Automatizační prostředky (FSI-VPR)

Cílem kurzu je seznámit posluchače s elektrickou a pneumatickou přístrojovou technikou a se základními algoritmy pro zpracování dat, které se využívají v regulačních obvodech, a to z pohledu jejich principu fungování, role v regulačním obvodu a možného využití.

Po absolvování kurzu budou studenti schopni ovládat, nastavovat a navrhovat regulační obvody s využitím elektrické a pneumatické přístrojové techniky a implementovat základní algoritmy pro zpracování dat.

Předpokládají se znalosti základů automatického řízení, dále základy matematiky a fyziky. Vše na úrovni absolvovaných předmětů v rámci dřívějšího vysokoškolského studia.

Kurz poskytuje základní přehled o přístrojové technice a programových prostředcích využívaných při automatickém řízení technologických procesů. Studenti se v jeho průběhu seznámí s teoretickými základy elektrických, programových a pneumatických prostředků používaných v automatizaci. Tyto znalosti budou doplněny praktickými zkušenostmi, přičemž kurz klade důraz na pochopení principů jednotlivých prostředků a na rozvoj schopnosti aplikovat získané dovednosti v reálných technických úlohách. 

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, který musí být odevzdán a uznán.
Požadavky na zkoušku: absolvování písemného testu, který zahrnuje znalosti získané na přednáškách a cvičeních, následovaného ústním dotazováním. Odpovědi na otázky jsou hodnoceny body, hodnocení u zkoušky je dle stupnice A -F.
Účast na přednáškách je doporučená, účast na cvičeních je kontrolovaná. Způsob nahrazování zameškaní výuky je v kompetenci vedoucího cvičení.

1. Úvod, typy signálů pro přenos a zpracování informace, impulsová modulace


2. Aktivní (termoelektrické, piezoelektrické, pyroelektrické, indukční) a pasivní snímače (indukčností, Hallovy, kapacitní, odporové).


3. Úprava elektrického signálu pomocí pasivních a aktivních obvodů.


4. Realizace analogových regulátorů pomocí operačních zesilovačů, číslicové regulátory.


5. Sériový přenos informace, standardy RS-232 a RS-485, průmyslové sběrnice


6. Regulační orgány a pohony akčních členů, typy elektrických motorů, servomotory


7. Moravcův paradox v oblasti automatizace. Vzorkování, kvantování a diskretizace signálu.


8. Diskrétní Fourierova transformace


9. Základy konvoluce a digitálních FIR a IIR filtrů


10. Principy a vlastnosti stlačeného vzduchu, schémata pneumatických obvodů, prvky pro výrobu a distribuci stlačeného vzduchu.


11. Pneumatické a elektropneumatické pohony a řízení. Typy pneumatických válců, motorů a ventilů.


12. Praktické aplikace pneumatických prostředků.

1. Identifikace soustavy z naměřené přechodové charakteristiky.


2. Identifikace soustavy měřením frekvenční charakteristiky.


3. Identifikace soustavy s pomocí počítačové podpory.


4. Regulace teploty s dvoupolohovým a impulzním regulátorem.


5. Regulační obvod s kompaktním regulátorem, polohový servomechanismus.


6. Mechanické a elektrické vlastností relé v el. obvodu.


7. Vzorkování signálu, vznik aliasingu.


8. Aplikace Fourierovy transformace a spektrogramů.


9. Filtrování signálu pomocí FIR a IIR filtrů.


10. Základy pneumatických prostředků, vlastnosti a výpočty.


11. Pneumatické mechanismy a jejich řízení.


12. Praktické návrhy a simulace pneumatických obvodů.