Elektrické a pneumatické automatizační prvky (FSI-VAU-A)

Akademický rok 2022/2023
Garant: doc. Ing. Pavel Škrabánek, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚAI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: angličtina
Cíle předmětu:

Seznámit posluchače s elektrickou a kapalinovou přístrojovou technikou využívanou v regulačních obvodech, a to z pohledu principu jejího fungování, z pohledu její funkce v regulačním obvodu i z pohledu jejího možného užití.
Výstupy studia a kompetence:

Po absolvování kurzu budou studenti schopni ovládat, nastavovat a navrhovat regulační obvody s využitím elektrické a kapalinové přístrojové techniky.
Prerekvizity:
Předpokládají se znalosti základů automatického řízení, dále základy matematiky a fyziky. Vše na úrovni absolvovaných předmětů v rámci dřívějšího vysokoškolského studia.
Obsah předmětu (anotace):
1) Elektrické prvky:
V předmětu jsou probrány prvky automatického řízení, obsažené ve smyčce řízení , tj. snímače, členy pro přenos a transformaci signálů, ústřední členy regulátorů a akční členy. U těchto prvků je vysvětlen princip, funkce, vlastnosti, parametry a konstrukční řešení. Zvýšená pozornost je věnována analogovým regulátorům a jejich realizaci pomocí operačních zesilovačů.
2) Tekutinové prvky:
Předmět je věnován pneumatickým a hydraulickým prvkům automatického řízení. Látka je rozdělena do dvou částí, první se zabývá teoretickými principy, 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 předmětu.
Praktické použití elektrických i pneumatických prvků je ukázáno a prakticky procvičeno 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, kde se prakticky ověřují získané teoretické znalosti z přednášek. 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:

Znalosti a dovednosti jsou ověřovány zápočtem a zkouškou.
Požadavky na zápočet: účast na cvičeních, absolvování daných laboratorních úloh a zpracování písemného protokolu z měření. Účast na cvičeních je povinná, v případě nesplnění této podmínky je každý případ posuzován individuálně vyučujícím předmětu. Laboratorní cvičení jsou hodnocena učitelem z hlediska aktivity a dále je hodnocen laboratorní protokol, musí být odevzdán a uznán.
Požadavky na zkoušku, elektrické prvky: ústní zkouška z látky, obsažené v přednáškách.
Požadavky na zkoušku, tekutinové prvky: základem je písemná část s odpovědmi na 2 otázky z přednášek a 1 otázku z laboratorního cvičení.
Odpovědi otázek jsou hodnoceny body, hodnocení u zkoušky je dle stupnice A -F.
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 × 2 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1.-2. Úvod, všeobecné vlastnosti prostředků automatického řízení
3.-4. Snímače
5.-6. Členy pro transformaci signálů
7.-8. Regulátory a ústřední členy regulátorů
9.-10. Přenos informací (signálů, údajů)
11.-12. Akční členy
    Laboratorní cvičení 1. Ukázky prvků automatického řízení
2. Měření vlastností relé
3-6. Identifikace regulované soustavy, praktická realizace
7-12. Ukázky různých regulačních obvodů, praktická realizace
13. Diskuse, shrnutí, zápočet
.
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.
10. CURTIS, D. Johnson. Process Control Instrumentation Technology. 8. Harlow, England: Pearson Education Limited, 2014. ISBN 978-1-292-02601-5.
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  
CŽV prezenční studium CZV Základy strojního inženýrství -- zá,zk 4 Povinný 1 1 L
M2E-A prezenční studium M-IND Industrial Engineering -- zá,zk 4 Povinný 2 1 L
N-ENG-Z příjezd na krátkodobý studijní pobyt --- bez specializace -- zá,zk 4 Volitelný 2 1 L