Projektování a řízení procesů (FSI-KPJ)

Obecným cílem předmětu je příprava posluchače pro praktickou činnost procesního inženýra v oblasti měření a regulace. Absolvent předmětu efektivně spolupracuje s odborníky z oblasti měření a regulace. K hlavním výsledkům učení (learning outcomes) patří schopnost:

1. popsat kompletní regulační obvod se všemi klíčovými prvky a jejich funkcemi,
2. popsat základní způsoby automatizovaného měření různých fyzikálních veličin,
3. vysvětlit rozdíl mezi ovládání a regulací včetně jejich aplikací a omezení,
4. vytvořit matematický model regulované soustavy,
5. samostatně navhrnout regulační obvod pro širokou škálu procesních úloh s využitím SW Matlab/SIMULINK,
6. samostatně navhrnout zapojení prvků logického řízení pro jednodušší úlohy.

• Automatizace (6AA)

Předmět „Projektování a řízení procesů (KPJ)“ se zaměřuje na osvojení základních principů měření a automatického řízení v průmyslové praxi. Hlavní důraz je kladen na přístrojové vybavení technologických procesů, nezbytné pro jejich sledování a regulaci. Součástí výuky je také návrh a optimalizace regulačních obvodů pro různé typy procesů.

• Zápočet: Semestrální projekt spočívající v návrhu regulace pro vybraný proces.
• Zkouška: Ústní zkouška v rozsahu látky probrané na přednáškách.

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.

1. Úvod do předmětu,


2. Projektová dokumentace se zaměřením na měření a regulaci (MaR)


3. Logické řízení


4. Úvod do automatického řízení, regulační obvod, typy regulace


5. Identifikace a modelování dynamických systémů


6. Matematický popis regulované soustavy a regulátoru


7. Návrh spojitého regulátoru jako součástí regulačního obvodu


8. Měřicí technika a akční členy


9. Přenos informací v rámci měření a regulace (sběrnice)


10. Řízení rozsáhlejších procesů - SCADA a ERP systémy


11. Exkurze v průmyslovém provozu se zaměřením na MaR


12. Příklady průmyslových projektů měření a regulace - 1. část


13. Příklady průmyslových projektů měření a regulace - 2. část

Praktická cvičení jsou vedena formou projektové výuky zaměřené na samostatný návrh spojitého regulačního obvodu pro vybraný technologický proces a procesní veličinu. Studenti postupně získávají znalosti a dovednosti v aplikaci logického řízení, matematickém popisu regulované soustavy, návrhu regulátoru, simulaci obvodu v prostředí MATLAB/SIMULINK a jeho optimalizaci. Závěrečnou částí je výběr vhodných měřidel a akčních členů pro kompletní návrh regulačního obvodu.

Seborg, Dale E., Thomas F. Edgar, Duncan A. Mellichamp, and Francis J. Doyle III. Process Dynamics and Control. 4th ed. Hoboken: Wiley, 2023. ISBN 978-1119851740.