Prostředky automatického řízení M

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

ústav přístrojové a řídící techniky

Anotace:

Rozdělení prostředků podle různých hledisek. Charakteristické vlastnosti a aplikační oblasti jednotlivých kategorií. Vzduch a kapalina jako médium pro přenos informace a energie. Symbolika pneumatických a hydraulických řídicích schémat. Návrh systémů pneumatického ovládání. Pneumatické akční členy, rozvaděče, speciální zařízení pneumatická, pneumaticko-hydraulická, elektropneumatická. Regulační orgány, třídění, vlastnosti, aplikační oblasti, dimenzování. Inteligentní pneumatika jako integrace pneumatických, elektronických a softwarových systémů. Ventilové terminály standardní, s komunikací po průmyslových sběrnicích, programovatelné. Pneumatické lineární polohovací systémy. Filtrace signálu, dolnopropustní analogové filtry, Bassel, Butterworth, Čebyšev, eliptické filtry. Číslicové FIR a IIR filtry, sw realizace. Analogové a číslicové PID regulátory, jejich HW realizace, programové algoritmy, V/V signály. Wind-up, aliasing. Experimentální metody nastavení PID regulátorů. Elektrické akční členy, DC, AC, krokové motory. Statické a dynamické vlastnosti. Komunikace po sběrnicích, rozhraní TIA/EIA 232F,422B, 485A. Proudová smyčka. Průmyslové komunikační systémy. Referenční model ISO/OSI. Sběrnice Profibus, CAN, -Net. AS-interface, HART.

Požadavky:

Požadavky k zápočtu:

Absolvování všech praktických cvičení, zpracování jedné semestrální práce z oblasti návrhu pneumatických řídicích systémů se simulačním a praktickým ověřením a jedné semestrální práce rešeršního charakteru z oblasti inteligentních pneumatických systémů, závěrečný test.Zpracování měření filtrů, DC motor, krokový motor,

Požadavky ke zkoušce:

Aktivní znalost obsahu přednášek a cvičení.

Návrh pneumatického řídicího systému různými metodami.

Filtrace signálu, typy filtrů, jejich charakteristiky, použití

Dvou- a třípolohové regulátory, nespojité PD, PI, PID a DPID regulátory

PID regulátory, analogová a číslicová realizace, varianty PID algoritmu (sériový, paralelní a ideální tvar), specifické problémy číslicové regulace (aliasing, wind-up)

Modifikace PID algoritmu (gain scheduling, split range control)

Experimentální metody nastavování parametrů PID regulátorů

Elektrické aktuátory, indukční motor, DC motor, krokový motor, princip, funkce, statické/dynamické parametry, charakteristiky

Řízení motorů, frekvenční měnič, H-můstek

Stejnosměrný servomotor, rovnice, dynamický model

Komunikace v průmyslových systémech, model ISO/OSI

Sériová komunikace, TIA/EIA 232F, 423, 422B, 485A, sběrnice Profibus, CAN, AS-interface, MODBUS, sběrnice + protokol HART

Osnova přednášek:

1. Pneumatické prostředky pro realizaci zpětnovazebního řízení

2. Pohony hydraulické a pneumatické. Ventily

3. Prvky stavebnice FESTO pro realizaci ovládání

4. Řízení jednočinného a dvojčinného motoru

5. Problematika řízení dvou a více pneumatických motorů

6. Základy reléového řízení

7. Filtrace signálu, analogové a číslicové filtry

8. Analogové regulátory a jejich realizace. Vstupní/výstupní signály

9. Nespojité regulátory

10. Analogové regulátory a jejich realizace. Vstupní/výstupní signály

11. Číslicové PID regulátory, algoritmus, aliasing, wind-up, experimentální metody nastavení

12. Sériová komunikace. Rozhraní TIA/EIA 232F,422B, 485A. Proudová smyčka

13. Vlastnosti elektrických pohonů používaných v regulaci. Dynamický model ss motoru. Motor asynchronní, synchronní, krokový.

14. Průmyslové komunikační systémy. Referenční model ISO/OSI. Sběrnice Profibus, CAN, -Net. AS-interface, HART.

Osnova cvičení:

1. Statické a dynamické vlastnosti neelektrických prostředků

2. Motory jednočinné a dvojčinné, rozvaděče, prvky pro logické operace

3. Úlohy z problematiky přímého a nepřímého řízení jednočinného a dvojčinného pneumatického motoru

4. Řízení činnosti více pneumatických motorů, překrývání signálu, krokový diagram

5. Prostředky pro reléové řízení pneumatického motoru

6. EasyRelé - elektropneumatika 1

7. Reléová logika - elektropneumatika 2

8. Filtry - měření

9. Filtry + PID regulátor - simulace

10. PID regulátory

11. PID regulátory

12. Polohový elektrický servomechanismus

13. Krokový motor

Cíle studia:

Návrh pneumatického řídicího systému různými metodami.

Filtrace signálu, typy filtrů, jejich charakteristiky, použití

Dvou- a třípolohové regulátory, nespojité PD, PI, PID a DPID regulátory

PID regulátory, analogová a číslicová realizace, varianty PID algoritmu (sériový, paralelní a ideální tvar), specifické problémy číslicové regulace (aliasing, wind-up)

Modifikace PID algoritmu (gain scheduling, split range control)

Experimentální metody nastavování parametrů PID regulátorů

Elektrické aktuátory, indukční motor, DC motor, krokový motor, princip, funkce, statické/dynamické parametry, charakteristiky

Řízení motorů, frekvenční měnič, H-můstek

Stejnosměrný servomotor, rovnice, dynamický model

Komunikace v průmyslových systémech, model ISO/OSI

Sériová komunikace, TIA/EIA 232F, 423, 422B, 485A, sběrnice Profibus, CAN, AS-interface, MODBUS, sběrnice + protokol HART

Studijní materiály:

1.Beneš, P.:Pneumatická ovládání,doplňkové skriptum ČVUT FSI, Praha 1991

2.Kolář,V.,Vinopal,St.: Hydraulika průmyslových armatur

3.Hlava,J.:Prostředky automatického řízení, skriptum, ČVUT FS, Praha 2002

Poznámka:

Povinný předmět pro bakalářské studium

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: