352-0301/02 – Základy automatizace (ZA)

Garantující katedraKatedra automatizační techniky a řízeníKredity4
Garant předmětuprof. Ing. Jiří Tůma, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Jiří Tůma, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrletní
Odkaz na webhttp://www.352.vsb.cz/predmety/Predmet.ASP?Predmet=352301Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2007/2008Rok zrušení
Určeno pro fakultyUSP, FSUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
BAB75 doc. Ing. Marek Babiuch, Ph.D.
GEB050 Ing. Jan Gebauer
KUL74 Ing. Jiří Kulhánek, Ph.D.
LAN25 doc. Ing. Lenka Landryová, CSc.
MAH011 Ing. Miroslav Mahdal, Ph.D.
SKU51 doc. Ing. Jaromír Škuta, Ph.D.
SKU52 Ing. Jolana Škutová, Ph.D.
TUM52 prof. Ing. Jiří Tůma, CSc.
WAG52 doc. Ing. Renata Wagnerová, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 8+4

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cílem předmětu Základy automatizace je předat studentům druhého ročníku strojního inženýrství bakalářského studia znalosti základů logického řízení, dále teorie řízení lineárních a diskrétních systémů a technickými prostředky v členění regulátory, akční členy a snímače. Z oboru logického řízení jsou studenti seznámení s teorií a praxí kombinačních a sekvenčních obvodů a se základy PLC. Studenti získají znalosti lineární teorie, která se opírá o Laplaceovou transformaci, dále jsou seznámení s popisem statických a dynamických vlastností systémů, stabilitou regulačních obvodů, hodnocením kvality regulace a syntézou regulátorů jak metodami založenými na experimentu, tak na analytickém řešení. Z technických prostředků pro automatizaci jsou studenti seznámení s regulátory elektronickými, hydraulickými, mechanickými a pneumatickými. Dále jsou seznámení s akčními členy, kterými jsou pohony elektrické, hydraulické a pneumatické, a se snímači pro regulaci teploty, polohy, tlaku, síly a průtoku. Na základě pochopení principů a funkce se studenti naučí aplikovat poznatky nebo analyzovat způsoby řízení strojů a procesů.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Projekt

Anotace

Předmět Základy automatizace je důležitým průpravným předmětem bakalářského studijního programu Strojírenství. Jeho cílem je seznámení posluchačů se základními teoretickými i technickými prostředky automatizace. Předpokladem studia je absolvování předmětů společného teoretického základu 1. ročníku BS na strojní fakultě v ČR.

Povinná literatura:

TŮMA, J, WAGNEROVÁ, R. FARANA, R. LANDRYOVÁ, L. Základy automatizace. 1. vyd. Ostrava, VŠB-TU Ostrava, 280s. ISBN 978-80-248-1523-7. ŠMEJKAL, L. & MARTINÁSKOVÁ, M. PLC a automatizace. 1. Základní pojmy, úvod do programování. 1. Vyd. Praha: BEN, 1999. 224 s. ISBN 80-86056-58-9. ŠVARC, I. Teorie automatického řízení I. Brno: FS VUT Brno, 1992. 210 s. TŮMA, J. Zpracovaní signálů získaných z mechanických systém. Praha: Sdělovací technika Praha, 1997. VÍTEČKOVÁ, M. L. a Z. - transformace. Ostrava, KAKI 1995. 86 s. VLACH, J. Řízení a vizualizace technologických procesů. 1.vyd. Praha: BEN, 1999. 159 s. ISBN 80-86056-66-X. ZÍTEK, P. Základy automatického řízení. Praha : ČVUT, 1993. 147 s. ISBN 80-01- 01016-3. http://fs1.vsb.cz/6_TUMA_ZPRSIGN/Zaklady_automatizace/

Doporučená literatura:

BALÁTĚ, J. Vybrané statě z automatického řízení. Brno, VUT 1996. 359 s. KOTEK, Z. & VYSOKÝ, P. & ZDRÁHAL, Z. Kybernetika. Praha: SNTL, 1990. 376 s. NOSKIEVIČ, P. Modelování a identifikace systémů. 1. vyd. Ostrava : MONTANEX, a. s., 1999. 276 s. ISBN 80-7225-030-2.

Způsob průběžné kontroly znalostí během semestru

Studenti vypracovávají během semestru dva programy. První program procvičuje znalosti navrhování kombinačních logických obvodů a druhý program je zaměřen na základy teorie řízení. Znalosti získané na přednáškách a cvičeních se prověřují bodově hodnoceným testem.

LMS

E-learning

http://vyuka.fs.vsb.cz/ kurz Základy automatizace http://fs1.vsb.cz/6_TUMA_ZPRSIGN/Zaklady_automatizace/

Další požadavky na studenta

Studenti musí vyřešit dva programy.

Minimální znalostní požadavky

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Předmět Základy automatizace uvádí studenty do problematiky regulace a řízení. Seznámí se s návrhem logických systémů řízení, spojitou regulací a základními teoretickými poznatky o chování regulačních obvodů. Dalším cílem je popsat základních technických prostředků jako jsou snímače, akční členy, regulátory a počítačové prostředky (PLC). 1. Základní pojmy jako systém, typy systémů, subsystém, prvek, vazba. Kreslení blokových schémat. 2. Systémy řízení - rozdělení, typy, řízení spojité, nespojité, číslicové, dvoupolohové, charakteristika, praktické příklady, význam a využití. 3. Logické řízení - základní logické funkce, Booleova algebra, zápis logické funkce a její minimalizace. 4. Syntéza kombinačních logických obvodů. Realizace kontaktními prvky, programem a prvky NAND, NOR. 5. Sekvenční logický obvod. Technické prostředky logického řízení. Programovatelné automaty. 6. Matematický popis prvků regulačního obvodu, modely řízených systémů. Statická charakteristika, dynamické charakteristiky (impulsní, přechodová a frekvenční). Experimentální identifikace. 7. Analogové řízení, regulační obvod, spojité a diskrétní řízení. Otevřený regulační obvod, záporná zpětná vazba. Bloková algebra. Přenosy regulačního obvodu, přenos řízení, přenos poruchy. 8. Dvoupolohová regulace. Lineární regulátory P, PI, PD, PID. Elektrické, hydraulické a pneumatické regulátory. 9. Syntéza regulátorů. Stabilita a kritické zesílení (Nyquistovo kriterium). Kvalita regulačního pochodu a experimentální seřízení regulátoru 10. Snímače elektrických (proud, napětí, mag.tok) a neelektrických veličin (teplota, tlak, průtok, síla, poloha, rychlost) 11. Akční členy., elektrické, hydraulické a pneumatické. Piezoaktuátory. 12. Regulace teploty, průtoku plynů a kapalin, zásoby. 13. Regulace polohy a rychlosti pohybu, aplikace v polohování 14. Technické prostředky řízení. Vstupní a výstupní signály, číslicové převodníky. Programovatelné automaty, průmyslové počítače. Hierarchické systémy řízení. Vizualizace technologických procesů.

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 2016/2017 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 35  20
        Zkouška Zkouška 65 (65) 16
                Písemná část zkoušky Písemná zkouška 45  12
                Ústní zkouška Ústní zkouška 20  4
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramOborSpec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2017/2018 (B2341) Strojírenství P čeština Šumperk 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2341) Strojírenství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2341) Strojírenství K čeština Šumperk 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2341) Strojírenství K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B3712) Technologie letecké dopravy (3708R037) Technologie provozu letecké techniky P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B3712) Technologie letecké dopravy (3708R038) Technologie údržby letecké techniky P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B3942) Nanotechnologie (3942R001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2017/2018 (B3943) Mechatronika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B3943) Mechatronika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2341) Strojírenství P čeština Šumperk 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2341) Strojírenství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2341) Strojírenství K čeština Šumperk 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2341) Strojírenství K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B3943) Mechatronika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B3943) Mechatronika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B3942) Nanotechnologie (3942R001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2015/2016 (B2341) Strojírenství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2341) Strojírenství P čeština Šumperk 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2341) Strojírenství K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2341) Strojírenství K čeština Šumperk 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B3943) Mechatronika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B3943) Mechatronika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B3942) Nanotechnologie (3942R001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2014/2015 (B2341) Strojírenství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B2341) Strojírenství P čeština Šumperk 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B2341) Strojírenství K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B2341) Strojírenství K čeština Šumperk 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B3942) Nanotechnologie P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2014/2015 (B3942) Nanotechnologie (3942R001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2014/2015 (B3943) Mechatronika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B3943) Mechatronika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (B2341) Strojírenství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (B2341) Strojírenství P čeština Šumperk 2 povinný stu. plán
2013/2014 (B2341) Strojírenství K čeština Šumperk 2 povinný stu. plán
2013/2014 (B2341) Strojírenství K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (B3942) Nanotechnologie (3942R001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2013/2014 (B3943) Mechatronika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (B3943) Mechatronika (3906R006) Mechatronické systémy P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (B3943) Mechatronika (3906R007) Automobilová elektronika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (B3943) Mechatronika (3906R006) Mechatronické systémy K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (B3943) Mechatronika (3906R007) Automobilová elektronika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (B2341) Strojírenství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (B2341) Strojírenství P čeština Šumperk 2 povinný stu. plán
2012/2013 (B2341) Strojírenství K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (B2341) Strojírenství K čeština Šumperk 2 povinný stu. plán
2012/2013 (B3942) Nanotechnologie (3942R001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2012/2013 (B3943) Mechatronika (3906R006) Mechatronické systémy P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (B3943) Mechatronika (3906R007) Automobilová elektronika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (B3943) Mechatronika (3906R006) Mechatronické systémy K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (B3943) Mechatronika (3906R007) Automobilová elektronika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B3943) Mechatronika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B3943) Mechatronika (3906R006) Mechatronické systémy P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B3943) Mechatronika (3906R007) Automobilová elektronika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B3942) Nanotechnologie P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2011/2012 (B3943) Mechatronika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B3943) Mechatronika (3906R006) Mechatronické systémy K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B3943) Mechatronika (3906R007) Automobilová elektronika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B2341) Strojírenství K čeština Šumperk 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B2341) Strojírenství K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B2341) Strojírenství (2301R003) Dopravní technika a technologie K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B2341) Strojírenství (2301R003) Dopravní technika a technologie P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B2341) Strojírenství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B2341) Strojírenství P čeština Šumperk 2 povinný stu. plán
2010/2011 (B3943) Mechatronika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (B3943) Mechatronika (3906R007) Automobilová elektronika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (B3943) Mechatronika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (B3942) Nanotechnologie P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2010/2011 (B3943) Mechatronika (3906R006) Mechatronické systémy P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2009/2010 (B3943) Mechatronika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2009/2010 (B3943) Mechatronika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2009/2010 (B3942) Nanotechnologie P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2008/2009 (B3943) Mechatronika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2008/2009 (B3943) Mechatronika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku
ECTS - MechEng - Bachelor Studies 2017/2018 prezenční angličtina povinně volitelný 301 - Studijní oddělení FS stu. blok
ECTS - MechEng - Bachelor Studies 2016/2017 prezenční angličtina povinně volitelný 301 - Studijní oddělení FS stu. blok
ECTS - MechEng - Bachelor Studies 2015/2016 prezenční angličtina povinně volitelný 301 - Studijní oddělení FS stu. blok
ECTS - MechEng 2014/2015 prezenční čeština povinně volitelný 301 - Studijní oddělení FS stu. blok
ECTS - MechEng 2013/2014 prezenční čeština povinně volitelný 301 - Studijní oddělení FS stu. blok
ECTS - MechEng 2012/2013 prezenční čeština povinně volitelný 301 - Studijní oddělení FS stu. blok