Hlavní strana
Úvod
Současná praxe vyžaduje, aby inženýr chemie ovládal nejnutnější základy oboru automatického řízení, protože automatizační prostředky jsou dnes nedílnou součástí provozních technologických zařízení i laboratorních aparatur a stále ve větší míře se v praxi uplatňuje i řízení procesů počítačem. Úkolem předmětu Měřicí a řídicí technika je poskytnout studentům VŠCHT základní znalosti z oboru technologického měření a automatického řízení technologických procesů. Současná automatizační technika zahrnuje poznatky z celé řady vědních a technických oborů. Při řešení úkolů z oblasti měření a řízení se setkáváme s rozmanitými teoretickými i technickými problémy, které jsou pro jednotlivce prakticky neřešitelné. Tyto úkoly řeší obvykle tým složený z různých specialistů. Aby spolupráce v takovém týmu byla efektivní, musí jednotliví jeho členové zvládnout do určité hloubky i odbornosti ostatních spolupracovníků. Úkolem tohoto předmětu je proto také připravit budoucího inženýra chemie – technologa pro takovou účelnou spolupráci s odborníky pro měření a regulaci.
Úkoly měření a řízení
Úkoly měření a řízení lze shrnout do tří hlavních bodů:
- získání informací o procesu,
- přenos a zpracování informací,
- řízení procesu.
Pro detailnější vymezení úkolů provozního měření a automatického řízení pak můžeme podrobněji specifikovat
Úkoly provozního měření
- získání informací pro řízení procesu
- kontrola kvality surovin, produktů či meziproduktů
- provozní bilanční měření
- informace pro zajištění spolehlivé funkce zařízení a bezpečnosti provozu
- shromažďování informací pro analýzu procesu (např. analýza příčin havárie)
Úkoly automatického řízení
- stabilizace parametrů procesu
- automatické najíždění a odstavování procesu
- optimalizace procesu
- zabezpečení při havarijních stavech
- umožnění zásahu operátora
- návaznost na vyšší úrovně řízení
K zabezpečení těchto úkolů jsou zapotřebí i příslušné technické prostředky.
Pro získání a přenos informací o procesu jsou to snímače technologických veličin, analogové měřicí přístroje, číslicové měřicí přístroje, inteligentní měřicí převodníky a počítačem podporované měřicí systémy.
Pro řízení procesu jsou to klasické regulátory, logické obvody, programovatelné logické automaty a konečně počítačové řídicí a informační systémy.
V souladu s úkoly, které plní měřicí a řídicí technika v technologickém procesu, je vytyčena i náplň předmětu, kterou je možno rozdělit do následujících tematických skupin:
- modelování a simulace chování řízených systémů,
- automatická regulace,
- logické řízení,
- řízení počítačem,
- měření technologických veličin,
- informační a řídicí počítačové systémy.
O technologickém zařízení hovoříme v odborné terminologii jako o soustavě (nebo přesněji regulované soustavě), o zařízení, které technologický proces řídí hovoříme jako o regulátoru (nebo řídicím systému). Pro získávání informací o soustavě slouží měřicí členy, pro ovládání soustavy se používají akční členy. Vzájemnému propojení těchto čtyř prvků do funkčního celku říkáme regulační obvod (nebo také řídicí obvod). Jeho struktura je schematicky znázorněna na obr. 1.1.
Obr. 1.1 Schéma struktury regulačního obvodu
V dalších kapitolách se postupně budeme zabývat všemi členy tohoto obvodu. Začneme regulovanými soustavami, jejich analýzou, vytvářením jejich matematických modelů a studiem jejich dynamického chování. Dále probereme akční členy a jejich vlastnosti, pokračovat budeme popisem vlastností a funkce regulátorů, sestavením regulačního obvodu a regulačním pochodem. Na závěr části o regulaci si popíšeme základní regulační schémata, která se v chemické a potravinářské technologii běžně používají. Další kapitola bude věnována logickému řízení, které se velice často v praxi uplatňuje, zejména při řízení dávkových procesů. Pak bude následovat obsáhlá část zabývající se principy a metodami měření základních provozních veličin a popisem příslušného přístrojového vybavení. V závěru se seznámíme s moderními počítačovými řídicími a informačními systémy, s jejich současnými možnostmi a perspektivami dalšího rozvoje.
Znovu zdůrazňujeme, že celý předmět je koncipován jako přehledový, proto nemůže jít příliš do hloubky. Měl by zajistit jen základní gramotnost v oboru automatizace procesů a umožnit technologům již zmíněnou komunikaci se specialisty na potřebné úrovni
Použité zdroje
Kadlec K., Kmínek M., Učebnice měřicí a řídicí techniky, dostupné online https://uprt.vscht.cz/ucebnice/mrt/ (původní texty a obrázky jsou použity se souhlasem autorů)
O projektu
Kybernetika wiki byla vytvořena na Ústavu matematiky, informatiky a kybernetiky VŠCHT zejména pro studenty oboru Chemická kybernetika.
