kontakt    mapa strony  
    polski   english

Przemysłowe systemy informatyczne

Katedra Informatyki Stosowanej Politechniki Łódzkiej prowadzi liczne badania naukowe oraz wdrożenia przemysłowe ściśle związane z zastosowaniem metod i rozwiązań informatycznych do specjalizowanych zastosowań przemysłowych. Obszary prac w tym zakresie koncentrują się w następujących grupach tematycznych:

Przemysłowe systemy pomiarowo-sterujące

Rozwój technik mikroprocesorowych, magistrali i interfejsów sieciowych pozwala na osiąganie dużej wydajności przy przetwarzaniu i udostępnianiu danych procesowych. Otwiera to nowe możliwości w konstrukcji przemysłowych systemów przeznaczonych do pomiaru i archiwizacji danych, monitoringu stanu pracy maszyn i urządzeń, a także do zastosowań w układach sterowania i regulacji. Prowadzone w Katedrze badania w zakresie przemysłowych systemów pomiarowo-sterujących dotyczą:

W przypadku m.in. systemów kontrolno-pomiarowych wymaga się często wyznaczenia korektorów, które mają na celu realizację korekcji jakościowej jak i behawioralnej elementów tych systemów. W Katedrze prowadzone są badania nad modelowaniem i korekcją systemów stacjonarnych, które dotyczą aspektów modelowania i korekcji końcowej stacjonarnych systemów liniowych za pomocą wielomianów ortogonalnych; modelowania i korekcji końcowej stacjonarnych wielowymiarowych systemów nieliniowych za pomocą B-splajnów; optymalizacji metod identyfikacji strukturalnej i parametrycznej korektor w/w systemów; realizacji zadania korekcji w systemie rozproszonym czasu rzeczywistego QNX.

Identyfikacja i sterowanie obiektów przemysłowych

W ramach prac nad wykorzystaniem komputerowych systemów czasu rzeczywistego dla potrzeb identyfikacji i sterowania obiektów przemysłowych opracowano prototypowy regulator temperatury wyposażony w algorytmy samonastrajania. Procedura identyfikacji w w/w regulatorze obejmuje algorytm wstępnej identyfikacji bazujący na analizie naturalnych stanów dynamicznych procesów przemysłowych (np. rozgrzew obiektu elektrotermicznego), oraz algorytm precyzyjnej identyfikacji w punkcie pracy wykorzystujący wieloczęstotliwościowe sygnały binarne (ang. Multifrequency Binary Sequences), umożliwiając uzyskanie bogatej informacji o obiekcie bez istotnego zakłócenia jego stanu. Opracowane rozwiązanie uzyskało w 1998r. patent RP, a wyniki prac zostały opublikowane między innymi w rozdziale książki „Perturbation signals for system identification” wydanej w wydawnictwie Prentice Hall w 1993r. oraz w piśmie IEE Proceedings Part D: Control Theory and Application w 1997r. Zakres tych badań rozszerzono także na obiekty o wielu wejściach i wielu wyjściach takich jak piece wielostrefowe do dyfuzji półprzewodników i wielostrefowe systemy nagrzewania indukcyjnego wykorzystywane m. in. w przemyśle papierniczym. Prowadzono także prace związane z identyfikacją własności dynamicznych czujników temperatury (czujniki termoelektryczne i rezystancyjne) w trybie „in-situ”, tzn. w miejscu ich zainstalowania, wykorzystując wieloczęstotliwościowe sygnały binarne jako wymuszenie wewnętrzne w eksperymencie identyfikacyjnym.

Komputerowe systemy czasu rzeczywistego

W ramach tej dziedziny trwają prace nad zastosowaniem Systemu Operacyjnego Czasu Rzeczywistego QNX dla potrzeb sterowania obiektami i procesami przemysłowymi. Kontrola przebiegu procesów przemysłowych wymaga precyzyjnego planowania systemów nadzoru z uwzględnieniem ścisłych restrykcji czasowych. Niezmiernie ważną rzeczą jest więc precyzyjne określenie czasu odpowiedzi systemu operacyjnego na określone zgłoszenia systemów nadzorowanych, co zapewniają mechanizmy systemów czasu rzeczywistego. Dodatkowo, w wielu dziedzinach przemysłu pojawia się problem złożoności obliczeniowej algorytmów przetwarzania, kontroli oraz wizualizacji, co sugerowałoby rozproszenie zadań pomiędzy wiele węzłów sieci. Jednym z systemów umożliwiających realizację powyższych postulatów jest system operacyjny QNX.

Badania prowadzone w Katedrze dotyczą wykorzystania systemów czasu rzeczywistego dla potrzeb:

Przemysłowe systemy sieciowe i sieci przemysłowe

Z uwagi na fakt, że systemy sieci przemysłowych są dziedziną, która w ostatnich latach rozwija się bardzo dynamicznie, w Katedrze prowadzone są prace dotyczące implementacji dostępnych technik sieciowej wymiany danych do rozwiązywania problemów komunikacji między urządzeniami sterującymi oraz urządzeniami obiektowymi w przemyśle. Sieci przemysłowe ze względu na swoją ekspansję technologiczną i mnogość rozwiązań, stopniowo wypierają rozwiązania klasyczne, pozwalając przy tym zwiększać bezpieczeństwo maszyn, komfort obsługi oraz ograniczać koszty inwestycji i procesu produkcyjnego. Standardy sieci przemysłowych określają międzynarodowe normy, pozwalające na dopuszczenie tych systemów do sterowania maszyn, wymiany danych procesowych oraz realizacji funkcji bezpieczeństwa w przemysłowych rozproszonych systemach automatyki. Rozwój technologii informatycznych dodatkowo wspiera i wręcz kreuje dziedzinę sieci przemysłowych, co umożliwia pokonywanie obecnych barier w postaci struktur zakładowych i pozwala na przekraczanie granicy biur, a dzięki temu jednocześnie umożliwia większą integrację z systemami zarządzania zakładem, zarządzania produkcją oraz pozwala na zdalny dostęp do maszyn. To właśnie połączenie rozwiązań branży IT z rozwiązaniami przemysłowymi pozwoliło, za pośrednictwem Internetu, np. na zdalną diagnostykę maszyn znajdujących się po drugiej stronie globu ziemskiego. W tej grupie tematycznej, w Katedrze realizowane są prace z zakresu programowania oraz tworzenia aplikacji dla norm i standardów na potrzeby sieci przemysłowych przeznaczonych do sterowania, nadzoru i wizualizacji procesów przemysłowych. Zdobywane są nowe doświadczenia w zakresie wdrażania systemów sterowania w fabrykach, cukrowniach, elektrowniach, górnictwie, oczyszczalniach ścieków i innych gałęziach przemysłu. W nurcie zainteresowań ściśle leżą zagadnienia dotyczące środowiska do tworzenia aplikacji przemysłowych, narzędzia i metody do tworzenia ekranów synoptycznych, metody tworzenia aplikacji w oparciu o osadzanie obiektów w warstwach aplikacji. W zakresie tej grupy tematycznej zawiera się także rejestracja historii procesu produkcji z wykorzystaniem przemysłowych i relacyjnych baz danych zgodnych z SQL/ODBC (Microsoft SQL Serwer, Oracle, Access) oraz sterowanie procesami przemysłowymi przy pomocy bloków przemysłowych baz danych i języka VBA (Visual Basic for Application). Przemysłowe systemy sieciowe to także realizacja komunikacji ze sterownikami PLC z wykorzystaniem funkcji redundancji i diagnostyki uczestników sieci. Istnieje możliwość udostępniania danych w formie graficznej w sieci Internet, gdzie jest możliwy zdalny dostęp do komunikatów o błędach czy alarmach, co umożliwia podejmowanie stosownych działań zaradczych i zapobiegawczych.

Zespół:
prof. dr hab. inż. Dominik Sankowski
dr hab. inż. Jacek Kucharski
dr inż. Lidia Jackowska-Strumiłło
dr inż. Krzysztof Strzecha
dr inż. Mariusz Jabłoński

powrót do góry


Redakcja:
Krzysztof Strzecha
Jacek Kucharski

Ostatnia modyfikacja:
2007-11-17 13:44:12, Krzysztof Strzecha