Detail předmětu

Automatizace a digitalizace v chemickém inženýrství

FCH-MC_ADCAk. rok: 2024/2025

Principy a pokročilé matematické postupy charkterizace chemicko-inženýrských dějů. Návrhy technologických zařízení používaných při realizaci chemicko-inženýrských dějů v průmyslových procesech. Současné snímání a zpracování procesních veličin v chemicko-inženýrských procesech za použití aktuální výpočetní techniky. Základy projektování, automatizace a robotizace v chemických výrobách a při výrobách nových materiálů.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

3

Garant předmětu

doc. Ing. Jaromír Wasserbauer, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav chemie materiálů (ÚCHM)

Vstupní znalosti

Matematika - základy vektorového, diferenciálního a integrálního počtu; používání programu EXCEL;
Fyzika - základy mechaniky, hydrodynamiky, termodynamiky a difuzních procesů;
Chemicko-inženýrské postupy výpočtů sdílení tepla a hmoty.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Pro udělení klasifikovaného zápočtu je nutná aktivní účast ve cvičeních, úspěšné vyřešení zadaných zápočtových příkladů a ústní prověření základní teoretické, početní a praktické znalosti daného oboru.
K řešení zápočtových příkladů lze používat literaturu určenou zkoušejícím.

Účast na přednáškách a výpočtových cvičeních; vypracování individuálních zápočtových zadání.

Učební cíle

Pokročilé osvojení principů a matematických postupů charkterizace chemicko-inženýrských dějů. Seznámení s návrhy technologických zařízení používaných při realizaci těchto dějů v průmyslových procesech. Využití současných specializovaných chemicko-inženýrských výpočtových programů. Základy snímání procesních veličin v chemicko-inženýrských procesech. Základy projektování, automatizace a robotizace v chemických výrobách a při výrobách nových materiálů.
Studenti získají pokročilé znalosti vybraných Jednotkových operací oblastí Tepelných procesů a Difuzních procesů transportu hmoty Chemického inženýrství, které se používají při návrzích a při posuzování jednotlivých procesních uzlů v praxi chemických i jiných výrob v laboratorním měřítku i v průmyslové praxi. Studenti se seznámí s výpočtovými metodami na specializovaných výpočetních programech, na kterých jsou posuzovány chemicko-inženýrské procesy běžně v praxi. Studenti se seznámí s aktuálními možnostmi snímání a vyhodnocování procesních veličin, s možnostmi automatické kontroly a řízení chemicko-inženýrských procesů i s možnostmi robotizace v této oblasti.

Základní literatura

Frank Lamb: Advanced PLC Hardware & Programming: Hardware And Software Basics, Advanced Techniques & Allen-Bradley And Siemens Platforms Paperback, Automation Consulting, LLC 2019, ISBN-13 978-0578482231 (EN)
Gavin Towler: Chemical Engineering Design, Principles, Practice and Economics of Plant and Process Design, Elsevier 2012, ISBN: 978-0-08-096659-5 (EN)
Robert H. Perry: Perry's Chemical Engineers' Platinum Edition, McGraw-Hill Professional, 1999 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program NKCP_ECHT magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program NPCP_ECHT magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program NPCP_CHTM magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program NKCP_CHTM magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jaromír Wasserbauer, Ph.D.

Osnova

Výuka předmětu probíhá ve čtyřech rovinách:

Pokročilé operace Chemického inženýrství (přednášky):
1. Nestacionární vedení tepla;
2. Kinetika absorpčních procesů;
3. Chemisorpce;
4. Membránové procesy;

Chemicko-inženýrské výpočty vedené ve specializovaném výpočetním programu (např. ChemCad) (výp. cvičení):
5. Výpočty proudění kapalin a plynů;
6. Modelování sdílení hmoty kapalina-plyn;
7. Výpočty přestupu tepla;

Základy projektování (přednášky):
8. a 9. Řazení úrovně projektů a osazení procesů snímači procesních veličin;

Základy automatizace a robotizace chemických procesů a výrob nových materiálů (přednášky):
10. Návrh automatického měření a řízení technologických procesů a bioprocesů;
11. Návrh řídicích systémů na základě umělé inteligence;
12. Návrh metod analýzy signálů a obrazů, statistická analýza dat, analýza náhodných dynamických procesů;
13. Program Průmysl 4.0, Human-Robot Collaboration – HRC, kolaborativní technologie, edge computing, kybernetické zabezpečení.

Konzultace v kombinovaném studiu

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jaromír Wasserbauer, Ph.D.

Cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jaromír Wasserbauer, Ph.D.