Automatizacija brodskih strojnih sustava II

Ishodi učenja

1. Kalsificirati strukturu upravljanja automatskog brodskog sustava temeljenog na uporabi PLC uređaja.

2. Raščlaniti hijerarhijsku strukturu procesne mreže na glavne razine.

3. Nacrtati i objasniti princip rada programibilnog logičkog regulatora (PLC-ređaja).

4. Razviti prijedlog projekta automatizacije brodskog sustava temeljenog na uporabi PLC uređaja.

5. Identificirati eventualne logičke pogreške u programskom kodu kod PLC uređaja, te ih ukloniti.

6. Prezentirati temelje digitalne tehnike.

7. Klasificirati osnovne i složene logičke sklopove.

8. Prezentirati rad bistabila, brojila, registara, multipleksera i demultipleksera izgrađenih od složenih logičkih sklopova, te A/D i D/A pretvarača.

Kompetencije koje se stječu

Usvajanje znanja potrebnih za razumijevanje principa upravljanja različitih automatskih brodskih sustava, njihove međusobne korelacije, fuzije senzorskih informacija i integracije sustava upravljanja temeljenih na uporabi PLC uređaja ili mikrokontrolera. Temeljna znanja o hijerarhijskoj strukturi upravljanja na brodovima. Razumijevanje sklopovske i programske potpore PLC uređaja. Interakciju između čovjeka i PLC uređaja korištenjem SCADA i HMI sustava. Primjeri automatskih sustava na brodu (liftovi, bazeni) temeljenih na uporabi PLC uređaja.

Preduvjeti za upis

Brodska elektrotehnika, odslušan kolegij: Automatizacija brodskih pogonskih sustava

Sadržaj

1. Ulazno-izlazne veličine procesa i najčešće korišteni standardi (4-20mA, digitalni prijenos podataka, 0-20mA, 0-10V, ±10V). Zaštita signala (naponska dijelila, operacijska pojačala, Schmittov okidni sklop, Zener diode).

2. Hijerarhijska struktura upravljanja na brodovima. Razina nadgledanja, razina upravljanja i aktuator-senzor razina.

3. Pregled mrežnih sustava upravljanja (AS-i, PROFIBUS: FMS, PA i DP, DeviceNet, MelsecMedoc, ProfiNet, CC-Link). Protokoli u procesnim mrežama, topologija mreža, OSI model, RS-485, MBP način prijenosa podataka u potencijalno hazardnim područjima broda, prijenos optičkim vlaknima.

4. SCADA i HMI sustavi kod sustava upravljanja i temeljni standardi uporabe. Interpretacija podataka i alarma. Primjer na sustavima za nadzor strojarnice broda.

5. Uvod u relejnu tehniku, temeljni elementi relejene logike (sklopke i senzori, vremenska brojila i releji)

6. Uporaba programibilnog logičkog regulatora (PLC – uređaja) u brodskim sustavima. Raspodjela PLC uređaja prema broju ulazno – izlaznih točaka. Vrste ulazno-izlaznih modula PLC uređaja (analogni U/I moduli, digitalni U/I moduli, specijalni moduli).

7. Usporedba između relejne logike i PLC uređaja. Prednosti korištenja PLC uređaja. Temeljna sklopovska struktura PLC uređaja. Zaštita ulazno/izlaznih signala i stupnjeva PLC uređaja uporabom transformatora impedancije ili optičkih sklopova

 

8. Programiranje PLC uređaja. Instrukcijski način programiranja, ljestvičasti način programiranja i programiranje funkcijskim blok dijagramima. Temeljne naredbe kod ljestvičastog programiranja PLC uređaja. Osnovna pravila pisanja programa. Uporaba razvojnog sučelja Siemensovih PLC uređaja za konfiguraciju, programiranje i prenošenje programa u i iz PLC uređaja. Korištenje naprednih funkcija kod programiranja za otkrivanje grešaka u kodu programa. Testiranje programa i otklanjanje eventualnih logičkih pogrešaka.

 

9. Uporaba HMI sustava TD-200 za nadzor parametara procesa kod programiranja PLC uređaja.

 

10. Primjer korištenja PLC uređaja za upravljanje kormilom putničkog broda kompanije „Disney“, te automatsko upravljanje kazalištem, rasvjetom i klima sustavima u sekcijama broda.

 

11. Temeljni principi digitalne tehnike, Boolova algebra blokova, DeMorganova pravila, temeljni sklopovi digitalne tehnike (I-sklop , ILI-sklop i NE-sklop). Složeni logički sklopovi (NI-sklop, NILI-sklop) izgrađeni u DTL, HCTL, TTL, MOSFET i CMOSFET skali integracije. Usporedba pojedinih skala integracije. Potrošnja.

 

12. Sklop za zbrajanje, bistabili, registri, brojila, multiplekseri, demultipleksori, PLD matrice realizirani uporabom složenih logičkih sklopova. Asinkroni i sinkroni način rada.

 

13. Memorije RAM, ROM, PROM, EPROM i UVPROM.

 

14. Osnove pohrane podataka na CD i DVD-ROM medije i USB uređaje.

 

15. A/D pretvorba, D/A pretvorba (sukcesivna aproksimacija i sigma-delta konverzija)

 

 

Recommended literature

1. Antonić, R.: Automatizacija broda II, Pomorski fakultet u Splitu, 2007.

2. Antonić, R.: Brodostrojarski simulator PPS2000 – upute za korištenje, VPŠ Split, 2001.

3. Beroš, Slobodan Marko: Programibilni logički regulatori, Bilješke za pripremu predavanja, FESB, Split, 2010.

4. Šoda, Joško: Automatizacija brodskih strojnih sustava II, Bilješke za pripremu predavanja i ppt prezentacije, Pomorski fakultet u Splitu, Split 2012.

5. P. Slapničar: Impulsna i digitalna tehnika, FESB Split 2001.

6. U. Peruško: Digitalni sustavi, Školska knjiga, Zagreb, 2005.

Additional literature

1. T.I. Fossen: Marine Control Systems - Guidance, Navigation and Control of Ships, Rigs and Underwater Vehicles, Marine Cybernetics, Trondheim, Norway, 2002.

2. F. EL-Hawary: The Ocean Engineering Handbook, CRC Press, 2001.

3. Siemens, SIMATIC, S7-200 PROIGRAMMABLE CONTROLLER, System Manual, Edition 05/2003.

4. Hackworth, R. John, Hackworth, D. Federick Jr.; PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLERS: PROGRAMMING METHODS AND APPLICATIONS, Prentice-Hall, USA, 2003.,

5. Bryan, L. A., Bryan A. E.: PROGRAMMABLE CONTROLLERS: THEORY AND IMPLEMENTATION, 2nd Ed., An Industrial Text Company Publication, Atlanta, Georgia, USA, 1997.

6. Scott, D. M.: INDUSTRIAL PROCESS SENSORS, CRC Press, 2008.

Način ocjenjivanja

- Download