Cours de programmation avancée de systèmes de contrôle

Leçon 1 • Types de signaux et normes de transmission

Explique les formats de signaux analogiques et numériques utilisés entre les dispositifs de terrain et les contrôleurs. Les étudiants interprètent les spécifications des signaux et identifient les normes de transmission courantes.

Leçon 2 • Aperçu de l'automatisation industrielle

Présente l'objectif et la portée de l'automatisation industrielle dans les environnements de fabrication et de procédé. Établit le vocabulaire et le contexte pour toute étude ultérieure des systèmes de commande.

Leçon 3 • Architectures des systèmes de commande

Examine les topologies de commande centralisées, distribuées et hybrides. Les étudiants associent les choix d'architecture aux exigences des applications et aux contraintes opérationnelles.

Leçon 4 • Notions fondamentales sur la sécurité et la réglementation

Présente les concepts de sécurité fonctionnelle et les cadres réglementaires régissant les systèmes de commande industriels. Les étudiants reconnaissent les catégories de dangers et les exigences documentaires obligatoires.

Leçon 1 • Cycle de balayage et modèle d'exécution

Analyse le cycle de balayage de l'API, du balayage d'entrée à la mise à jour des sorties. Les étudiants prédisent le comportement temporel et conçoivent des programmes qui répondent aux exigences de réponse déterministe.

Leçon 2 • Organisation de la mémoire et types de données

Explique les régions de mémoire programme, de données et système dans un API. Les étudiants allouent des balises et des structures de données pour soutenir une exécution efficace des programmes.

Leçon 3 • Architecture matérielle de l'API

Détaille les modules CPU, les châssis d'E/S, les alimentations et la communication par fond de panier. Les étudiants identifient les rôles des modules et spécifient le matériel pour une application donnée.

Leçon 4 • Configuration des E/S discrètes et analogiques

Couvre le câblage, la mise à l'échelle et le filtrage des canaux d'E/S discrets et analogiques. Les étudiants configurent les modules pour correspondre aux spécifications des dispositifs de terrain et aux exigences du procédé.

Leçon 1 • Programmation en diagramme de blocs fonctionnels

Présente la programmation graphique de flux de données à l'aide de blocs fonctionnels interconnectés. Les étudiants construisent des solutions de commande modulaires et réutilisent des blocs de bibliothèques certifiés.

Leçon 2 • Conception de diagrammes fonctionnels en séquence

Explique la logique étape-transition pour la commande séquentielle de procédés à l'aide de SFC. Les étudiants modélisent des procédés multi-étapes et gèrent la divergence, la convergence et les chemins d'exception.

Leçon 3 • Liste d'instructions et sélection du langage

Présente le langage IL comme langage de bas niveau et établit des critères de choix parmi les cinq langages. Les étudiants sélectionnent le langage optimal pour chaque type de tâche de commande.

Leçon 4 • Programmation en texte structuré

Couvre la programmation textuelle de haut niveau pour les calculs et algorithmes complexes. Les étudiants écrivent du code ST lisible et maintenable suivant les directives de style industrielles.

Leçon 1 • Méthodes de réglage du contrôleur

Couvre les méthodes de réglage empiriques et basées sur un modèle, y compris les approches de Ziegler-Nichols et IMC. Les étudiants appliquent chaque méthode et comparent la performance de la boucle résultante.

Leçon 2 • Algorithme PID et modes

Explique les actions proportionnelle, intégrale et dérivée et leur effet combiné sur le comportement de la boucle. Les étudiants prédisent comment chaque mode affecte le suivi de consigne et le rejet de perturbation.

Leçon 3 • Stratégies de boucle avancées

Présente la commande en cascade, la compensation anticipatrice, la commande de rapport et la commande de priorité pour gérer les interactions complexes des procédés. Les étudiants conçoivent des schémas multi-boucles qui surpassent le PID à boucle unique.

Leçon 4 • Validation de la performance de la boucle

Enseigne l'évaluation quantitative de la performance à l'aide d'IAE, ISE et de tests par échelon de consigne. Les étudiants identifient les boucles déréglées ou oscillantes et appliquent un réglage correctif.

Leçon 1 • Protocoles de bus de terrain et configuration

Couvre la configuration et la mise en service de PROFIBUS, DeviceNet et FOUNDATION Fieldbus. Les étudiants configurent les relations maître-esclave et vérifient l'échange de données.

Leçon 2 • Dépannage réseau et cybersécurité

Enseigne l'isolation systématique des défauts réseau à l'aide d'analyseurs de protocole et d'outils de diagnostic. Les étudiants appliquent les principes de défense en profondeur pour protéger les réseaux industriels contre les cybermenaces.

Leçon 3 • Protocoles Ethernet industriels

Explique le fonctionnement et la configuration de PROFINET, EtherNet/IP et Modbus TCP. Les étudiants configurent des réseaux Ethernet en temps réel et vérifient l'échange de données déterministe.

Leçon 4 • Notions fondamentales des réseaux industriels

Présente le modèle OSI adapté à un usage industriel et la hiérarchie réseau du terrain à l'entreprise. Les étudiants associent les types de dispositifs aux couches réseau appropriées.

Leçon 1 • Systèmes de gestion des alarmes

Couvre la philosophie des alarmes, la rationalisation et la priorisation alignées sur les normes de gestion des alarmes de l'industrie. Les étudiants configurent des systèmes d'alarme qui minimisent les alarmes intempestives et soutiennent la réponse de l'opérateur.

Leçon 2 • Architecture du système SCADA

Explique les composants SCADA, y compris les serveurs, les clients, les pilotes de communication et les historiques. Les étudiants conçoivent des architectures de système qui répondent aux exigences de disponibilité et d'évolutivité.

Leçon 3 • Historique et journalisation des données

Enseigne la configuration de l'historique de procédé pour la collecte, la compression et la récupération de données à haute vitesse. Les étudiants conçoivent des bases de données de balises et interrogent des données historiques à des fins d'analyse.

Leçon 4 • Principes de conception d'écrans IHM

Applique les principes de facteurs humains et de conscience situationnelle à la conception d'affichages opérateur. Les étudiants créent des affichages haute performance qui réduisent les erreurs de l'opérateur et le temps de réponse.

Leçon 1 • Notions fondamentales de la commande prédictive par modèle

Présente les principes de la MPC, y compris les horizons de prédiction, la gestion des contraintes et les objectifs d'optimisation. Les étudiants construisent et testent des contrôleurs MPC linéaires pour des procédés multivariables.

Leçon 2 • Techniques d'optimisation énergétique

Enseigne la gestion de la demande, la planification des charges et l'optimisation des variateurs de vitesse pour réduire la consommation d'énergie. Les étudiants calculent les économies d'énergie et implémentent une logique de commande pour les cibles de rendement.

Leçon 3 • Gestion des recettes et des lots

Implémente les modèles de commande par lots ISA-88, y compris les éléments de recette, d'équipement et de procédure. Les étudiants configurent des serveurs de lots et exécutent des recettes multi-phases avec des pistes de vérification complètes.

Leçon 4 • Intégration du contrôle statistique des procédés

Applique les cartes de contrôle SPC et les indices de capabilité pour surveiller la variation du procédé et déclencher des actions de commande. Les étudiants intègrent les données SPC avec les systèmes API et SCADA pour un contrôle qualité en temps réel.

Leçon 1 • Test d'acceptation sur site et démarrage

Couvre les vérifications de boucle, la vérification des verrouillages et les procédures de démarrage par phases pour la mise en service d'une installation en exploitation. Les étudiants gèrent les risques de démarrage et transfèrent les systèmes de l'état de mise en service à l'état opérationnel.

Leçon 2 • Documentation de projet et transfert

Établit les dessins de fin de chantier, les listes de pièces de rechange et les ensembles de formation des opérateurs pour le transfert du système. Les étudiants compilent des dossiers de projet complets qui soutiennent la maintenabilité à long terme du système.

Leçon 3 • Conception et spécification du système

Couvre le cahier des charges fonctionnel, les listes d'E/S, les matrices cause-effet et le développement de la description de commande. Les étudiants produisent des ensembles de conception complets qui guident l'approvisionnement en matériel et la programmation.

Leçon 4 • Test d'acceptation en usine

Enseigne la planification du FAT, le développement de scénarios de test et le suivi des défauts pour la vérification du système de commande. Les étudiants exécutent des procédures FAT structurées et documentent les résultats par rapport aux critères d'acceptation.