�

W Y B R A N E P R O B L E M Y I N�Y N I E R S K I E Z E S Z Y T Y N A U K O W E

I N S T Y T U T U A U T O M A T Y Z A C J I P R O C E S Ó W T E C H N O L O G I C Z N Y C H I Z I N T E G R O W A N Y C H S Y S T E M Ó W W Y T W A R Z A N I A

WIRTUALNE STANOWISKO DYDAKTYCZNE DO SYMULACJI PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH

Z ZASTOSOWANIEM STEROWNIKA PLC, BAZ DANYCH MYSQL ORAZ WIRTUALNEJ RZECZYWISTO�CI

Krzysztof Olak1, Andrzej Wróbel2

Instytut Automatyzacji Procesów Technologicznych i Zintegrowanych Systemów Wytwarzania, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Politechnika �l�ska,

ul. Konarskiego 18A, 44-100 Gliwice. 1krzysztof.olak@gmail.pl, 2andrzej.wrobel@polsl.pl

Streszczenie: W artykule przedstawiono zastosowanie wirtualnej rzeczywisto�ci w układach automatyki przemysłowej. Omówiono systemy Supervisory Control and Data Acquisition z wizualizacj� 3D oraz symulacj� rzeczywistych procesów technologicznych, stanowisk laboratoryjnych w programie PLC Studio, współpracuj�cym z rzeczywistymi układami sterownia PLC.

1. Wst�p

Główn� przyczyn� wdra�ania du�ej liczby nowych metod automatycznego sterowania jest rozwój urz�dze� informatycznych, takich jak: komputery i sterowniki mikroprocesorowe, w których stosuje si� cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Mimo, �e min�ło blisko 30 lat od powstania pierwszych sterowników, to ogólna koncepcja, dotycz�ca urz�dze� zast�puj�cych instalacje z dziesi�tkami, setkami styczników i przeka ników, nie zmieniła si�. Dzisiaj trudno sobie wyobrazi� nowoczesny zakład przemysłowy, w którym nie zastosowano sterowników PLC (rys. 1).

Rys. 1. Widok współczesnych systemów rozwi�za automatyzacji [3]

Obecnie nie mo�na poprzesta� na stosowaniu standardowych rozwi�za�, dlatego te�wci�� nale�y poszukiwa� nowych, innowacyjnych sposobów automatyzacji.

�

��� OLAK K., WRÓBEL A.

2. Zastosowanie VR w automatyce

Proponuje si� propedeutykReality) w zastosowaniach automatyki przemysłowej. Doskonaływdro�enie wizualizacji 3D do systemów kontroli procesów wszystkim w systemach Supervisory Control and Data

Rys. 2

Ponadto przedstawienie wizualizacji 3D za pomocinformatycznych umo�liwi symulowanie rzeczywistych procesólub te� stanowisk dydaktycznych (rys. 4), bpracowni technicznych, jak i Autoryzowanych Centrów Szkoleniowychczy ASTOR.

Zastosowanie VR w automatyce

propedeutyk� nowoczesnych technologii, takich jak VR w zastosowaniach automatyki przemysłowej. Doskonałym przykładem mo

enie wizualizacji 3D do systemów kontroli procesów technologicznych, przede wszystkim w systemach Supervisory Control and Data Acquisition (rys. 2).

Rys. 2 Widok wizualizacji 3D w systemie SCADA

Ponadto przedstawienie wizualizacji 3D za pomoc� nowoczesnliwi symulowanie rzeczywistych procesów technologicznych (rys. 3),

stanowisk dydaktycznych (rys. 4), b�d�cych cz�sto standardowym wyposajak i Autoryzowanych Centrów Szkoleniowych, takich jak SIEMENS

takich jak VR (ang. Virtual

m przykładem mo�e by�technologicznych, przede rys. 2).

nowoczesnych technologii w technologicznych (rys. 3),

sto standardowym wyposa�eniem takich jak SIEMENS

�

���WIRTUALNE STANOWISKO DYDAKTYCZNE DO SYMULACJI PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH…

Rys. 3. Symulacja procesu sortowania w programie PLC Studio

Rys. 4. Symulacja wirtualnego stanowiska w programie PLC Studio

3. Program PLC Studio

PLC Studio to autorski pakiet edukacyjny (rys.5) ułatwiaj�cy opanowanie i doskonalenie technik programowania PLC. System bazuje na oprogramowaniu EON Studio lub Professional [1]. Umo�liwia ono modyfikowanie istniej�cych procesów technologicznych, jak równie� dodawanie nowych, w postaci makiet 3D.

�

�� OLAK K., WRÓBEL A.

Rys. 5. Widok programu PLC Studio

PLC Studio wykorzystuje najnowocze�niejsz� technologi� 3D, obraz generowany w czasie rzeczywistym, rozbudowan� fizyk� i pełn� interaktywno�� z otoczeniem. Ka�da uruchomiona makieta 3D jest symulacj� rzeczywistego procesu cz�sto wyst�puj�cego w przemy�le.

4. Zasada działania wirtualnego stanowiska PLC Studio

Cyfrowy moduł izolowanych wej��/wyj�� pobiera informacje z programu PLC Studio, w którym gromadzone s� zmienne systemowe, pochodz�ce z wirtualnych czujników oraz elementów wykonawczych. Do wymiany informacji mi�dzy sterownikiem PLC, a komputerem zastosowano konwerter wej��/wyj�� z 32 separowanymi kanałami [2].

Rys. 6. Ogólna koncepcja zasady działania programu

W skład rzeczywistego stanowiska wchodz�:

• moduł Advantech USB-4750, • sterownik GE Fanuc, • bezpieczniki, • zasilacz 24V.

�

���WIRTUALNE STANOWISKO DYDAKTYCZNE DO SYMULACJI PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH…

5. Podsumowanie

Wdro�enie wirtualnej rzeczywisto�ci w dziedzinie automatyki pozwoli na symulowanie procesów technologicznych, z mo�liwo�ci� testowania programów pod k�tem poprawno�ci oraz wyst�powania kolizji w procesie technologicznym. Ponadto, zastosowanie takich rozwi�za� mo�e znacznie obni�y� koszty zwi�zane z nauk� i doskonaleniem technik programowania sterowników, czy te� koszty, zwi�zane z wyposa�eniem pracowni uczelni technicznych oraz szkół �rednich profilowanych.

Literatura

1. User Manual, Copyright EON Reality, Inc. 2009, EON Studio 6.1.1. 2. User Manual, Copyright Advantech, Inc. 2006, USB-4750.3. www.automatyka.pl - Serwis po�wi�cony automatyce przemysłowej.

VIRTUAL DIDACTIC TEST UNIT FOR TECHNOLOGICAL PROCESSES SIMULATION

WITH PLC DRIVER, MYSQL DATA BASES AND VIRTUAL REALITY

Summary: In the article the implementation of the Virtual Reality in industrial automation systems was described. Systems: Supervisory Control and Data Acquisition with 3D visualization were discussed, as well as a simulation of real technological processes, laboratory test units in the PLC Studio program, which is cooperating with the PLCreal control systems.

�