Procesna automatizacija

Opis predmeta

Strukture sustava automatizacije: centralna, decentralna i distribuirana. Primjeri iz industrije, energetike i transporta. Strukture za ostvarenje redundancije u sustavu automatizacije. Tehnike proračuna pouzdanosti, raspoloživosti i sigurnosti sustava automatizacije. Matematički modeli procesa, jednadžbe ravnoteže, primjeri. Procesne analogije. Procesi s više ulaza i više izlaza (MIMO), njihovo upravljanje i rasprezanje. Osnove prediktivnog upravljanja. Poopćeni prediktivni regulator (GPC). Ilustrativni primjeri iz procesne industrije.

Opće kompetencije

Predmet osposobljava studente za projektiranje sustava automatizacije složenih procesa i pritom primjenu naprednih metoda i koncepata upravljanja.

Ishodi učenja

  1. prepoznati različite strukture sustava automatizacije
  2. rezimirati principe ostvarenja sklopovske i programske redundancije u sustavu automatizacije
  3. primijeniti tehnike proračuna pouzdanosti, raspoloživosti i sigurnosti u sustavu automatizacije
  4. primijeniti osnovne fizikalne zakonitosti i procesne analogije u matematičkom modeliranju procesa skladištenja fluida, prijenosa topline te oblikovanja i gibanja materijala
  5. razviti pojednostavljene (linearizirane) matematičke modele procesa za potrebe sinteze sustava upravljanja
  6. koristiti tehnike rasprezanja za dizajn sustava upravljanja MIMO procesom
  7. objasniti principe prediktivnog upravljanja procesima
  8. izračunati parametre poopćenog prediktivnog regulatora (GPC) za linearni model procesa

Oblici nastave

Predavanja

26 sati nastave

Konzultacije

Po završetku predavanja ili dogovorom na e-mail

Seminari

3 seminarska rada u okruženju Matlab/Simulink

Stručni posjeti

Posjet tipičnom industrijskom postrojenju.

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Kratke provjere znanja 0 % 5 % 0 % 0 %
Seminar/Projekt 0 % 30 % 0 % 30 %
Međuispit: Pismeni 50 % 35 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 50 % 30 %
Ispit: Pismeni 0 % 50 %
Ispit: Usmeni 20 %
Napomena / komentar

Prag 50% obračunava se na ukupnu sumu bodova iz završnog ispita i međuispita, ne na ispite pojedinačno. Kod ispitnog roka nema praga na broj bodova iz seminara, ali je potrebno sva tri seminara predati u predviđenom roku da se može izaći na ispit.

Tjedni plan nastave

  1. Predavanje 00 -- Organizacija i administracija predmeta; Predavanje 01 -- Osnovni pojomovi iz automatizacije procesa. (2 školska sata)
  2. Predavanje 02 -- Strukture sustava automatizacije; Predavanje 03 -- Procesna perfierija. (2 školska sata)
  3. Predavanje 03 -- Procesna perfierija (nastavak); Predavanje 04 -- Pouzdanost i sigurnost sustava za automatizaciju procesa. (2 školska sata)
  4. Predavanje 05 -- Koncipiranje sustava upravljanja. Dinamički modeli procesa; Predavanje 06 -- Procesi gibanja i skladištenja fluida. (2 školska sata)
  5. Predavanje 06 -- Procesi gibanja i skladištenja fluida (nastavak). (2 školska sata)
  6. Predavanje 07 -- Dinamika toplinskih procesa. (2 školska sata)
  7. Predavanje 07 -- Dinamika toplinskih procesa (continuation). Rješavanje tipičnih numeričkih problema iz obrađenog gradiva kao priprema za međuispit. (2 školska sata) Seminar 1 - Modeliranje i upravljanje procesom prijenosa i skladištenja fluida
  8. Međuispit
  9. Predavanje 08 -- Dinamika procesa oblikovanja i gibanja materijala. (2 školska sata)
  10. Predavanje 09 -- Upravljanje procesima s više ulaza i više izlaza. (2 školska sata)
  11. Predavanje 09 -- Upravljanje procesima s više ulaza i više izlaza (nastavak). (2 školska sata) Seminar 2 -- Regulacija sile napetosti pri valjanju aluminijske trake
  12. Predavanje 10 -- Modelsko prediktivno upravljanje. (2 školska sata)
  13. Predavanje 10 -- Modelsko prediktivno upravljanje (nastavak). (2 školska sata)
  14. Stručna ekskurzija u tipično industrijsko postrojenje. Rješavanje tipičnih numeričkih problema iz gradiva kolegija kao priprema za završni ispit. (2 školska sata) Seminar 3 -- Sinteza poopćenog prediktivnog regulatora za tipično industrijsko postrojenje
  15. Završni ispit

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
Automatika (profil)
Predmeti specijalizacije profila (3. semestar)
Elektrotehnički sustavi i tehnologija (profil)
preporučeni izborni predmeti (3. semestar)

Literatura

Perić, N., Petrović, I. (2005.), Automatizacija postrojenja i procesa, skripta, FER, Zagreb
Ogunnaike, B.A., Harmon Ray, W. (1994.), Process Dynamics, Modeling, and Control;1994;Oxford Press, Oxford University Press
Maciejowski, J. M. (2002.), Predictive Control with Constraints, Prentice Hall
Camacho, E.F., Bordons, C. (2003.), Model Predictive Control, 2nd ed., Springer-Verlag London

Predavanja

Izvedba

ID 34373
  Zimski semestar
4 ECTS
R1 Engleski jezik
R1 E-učenje
30 Predavanja
0 Auditorne vježbe
0 Laboratorijske vježbe

Ocjenjivanje

87,5 izvrstan
75 vrlo dobar
62,5 dobar
50 dovoljan