Topic outline

  • General

  • Cel badań

    • Celem prowadzonych badań i prac wdrożeniowych jest projektowanie oraz implementacja nowoczesnych, w tym sieciowych, cyfrowych układów sterowania w rzeczywistych obiektach przemysłow­ych.

  • Opis

    • Z uwagi na elastyczność i odporność na zakłócenia, cyfrowe układy sterowania są stosowane w rozwiązaniach przemysłowych od wielu lat. Jednak zwykle są to układy z implementacją lokalną, w których obiekt, układ pomiarowy i regulator współpracują ze sobą bezpośrednio. Upowszechnienie informatycznych technologii komunikacyjnych spowodowało rozwój układów, w których zachowanie obiektu (lub grupy obiektów) może być regulowane zdalnie. Nowe, obiecujące możliwości sieciowych układów sterowania, np. realizujących koncepcję Internetu Rzeczy, wiążą się z koniecznością zapewnienia właściwej reakcji na niekorzystne zjawiska towarzyszące przekazywaniu informacji na odległość, takie jak opóźnienie lub utrata danych. W ramach prowadzonych prac zespół projektuje i wdraża cyfrowe układy sterowania i diagnostyki obiektów przemysłowych oraz systemów rozproszonych. Analizowane są mechanizmy poprawy jakości usług oraz podniesienia niezawodności i bezpieczeństwa komunikacji sieciowej.

  • Referencje dla obszaru badań

    • Programy wspierające badania

      • Projektowanie i weryfikacja algorytmów sterowania w sieciowych układach regulacji, decyzja nr DEC-2012/05/D/ST6/03030, Narodowe Centrum Nauki (NCN), zrealizowany projekt badawczy w programie SONATA, Politechnika Łódzka (luty 2013 – luty 2016), kierownik: dr hab. Inż. Przemysław Ignaciuk.
      • Optymalne a odporne algorytmy aktywnego zarządzania zasobami w układach sieciowych – projektowanie i analiza właściwości, Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego (MNiSW), obecnie realizowany projekt badawczy w programie Iuventus Plus IV, Politechnika Łódzka (luty 2015 – luty 2017), kierownik: dr hab. Inż. Przemysław Ignaciuk.

    • Wdrożenia i aplikacje

      • 2003-2010: System diagnostyki sygnałów wejściowych uruchomiony w bloku 6 i 12 Elektrowni w Bełchatowie Zanieczyszczenie lub uszkodzenie nawet jednego czujnika spośród tysięcy zainstalowanych na bloku energetycznym może uniemożliwić prawidłowe działanie całego systemu. Zaprojektowano i wdrożono system, który na podstawie analizy sygnałów wzorcowych uczy się prawidłowych zależności pomiędzy odczytywanymi wartościami i w przypadku znaczących odchyleń od normy wskazuje w czasie rzeczywistym nieprawidłowy tor pomiarowy.
      • 2005-2015: Sterowanie maszynami do produkcji naczep dla Aluteam w Białej Podlaskiej Użytkownicy naczep określają oczekiwane wymiary i wyposażenie. Zaprojektowany system wykorzystuje te wartości i znając parametry technologiczne maszyn oraz charakterystyki elementów steruje mostami konstrukcyjnymi, wiertarkami, klinczarkami, nitownicami, klejarkami, zgrzewarkami, itp. System został uruchomiony w środowisku produkcyjnym w Polsce, w Hiszpanii i w Niemczech.
      • 2010-2011: Monitoring elektrowni wiatrowych dla Vent-Energy, Łódź. Generatory w elektrowniach wiatrowych znajdują się w ruchomej, trudno dostępnej głowicy wiatraka. Wdrożone rozwiązanie pozwala szczegółowo, w czasie rzeczywistym, analizować pracę wiatraka u jego podstawy oraz umożliwia, również w czasie rzeczywistym, przekazywanie do centrali wybranych parametrów pracy urządzenia, a także realizowanie zadań regulacji.
      • 2012-2013: Monitoring naprężeń konstrukcji w halach stalowych dla MHS, Łódź Ze względów ekonomicznych hale stalowe projektowane są z ledwie kilkuprocentowym marginesem bezpieczeństwa. Dlatego też czasami (znaczne opady śniegu, silne wiatry) ich konstrukcja jest narażona na powstawanie trwałych odkształceń, a nawet katastrofalnych zniszczeń. Dlatego zaprojektowano układ, który w czasie rzeczywistym monitoruje naprężenia konstrukcji zarówno zdalnie jak i lokalnie. System, przystosowany do transmisji danych w sieciach o niskiej jakości, wykazuje jednocześnie odporność na przerwy w transmisji danych (trwające nie dłużej niż 3 doby).
      • 2010–2015: Ekspertyzy z zakresu bezpieczeństwa sieci realizowane dla wielu łódzkich przedsiębiorstw. Typowe projekty informatyczne realizowane są w taki sposób, że mimo stosowania teoretycznie bezpiecznych metod komunikacji można w nich przeprowadzać operacje niepożądane. Zespół analizował pod tym kątem zarówno projekty systemów oraz ich implementację. Wskazano niedoskonałości i sposoby ich skorygowania oraz zaproponowano właściwe metody wymiany informacji pomiędzy wykorzystywanymi urządzeniami.

    • Publikacje

      • M. Morawski, P. Ignaciuk: Reducing impact of network induced perturbations in remote control systems. Control Engineering Practice, Vol. 55, No. 10, 2016, str. 127–138
      • M. Morawski, P. Ignaciuk: Optymalizacja działania protokołu MPTCP pod kątem zużycia energii. Przegląd Telekomunikacyjny i Wiadomości Telekomunikacyjne, Vol. 89, No. 8-9, 2016, str. 785-788
      • M. Morawski, P. Ignaciuk: Ruting niejedyną skuteczną metodą organizacji ruchu w sieciach. Studia Informatica, Vol. 37, No. 2, 2016, str. 137-146 (4) P. Ignaciuk: Nonlinear inventory control with discrete sliding modes in systems with uncertain delay. IEEE Transactions on Industrial Informatics, Vol. 10, No. 1, 2014, str. 559-568
      • M. Morawski: Game-based communication in Network Control Systems. Journal of Theoretical and Applied Computer Science, No. 14, 2014, str. 3-14
      • Daniel Arendt, Michał Morawski, Antoni Zajączkowski: Planning of the 802.11/abgn Computer Networks with the Aid of the Specialized Web Service. Towards Modern Collaborative Knowledge Sharing Systems. Studies in Computational Intelligence 401, Springer, 2012, str. 157-171
      • Michał Morawski, Antoni Zajączkowski: Approach to the design of robust networked control systems International Journal of Applied Mathematics and Computer Science (AMCS) vol. 20, No 4, 2010, str. 689-698

      Nagrody i wyróżnienia

      • Nagroda za najlepszy referat (autorzy M. Morawski i P. Ignaciuk) na konferencji 23rd International Science Conference on Computer Networks, Brunów, Poland (czerwiec 2016)
      • Nagroda Prezydium PAN i Konferencji Rektorów Łódzkich Uczelni Publicznych za Wybitne Osiągnięcia Przyczyniające się do Rozwoju Nauki dla Młodych Uczonych Pracujących na Terenie Województwa Łódzkiego, dr hab. inż. Przemysław Ignaciuk, czerwiec 2014
      • Stypendium Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego dla wybitnych młodych uczonych, dr hab. inż. Przemysław Ignaciuk, przyznane na lata 2013–2016