Detail předmětu

Automatizace procesů

FEKT-MAUPAk. rok: 2012/2013

Kurz MAUP je určen pro studenty druhého ročníku magisterského studia. Je to poslední ročník vysokoškolského studia a absolventi kursu MAUP mají po jeho ukončení vstoupit do projekčních a programátorských týmů řešících návrhy a realizace průmyslových řídicích systémů. Základními pilíři této práce je specifikace elektrických prvků technologického procesu, specifikace vstupních a výstupních signálů, návrh řídicího systému, vytvoření cenové nabídky pro uživatele, vytvoření programů pro PLC, vytvoření programů pro ovládání a vizualizaci (SCADA/HMI), vytvoření průmyslové komunikační sítě a vytvoření aplikace systému MES a BATCH. Pro plánování těchto činností musí student vytvořit časový harmonogram. Teoretickou podporou je znalost matematického modelování složitých technologických celků, verifikace modelů, numerických aspektů modelování a funkční bezpečnosti (standard IEC 61508 a související).

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

prof. Ing. František Zezulka, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a měřicí techniky (UAMT)

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen
- vytvořit nabídku, poptávku automatizačního projektu
- vytvořit projekt vizualizace technologického procesu (SCADA)
- vytvořit matematický model technologického celku
- implementovat vhodné řídicí algoritmy
- vytvořit aplikaci s funkcemi modulů operativního řízení výroby (MES)
- vytvořit program pro dávkový proces BATCH
- posoudit stupeň rizika řízeného procesu ve smyslu normy funkční bezpečnosti IEC 61508
- navrhnout HW / SW konfiguraci bezpečného řízení

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia v oblastech prostředků průmyslové automatizace, programovatelných automatů, SCADA, průmyslových komunikačních sítí, modelování dynamických sytémů v Matlabu a teorie automativkého řízení.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

až 30 bodů za cvičení (body student získává za 5 protokolů)
až 70 bodů za zkoušku
zkouška je písemnou formou
pro úspěšné složení písemné zkoušky je třeba získat 35 bodů ze 70 možných

Osnovy výuky

Přednášky:
1. Úvod do projektování automatizačních systémů.
2. Ovládací a vizualizační systémy SCADA (InTouch)
3. Matematické modelování složitých technologických celků.
4. Vybrané problémy praktického použití regulátorů.
5. Identifikace vlastností průmyslových zařízení.
6. Případová studie projektování elektrárny.
7. Systém řízení výroby MES
8. Programování dávkových procesů v systému Batch a Modeller
9. Příklad projektu parní výměníkové stanice tepla
10. a 11. Exkurse Dukovany
12. Exkurse do cukrovaru Hrusovany
13. Uvod do funkcni bezpecnosti ridicich systemu


Laboratorní cvičení:
1. Zopakování základů programování na PLC SIMATIC (HW konfigurace, jednoduché programy v STL)
2. Měření a zpracování analogových signálů na PLC, PID regulátor
3. WinCC – Obrazy pro ovládání a vizualizaci PID regulace
4. InTouch – seznámení, screen pro plnění a vypouštění tanku
5. Program pro regulaci teploty v tanku + InTouch
6. Program pro regulaci teploty v tanku + WinCC
7. HW konfigurace řídícího systému mlékárny
8. Nabídka PLC řídícího systému mlékárny
9. MS Project – seznámení, úvod, Harmonogram projektu mlékárny v MS Projektu
10. Zpracování dat z projektu Plnění a ohřev tanku v systému MES (COMES)
11. Zpracování dat z projektu Plnění a ohřev tanku v systému MES (COMES)
12. Exkurze CEMO
13. Náhradní cvičení.



Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty s komplexní problematikou automatizace procesů. Studenti se naučí základy konstrukční, programátorské a projektantské práce při projektech automatizace strojů, výrobních linek a technologických procesů. Seznámí se s bezpečnostními normami, normou funkčního značení měření a regulace a dále projektantskými postupy při realizaci systémů měření, regulace a automatizace. Absolvují rovněž exkurze v průmyslových podnicích.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

laboratorní výuka je povinná, žádně omluvené zmeškané laboratorní cvičení je třeba nahradit po domlouvě s vyučujícím

Základní literatura

Zezulka F.: Automatizační prostředky. Skriptum PC DIR, 2000. (CS)
Zezulka F.: Prostředky průmyslové automatizace, VUTIUM, 2004 (CS)
2. PowerPoint prezentace autorů jednotlivých přednášek (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-M magisterský navazující

    obor M-KAM , 2 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program EEKR-M1 magisterský navazující

    obor M1-KAM , 2 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. František Zezulka, CSc.

Osnova

1. Úvod do projektování automatizačních systémů.
2. Fáze projektu. Projektantské konvence, značky, symboly.
3. Modely projekčních prací. Inženýrské činnosti projekční práce.
4. Příklady projektu horkovodní výměníkové stanice tepla.
5. Příklad projektu parní výměníkové stanice tepla.
6. Projekt inovace systému kontroly a řízení technologického celku I
7. Projekt inovace systému kontroly a řízení technologického celku II.
8. Matematické modelování složitých technologických celků.
9. Vybrané problémy praktického použití regulátorů.
10. Identifikace vlastností průmyslových zařízení.
11. Případová studie projektování elektrárny.
12. Problematika rušení a šumové imunity. Příklady připojení typických snímačů k PLC a IPC.
13. Bezpečnost řídicích systémů. Standard 61508 Funkční bezpečnost E/E/EP.

Laboratorní cvičení

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jan Pásek, CSc.
Ing. Lešek Franek, Ph.D.
Ing. Michal Kupčík
Ing. Ladislav Šťastný, Ph.D.

Osnova

Laboratorní cvičení:
1. Zopakování základů programování na PLC SIMATIC (HW konfigurace, jednoduché programy v STL)
2. Měření a zpracování analogových signálů na PLC, PID regulátor
3. WinCC – Obrazy pro ovládání a vizualizaci PID regulace
4. InTouch – seznámení, screen pro plnění a vypouštění tanku
5. Program pro regulaci teploty v tanku + InTouch
6. Program pro regulaci teploty v tanku + WinCC
7. HW konfigurace řídícího systému mlékárny
8. Nabídka PLC řídícího systému mlékárny
9. MS Project – seznámení, úvod, Harmonogram projektu mlékárny v MS Projektu
10. Zpracování dat z projektu Plnění a ohřev tanku v systému MES (COMES)
11. Zpracování dat z projektu Plnění a ohřev tanku v systému MES (COMES)
12. Exkurze CEMO
13. Náhradní cvičení.