Kurz programování řídicích a monitorovacích systémů

Lekce 1 • Typy signálů a přenosové standardy

Vysvětluje formáty analogových a digitálních signálů používaných mezi provozními zařízeními a řídicími jednotkami. Studenti interpretují specifikace signálů a identifikují běžné přenosové standardy.

Lekce 2 • Přehled průmyslové automatizace

Seznamuje s účelem a rozsahem průmyslové automatizace ve výrobních a procesních prostředích. Vytváří slovník a kontext pro veškeré další studium řídicích systémů.

Lekce 3 • Architektury řídicích systémů

Zkoumá centralizované, distribuované a hybridní topologie řízení. Studenti přiřazují volby architektury k aplikačním požadavkům a provozním omezením.

Lekce 4 • Základy bezpečnosti a předpisů

Seznamuje s koncepty funkční bezpečnosti a regulačními rámci, jimiž se řídí průmyslové řídicí systémy. Studenti rozpoznávají kategorie nebezpečí a požadavky na povinnou dokumentaci.

Lekce 1 • Pracovní cyklus a model provádění

Analyzuje pracovní cyklus PLC od načtení vstupů až po aktualizaci výstupů. Studenti předpovídají načasování a navrhují programy, které splňují požadavky na deterministickou odezvu.

Lekce 2 • Organizace paměti a datové typy

Vysvětluje programovou, datovou a systémovou paměť v rámci PLC. Studenti alokují tagy a datové struktury pro podporu efektivního provádění programu.

Lekce 3 • Hardwarová architektura PLC

Podrobně popisuje moduly CPU, I/O racky, napájecí zdroje a komunikaci po backplane. Studenti identifikují role modulů a specifikují hardware pro danou aplikaci.

Lekce 4 • Konfigurace diskrétních a analogových I/O

Pokrývá zapojení, škálování a filtraci diskrétních a analogových I/O kanálů. Studenti konfigurují moduly tak, aby odpovídaly specifikacím provozních zařízení a požadavkům procesu.

Lekce 1 • Programování pomocí funkčních blokových schémat

Seznamuje s grafickým programováním toku dat pomocí propojených funkčních bloků. Studenti vytvářejí modulární řešení řízení a znovu používají certifikované knihovní bloky.

Lekce 2 • Návrh sekvenčních funkčních diagramů

Vysvětluje logiku krok-přechod pro sekvenční řízení procesů pomocí SFC. Studenti modelují vícekrokové procesy a zpracovávají větvení, slučování a výjimkové cesty.

Lekce 3 • Instrukční list a volba jazyka

Představuje IL jako nízkoúrovňový jazyk a stanovuje kritéria pro volbu mezi všemi pěti jazyky. Studenti vybírají optimální jazyk pro každý typ řídicí úlohy.

Lekce 4 • Programování ve strukturovaném textu

Pokrývá vysokoúrovňové textové programování pro složité výpočty a algoritmy. Studenti píší čitelný a udržovatelný ST kód podle průmyslových stylistických doporučení.

Lekce 1 • Metody ladění regulátorů

Pokrývá empirické a modelově orientované metody ladění, včetně Ziegler-Nicholsovy metody a metody IMC. Studenti aplikují každou metodu a porovnávají výsledný výkon smyčky.

Lekce 2 • Algoritmus a režimy PID

Vysvětluje proporcionální, integrační a derivační složky a jejich kombinovaný vliv na chování smyčky. Studenti předpovídají, jak každý režim ovlivňuje sledování žádané hodnoty a potlačení poruch.

Lekce 3 • Pokročilé strategie smyček

Představuje kaskádní, dopředné, poměrové a omezující řízení pro zvládání složitých procesních interakcí. Studenti navrhují schémata s více smyčkami, která překonávají jednosmyčkový PID.

Lekce 4 • Ověření výkonu smyčky

Učí kvantitativní hodnocení výkonu pomocí IAE, ISE a testů skokem žádané hodnoty. Studenti identifikují rozladěné nebo oscilující smyčky a aplikují opravné přeladění.

Lekce 1 • Protokoly a konfigurace fieldbus

Pokrývá konfiguraci a uvádění zařízení do provozu pro PROFIBUS, DeviceNet a FOUNDATION Fieldbus. Studenti konfigurují vztahy master-slave a ověřují výměnu dat.

Lekce 2 • Odstraňování problémů se sítí a kybernetická bezpečnost

Učí systematickou izolaci síťových poruch pomocí protokolových analyzátorů a diagnostických nástrojů. Studenti aplikují principy obrany do hloubky k ochraně průmyslových sítí před kybernetickými hrozbami.

Lekce 3 • Průmyslové ethernetové protokoly

Vysvětluje provoz a konfiguraci PROFINET, EtherNet/IP a Modbus TCP. Studenti nastavují real-time ethernetové sítě a ověřují deterministickou výměnu dat.

Lekce 4 • Základy průmyslových sítí

Představuje model OSI upravený pro průmyslové použití a síťovou hierarchii od provozní úrovně po podnikovou. Studenti přiřazují typy zařízení k odpovídajícím síťovým vrstvám.

Lekce 1 • Systémy správy alarmů

Pokrývá filozofii alarmů, racionalizaci a prioritizaci v souladu s průmyslovými standardy pro správu alarmů. Studenti konfigurují výstražné systémy, které minimalizují obtěžující alarmy a podporují reakci operátora.

Lekce 2 • Architektura systému SCADA

Vysvětluje komponenty SCADA, včetně serverů, klientů, komunikačních ovladačů a historianů. Studenti navrhují systémové architektury, které splňují požadavky na dostupnost a škálovatelnost.

Lekce 3 • Historian a záznam dat

Učí konfiguraci procesního historianu pro vysokorychlostní sběr, kompresi a vyhledávání dat. Studenti navrhují tagové databáze a dotazují se na historická data pro analýzu.

Lekce 4 • Principy návrhu obrazovek HMI

Aplikuje lidské faktory a principy situačního povědomí na návrh operátorských displejů. Studenti vytvářejí vysoce výkonné displeje, které snižují chyby operátorů a dobu odezvy.

Lekce 1 • Základy prediktivního řízení s modelem

Představuje principy MPC, včetně horizontů predikce, zpracování omezení a optimalizačních cílů. Studenti sestavují a testují lineární MPC regulátory pro vícerozměrné procesy.

Lekce 2 • Techniky optimalizace spotřeby energie

Učí řízení spotřeby, plánování zatížení a optimalizaci pohonů s proměnnými otáčkami s cílem snížit spotřebu energie. Studenti vypočítávají úspory energie a implementují řídicí logiku pro cíle účinnosti.

Lekce 3 • Dávkové řízení a správa receptur

Implementuje modely dávkového řízení ISA-88, včetně prvků receptury, zařízení a procedur. Studenti konfigurují dávkové servery a provádějí vícefázové receptury s plnou auditní stopou.

Lekce 4 • Integrace statistického řízení procesů

Aplikuje SPC diagramy a indexy způsobilosti pro monitorování variability procesu a spouštění akcí řízení. Studenti integrují SPC data se systémy PLC a SCADA pro kontrolu kvality v reálném čase.

Lekce 1 • Místní přejímací testy a spuštění

Pokrývá kontroly smyček, ověření blokování a fázované postupy spouštění pro uvádění provozu do živého provozu. Studenti řídí rizika spouštění a převádějí systémy z fáze uvádění do provozu do provozního stavu.

Lekce 2 • Projektová dokumentace a předání

Stanovuje dokumentaci skutečného provedení, seznamy náhradních dílů a balíčky školení operátorů pro předání systému. Studenti sestavují kompletní projektové záznamy, které podporují dlouhodobou udržovatelnost systému.

Lekce 3 • Návrh a specifikace systému

Pokrývá funkční specifikaci, seznamy I/O, matice příčin a následků a vývoj řídicího narativu. Studenti vytvářejí kompletní návrhové balíčky, které řídí pořizování hardwaru a programování.

Lekce 4 • Tovární přejímací testy

Učí plánování FAT, vývoj testovacích skriptů a sledování vad pro ověření řídicího systému. Studenti provádějí strukturované FAT postupy a dokumentují výsledky podle akceptačních kritérií.