POWRÓT

SEMESTR IV

Projekt aplikacji do sterowania i wizualizacji procesów produkcyjnych z wykorzystaniem PROMOTIC/SKADA


Spis treści rozdziału - tutaj kliknij

Przykłady zrealizowanych rozwiazań systemów sterowania i wizualizacji
Ćwiczenie - projekt systemu sterowania i wizualizacji w budynku mieszkalnym


 

Przykłady zrealizowanych rozwiazań systemów sterowania i wizualizacji z wykorzystaniem sterownika mikroPLC (opracowano w oparciu o materiały pozyskane z Rynek instalacyjny)

   

    Rozwój techniki komputerowej spowodował coraz powszechniejsze stosowanie komputerów w wielu dziedzinach. Jednym z przykładów jest zastosowanie technologii komputerowych do wizualizacji zautomatyzowanych procesów. Do takiego postępowania zmusza wielu inwestorów konieczność efektywnywnego zarządzania przedsiebiorstwem produkcyjnym i posiadanie aktualnych i wiarygodnych danych w czasie rzeczywistym, opisujacych proces produkcyjny, stan urządzeń oraz wydajność poszczególnych rejonów produkcyjnych.

   Większość systemów automatyki dzisiaj działa we współpracy z ludźmi. Interakcje pomiędzy człowiekiem a maszyną są nieodzowne w obecnych systemach sterowania. Operatorzy w swojej codziennej pracy mają możliwość wpływania na wiele parametrów produkcyjnych. W celu ułatwienia ich pracy producenci maszyn i systemów automatyki swoje produkty wyposażają w specjalne interfejsy człowiek-maszyna (z ang. HMI, Human Machine Interface). Interfejsy te najczęściej przybierają formę ekranów, za pośrednictwem których do systemu można wprowadzać informacje, ale też pobierać i wyświetlać dane o produkcji.

System ogrzewania i wentylacji Szpitala Onkologicznego- ul. Garncarska Kraków

   W budynku zainstalowano dwa sterowniki microPLC. Pierwszy obsługuje centrale wentylacyjne a drugi system grzewczy. Szafa sterująca wentylacji znajduje się w nowym skrzydle i odpowiada za pracę trzech central wentylacyjnych dostarczających powietrze do pomieszczenia akceleratora cząstek, wykorzystywanego przy naświetlaniu chorych z nowotworami złośliwymi. Widok maszynowni, szafy sterowniczej i panelu z programem wizualizacyjnym w której znajduje się centrala - na zdjęciu poniżej.

   Szafa przyłączona jest do internetu, co umożliwia obserwację wszystkich parametrów potrzebnych do prawidłowej pracy central. W przypadku awarii, można zdalnie załączyć urządzenia rezerwowe. Odpowiedzialność instalacji w tym obiekcie jest najwyższa z możliwych. Poniżej pokazano widok ekranu z programem wizualizacyjnym, za pomocą którego nawiązywana jest łączność z szafą sterującą.

   Druga szafa sterująca odpowiada za pracę centralnego ogrzewania szpitala. System obejmuje swoim zasięgiem pięć węzłów cieplnych rozmieszczonych w całym szpitalu. Ciepło do nich dostarczane jest z wymiennika zasilanego z sieci ciepłowniczej MPEC. Szafa, jak poprzednia, połączona jest z Internetem, za pośrednictwem którego personel techniczny szpitala kontroluje pracę instalacji. Dalej znajduje się widok ekranu programu wizualizacji, za pośrednictwem którego instalacja jest kontrolowana i sterowana.

Sterowanie całym budynkiem wraz ze wszystkimi jego instalacjami za pośrednictwem systemu sterowników - dom prywatny

   System steruje wszystkimi funkcjami budynku mieszkalnego, między innymi podlewaniem ogrodu, ogrzewaniem, wentylacją, oświetleniem, roletami oraz bramami garażowymi i wjazdowymi. System sterowany jest również z pilota. Oto wygląd ekranu programu zarządzającego instalacją grzewczą wykorzystującą kolektory solarne, kocioł kondensacyjny firmy Viessmann, oraz pompę ciepła tej samej firmy, która w okresie letnim wytwarza wodę lodową dla potrzeb klimatyzacji. Pompa ciepła, jako dolne źródło, wykorzystuje studnię głębinową.

   Wszystkie pomieszczenia budynku są wentylowane oraz klimatyzowane. W sezonie letnim podstawowym źródłem ciepła jest system solarmy. System składa się z pięciu sekcji kolektorów firmy Hewalex. Nadmiar ciepła gromadzony jest w buforach.

Kotłownia bloku mieszkalnego

   Kotłownia składa się z kaskady trzech kotłów atmosferycznych o łącznej mocy 320kW. Kotły dostarczają ciepło dla potrzeb ogrzewania oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej. System steruje zaworem mieszającym obiegu grzewczego CO. Ciepła woda podgrzewana jest w czterech podgrzewaczach pracujących niezależnie. Woda użytkowa rozprowadzana jest po budynku przy pomocy dwóch pomp cyrkulacyjnych.

Całą kotłownią steruje szafa rozdzielcza wyposażona w sterownik

   Szafa przyłączona jest do internetu za pośrednictwem łącza GSM 3G. Dodatkowo istnieje możliwość lokalnego łączenia się z układem za pośrednictwem łącza WIFi. Dzięki takiemu rozwiązaniu, oprócz firmy serwisowej, do systemu ma dostęp administrator budynku. Poniżej pokazano wygląd ekranu wizualizacji odpowiedzialnej za pracę kotłowni.


Inteligentny dom

W inteligentnym domu mamy do czynienia z systemami, które obejmują:

  • Systemy klimatyzacji i ogrzewania pomieszczeń.
    • piece grzewcze, ogrzewacze podłogowe, klimatyzatory, wentylatory, nawilżacze powietrza, sterowniki kominów, czujniki jakości i składu powietrza (czad, dym, temperatura, wilgotność, przejrzystość, ...)
    • np.: zintegrowane systemy sterowania klimatem w pomieszczeniach, systemy zdalnego monitorowania i sterowania ogrzewaniem.
  • Sterowanie oświetleniem
    • punkty świetlne, elementy sterowania oświetleniem, sterowniki żaluzjami i roletami, sterowniki oświetleniem przydomowym, czujniki oświetlenia (natężenia oświetlenia/nasłonecznienia, barwy światła, ...)
    • np.: zintegrowane systemy scen oświetleniowych, systemy sterowania oświetleniem, symulatory obecności domowników.
  • Zintegrowane systemy kontroli dostępu i nadzoru domów/pomieszczeń.
    • czujniki ruchu, kamery nadzoru, rozproszone systemy domofonów, czytniki kodów/linii papilarnych/siatkówki.
  • Systemy audio-video
    • instalacje rozprowadzania między pokojami sygnałów audio-video, zintegrowana instalacja satelitarna, kino domowe, serwery NAS/DLNA (przechowywanie i udostępniania w sieci domowej multimediów)
  • Systemy łączności
    • domowe centrale telefoniczne, urządzenia dostępu do internetu, domowe systemy VOIP, systemy łączności z firmami ochrony mienia, osprzęt integracji domowych sprzętów elektronicznych (komputerów, drukarek, ...)
  • Automatyka domowa i systemy kooperacji urządzeń gospodarstwa domowego.
    • sterownik bramami (do garażu, ...), sterowniki wind, roboty-odkurzacze, (inteligentne lodówki, piwniczki), inteligentne kuchenki gazowe
    • np.: systemy przechowywania żywności i kontroli ich świeżości, układy monitoringu domowych systemów gazowych.
  • Systemy nadzoru nad zwierzętami domowymi.
    • automatyczne poidła i dozowniki żywności dla zwierząt
    • np.: systemy sterowania dostępem do wybiegów dla zwierząt (psów, kotów), systemy sterowania akwariami.
  • Systemy monitorowania i kontroli zużycia energii.
    • inteligentne mierniki energii
    • np.: systemy zapasowego dostarczania energii (ups, ...), oświetlenie awaryjne, zintegrowane systemy kontroli zużycia i oszczędzania energii.
  • Systemy związane z ogrodami/szklarniami przydomowymi.
    • nagrzewnice szklarniowe, zraszacze (woda, minerały), mierniki nawodnienia i kwasowości gleby
    • np.: systemy monitorowania i zarządzania stanem gleby.
  • Systemy zarządzania wodą i kontrola jej jakości.
    • np.: podgrzewanie wody, systemy filtracji ścieków, sterowniki przydomowych basenów (filtracja/uzupełnianie/nagrzewanie), systemy monitorowania i odwodniania pomieszczeń (piwnic).
  • Systemy pozyskiwania energii
    • panele słoneczne, kolektory słoneczne, mini elektrownie wiatrowe
    • np.: systemy kontroli ustawień paneli słonecznych/mini elektrowni wiatrowej, systemy magazynowania i dystrybucji zgromadzonej energii, systemy odstępowania pozyskanej energii (realne profity).
  • Domowe interfejsy z użytkownikiem.
    • panele kontrolne, systemy sterowania i komunikacji głosem
    • np.: systemu rozproszonej kontroli i nadzoru, zdalne monitorowanie pomieszczeń i ich stanu poprzez interfejs internet

 

Schemat ogrzewania i dostarczania ciepłej wody

Do góry


 

Ćwiczenie - projekt systemu sterowania ogrzewaniem i wizualizacji budynku mieszkalnego. Projekt należy wykonać zgodnie z opisem podanym w podręczniku PROMOTICA. Rozdziały - Pierwsze kroki, Dalsze narzędzia, Trendy, Alarmy, Komunikacja.

   

Ćwiczenie 1

Przebieg ćwiczenia

   Korzystając z PROMOTIC/SKADA zaprojektuj system wizualizacji i sterowania ogrzewaniem budynku jednorodzinnego, zgodnie z podanym rozkładem pomieszczeń. Rozkład pomieszczeń w budynku podany jest na poniższych rysunkach. Pomieszczenia budynku ogrzewane są w sposób następujący:

  • Parter
    • Salon, pokój oraz kuchnia posiadają ogrzewanie podłogowe.
    • Łazienka ogrzewana z kaloryfera.
  • Piętro,
    • Ogrzewanie z kaloryferów

Ciepło do podrzewania wody CO i CW pochodzi z paneli fotowoltaicznych oraz z pieca gazowego, zgodnie z podanym wyżej rysunkiem - Schemat ogrzewania i dostarczania ciepłej wody. Całość instalacji, wraz z elementami starujacymi znajduje się w pomieszczeniu o nazwie kotłownia.

W kotłowni znajdują się:

  • C1 - czujnik obiegu grzejnikowego.
  • C2 - czujnik obiegu podłogowego.
  • C3 - czujnik temperatury zewnetrznej.
  • Z1 - zawór odcinający część obiegu podłogowego.
  • Z2 - zawór trójgłowy z nastawą ręczną.
  • CS1 - czujnik temperatury kolektora.
  • CS2 - czujnik temperatury zasobnika.
  • PS1 - pompa solarna.

Plan parteru

Plan pierwszego piętra

Projektując system wizualizacji i sterowania ogrzewaniem budynku jednorodzinnego, czynności wstępne wykonujemy zgodnie z instrukcją podaną na stronie internetowej Tutaj strona >>

PROMOTIC/SKADA w projektowaniu systemu wizualizacji i sterowania ogrzewaniem>

Plan parteru

Elementy graficzne w projekcie


Do góry


 

Sposób tworzenia panelu graficznego - instrukcja

   

   Do foldera Kotłownia1 dodaj nowy obiekt typu PmaPanel - Grafika użytkownika i nazwij go Panel. W celu dodania nowego obiektu prawym przyciskiem myszy klikamy na folder o nazwie Kotłownia1 i następnie dodaj Nowy obiekt Obiekt tego typu będzie w drzewie Pma obiektów reprezentować graficzną postać panela. Tekst określony w konfiguratorze "Tytuł panelu" zobaczy użytkownik w liście paneli aplikacji. Dlatego do nazwy panela wprowadź na przykład tekst: Panel do kotłownia1. Tekst wprowadzony w konfiguratorze Identyfikator Web elementu określa unikalną nazwę strony panela w ramach całej aplikacji. Do identifikatora Web komponenty wprowadź na przykład text: kotlownia1. Pozostałe konfiguratory pozostaw bez zmiany.


Dodawanie Nowego obiektu


Dodawanie PmaPanel - Grafika użytkownika

Wytworzenie graficznej postaci panelu:

   Dotychczas zdefiniowałeś, jaką nazwę będzie mieć panel, obecnie jednak musisz określić jak będzie dany panel naprawdę wyglądać, tzn. jakie będzie wyświetlać teksty, dane lub obrazy, jakie będą wykorzystane kolory, wielkości, itd. To jest wykonywane w zakładce Grafika, która działa jako edytor grafiki panela PmaPanel. Do tego panela (który na początku jest pusty) będziesz umieszczać Pmg obiekty.

Wytworzenie 1. Pmg obiektu do wyświetlania mocy w formie liczbowej:

   Poprzez dwukrotne kliknięcie myszki do pustej powierzchni panela lub po naciśnięciu przycisku + (plus) zostanie wyświetlone okno oferujące paletę Pmg obiektów. Okno to składa się z lewej i prawej części.

   W lewej części znajduje się lista grup Pmg obiektów, w prawej części znajduje się lista poszczególnych konfiguracji Pmg obiektu danego typu. Wybierz Liczba rzeczywista z tłem a w konfiguratorze Nazwa obiektu napisz Temperatura.

Po wyborze Pmg obiektu w oknie konfiguracyjnym ustaw jego podstawowe parametry a następnie wstaw przy pomocy krzyża nawigacji. Przecunięciem myszki określisz pozycję Pmg obiektu na powierzchni panela. Naciśnij i trzymaj lewy przycisk myszki a następnie przesuwaniem kursora określ jego rozmiar. Później zwolnij przycisk myszy.

   Obiekt zostanie równocześnie zaznaczony, tzn. na jego brzegach oraz rogach znajduje się 8 małych niebieskich kwadratów. Przy pomocy nich można dowolnie zmieniać rozmiar obiektu, ewentualnie możesz cały obiekt przesuwać.
Uwaga: Jeżeli chcesz obiekt usunąć, wtedy wybierz aktywny Pmg obiekt i naciśnij klawisz Delete.
Pmg obiekt jest ulokowany, należy jednak ustawić niektóre jego dalsze właściwości, zwłaszcza dane, które powinien wyświetlać. Domyślnie obiekt ten wyświetla wartość statyczną 50.5, nam jednak jest potrzebne, żeby wyświetlał liczbę, która przedstawia temperaturę kotła.
Edycja właściwości wytworzonego Pmg obiektu:
Poprzez dwukrotne kliknięcie myszki na wybrany obiekt zostanie wyświetlone edytor grafiki panela PmaPanel.

   Po lewej znajduje się drzewo obiektów danego panela, po prawej konfiguratory aktywnego obiektu.
Wiele konfiguratorów posiada obok swej nazwy przycisk "dynamicznego" powiązania danych a za nim (po prawej) znajduje się pole edycji wartości statycznej.
Uwaga: Dla demonstracji do obrazka jest dodana czerwona linia oddzielająca lewą (dynamiczną) od prawej (statycznej) części konfiguratorów.
   Za pomocą statycznych konfiguratorów można trwale ustawiać wybrane wartości lub właściwości, na przykład kolor, tekst, itd. Dynamiczne powiązania danych umożliwiają powiązać wartości/właściwości z konkretną zmienną w aplikacji.
Ażeby możliwe byłoby wyświetlenie wartości temperatury kotła, jest konieczne powiązać zawartość pola tekst z zmienną zawierającą taką wartość. W tym celu w konfiguratorze "Wartość" użyj przycisk powiązania danych.
   Wytworzeniem powiązania danych zapewnisz, że określona właściwość Pmg obiektu będzie się zmieniać w zależności od wartości powiązanej zmiennej. Domyślnie każdy graficzny obraz (a tym również Pmg obiekt) są odświeżane 2x za sekundę (można to zmienić w obiekcie PmaRoot w karcie "Aplikacja" w konfiguratorze "Częstotliwość odświeżania ekranów"). Pmg obiekt podczas nowego odświeżenia zawsze sobie stwierdzi nową wartość właściwości i dostosuje się do niej.
Wybierz powiązanie danych "PP - Powiązanie danych z właściwością Pma obiektu". W konfiguratorze "Obiekt" wybierz zmienną (obiekt) o nazwie "Temperature". Zaznacz konfigurator "Ścieżka względna względem".
Uwaga: Ścieżkę do obiektu Temperatura można określić bezwzględnie lub względnie. W naszym przypadku będzie lepszym zastosować ścieżkę względną. Dzięki temu można folder Boiler1 na przykład skopiować i powiązanie danych zostaną powiązane z właściwymi danymi. W przypadku zastosowania bezwzględnego powiązania danych dane zostałyby powiązane z zmienną Temperature w "Kotlownia1".
W ten sposób wytworzyłeś powiązanie danych między konfiguratorem obiektu PmgNumber a właściwością Value (wartością) zmiennej "Temperatura". W przycisku powiązania danych obecnie znajduje się "PP", co oznacza, że w dan konfigurator jest powiązany z właściwością Pma obiektu. Wszystko potwierdź OK.

Wytworzenie Pmg obiektów do wyświetlenia wartości zmiennej:

   Wartości zmiennej można wyświetlić nietylko tekstem, ale również graficznie. Wytwórz nowy obiekt złożony typu Słupek (PmgBarPane). W konfiguratorze "Nazwa obiektu" napisz temperature1 a w konfiguratorze "Tytuł" napisz Temperature.


Złożone Pmg obiekty można edytować na dwa sposoby:

  • Naciśnij przycisk w pasku narzędzi a następnie wybierz wymagany podobiekt.
  • Poprzez dwukrotne kliknięcie myszki na wybrany obiekt zostanie wyświetlony Edytor obiektów Pmg. W jego drzewie "rozwiń" złożony Pmg obiekt a następnie wybierz konkretny podobiekt.

Powiązanie danych dla zmiany wysokości słupka wytworzysz w podobny sposób jak w przypadku pola tekstowego.

Do góry


   

 

 (C) 2021 Wydział Nauk Medycznych i Technicznych KPSW. All Rights Reserved