Detail předmětu

Automatizace procesů

FEKT-MAUPAk. rok: 2019/2020

Kurz MAUP je určen pro studenty druhého ročníku magisterského studia. Je to poslední ročník vysokoškolského studia a absolventi kursu MAUP mají po jeho ukončení vstoupit do projekčních a programátorských týmů řešících návrhy a realizace průmyslových řídicích systémů. Základními pilíři této práce je specifikace elektrických prvků technologického procesu, specifikace vstupních a výstupních signálů, návrh řídicího systému, vytvoření cenové nabídky pro uživatele, vytvoření programů pro PLC, vytvoření programů pro ovládání a vizualizaci (SCADA/HMI), vytvoření průmyslové komunikační sítě a vytvoření aplikace systému MES. Pro tyto činnosti musí být odpovědný pracovník schopen vytvořit časový harmonogram. Teoretickou podporou je znalost matematického modelování složitých technologických celků, verifikace modelů, numerických aspektů modelování a funkční bezpečnosti (standard IEC 61508 a související).

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen
- vytvořit projekt vizualizace technologického procesu (SCADA)
- vytvořit matematický model technologického celku
- implementovat vhodné řídicí algoritmy
- vytvořit aplikaci s funkcemi modulů operativního řízení výroby (MES)
- vytvořit program pro dávkový proces BATCH
- posoudit stupeň rizika řízeného procesu ve smyslu normy funkční bezpečnosti IEC 61508
- navrhnout HW/SW konfiguraci bezpečného řízení

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

Doporučená nebo povinná literatura

Industrial Ethernet. Lorentz K., Lueder A. ed., IAONA Handbook, Magdeburg, 3rd Edition, 2005, ISBN 3-00-016934
Zezulka F.: Automatizační prostředky. Skriptum PC DIR, 2000. (CS)
Zezulka F.: Prostředky průmyslové automatizace, VUTIUM, 2004 (CS)
2. PowerPoint prezentace autorů jednotlivých přednášek (CS)
Automatizace procesů, el. učební texty, Zezulka a kolektiv (CS)
Programovatelné automaty v řízení technologických procesů, Jan Pásek, 2007 (CS)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky a laboratorní cvičení, případové studie a exkurze v technologických procesech. Předmět využívá e-learning (Moodle). Pro podporu projektantské práce pracují studenti se systémem operativního řízení výroby s názvem COMES. Studenti pracují ve dvojicích a spolupodílejí se na vytváření protokolů.

Způsob a kritéria hodnocení

až 30 bodů za cvičení
- body student získává za 5 protokolů a znalosti prokázané během cvičení, které budou kontrolovány formou vstupních testů na začátku cvičení
- pro získání zápočtu je třeba získat 15 bodů ze 30 možných
až 70 bodů za zkoušku
- zkouška je písemnou formou
- pro úspěšné složení písemné zkoušky je třeba získat 35 bodů ze 70 možných

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

Přednášky
1. Úvod do projektování automatizačních systémů.
2. Matematické modelování složitých technologických celků.
3. Vybrané problémy praktického použití regulátorů.
4. Identifikace vlastností průmyslových zařízení.
5. Programování dávkových procesů v systému Batch a Modeller I
6. Programování dávkových procesů v systému Batch a Modeller II
7. Systém řízení výroby MES I
8. Systém řízení výroby MES II
9. Inteligence v průmyslu
10. Průmysl 4.0
11. Systémy pro správu životního cyklu produktů
12. Digitální továrna
13. Úvod do funkční bezpečnosti řídicích systémů

Laboratorní cvičení:
1. Zopakování základů programování na PLC SIMATIC (HW konfigurace, jednoduché programy v STL, LAD).
2. STL, LAD program pro plnění a vypouštění tanku, vizualizace ve WinCC.
3. Vytvoření objektového modelu – uživatelských datových typů (UDT) a datových bloků (DB) pro řídicí moduly „Ventil“ a „Motor“ v programu Tanky.
4. Vytvoření STL funkcí pro ovládání řídicích modulů (motor, ventil, …).
5. Testování funkcí pro ovládání řídicích modulů, doplnění vizualizace ve WinCC.
6. Implementace fází napouštění, mixování a vypouštění dle standardu ANSI/ISA-88.
7. Dokončení implementace z předchozího cvičení
8. Implementace hlavního programu v jazyku GRAPH, oživení, testování, dokončení úlohy ze cvičení 2 - 8.
9. Seznámení s aplikací InTouch a vytvoření jednoduché vizualizace.
10. Sledování funkčnosti programu Tanky v systému COMES, modulu Historian
11. Seznámení se systémem COMES, modul Batch, příprava pro dávkové řízení
12. Práce se systémem COMES, modul Batch, plánování dávek, operací, receptur pro program Tanky.
13. Náhradní cvičení.

Cíl

Cílem předmětu je seznámit studenty s komplexní problematikou automatizace procesů. Studenti se naučí základy konstrukční a projektantské práce při projektech automatizace strojů, výrobních linek a technologických procesů. Seznámí se s bezpečnostními normami, normou funkčního značení měření a regulace.
Studenti se dále seznámí s projektantskými postupy při realizaci systémů měření, regulace a automatizace, dále s filozofií systémů pro plánování a řízení dávkových procesů (MES) a podnikovými informačními systémy ERP.
Obsahem předmětu je dále seznámení se systémy pro řízení životního cyklu výrobku (PLM) a konceptem digitální továrny, na kterém
Část přednášek zajišťují odborníci z praxe řízení elektrárenských celků od konvenčních po jaderné elektrárny, matematické modelování složitých technologických celků, vybrané problémy praktického použití regulátorů, identifikace vlastností průmyslových zařízení, případová studie projektování elektrárny.
Obsahem předmětu je i výuka počítačové podpory projektantské práce. Na praktických ukázkách projektů a exkursích do vybraných technologických procesů se seznámí s konkrétní podobou realizace automatizace.
Přednášky ukončuje úvod do funkční bezpečnosti, standardu IEC 61508.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

laboratorní výuka je povinná, řádně omluvené zmeškané laboratorní cvičení je třeba nahradit po domlouvě s vyučujícím

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-M1 magisterský navazující

    obor M1-KAM , 2. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor