Detail předmětu
Prostředky průmyslové automatizace
FEKT-BPPAAk. rok: 2016/2017
Přehled automatizačních prostředků, procesní instrumentace a standardizovaných rozhraní. Akční členy, řídicí úroveň a operátorská úroveň řízení. Systémy pro řízení výroby. Přehled kůmyslové komuikace, průmyslové sběrnice a sítě. Průmyslový Ethernet. Základy systémů reálného času.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
6
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Student je schopen:
- Rozdělit a popsat automatizační prostředky podle funkce v automatizačním systému
- Popsat strukturu servomechanizmů, krokových motorů
- Rozdělit a charakterizovat pneumatické pohony, včetně regulačních armatur
- Popsat referenční model ISO/OSI a jeho vrstvy
- Vyjmenovat základní průmyslové sběrnice
- Popsat komunikaci CAN
- Určit základní vlastnosti Foundation Fieldbus a PROFIBUS
- Definovat výhody a nevýhody průmyslového Ethernetu
- Určit základní vlastnosti sítě PROFINET a Ethernet/IP
- Vyjmenovat vlastnosti operačního systému reálného času
- Definovat pojmy deadline, včasnost, task,thread, proces, deadlock
- Znát základní parametry pro rádiovou komunikaci
- Vyjmenovat a charakterizovat standardy odvozené od IEEE 802.15.4
- Rozdělit a popsat automatizační prostředky podle funkce v automatizačním systému
- Popsat strukturu servomechanizmů, krokových motorů
- Rozdělit a charakterizovat pneumatické pohony, včetně regulačních armatur
- Popsat referenční model ISO/OSI a jeho vrstvy
- Vyjmenovat základní průmyslové sběrnice
- Popsat komunikaci CAN
- Určit základní vlastnosti Foundation Fieldbus a PROFIBUS
- Definovat výhody a nevýhody průmyslového Ethernetu
- Určit základní vlastnosti sítě PROFINET a Ethernet/IP
- Vyjmenovat vlastnosti operačního systému reálného času
- Definovat pojmy deadline, včasnost, task,thread, proces, deadlock
- Znát základní parametry pro rádiovou komunikaci
- Vyjmenovat a charakterizovat standardy odvozené od IEEE 802.15.4
Prerekvizity
Absolvování kurzu "Programovatelné automaty".
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Metody vyučování zahrnují přednášky, cvičení na počítači v laboratoře. Student odevzdává jeden samostatný projekt.
Způsob a kritéria hodnocení
až 30 bodů za cvičení
až 70 bodů za zkoušku
Pro získání zápočtu:
Odevzdání technické zprávy samostatné práce
Minimálně 15 bodů z laboratoří
Pro uznání zkoušky:
Minimálně 35 bodů ze 70 možných bodů
až 70 bodů za zkoušku
Pro získání zápočtu:
Odevzdání technické zprávy samostatné práce
Minimálně 15 bodů z laboratoří
Pro uznání zkoušky:
Minimálně 35 bodů ze 70 možných bodů
Osnovy výuky
Přednášky:
Úvod do automatizačních prostředků
Procesní instrumentace
Standardizovaná rozhraní
Akční členy hydraulické a pneumatické
Řídicí členy - PC a IPC, PLC, DCS, průmyslové regulátory, vestavné systémy, jednoúčelové řídicí členy
Operátorská úroveň řízení
Systémy řízení výroby MES a ERP
Úvod do průmyslové komunikace
Základní parametry vybraných sítí 1 (RS.485: Profibus, CAN: DeviceNet)
Základní parametry vybraných sítí 2 (AS-i, LonWorks, Modbus-485, Modbus/TCP, HART)
Principy průmyslového Ethernetu (Profinet, Ethernet/IP)
Systémy reálného času I
Systémy reálného času II
Laboratorní cvičení
1. týden: Úvodní hodina
2. týden :Úvod do ControlWebu
3. týden: Úvod do TIA portálu
4. týden komunikace s PLC a ControlWebem přes Ethernet (Client/Server)
5.-12.týden: Projekt - řízení, vizualizace portálového jeřábu.
13.týden: Odevzdání projektu.
Úvod do automatizačních prostředků
Procesní instrumentace
Standardizovaná rozhraní
Akční členy hydraulické a pneumatické
Řídicí členy - PC a IPC, PLC, DCS, průmyslové regulátory, vestavné systémy, jednoúčelové řídicí členy
Operátorská úroveň řízení
Systémy řízení výroby MES a ERP
Úvod do průmyslové komunikace
Základní parametry vybraných sítí 1 (RS.485: Profibus, CAN: DeviceNet)
Základní parametry vybraných sítí 2 (AS-i, LonWorks, Modbus-485, Modbus/TCP, HART)
Principy průmyslového Ethernetu (Profinet, Ethernet/IP)
Systémy reálného času I
Systémy reálného času II
Laboratorní cvičení
1. týden: Úvodní hodina
2. týden :Úvod do ControlWebu
3. týden: Úvod do TIA portálu
4. týden komunikace s PLC a ControlWebem přes Ethernet (Client/Server)
5.-12.týden: Projekt - řízení, vizualizace portálového jeřábu.
13.týden: Odevzdání projektu.
Učební cíle
Cílem předmětu je dát studentům přehled o celém spektru automatizačních prostředků počínaje procesní instrumentací - snímači, akčními členy, řídicími členy, prostředky vizualizace, operátorského řízení. Dále studenti získají přehled o průmyslových komunikačních sběrnicích a základech řízení v reálném čase.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Laboratorní cvičení, projekt.
Prerekvizity a korekvizity
- doporučená prerekvizita
Programovatelné automaty - doporučená prerekvizita
Praktické programování v C++
Základní literatura
Lendryová L.- Pavelek M.: Návrh procesních systémů, Ostrava, 1996 (CS)
Zezulka F., Fiedler P., Bradáč Z.: Prostředky průmyslové automatizace, elektronické texty (CS)
Zezulka F., Hynčica O.: Průmyslový Ethernet - Automa 2007/8, separáty (CS)
Zezulka F.: Prostředky průmyslové automatizace. VUTIUM, 2004 (CS)
Zezulka F., Fiedler P., Bradáč Z.: Prostředky průmyslové automatizace, elektronické texty (CS)
Zezulka F., Hynčica O.: Průmyslový Ethernet - Automa 2007/8, separáty (CS)
Zezulka F.: Prostředky průmyslové automatizace. VUTIUM, 2004 (CS)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Úvod do automatizačních prostředků.
Akční členy pro řízení,servomotory stejnosměrné a střídavé.
Čítače, časovače a průmyslové regulátory.
Programovatelné automaty, přehled, základní vlastnosti a režim činnosti. Programové vybavení a HW architektura.
Programování PLC. Norma IEC 1131 a příklady programování.
Distribuované systémy řízení velkých celků. Architektura, řešení úrovně bezprostředního řízení, operátorská úroveň, rozhraní na nadřazené systémy.
Úvod do sériových počítačových sběrnic. Model ISO/OSI. Fyzická vrstva.
Linková vrstva. Synchronizace, modulace, kódování.
Vyšší vrstvy modelu, funkce, služby. Průmyslové sériové sběrnice. Model průmyslové sériové sběrnice.
Přehled průmyslových sběrnic. Příklady jejich řešení. Sensor-aktor bus.
Příklady sběrnic s bajtovým přenosem. Protokol CAN a DeviceNet.
Fieldbus. Příklady (Profibus a další).
Řízení pomocí PC (soft control).
Průmyslový Ethernet.
Akční členy pro řízení,servomotory stejnosměrné a střídavé.
Čítače, časovače a průmyslové regulátory.
Programovatelné automaty, přehled, základní vlastnosti a režim činnosti. Programové vybavení a HW architektura.
Programování PLC. Norma IEC 1131 a příklady programování.
Distribuované systémy řízení velkých celků. Architektura, řešení úrovně bezprostředního řízení, operátorská úroveň, rozhraní na nadřazené systémy.
Úvod do sériových počítačových sběrnic. Model ISO/OSI. Fyzická vrstva.
Linková vrstva. Synchronizace, modulace, kódování.
Vyšší vrstvy modelu, funkce, služby. Průmyslové sériové sběrnice. Model průmyslové sériové sběrnice.
Přehled průmyslových sběrnic. Příklady jejich řešení. Sensor-aktor bus.
Příklady sběrnic s bajtovým přenosem. Protokol CAN a DeviceNet.
Fieldbus. Příklady (Profibus a další).
Řízení pomocí PC (soft control).
Průmyslový Ethernet.
Laboratorní cvičení
30 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1.-3. týden: Úvod do TCP/IP komunikace - příklad - TCP/IP klient, TCP/IP server.
4. týden: Úvod do programování PLC Siemens.
5.-6. týden: Seznámení s prostředím ControlWeb
7.-12.týden: Samostatná práce na projektu - řízení portálového jeřábu v prostředí ControlWeb.
13.týden: Odevzdání projektu.
4. týden: Úvod do programování PLC Siemens.
5.-6. týden: Seznámení s prostředím ControlWeb
7.-12.týden: Samostatná práce na projektu - řízení portálového jeřábu v prostředí ControlWeb.
13.týden: Odevzdání projektu.