352-0301/04 – Základy automatizace (ZA)
| Garantující katedra | Katedra automatizační techniky a řízení | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Renata Wagnerová, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Renata Wagnerová, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 2 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | angličtina |
| Rok zavedení | 2015/2016 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FS, USP | Určeno pro typy studia | bakalářské |
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:
Doporučená literatura:
Další studijní materiály
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky