesu z wykorzystaniem przemysłowego oprogramowania InTouch.
