352-0301/04 – Základy automatizace (ZA)

Garantující katedraKatedra automatizační techniky a řízeníKredity4
Garant předmětudoc. Ing. Renata Wagnerová, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Renata Wagnerová, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník3Semestrzimní
Jazyk výukyangličtina
Rok zavedení2015/2016Rok zrušení
Určeno pro fakultyFS, USPUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
BAB75 doc. Ing. Marek Babiuch, Ph.D.
GEB050 Ing. Jan Gebauer, Ph.D.
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.
SUR111 Ing. Pavel Šuránek, 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:

WAGNEROVÁ, Renata a Jiří TŮMA, 2008. Základy automatizace [online]. Ostrava: Vysoká škola báňská - Technická univerzita [cit. 2018-01-10]. ISBN 978-80-248-1523-7. Dostupné z: http://fs1.vsb.cz/352/2_PREDMETY_FS/Zaklady%20automatizace/ ŠMEJKAL, Ladislav. PLC a automatizace. 2. díl, Sekvenční logické systémy a základy fuzzy logiky. Praha: BEN - technická literatura, 2005. ISBN 80-7300-087-3. VÍTEČKOVÁ, Miluše. Slovníky L- a Z-transformace s řešenými příklady. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2005. ISBN 80-248-0851-X. BOLTON, W. Control systems [online]. Amsterdam: Elsevier, 2007 [cit. 2018-01-10]. ISBN 978-0-7506-5461-6. DORF, Richard C. a Robert H. BISHOP. Modern control systems. 10th ed. Upper Saddle River: Pearson Prentice Hall, c2005. ISBN 0-13-145733-0.

Doporučená literatura:

NOSKIEVIČ, Petr. Modelování a simulace mechatronických systémů pomocí programu MATLAB Simulink. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2013. ISBN 978-80-248-3231-9. VÍTEČKOVÁ, Miluše a Antonín VÍTEČEK, 2008. Základy automatické regulace. Přepracované 2. vydání. Ostrava: VŠB-Technická univerzita Ostrava. ISBN 978-80-248-1924-2.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Zápočet (max. 35 bodů, min. 20 bodů) - 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. V prezenční formě studia je povinná 80% účast na cvičeních. Zkouška (max. 65 bodů, min. 24 bodů) - písemná část je tvořena 4 příklady, každý za 8 bodů, tzn. celkem 32 bodů (min. 12). Ústní část je tvořena 11 otázkami, každá za 3 body, max. je 33 bodů (min. 12).

E-learning

http://lms.vsb.cz/ kurz Základy automatizace

Další požadavky na studenta

Studenti musí vyřešit dva programy a absolvovat bodovaný test.

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

Prezenční forma (platnost od: 2016/2017 zimní 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  16
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2019/2020 (B3942) Nanotechnologie (3942R001) Nanotechnologie P angličtina Ostrava 3 povinný stu. plán
2019/2020 (B2341) Strojírenství P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B0715A270012) Strojírenství P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B0713A070003) Energetika a životní prostředí P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B3942) Nanotechnologie (3942R001) Nanotechnologie P angličtina Ostrava 3 povinný stu. plán
2018/2019 (B2341) Strojírenství P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2341) Strojírenství P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2341) Strojírenství P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku
USP 2017/2018 prezenční angličtina volitelný odborný USP - Univerzitní studijní programy stu. blok