Detail předmětu
Automatizace procesů
FEKT-MAUPAk. rok: 2014/2015
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. Pro tyto činnosti musí být odpovědný pracovník schopen 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
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
- 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
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
až 70 bodů za zkoušku
zkouška je písemnou formou
pro úspěšné složení písemné zkoušky je třeba získat 35 bodů ze 70 možných
Osnovy výuky
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, včetně vizualizace
3. Vizualizace v InTouch
4. STL program pro plnění a vypouštění tanku
5. Funkce v STL pro ovládání řídících modulů (motor, ventil,..)
6. Program pro regulaci teploty v tanku
7. Vizualizace tanků v InTouch
8. Vyrovnávací cvičení / vizualizace ve WinCC
9. Zpracování dat z projektu Plnění a ohřev tanku v systému MES (COMES)
10. BATCH program Plnění a ohřev tanku v systému (COMES)
11. BATCH program Plnění a ohřev tanku v systému (COMES)
12. Exkurze CEMO
13. Náhradní cvičení.
Učební cíle
Obsahem předmětu je i výuka počítačové podpory projektantské práce. Na praktických ukázkách projektů a exkursích do vybraných technologických procesů se seznámí s konkrétní podobou realizace automatizace. Laboratorní cvičení jsou orientována na PC orientované distribuované řídicí systémy (DCS) aplikované na SW modelech procesů. Další část cvičení je věnována SW systemum pro podporu projektantske prace.
Na příkladech výměníkových stanic tepla a elektrárenských bloků si studenti procvičí projektantské konvence a značky a principy řízení energetických zařízení.
Velkou část prednášek zajišťují odborníci z praxe řízení elektrárenských celků od konvenčních po jaderné elektrárny, matematické modelování složitých technologických celků, vybrané problémy praktického použití regulátorů, identifikace vlastností průmyslových zařízení, případová studie projektování elektrárny.
Přednášky ukončuje úvod do funkční bezpečnosti, standardu IEC 61508.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Základní literatura
Industrial Ethernet. Lorentz K., Lueder A. ed., IAONA Handbook, Magdeburg, 3rd Edition, 2005, ISBN 3-00-016934
Programovatelné automaty v řízení technologických procesů, Jan Pásek, 2007 (CS)
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
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
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
Vyučující / Lektor
Osnova
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.