Zaliczenie ustne

Katedra Inżynierii Systemów Sterowania
Sterowniki Programowalne Sem. V, AiR 2016
Zaliczenie ustne części wykładowej - zasady i lista pytań
Opracowali:
T. Karla, B. Puchalski, T. Rutkowski, J. Tarnawski - Gdańsk, październik, 2016 r.
Miło nam prowadzącym dla Państwa przedmiot SP będzie się spotkać pod koniec semestru
face to face na krótką rozmowę o sterownikach programowalnych. Deklarujemy życzliwe i uczciwe
podejście do oceny przyswojonej przez Państwa wiedzy. Potwierdzeniem dobrej woli jest
przedstawienie a priori listy pytań. Można się kompleksowo przygotować i zredukować ewentualny
stres do zera.
Zaliczenie ma charakter ustny - Studenci oczekując na odpowiedź mogą przygotować w formie
pisemnej materiał, który będzie użyteczny podczas odpowiedzi np. wykresy, schematy, rysunki,
ewentualne programy, rozwinięcia skrótów itd. Proszę nie pisać na kartkach treści odpowiedzi. Można
przygotować w formie punktów scenariusz odpowiedzi. Komisja może wymagać od Państwa
zilustrowania kwestii poruszonych w pytaniach. Ostatecznie oceniane będzie to co Państwo powiecie
i przedstawicie. Komisja ma prawo zadawać pytania dodatkowe (związane z tematem) zmierzające
do ustalenia wiedzy Studenta w obrębie zadanego pytania. Na wykładzie #13 odbędzie się losowanie
kto przychodzi na zaliczenie w terminie wykładu #14, a kto w terminie wykładu #15 i w jakiej
kolejności będziecie Państwo zapraszani do odpowiedzi. Oceniać Państwa będą równolegle dwie
komisje.
Dla każdego Studenta zostanie wylosowane jedno pytanie z grupy pytań podstawowych i dwa z
grupy pytań dodatkowych. Brak poprawnej odpowiedzi na pytanie z grupy pytań podstawowych ocena 2.0 bez zadawania pytań dodatkowych! Pozytywna odpowiedź na pytanie z grupy pytań
podstawowych i brak poprawnej odpowiedzi na dwa pozostałe pytania z grupy pytań dodatkowych ocena 2.0. W pozostałych przypadkach wynik zależy od oceny nauczycieli akademickich. Zgodnie z
informacjami ogłoszonymi na wykładzie inauguracyjnym można maksymalnie otrzymać 40 pkt. z
części wykładowej. Prosimy o solidne przygotowanie się do zaliczenia!
Proszę przyjść na zaliczenie z legitymacją studencką.
Proszę o ustalenie w Państwa gronie czy zaliczenie poprawkowe chcecie Państwo zrealizować
w sesji poprawkowej czy np. 2 tygodnie po zaliczeniu podstawowym, a Starostę proszę o przekazanie
tej informacji. Jeżeli nie będzie jednomyślności zaliczenie odbędzie się w sesji poprawkowej czyli w
lutym 2017.
Pytania podstawowe
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
Przedstaw rozwinięcie akronimu i definicję(/e) PLC.
Opisz ideę cyklu pracy PLC.
Czym cechują się PLC?
Wyjaśnij różnicę w programowaniu PLC i PC.
Wyjaśnij podział zadań pomiędzy PLC i SCADA w systemie sterowania.
Wymień i przedstaw wady i zalety PLC jako urządzenia sterującego.
Co to jest układ watchdog w PLC i jakie jest jego znaczenie?
Wymień podstawowe cechy języka drabinkowego.
Jakie rodzaje zmiennych dostępne są w programowaniu PLC i jakie jest ich przyporządkowanie do
zasobów PLC?
Na jakie grupy operacji podzielono (dostępne dla programistów w różnych językach
programowania) zasoby systemu operacyjnego PLC?
Jak zrealizować proces sekwencyjny w PLC? Jaki język jest do tego zadania szczególnie
predestynowany?
Opisz procedurę doboru PLC do konkretnego zadania automatyzacji.
Jaką rolę pełni proces konfiguracji PLC?
Scharakteryzuj język IL.
Scharakteryzuj język ST.
Przedstaw i opisz składowe normy IEC 61131.
Scharakteryzuj trzecią część normy IEC 61131 (IEC 61131-3).
Scharakteryzuj język FBD.
Przedstaw podstawowe zasady wykonywania programów napisanych w języku FBD.
Opisz podstawowe zasady tworzenia sekwencyjnych schematów funkcjonalnych SFC.
Na prostym przykładzie zaprezentuj różnicę pomiędzy krokiem a tranzycją w sekwencyjnych
schematach funkcjonalnych SFC.
W jakich językach programowania narzędzie Simulink PLC Coder generuje kody źródłowe dla
sterowników PLC i na jakie ograniczenia PLC zwracać trzeba szczególną uwagę projektując
złożone algorytmy dla sterowników?
Omów strukturę kodu źródłowego w języku ST generowaną przez narzędzie Simulink PLC Coder.
Jakie konsekwencje wynikają z przekroczenia maksymalnego dopuszczalnego czasu trwania
cyklu? Jakie mogą być przyczyny tego przekroczenia i jak się przed tym zabezpieczać?
Przedstaw klasyczny układ regulacji automatycznej SISO, wymień i nazwij wszystkie zmienne w
nim występujące. Jaką rolę pełni sterownik PLC w klasycznym układzie regulacji?
Podaj i krótko scharakteryzuj znane Ci elementy, które mogą zastąpić sterownik PLC w typowych
prostych układach regulacji automatycznej operujących na sygnałach binarnych.
Rozwiń akronimy SP, PV, CV oraz przedstaw ich miejsce w klasycznym układzie regulacji.
Zilustruj sposób budowy i organizacji logiki dla PLC złożonej z wielu bloków w różnych językach
programowania.
Jakie zalety i wady płyną z zastąpienia układów przekaźnikowych sterownikami programowalnymi?
Jak działa PLC w trybie ze stałym czasem trwania cyklu i do czego ten tryb może być
zastosowany?
2
Pytania dodatkowe
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
53.
54.
55.
56.
57.
58.
59.
60.
61.
62.
63.
64.
65.
66.
67.
68.
69.
70.
Podaj kategorie modułów PLC i ich zastosowanie.
Czym różnią się PLC od PAC?
Co to jest SoftPLC?
Wyjaśnij ideę 'familiy concept' w ofercie producentów PLC.
Jakie etapy cyklu są wykonywane w trybie pracy PLC STOP NO I/O
Wyjaśnij jak wykonywany program jest program sterujący w PLC, skąd brane są dane do
wykonania programu i gdzie zapisane są jego wyniki.
Co dzieje się w elemencie cyklu Diagnostyka i po co?
Z jakich elementów składa się czas wykonania cyklu i jak go ustalić?
Wymień i opisz typy danych stosowane w PLC do programowania.
W jaki sposób odmierzany jest czas w PLC?
Zilustruj wykorzystanie licznika (zdarzeń) i podaj jego potencjalne zastosowania.
Zademonstruj konstrukcję z autoresetowaniem w liczniku lub przekaźniku czasowym.
Wyjaśnij akronim SCADA i podaj jej zastosowanie.
Co to jest interfejs użytkownika u jaki ma to związek z PLC?
Metody wymiany danych SCADA - PLC.
Wyjaśnij różnicę pomiędzy aplikacją wizualizacyjną i systemem SCADA.
Czego oczekuje się (jaki powinien być, co powinien umożliwiać) system SCADA?
Do czego służy akumulator w języku IL, jakie operacje można z jego użyciem wykonywać?
Zilustruj potrzebę i sposób wykorzystania stosu w programie języka IL.
Z jakich czterech elementów składa się wiersz w języku IL?
Zilustruj jak w języku IL zrealizować funkcję IF..THEN..ELSE.
Zbuduj regulator dwustanowy ze strefą nieczułości w języku IL.
Jak sprawdzić poprawność obliczeń wykonanych przez blok funkcyjny w językach IL i ST?
Wymień wysokopoziomowe konstrukcje programistyczne oferowane przez język ST.
Czym są wyrażenia, operandy i operatory w języku ST?
Zbuduj regulator dwustanowy ze strefą nieczułości w języku ST.
Zilustruj wykorzystanie języka ST do operacji na macierzach.
Jakie trzy etapy można wskazać w realizacji programowej równania różnicowego w PLC?
Jak zrealizować w PLC zadanie nadania warunków początkowych obiektom dynamicznym?
Jak zrealizować zadanie całkowania numerycznego w PLC?
Jak zrealizować zadanie obliczenia pochodnej dyskretnej w PLC?
Scharakteryzuj pierwszą część normy IEC 61131 (IEC 61131-1).
Jakie podstawowe elementy języków programowania dla sterowników PLC wyróżnia norma IEC
61131-3.
Opisz typy danych wyróżnione w normie IEC 61131-3.
Opisz jednostki organizacyjne oprogramowania wyróżnione w normie IEC 61131-3.
Opisz elementy konfiguracji wyróżnione w normie IEC 61131-3.
Przedstaw i opisz podstawową strukturę graficznego bloku programu w języku FBD.
Przedstaw zasadniczą różnicę pomiędzy połączeniami jawnymi i niejawnymi w języku FBD. Opisz
konsekwencje ich stosowania.
Przedstaw strukturę bloku FBD realizującego funkcje timera TON, opisz jego działanie oraz
zaproponuj prosty program wykorzystujący jego funkcje.
Za pomocą języka FBD przedstaw koncepcję programu realizującego algorytm regulatora
dwustanowego ze zmienną strefą nieczułości (10% wartości zadanej).
3
71. Przedstaw ewentualne niebezpieczeństwa w konstruowaniu schematów SFC zawierających
sekwencje pojedyncze oraz równoczesne (równoległe).
72. Opisz podstawowe kwantyfikatory bloków akcji w SFC.
73. Za pomocą schematu SFC przedstaw koncepcję programu realizującego sekwencyjne sterowanie
sygnalizatorem świetlnym składającym się z trzech świateł (sygnalizator dla samochodów).
74. Opisz podstawowe zasady tłumaczenia schematów SFC na język LD.
75. Zaproponuj schemat SFC z dwoma pętlami sekwencji a następnie przetłumacz go na program w
języku LD.
76. Wymień najważniejsze ograniczenia narzędzia Simulink PLC Coder.
77. Jakie rodzaje solverów i z jakimi krokami symulacji są one obsługiwane przez Simulink PLC
Coder?
78. Wymień główne kroki przystosowywania kodu źródłowego z Simulink PLC Coder wymagane do
poprawnego działania kodu na sterownikach GeFanuc PAC.
79. W jaki sposób Simulink PLC Coder przygotowuje kod źródłowy dla PLC, w którym wykonywane są
operacje na macierzach dwuwymiarowych? Jakie warunki muszą zostać spełnione aby możliwe
było wygenerowanie kodu źródłowego w Simulink PLC Coder dla operacji na macierzach?
80. Podaj i krótko scharakteryzuj podstawowe bloki wykorzystywane do tworzenia programów w
sterownikach Siemens S7-1200.
81. Dlaczego w sterownikach Siemens S7-1200 należy wykorzystywać instrukcję PID w blokach
cyklicznego wywołania?
82. Podaj liczbę rejestrów wykorzystywanych przez pojedynczy regulator PID w sterownikach GE
Fanuc oraz określ kategorie danych tam przechowywanych.
83. W jakich elementach programu sterownika Siemens S7-1200 przechowywane są zmienne
niezbędne przy wykonywaniu obliczeń przez instrukcję regulatorów PID?
84. Do czego służą dodatkowe człony: strefa nieczułości, górna i dolna granica wartości sygnału
sterującego oraz minimalny czas narastania CV w regulatorach PID występujących w sterownikach
GE Fanuc?
85. Jaka jest rola członu przeciwnasyceniowego (ang. antiwindup) w regulatorach PID występujących
w sterownikach programowalnych?
86. Czym jest czas próbkowania regulatora PID w sterownikach GE Fanuc? Jaka jest jego minimalna
wartość i co oznacza?
87. Podaj kroki postępowania i elementy dodatkowe, które doprowadzą do zbudowania układu
regulacji automatycznej w oparciu o następujące elementy: regulator PID w PLC, obiekt oraz
aplikacja wizualizacji.
88. Przedstaw i zaproponuj kroki postępowania mające na celu przetestowanie regulatora PID w PLC
z wykorzystaniem aplikacji wizualizacji.
89. Wymień i krótko scharakteryzuj kroki postępowania niezbędne do uruchomienia symulacji w pętli
sprzętowej w oparciu o wybrane środowisko szybkiego prototypowania, PLC oraz aplikację
wizualizacji.
90. Podaj notacje klasyczną (równanie matematyczne) algorytmu PID_IND wykorzystywanego w
sterownikach GEFanuc oraz nazwij parametry w nim występujące.
4