Prostředky automatického řízení (FSI-VAU-A)

Akademický rok 2017/2018
Garant: doc. Ing. Stanislav Věchet, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚAI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: angličtina
Cíle předmětu:
Rozšíření znalostí z oblasti senzoriky, senzorických polí, sběru dat, aktuátorů, řídicích prvků, používaných v současné automatizaci a mechatronice, především z pohledu navrhování systémů, modelování a aplikaci v technické praxi. Dále pak seznámení s průmyslovými standardy, pokročilými technologiemi a trendy.
Výstupy studia a kompetence:
Rozšíření přehledu a teoretických i praktických znalostí o volbě, použití a modelování snímačů a aktuátorů; návrhu soustavy - řízená soustava, aktuátor, senzorická soustava a řídicí prvek. Seznámení se s používanými standardy, moderními trendy z oboru, včetně ecodesignu.
Prerekvizity:
Předpokládají se znalosti základů automatického řízení.
Obsah předmětu (anotace):
1) Elektrické prostředky: V kurzu jsou probrány prostředky automatického řízení, obsažené ve smyčce řízení, tj. snímače, členy pro přenos a transformaci signálů, ústřední členy regulátorů a akční členy. U těchto prostředků je vysvětlen princip, funkce, vlastnosti, parametry a konstrukční řešení. Detailnější výklad je věnován analogovým regulátorům a jejich realizaci pomocí operačních zesilovačů a taktéž číslicovým kompaktním regulátorům. 2) Tekutinové prostředky: Kurz je věnován pneumatickým a hydraulickým prostředkům automatického řízení. Látka je rozdělena do dvou částí, první se zabývá teoretickým principům, druhá praktickým použitím. Studenti se seznámí s různými typy senzorů, akčních členů a ostatními částmi tekutinových systémů. Teoretické znalosti jsou pak aplikovány v praktické části kurzu. Praktické použití je ukázáno v laboratoři na jednoduchých úlohách řízení.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.
Způsob a kritéria hodnocení:
Požadavky na zápočet: účast na cvičeních, absolvování daných laboratorních úloh, zpracování výsledků laboratorních úloh. Požadavky na zkoušku, elektrické prostředky: základem je písemná část s odpověďmi na 12 otázek z látky, obsažené v přednáškách. Požadavky na zkoušku, tekutinové prostředky: základem je písemná část na 2 otázky z přednášek a 1 otázku z laboratorního cvičení.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na přednáškách je doporučená, účast na cvičeních je kontrolovaná. Způsob nahrazování zameškaní výuky je v kompetenci vedoucího cvičení.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 3 hod. nepovinná                  
    Laboratoře a ateliéry  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1-2. Senzorika a aktuátory.
3-4. Získávaní dat a filtrace signálů.
5. Řízení tepelných soustav.
6. Pneumatické obvody.
7. Hydraulické obvody.
8. Elektrické pohony.
9. Řízení elektrických pohonů.
10-11. Navrhování regulačních obvodů, optimalizace parametrů.
12-13. Průmyslové standardy a moderní trendy.
    Laboratoře a ateliéry 1-2. Použití DAQ hardware.
3-4. Návrhy a realizace filtrů pro rychlé děje.
5. Realizace regulačního obvodu s odporovým tepelným zdrojem.
6-7. Řízení pneumatického obvodu.
8-9. Návrh a realizace polohového řízení EC motoru.
10-11. Optimalizace polohového řízení EC motoru.
12-13. Použití řídicí jednotky rozhraním CANopen.
Literatura - základní:
1. Němec, Z.: Prostředky automatického řízení, elektrické. Sudijní opora oboru Aplikovaná informatika a řízení. VUT Brno, FSI, ÚAI.
1. Thomas, C.: Sensor Fusion - Foundation and Applications, InTech, 2011
2. Isermann, Rolf: Mechatronic systems—fundamentals, Springer Netherlands, 2008
3. Debeljkovic, D: Time-Delay Systems, InTech, 2011
4. Mitchell, H.B: Multi-Sensor Data Fusion - An Introduction, Springer - Verlag, 2007
5. LabVIEW Measurements Manual, National Instruments, April 2003 Edition, Part Number 322661B-01, dostupné z www.ni.com
6. Rey, G.R., Muneta L. M: Modelling Simulation and Optimization, InTech, 2010
7. Fraden, Jacob: Handbook of Modern Sensors - Physics, Designs and Applications (3rd Edition), Springer - Verlag, 2004
8. Isermann, Rolf: Mechatronic systems—fundamentals, Springer Netherlands, 2008
9. Balátě, J.: Technické prostředky automatického řízení. Praha, SNTL 1986.
Literatura - doporučená:
2. Beneš, P. a kol.:Automatizace a automatizační technika, díl 3- Prostředky automatizační techniky. Computer Press, Praha, 2000.
3. Kopáček, J.: Pneumatické mechanismy.
4. FESTO Didactic: Pneumatické řídicí systémy.
5. FESTO Didactic: Úvod do řízení programovatelným automatem.
6. Škopán, M.: Hydraulické pohony strojů. Studijní text - sylabus, VUT Brno, 2004.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2E-A prezenční studium M-IND Industrial Engineering -- zá,zk 5 Povinný 2 1 L