Control System Instrumentation (TPŘ)
Credits: | 6 ( Lectures: 3, Practical lessons: 2) |
---|---|
Semester: | ZS/LS |
Ending: | zp; zk |
Guarantor: | Jelínek Libor |
Lecturer: | Jelínek Libor |
Practical lesson lecturer: | Jelínek Libor, Strnad Jaromír |
Annotation
Course objectives: |
---|
The aim of the subject is to give outline information about basic elements of measurement, control or diagnostic systems for industrial automation. There are explained its technical functionality, implementation, application and their development tools. The subject content is particularly focused on instrumentation and development tools for technological variable measurement, signal processing (analog and digital), data transfer, process or machine control or diagnostic equipment, actuators and drivers. Teaching is based on application and practice of knowledge gained through education of the other theoretical subjects. |
Requirements on student |
A credit is given on at least 2/3 score obtained for an involvement, performance and report of three laboratory group tasks and for one individual written test. An examination is oral with written preparation in scope of presented subject matter. |
Content |
1) Electric circuit components, description, characteristics, measurement (passive and active, op.amp.) 2) El. circuits for processing and generating of analog signals (frequency filters, amplifiers, oscilators) 3) Transducers of physical variables (temperature, pressure, quantity, position sensors, norm. signals) 4) Digital components and circuits (logical, sequential, memory, counter, programmable devices) 5) Microcontrollers (architecture I8051, PIC18, AVR, configuration of peripherals, instruction) 6) Development tools and application of microcontrollers (programming, simulation, connection, use) 7) Data transfer, computer interface, buses (signals, devices, coding, protocols) 8) Signal measurement, digital processing and generating (signals, discretization, interface, algorithm) 9) A/D and D/A convertors and support devices (direct, approximate, integrative, sigma-delta types) 10) Process control (models of process, regulation circuits, algorithms and development tools) 11) Industrial computers, PID controllers, logic controllers (architecture, connection, configuration) 12) Process actuators and its drivers (servo motors, power switches, amplifiers, frequency converters) 13) Source of power (mains supplies, convertors, electrochemical cells, charging) |
Syllabus
1) Prvky elektrických obvodů, popis, charakteristiky, měření (pasivní a polovodičové prvky, op. zes.)
2) El. obvody pro zpracování a generování spojitých signálů (frekvenční filtry, zesilovače, oscilátory)
3) Převodníky fyzikálních veličin (snímače teploty, tlaku, množství, polohy, vibrací, norm. signály)
4) Číslicové prvky a obvody (kombinační a sekvenční členy, paměti, čítače, programovatelné obvody)
5) Jednočipové mikropočítače (architektura I8051, PIC18, AVR, konfigurace periferií, instrukce)
6) Vývojové prostředky a aplikace mikropočítačů (programování, simulace, spojení s okolím, využití)
7) Přenos dat, rozhraní a sběrnice (signály, přenosové obvody, kódování a komunikační protokoly)
8) Měření, číslicové zpracování a generování signálů (signály, diskretizace, rozhraní, algoritmy)
9) A/D a D/A převodníky a pomocné obvody (přímé,aproximační, integrační, modulační typy)
10) Řízení a regulace procesů (modely procesů, regulační obvody a algoritmy, vývojové prostředky)
11) Průmyslové počítače, PID regulátory a PLC automaty (architektura, spojení s okolím, nastavení)
12) Akční členy procesů a jejich budiče (servopohony, výkonové spínače, zesilovače a frekv. měniče)
13) Zdroje energie (síťové napájecí zdroje, stabilizátory, měniče, elektrochemické články a nabíjení)
Requirements
Zápočet je udělen na základě dosažení alespoň 2/3 z maxima bodů za aktivní účast na cvičení, skupinové provedení a zpracování tří laboratorních úloh a za jeden individuální písemný test.
Zkouška je ústní s písemnou přípravou v rozsahu přednesené látky.
Literature
- Základní: Vedral, Josef; Fischer, Jan. Elektronické obvody pro měřicí techniku. Praha : Vydavatelství ČVUT, 2004. ISBN 80-01-02966-2.
- Základní: Skalický, Petr. Procesory řady 8051. Praha : BEN, 1998. ISBN 80-86056-39-2.
- Základní: Zezulka, František. Prostředky průmyslové automatizace. Brno : Vutium, 2004. ISBN 80-214-2610-1.
- Základní: Ďaďo, Stanislav; Kreidl, Marcel. Senzory a měřící obvody. Praha : Vydavatelství ČVUT, 1999. ISBN 80-01-02057-6.
- Rozšiřující: Voráček, Rudolf. Automatizace a automatizační technika. 2, Automatické řízení. Vyd. 1. Praha : Computer Press, 2000. ISBN 80-7226-247-5.
- Rozšiřující: Vlach, Jaroslav. Řízení a vizualizace technologických procesů. Praha : BEN, 1999. ISBN 80-86056-66-X.
- Doporučená: Šnorek M. Analogové a číslicové systémy. skripta ČVUT, 1999.
- Doporučená: Prvky řídících systémů : Určeno pro stud. 3. roč. fak. aplikovaných věd. Seš. 1, Akční členy. 1. vyd. Plzeň : Západočeská univerzita, 1991. ISBN 80-7082-048-9.
- Doporučená: Prvky řídících systémů 2.
- Doporučená: Spíral. Prvky řídících systémů 3.
- Doporučená: Uhlíř, Jan; Sovka, Pavel; Čmejla, Roman. Úvod do číslicového zpracování signálů. Praha : Vydavatelství ČVUT, 2003. ISBN 80-01-02799-6.