354-0507/03 – Průmyslové řídicí systémy (PŘS)

Garantující katedraKatedra robotikyKredity6
Garant předmětuprof. Dr. Ing. Petr NovákGarant verze předmětuprof. Dr. Ing. Petr Novák
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2011/2012Rok zrušení
Určeno pro fakultyUSP, FSUrčeno pro typy studianavazující magisterské, magisterské, bakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
BAB047 Ing. Ján Babjak, Ph.D.
KOT19 Ing. Tomáš Kot, Ph.D.
NOV20 prof. Dr. Ing. Petr Novák
VOC0012 Ing. Michal Vocetka
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+3
kombinovaná Zápočet a zkouška 12+6

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Řešit návrh řídicího systému, propojit jednotlivé subsystémy, optimalizovat výběr komponent a jejich analýza

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Projekt

Anotace

Cílem předmětu je seznámit posluchače s problematikou navrhování a nasazování řídicích systémů v oblastech mechatroniky. Důraz je kladen především na stavebnice průmyslových PC, dále na moduly dálkového sběru dat, moduly distribuovaného řízení v reálném čase a případně některé jednočipové mikropočítače, jejichž používání je perspektivní. Posluchači se seznámí s problematikou připojování v/v binárních a analogových signálů, výběrem a konfigurací v/v desek. Specifika a vlastnosti architektury průmyslového PC a PLC, kategorie. Vazba řídicího systému s binárním okolím prostřednictvím průmyslových karet a modulů.Vazba řídicího systému s analogovým okolím prostřednictvím průmyslových karet a modulů. Návrh řídicího systému pomocí Rapid Prototyping (RCP), Koncepce a návrh řídicího systému dle zadaných parametrů, jednotlivé komponenty. Senzory – druhy, napojení do ŘS. Napojení I/0 – analogové, digitální, optooddělení, popis realizace ŘS. Bezpečnost a diagnostika řídicího systému (místní, a dálková). Metody ovlivňující spolehlivost ŘS založeného na IPC. Komunikace v řídicích systémech pro průmyslové aplikace. Dálkový a distribuovaný sběr dat, distribuované systémy řízení. Aplikační software (InControl, InTouch, GENIE, Promotic). Inteligentní senzorické systémy. Seznam otázek ke zkoušce 1. Specifika a vlastnosti architektury průmyslového PC a PLC, kategorie. 2. Konstrukce průmyslového PC, její vliv na spolehlivost. Ukazatele spolehlivosti. MTBF, MTTR, vanová křivka. Význam zahořování. 3. Vazba řídicího systému s binárním okolím prostřednictvím průmyslových karet a modulů. 4. Vazba řídicího systému s analogovým okolím prostřednictvím průmyslových karet a modulů. 5. Optoizolované binární vstupy, princip, zapojení. 6. Reléové výstupy, vlastnosti, ochrana kontaktů. Polovodičová relé. 7. Druhy A/D převodníků, jejich vlastnosti, blokové schéma multifunkční DAQ karty. 8. Aproximační A/D převodník, indukční senzory . 9. Integrační A/D převodník, optické senzory. 10. Parametry A/D převodníků, výběr vhodného typu podle požadované přesnosti. 11. Vzorkování, stanovení vzorkovací frekvence při synchronním vzorkování, vznik chyb. 12. Vysvětlit asynchronní vzorkování. 13. Napojení vstupů/výstupů – analogové (SE a DIF), binární. 14. Bezpečnost a diagnostika řídicího systému (místní, a dálková). 15. Stavebnice pro dálkový a distribuovaný sběr dat, distribuované systémy řízení. Řídicí systémy pro robotiku. Metodika návrhu řídicího systému. Řídicí systémy pro extrémní podmínky (vibrace, elektromagnetická pole, vlhko, teplota…), význam kritérií EMI, ESD, MTBF, MTTR.

Povinná literatura:

Novák, P. Průmyslové řídicí systémy I. Ostrava : VŠB-TU Ostrava, 2013. 221 s., ISBN 978-80-248-3032-2 Novák, P. Průmyslové řídicí systémy II. Ostrava : VŠB-TU Ostrava, 2014. 116 s. VRBA. K. a kol.: Teorie vzájemného převodu analogového a číslicového signálu. Skriptum VUT Brno, 131 s., 2006 Charles L. Phillips , Troy Nagle, et al.Digital Control System Analysis & Design, 2014, 528 pages, ISBN-10: 0132938316 Ostrava, s.104, ISBN 80-7078-733-3. Internet: http://www.advantech-usa.com Internet: http://www.nudaq.com.cz/ Internet: http://www.adlink.com.tw/ Automa, časopisAutomatizace, časopis

Doporučená literatura:

viz konkrétní zadání projektu Michael D. Whitt Successful Instrumentation and Control Systems Design, 531 pages, 2015, ISBN-10: 1936007452 National Instruments: Measuring Strain with Strain Gages – tutorial. (http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/3642) M. Sami Fadali, Digital Control Engineering: Analysis and Design.600 pages, 2012, ISBN-13: 978-0123943910 articles in - International Journal of Control Systems and Robotics

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Výuka za podpory LMS Moodle

E-learning

Výuka za podpory LMS Moodle

Další požadavky na studenta

doporučeno absolvování předmětu Senzorová technika, Senzory atp.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Týden Náplň přednášek a cvičení 1. Úvod do problematiky, specifika a vlastnosti architektury průmyslového PC a PLC, kategorie. 2. Vazba řídicího systému s binárním okolím prostřednictvím průmyslových karet a modulů. 3. Vazba řídicího systému s analogovým okolím prostřednictvím průmyslových karet a modulů. 4. Koncepce a návrh řídicího systému dle zadaných parametrů, jednotlivé komponenty. Senzory – druhy, napojení do ŘS. 5. Napojení I/0 – analogové, digitální, optooddělení, popis realizace ŘS. 6. Samostatný návrh řídicího systému dle zadání – zadání. 7. Bezpečnost a diagnostika řídicího systému (místní, a dálková). 8. Metody ovlivňující spolehlivost ŘS založeného na IPC. 9. Komunikace v řídicích systémech pro průmyslové aplikace. 10. Stavebnice pro dálkový a distribuovaný sběr dat, distribuované systémy řízení, (řada ADAM4000). 11. Aplikační software (InControl, InTouch, GENIE, Promotic). 12. Inteligentní senzorické systémy. 13. Ukázky konkrétního nasazení průmyslových PC a PLC (exkurze). 14. Samostatný návrh řídicího systému dle zadání – vyhodnocení. 15. Zápočet. Seznam otázek ke zkoušce 1. Specifika a vlastnosti architektury průmyslového PC kategorie. 2. Konstrukce průmyslového PC, její vliv na spolehlivost. Ukazatele spolehlivosti. MTBF, MTTR, vanová křivka. Význam zahořování. 3. Vazba řídicího systému s binárním okolím prostřednictvím průmyslových karet a modulů. 4. Vazba řídicího systému s analogovým okolím prostřednictvím průmyslových karet a modulů. 5. Optoizolované binární vstupy, princip, zapojení. 6. Reléové výstupy, vlastnosti, ochrana kontaktů. Polovodičová relé. 7. Druhy A/D převodníků, jejich vlastnosti, blokové schéma multifunkční DAQ karty. 8. Aproximační A/D převodník, indukční senzory . 9. Integrační A/D převodník, optické senzory. 10. Parametry A/D převodníků, výběr vhodného typu podle požadovaného použití. 11. Vzorkování, stanovení vzorkovací frekvence, terminologie, vznik chyb. 12. Časovače a čítače, zpracování signálů IRC senzorů. 13. Napojení vstupů/výstupů – analogové (SE a DIF), binární. 14. Bezpečnost a diagnostika řídicího systému (místní, a dálková). 15. Stavebnice pro dálkový a distribuovaný sběr dat, distribuované systémy řízení. 16. Řídicí systémy pro robotiku - specifika. 17. Metodika návrhu řídicího systému. 18. Řídicí systémy pro extrémní podmínky (vibrace, elektromagnetická pole, vlhko, teplota…), význam kritérií EMI, ESD, MTBF, MTTR.

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 2011/2012 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  15
        Zkouška Zkouška 65  30
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2019/2020 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2018/2019 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2018/2019 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2017/2018 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2017/2018 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2016/2017 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2016/2017 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2015/2016 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2015/2016 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2014/2015 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2014/2015 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2013/2014 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2013/2014 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2012/2013 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2012/2013 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2011/2012 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2011/2012 (N2301) Strojní inženýrství (2301T013) Robotika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku
ECTS - MechEng 2013/2014 prezenční čeština povinně volitelný 301 - Studijní oddělení a International Office stu. blok
ECTS - MechEng 2012/2013 prezenční čeština povinně volitelný 301 - Studijní oddělení a International Office stu. blok