338-0508/03 – Řízení pneumatických mechanizmů (Řízpn)

Garantující katedraKatedra hydromechaniky a hydraulických zařízeníKredity5
Garant předmětuIng. Lukáš Dvořák, Ph.D.Garant verze předmětuIng. Lukáš Dvořák, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2020/2021Rok zrušení
Určeno pro fakultyFSUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
DVO31 Ing. Lukáš Dvořák, Ph.D.
ZAC45 Ing. Miloslav Žáček
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+3
kombinovaná Zápočet a zkouška 12+9

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Po absolvování předmětu studenti dovedou projektovat obvody s pneumatickým řízením, s řízením reléovou logikou a vytvořit program pro PLC jak v textových, tak grafických jazycích. Vyprojektovaný obvod umí sestavit na výukových trenažérech Festo Didactic a SMC Pneutrainer a ověřit funkčnost navrženého řízení. Studenti mají rovněž možnost prakticky porovnat uvedené způsoby řízení s řízením pneumatických systémů po průmyslové sběrnici.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři

Anotace

Tento předmět navazuje na předmět Pneumatické prvky a systémy, vyučovaný v předchozím ročníku. Prohlubují zde se znalosti z řízení pneumatických systémů, nově se probírají otázky popisu a identifikace pneumatických obvodů a jejich projektování. Probírá se řízení pomocí pneumatických taktovacích řetězců, programovatelných automatů i průmyslových sběrnic. Významnou součástí předmětu jsou cvičení v laboratoři pneumatických mechanizmů na výukových trenažérech FESTO Didactic a SMC Pneutrainer věnovaná skladbě plně pneumatických a elektropneumatických obvodů včetně ověřování jejich správné funkce dle příslušného technologického zadání. Dále jsou cvičení zaměřená na osvojení řízení pneumatických systémů pomocí PLC včetně tvorby programů.

Povinná literatura:

KOPÁČEK, J. Pneumatické mechanismy. Díl 2. Řízení pneumatických systémů. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2005. 2. vydání. ISBN: 80-248-0880-3. KOPÁČEK, J., ŽÁČEK, M. Cvičení z řízení pneumatických systémů. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2004. ISBN: 80-248-0692-4. KOLEKTIV AUTORŮ. SMC Training – Stlačený vzduch a jeho využití. Brno: SMC Industrial Automation CZ s.r.o. 4. vydání. 2019. 344 s. KOPÁČEK, J. Pneumatické mechanismy. Díl 1. – Pneumatické prvky a systémy. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2005. 265 s. 2. vydání. ISBN 80-7078-306-0.

Doporučená literatura:

ŠMEJKAL, L., MARTINÁSKOVÁ, M. PLC řízení a automatizace, díl 1. Základní pojmy, úvod do programování. Praha: BEN technická literatura, 1999. 224 s. ISBN 80-86056-58-9. SCHMID, D. a kol. Řízení a regulace pro strojírenství a mechatroniku. Praha : Europa-Sobotáles cz., 2005 - 420 s. ISBN 80-86706-10-9. MANNESMANN REXROTH Der Pneumatik Trainer Band 5. Feldbustechnologie in der Pneumatik. Hannover 1997. BALÁTĚ, J. a kol. Technické prostředky automatického řízení. Praha: SNTL Praha 1986. FATURÍK, Š. Prostředky automatického řízení. Základy elektropneumatiky. Praha: ČVUT v Praze, 1991. BEATER, P. Pneumatic drives: system design, modelling and control. Berlin: Springer, 2007. 323 pp. ISBN 978-3-540-69470-0. CAMOZZI COMPETENCE CENTRE. Pneumatic Automation From Basic Principles to Practical Techniques. Brescia: Camozzi Automation S.p.A. 2019. 215 p. Dostupné z: https://www.camozzi.com/sites/default/files/dl_files/MN-Tec%20Did_ENG_2019_LowRes.pdf SMC - eLEARNING. dostupné z https://digital.smctraining.com/?lang=cs (uživatelské jméno a heslo přidělí vyučující, modul Pneumatické systémy - česká a anglická verze).

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

V průběhu semestru budou zadány čtyři programy. Za jejich zpracování a obhájení je možno získat až 35 bodů, minimum pro získání zápočtu je 25. Zkouška: teoretická část - test 0 až 35 bodů, jedna ústní otázka 0 až 15 bodů, praktická část - zapojení pneumatického obvodu 0 až 15 bodů.

E-learning

Další požadavky na studenta

OTÁZKY KE ZKOUŠCE : 1) Základní pojmy řízení. Schéma pneumatického obvodu z hlediska struktury řízení. Dělení podle druhu energie přenášející řídicí signály. 2) Dělení ovládání pneumatického mechanismu podle průběhu činnosti. 3) Signály pro řízení, druhy, rozdělení, průběhy. 4) Pneumatické prvky pro řízení a ovládání, pneumatické hradlo. 5) Spínače a snímače, bezdotyková čidla, charakteristika, normalizované značky. 6) Relé, časová relé, schéma, princip činnosti, značky. 7) Elektromagnety, stejnosměrný, střídavý, vlastnosti, charakteristiky. 8) Proporcionální elektromagnety, zdvihový, silový elektromagnet, charakteristiky. 9) Piezoelektrické a termické ovládání pneumatických prvků. 10) Trysky, druhy konstrukce, charakteristiky, využití. 11) Zesilovače tlaku, druhy konstrukce, princip, příklad použití v obvodu s tryskami. 12) Pneumatická časová relé, schéma, průběh signálů, zkrácení signálu. 13) Elektropneumaticky řízené prvky, vysvětlení funkce 3/2 rozváděče. 14) Elektropneumatické tlakové ventily, principy 3 druhů regulátorů, užití. 15) Označování pneumatických prvků, staré, nové, v obvodu číslováním dle skupin. 16) Komplexní diagram pohybů a ovládání včetně řídicích symbolů. 17) Taktovací řetězce. 18) Logické a časové funkce. 19) Programovatelné automaty, vstupy, výstupy, programování v LDR, v jazyce STL . 20) Princip sériového přenosu dat, posuvný registr, synchronní a asynchronní přenos dat. 21) Průmyslové sběrnice, vodiče, rozhraní. 22) Průmyslové sběrnice, protokol, příklad datového telegramu, topologie. 23) Průmyslové sběrnice, řízení přístupu, otevřený a uzavřený protokol. 24) Přehled sběrnicových systémů užívaných k řízení pneumatických mechanismů. 25) Automatizační pyramida, vrstvy funkcí sítě dle modelu ISO/OSI. 26) Rozváděčové terminály, multipól, kontaktní můstky, decentralizovaná sběrnicová elektronika, moduly AS-Interface, nákladová rozvaha.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: 1. Význam řízení v pneumatických mechanismech. Základní pojmy řízení. Skladba řídicího obvodu. Signály využívané v řízení a jejich realizace. Označování pneumatických prvků a skupin. 2. Prvky pro získání informace o poloze pístnice, pneumatické hradlo, signální šroubení. Pneumatická časová relé, zkrácení signálu, tlakové relé. Obouruční ovládání. 3. Zobrazování průběhu pohybů, symboly stavu sepnutí. Krokový a komplexní diagram pohybů a ovládání. 4. Programové řízení pneumatických mechanismů. Návrh řídicího obvodu s fázemi, taktovací řetězce. Trysky. Zesilovače tlaku (signálu). 5. Základní prvky elektropneumatických obvodů – snímače, spínače, elektromagnety, relé, značení v obvodech, příklad reléového řízení, časová relé. 6. Elektropneumatické rozváděče, proporcionální prvky, ventilové terminály. 7. Programovatelné automaty – logické a časové funkce v různých programovacích jazycích (STL, LDR, FBD, Grafcet). 8. Programovatelné automaty – hardware (vstupy, výstupy), jejich zapojení, čidla PNP a NPN. Čítače (pneumatické, elektropneumatické, programové). 9. Pneumatické proporcionální regulátory polohy a další speciální prvky, elektrické pohony. 10. Průmyslové sběrnice – základní pojmy, rozdělení, popis činnosti – sériový přenos dat. 11. Průmyslové sběrnice – příklady sběrnic používaných v pneumatice, základy programování AS-i sběrnice. 12. Bezpečnost strojů – základní pojmy, postupy. Pneumatické prvky pro zvýšení bezpečnosti. 13. Bezpečnost strojů – případová studie. 14. Novinky v oblasti pneumaticky a automatizace. Cvičení: 1. Bezpečnost práce. Popis a funkce základních pneumatických obvodů (značky, kreslení schémat). Zadání příkladů s jedním motorem. 2. Praktické zapojení prvních příkladů, zadání a návrh dalších schémat s jedním motorem. Práce s programem FLUIDSIM. 3. Krokový a signální diagram, navrhování systémů ve dvěma pracovními prvky. Zadání programu č. 1 – Pneumatický obvod se dvěma motory. 4. Dokončení programu č.1 (praktické ověření funkce). Ukázka obvodu s taktovacím řetězcem. Zadání programu č. 2 – taktovací řetězec - zpracování obvodového schématu s Quickstepperem (řízení tří a více pneumomotorů). 5. Dokončení programů. Procvičování návrhu a zapojení obvodů s více motory. 6. Návrh reléového řízení pneumatického obvodu. 7. Základy programování PLC pomocí LDR a FBD (zadání dle programu č. 1). 8. Opakování programování pomocí FBD, zadání programu č. 3 – Program pro Siemens LOGO! – řízení činnosti tří motorů. 9. Dokončení a praktické ověření správnosti programu. Programování PLC pomocí Grafcet. 10. Zadání programu č. 4 – Program v STL pro tři válce 11. Dokončení programu. Proporcionální ventily a rozváděče + softstop – ukázka. 12. Programování sběrnice AS-i. 13. Programování sběrnice AS-i. 14. Konzultace k programům, zápočet.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2020/2021 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodůMax. počet pokusů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 35  25
        Zkouška Zkouška 65  26 3
Rozsah povinné účasti: 80% na cvičeních

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP: zápočet: vypracování 4 programů (25 až 35 bodů) zkouška: prezenční - zapojení obvodů (0 až 15 bodů), dvě otázky (každá 0 až 25 bodů)

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2024/2025 (N0715A270035) Hydraulika a pneumatika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2024/2025 (N0715A270035) Hydraulika a pneumatika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2023/2024 (N0715A270035) Hydraulika a pneumatika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2023/2024 (N0715A270035) Hydraulika a pneumatika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2022/2023 (N0715A270035) Hydraulika a pneumatika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2022/2023 (N0715A270035) Hydraulika a pneumatika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2022/2023 (N2301) Strojní inženýrství (2302T043) Hydraulika a pneumatika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2022/2023 (N2301) Strojní inženýrství (2302T043) Hydraulika a pneumatika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2021/2022 (N0715A270035) Hydraulika a pneumatika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2021/2022 (N0715A270035) Hydraulika a pneumatika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2021/2022 (N2301) Strojní inženýrství (2302T043) Hydraulika a pneumatika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2021/2022 (N2301) Strojní inženýrství (2302T043) Hydraulika a pneumatika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2020/2021 (N2301) Strojní inženýrství (2302T043) Hydraulika a pneumatika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2020/2021 (N2301) Strojní inženýrství (2302T043) Hydraulika a pneumatika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku

Hodnocení Výuky



2022/2023 zimní
2021/2022 zimní