Projektování a řízení procesů (FSI-KPJ)

Akademický rok 2022/2023
Garant: doc. Ing. Vítězslav Máša, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚPI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Příprava posluchače pro praktickou činnost procesního inženýra. Absolvent předmětu umí pracovat s projektovou dokumentací a efektivně komunikovat s odborníky z oblasti měření a regulace.
Výstupy studia a kompetence:
Čtení o tvorba schémat (výkresové dokumentace) procesů.
Znalost základních způsobů automatizovaného měření různých fyzikálních veličin.
Znalost provedení a základních vlastností měřicích prvků a akčních členů.
Přehled o systémech měření a regulace v průmyslových budovách a provozech.
Přehled o procesní instrumentaci a infrastruktuře.
Orientace ve schematickém zobrazování procesních a energetických zařízení.
Prerekvizity:

• Informatika I (1IN)
• Automatizace (6AA)
Obsah předmětu (anotace):
Předmět „Projektování a řízení procesů (KPJ)“ je zaměřen na zvládnutí základů měření a regulace v průmyslové praxi. Pozornost je věnována přístrojovému vybavení technologických procesů, které je nezbytné pro jejich sledování a řízení. Další oblastí zájmu je tzv. procesní infrastruktura (rozvody procesních médií, odpady apod.).
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení jsou zaměřena na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách. Cvičení probíhají v počítačové učebně nebo v Laboratoři energeticky náročných procesů v budově D5 NETME Centre.
Způsob a kritéria hodnocení:
• Zápočet: Zápočtový test z úloh řešených ve cvičení.
• Zkouška: Ústní zkouška v rozsahu látky probrané na přednáškách.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na přednáškách je doporučená. Výuka je situovaná v počítačové učebně a laboratoři. Výklad je kombinován s praktickými ukázkami řešení dílčích úloh. Účast na cvičeních je povinná. Případnou neúčast je třeba konzultovat s vyučujícím.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1) Úvod do předmětu, projektová dokumentace
2) Potrubní a elektrické rozvody, schematické značky
3) Standardy pro přenos informace v rámci měření a regulace
4) Měřicí prvky – 1. část
5) Měřicí prvky – 2. část
6) Akční členy
7) Úvod do automatického řízení, regulační obvod, typy regulace
8) Matematický popis regulované soustavy a regulátoru
9) Identifikace a modelování dynamických systémů
10) Průmyslová regulace – hardware
11) Průmyslová regulace – software
12) Řízení procesů – nadřazená úroveň řízení, SCADA a ERP systémy
13) Příklady průmyslových projektů měření a regulace
    Cvičení s počítačovou podporou 1) Bezpečnost práce v laboratorních cvičeních
2) Schémata potrubních a elektrických rozvodů
3) Laboratorní úloha – standardy pro přenos informace v rámci měření a regulace
4) Laboratorní úloha – měření teploty
5) Laboratorní úloha – měření tlaku a výšky hladiny
6) Laboratorní úloha – měření a regulace průtoku
7) Úvod do softwaru Matlab/Simulink, logické řízení
8) Identifikace a modelování dynamických systémů v SW Matlab, PID regulátor
9) Regulační obvod – simulace v SW Matlab/Simulink
10) Laboratorní úloha – řízení VZT systémů
11) Laboratorní úloha – řízení topných systémů
12) Laboratorní úloha – řízení plynové mikroturbíny
13) Laboratorní úloha – řízení odsolovací jednotky
Literatura - základní:
1. Lipták B.G.: Instrument Engineers' Handbook, Fourth Edition, Volume Two: Process Control and Optimization, CRC Press, 2005, ISBN 9780849310812
2. Švarc I.: Automatické řízení, CERM, 2. vyd., 2012, ISBN: 9788021443983
3. Norma ČSN ISO 3511 – Měření, řízení a přístrojové vybavení technologických procesů – Schematické zobrazování
Literatura - doporučená:
1. Smith C.A., Corripio A.B.: Principles and Practices of Automatic Process Control, 3th ed., Wiley, 2005, ISBN 9780471431909
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 5 Povinný 1 1 Z
N-PRI-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 5 Povinný 2 2 Z