Elektrické prvky automatického řízení výrobních systémů (FSI-GAR)

Akademický rok 2022/2023
Garant: Ing. František Bradáč, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚVSSR všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem předmětu je naučit studenty základní znalosti v HW i SW řídicích systémů a jejich použití v řízení výrobních strojů(VS) a výrobních systémů. Úkolem předmětu je vybudovat pojmy v oblasti řízení VS a výrobních systémů a ve vybraných oblastech používaných snímačů. Studenti se naučí, že řízení a snímače jsou nedílnou součástí konstrukce, resp. projekce VS, nebo systémů. Současně si studenti vyzkouší moderní postupy při programování řídicích struktur v souladu s principy Průmyslu 4.0.
Výstupy studia a kompetence:
Studenti se seznámí s metodami řízení výrobních strojů a systémů,
naučí se orientovat v nabídce automatizačních prvků pro projekci VS.
Na jednoduchých strojních modulech se naučí využívat počítačové podpory
při návrhu, programování a simulaci řízení výrobního stroje.
Prerekvizity:
Student by měl ovládat:
- základní fyzikální znalosti z oblasti elektřiny a magnetismu
- znalost základních principů práce počítačů
- znalost základních principů výrobních systémů a strojů, požadavky na jejich funkčnost
Obsah předmětu (anotace):
Předmět má za cíl seznámit studenty se základními metodami a prostředky automatického řízení ve specializované oblasti výrobních strojů, aby mohli konstruovat, příp. projektovat automatické výrobní stroje a výrobní systémy (VS). Dále má seznámit studenta s teoretickými principy řízení, mechanickým a elektrickým řízením. Student získá informace ohledně číslicového řízení v řetězci Snímače stavu - akční členy - řídící počítače. Student je také obeznámen s programy a programovými balíky pro řízení a podporu vývoje řídících programů.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.
Dle možností budou pro studenty organizovány přednášky odborníků z praxe a exkurze do firem zabývajících se činnostmi souvisejícími s obsahem předmětu.
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínky udělení zápočtu:
1. Účast na cvičeních (vyjma doložené omluvitelné absence)
2. Splnění podmínek průběžné kontroly (příprava na cvičení, aktivita
během cvičení); tyto požadavky budou upřesněny vždy na začátku semestru ve cvičení.
3. Vypracování a předvedení úloh na cvičení zadaných

Zkouška:
Zkouška ověřuje získané znalosti. Zkouška je kombinovaná. V písemné části
se ověřuje schopnost studenta aplikovat získané znalosti a metody v testu a v případné ústní části se ověřuje znalost teoretických základů.
V hodnocení zkoušky může být přihlíženo k hodnocení úloh ze cvičení.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na cvičeních je kontrolována, při neúčasti omluvené ze závažných důvodů je možnost náhrady samostatným řešením zadaných úloh ze zameškané látky
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 3 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška

1. Úvod, předmět a prostředky automat. řízení, vymezení základních pojmů.
Předmět a místo automat.řízení v konstrukci výrobních strojů a systémů.
2. Programovatelné automaty – hardware. Základní popis programovatelného automatu. Popis principu jeho práce.
3.-5. Programovatelné automaty - software. Stručné seznámení se s normou ČSN EN 61131-3.
6. Úvod do algoritmizace pomocí vývojových diagramů. Seznámení se s normou ČSN ISO 5807.
7.-11. Snímače stavu, jejich klasifikace a charakteristika.
12. Bezpečnost a spolehlivost řídicích systémů ve vztahu k řízenému zařízení.
13. Průmyslové sítě a jejich použití v řízení výrobních strojů a systémů.
    Laboratorní cvičení 1-2. Rozbor vlivu automatického řízení na konstrukci strojů, jejich provozní vlastnosti a obsluhu.
3-4. Zadání a rozbor strojních celků pro další samostatnou práci.
5-10. Funkční návrh řízení zadaného systému, vypracování popisu a algoritmu práce, objektový popis.Vypracování řídicího programu.
11-12. Simulace řízení, ověření správnosti řešení, odstranění nedostatků.
13. Předvedení řešení úlohy, zápočet.
Literatura - základní:
1. PFEIFER, Václav, 1997. Automatické řízení výrobních strojů: programové řízení. Plzeň: Západočeská univerzita. ISBN 80-708-2329-1.
2. MARTINEK, Radislav, 2004. Senzory v průmyslové praxi. Praha: BEN - technická literatura. ISBN 80-7300-114-4.
3. ŠMEJKAL, Ladislav. PLC a automatizace. Praha: BEN - technická literatura, 2005. ISBN 80-730-0087-3.
4. BOLTON, William. Instrumentation and Control Systems (Second Edition). Second Edition. Kidlington: Newnes, 2015. ISBN 978-0-08-100613-9.
5. Beckhoff Information System [online]. Germany: Beckhoff Automation GmbH & Co., 2019 [cit. 2019-09-14]. Dostupné z: https://infosys.beckhoff.com/index_en.htm
6. ČSN EN 61131-3 ed. 2 Programovatelné řídicí jednotky - Část 3: Programovací jazyky. Ed.2. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2013.
7. ČSN ISO 5807 Zpracování informací. Dokumentační symboly a konvence pro vývojové diagramy toku dat, programu a systému, síťové diagramy programu a diagramy zdrojů systému. Ver.1. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 1996.
8. The TIA Portal Tutorial Center (videos) - ID- 106656707 - Industry Support Siemens. Industry Support Siemens [online]. Munich: Siemens, 2019 [cit. 2019-09-14]. Dostupné z: https://support.industry.siemens.com/cs/document/106656707/the-tia-portal-tutorial-center-(videos)?dti=0&lc=en-WW
Literatura - doporučená:
1. Schneider Electric Software Global Customer Support [online], 2018. Schneider Electric industrial software business [cit. 2018-03-18]. Dostupné z: https://softwaresupport.schneider-electric.com/
2. Wonderware software [online], 2018. Hradec Králové: Pantek (CS) [cit. 2018-03-18]. Dostupné z: http://www.pantek.cz/produkty/wonderware-software/
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
CŽV prezenční studium CZV Základy strojního inženýrství -- zá,zk 6 Povinný 1 1 L
N-VSR-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 6 Povinný 2 1 L