Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Application controlling operation of the robot with the use of SCADA system

Wiktor Tomasz Susfał

Abstract

The main subject of this thesis is to describe how to configure one of the SCADA software on the example of an application, created with its help, which controls the robot. As an introduction to the thesis, SCADA systems are described in terms of their definition. Their common components are named and the ways of communication between them are descussed. The history of SCADA systems is summarized, showing their successive stages of development. The methods of protecting controlled processes against unauthorized manipulation over them are mentioned. The following pages contain general characteristics of the used software - GENESIS64. It is an extensive tool consisting of many software modules, so the hierarchy of individual elements of this software is discussed and the role of its components is outlined. The objectives and assumptions concerning the designed application were listed. The user has the possibility to influence the robot's movement (controlling the rotation of kinematic pairs) and to view the statistics of the device's performance. The system is controlled from the graphical interface. Discussion of the next steps in the configuration of the software used, precedes an overview of~other SCADA systems available on the market. In order to write this chapter, three different softwares, which differ in their functionalities were selected. Their example discusses the differences between the generations of systems that have been developed over the years. The presentation of the next steps in the development of the application began with an explanation of how the monitored robot communicates with the SCADA software. In this case, a wired connection is used, transmitting data by the MODBUS protocol. The next two chapters deal with the extension of the application to support a larger number of~robots (in general, any number of robots). The method chosen is based on dynamic generation of~access addresses to the desired signals and hierarchical grouping of monitored resources. Next, the alarm system included in the application is discussed. It is one of the key functionalities of SCADA systems. For the purpose of the application, there are few added alarms monitoring the performance of the robot. Informations about them are displayed on one of the graphical interfaces. Alarming process is connected with notifications about the occurrence of an emergency situation. The way of setting the SCADA program to generate SMS and e-mail messages was discussed. Another topic was the GENESIS64 archiving module. The structure of the module was described, as well as a diagram of the data flow, from the moment it was obtained from the source to the moment it was written to the computer disk. Designed SCADA application offers various functionalities for different types of user accounts. The next chapter describes the way that its behavior depends on the level of rights held by the operator. The following chapters are about the GENESIS64 graphics module. They describe its basic \newline functions and how to configure it. Then, the construction of each interface included in the application is explained. The purpose of elements contained by the displays is presented. This work ends with a description of tests carried out in order to verify the level of fulfilment of the task. Each of the presented attempts is illustrated by a specific film(s) attached to the thesis.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Wiktor Tomasz Susfał (FPAE) Wiktor Tomasz Susfał,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Aplikacja sterująca pracą robota z wykorzystaniem systemu SCADA
Supervisor
Andrzej Chmielniak (FPAE/IAAM) Andrzej Chmielniak,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Certifying unit
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unit
The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)
Study subject / specialization
Automatyka i Robotyka (Automation and Robotics)
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
12-02-2019
Issue date (year)
2019
Pages
83
Internal identifier
MEL; PD-5000
Reviewers
Cezary Rzymkowski (FPAE/IAAM) Cezary Rzymkowski,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Andrzej Chmielniak (FPAE/IAAM) Andrzej Chmielniak,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Keywords in Polish
system SCADA, robot kolaboratywny, interfejs SCADA/HMI, alarmowanie, archiwizacja danych
Keywords in English
SCADA system, collaborative robot, SCADA/HMI interface, alarming, data archiving
Abstract in Polish
Głównym tematem niniejszej pracy jest opisanie sposobu konfiguracji jednego z oprogramowań SCADA, na przykładzie stworzonej za jego pomocą aplikacji sterującej pracą robota. Jako wstęp do pracy, scharakteryzowano krótko systemy SCADA pod kątem ich definicji. Wyróżniono ich elementy składowe oraz opisano sposoby komunikacji pomiędzy nimi. Streszczono historię systemów SCADA obrazując kolejne etapy ich rozwoju. Wspomniano o sposobach zabezpieczania kontrolowanych procesów przed nieautoryzowaną manipulacją nad nimi. Kolejne strony zawierają ogólną charakterystykę wykorzystanego oprogramowania - GENESIS64. Jest to rozbudowane narzędzie składające się z wielu modułów programowych, omówiono więc hierarchię poszczególnych elementów tego oprogramowania i nakreślono rolę jego komponentów. Następnie wypunktowano cele i założenia dotyczące powstającej aplikacji. Użytkownik ma możliwość wpływania za jej pośrednictwem na ruch robota (sterowanie obrotem par kinematycznych) oraz na przeglądanie statystyk pracy urządzenia. Całość obsługiwana jest z poziomu graficznego interfejsu. Omówienie kolejnych kroków konfiguracji użytego oprogramowania poprzedza przegląd innych systemów SCADA dostępnych na rynku. Na potrzeby napisania tego rozdziału, wybrano trzy oprogramowania różniące się między sobą pod kątem zastosowania oraz funkcjonalności. Na ich przykładzie omówiono różnice pomiędzy poszczególnymi generacjami systemów powstającymi na przestrzeni lat. Prezentację kolejnych kroków budowy aplikacji rozpoczęto od wytłumaczenia, w jaki sposób następuje komunikacja monitorowanego robota z oprogramowaniem SCADA. W tym przypadku wykorzystywane jest połączenie przewodowe, przesyłające dane za pomocą protokołu MODBUS. Kolejne dwa rozdziały traktują o rozszerzeniu aplikacji na obsługę większej (w ogólności dowolnej) liczby robotów. Obrany sposób polega na dynamicznym generowaniu adresów dostępu do pożądanych sygnałów oraz hierarchicznym grupowaniu monitorowanych zasobów. Następnie omówiono system alarmowania wchodzący w skład aplikacji. Jest to jedna z kluczowych funkcjonalności systemów SCADA. Na potrzeby aplikacji dodano alarmy monitorujące pracę robota, o których informacje są wyświetlane na jednym z interfejsów graficznych. Z procesem alarmowania wiążą się powiadomienia dla użytkownika o wystąpieniu sytuacji awaryjnej. Na potrzeby projektu omówiono sposób ustawienia programu SCADA, by ten generował wiadomości SMS i e-mail w odpowiednich przypadkach. Kolejnym tematem był moduł archiwizacji pakietu GENESIS64. Została opisana jego struktura oraz schemat przepływu danych od momentu ich pozyskania ze źródła, do zapisu na dysku komputera. Aplikacja SCADA zbudowana na potrzeby projektu oferuje różne funkcjonalności dla różnych typów kont użytkownika. W kolejnym rozdziale opisano sposób uzależnienia zachowania aplikacji od poziomu uprawnień posiadanego przez operatora. Kolejne rozdziały poświęcone są modułowi graficznemu pakietu GENESIS64. Następuje w nich charakterystyka jego podstawowych funkcji oraz sposobu jego konfiguracji. Następnie wytłumaczona została budowa każdego interfejsu wchodzącego w skład aplikacji. Wyjaśniono, jakie elementy zawiera każdy z nich oraz jakie jest ich przeznaczenie. Niniejszą pracę kończy opis testów przeprowadzonych w celu weryfikacji poziomu wypełnienia założeń zadania. Każdą z przedstawionych prób obrazuje film dołączony do wersji elektronicznej pracy.
File
    Request a WCAG compliant version
    Local fields
    Identyfikator pracy APD: 31343

    Uniform Resource Identifier
    https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT80703edae0954059a7ebfbb3674b693b/
    URN
    urn:pw-repo:WUT80703edae0954059a7ebfbb3674b693b

    Confirmation
    Are you sure?
    Report incorrect data on this page
    clipboard