PRS

1. ITVP, PCS, RS Systémy automatizácie výroby a riadenia procesovITVP PCS: HCS, DCS, SCADA, HMI, PLCdruhy riadenia, riadiace algoritmy,procesné regulátory ITVP – informačné technológie výrobných podnikov PCS – Process Control Systems, systémy automatizácie výroby a riadenia procesov PRS – prvky riadiacich systémov – 2. ročník Priemyselná informatika PRS Prvky riadiacich systémov - IPS 1 5.10.2014

2. Automatizácia výroby a IT a RS výrobného podniku Priemyselný Ethernetako komunikačný systém vyššej úrovne, dovoľuje spojenie rozdielnych sietí fieldbus a ich vertikálnu integráciu do infraštruktúry podniku, dokonca až po intranet a internet Vrcholové riadenie podnikových činnostíERP –Enterprise Resource Planning Systém riadenia výrobného procesu MES – Manufacturing Executive System Systémy automatizácie výroby a riadenia procesov PCS -Process Control Systems (DCS, PLC, ...) Bloková schéma IT a RS výrobného podniku vrátane požívaných komunikačných zberníc, PCS -hybridný (distribuovaný) riadiaci systém SCADA – Supervisory Control and Data Acquisition, systémy sledovania a riadenia procesov, HMI – Human-Machine Interface, operátorské rozhrania,MČ – merací člen, AČ – akčný člen, IMČ – inteligentný merací člen (inteligentný senzorový systém), IAČ – inteligentný akčný člen 2 5.10.2014

3. Chemický priemysel (spojitý riadený systém, spravidla spojité riadenie): výroba benzínu, plastov, ... , by nebola možná bez meracej a riadiacej techniky ako sú :snímače, analyzátory, ventily, pohony, regulátory,riadiace systémy.

4. Bez meracej a riadiacej techniky by sme nemohli vyrábať elektrickú energiu(hybridná technológia, spojité (prevažujúce) a nespojité riadenie)

5. Roboty, manipulátory a výrobné linky vykonávajú namáhavú, nebezpečnú, nepretržitú a precíznu prácu (nespojitá technológia i riadenie)

6. Moderné lietadlá dnes vedia lietať aj bez pomoci pilota Riadenie letovej prevádzky pomocou výkonnej výpočtovej techniky koordinuje súčasný pohyb tisícok lietadiel vo vzdušnom priestore.

7. Osobné automobily dnes obsahujú riadiace počítače, ktoré vykonávajú mnoho dôležitých funkcií ako: kontrola a riadenie činnosti motora, ABS, Airbag, informačný systém, embedded system...

8. Riadiaca technika v spotrebnej elektronike

9. INFORMAČNÉ TECHNOLÓGIEVÝROBNÉHO PODNIKUvýrobné podniky, informačné systémy podnikovej a prevádzkovej úrovne riadenia PRS Informačné technológie vo výrobných podnikoch 9 5.10.2014

10. Globalizácia a konkurencia • Výrobné podniky a súčasné požiadavky na efektívnu produkciu • globálna konkurencia, náročnejší zákazníci, dodávateľské reťazce(Supply Chain SC),spájanie do sieťových produkčných štruktúr, tj. aj dodávatelia a zákazníci ako súčasť produkčných systémov(Supply Chain Managment – SCM) • riadenie dodávateľských reťazcov od prvého subdodávateľa cez výrobu a distribúciu až po konečného zákazníka, optimalizovanie ich činnosti (modely a optimalizačné techniky, RT): • riadenie materiálových a finančných tokov • vyhľadávanie optimálnych podmienok pre produkciu na základe požiadaviek zákazníka • dynamický proces: flexibilné prispôsobovanie neustále sa meniacim vnútorným a vonkajších parametrom PRS Informačné technológie vo výrobných podnikoch 10 5.10.2014

11. Informačné a RS systémy podnikovej úrovne riadenia • Vrcholové riadenie podnikových činnostíERP – Enterprise Resource Planning • Systém riadenia výrobného procesuMES – Manufacturing Executive System • Systémy automatizácie výroby a riadenia procesovPCS -Process Control Systems (HCS, DCS, PLC, ...) Celopodnikový informačný systémEPM –Enterprise Production Management CRM – Customer Relationship Management, správcovstvo vzťahov so zákazníkmi, SCM – Supply Chain Management, riadenie dodávateľských reťazcov, SCADA – Supervisory Control and Data Acquisition, systémy sledovania a riadenia procesov, HMI – Human-Machine Interface, operátorské rozhrania PRS Informačné technológie vo výrobných podnikoch 11 5.10.2014

12. Automatizácia výroby a IT a RS výrobného podniku Priemyselný Ethernetako komunikačný systém vyššej úrovne, dovoľuje spojenie rozdielnych sietí fieldbus a ich vertikálnu integráciu do infraštruktúry podniku, dokonca až po intranet a internet Vrcholové riadenie podnikových činnostíERP –Enterprise Resource Planning Systém riadenia výrobného procesu MES – Manufacturing Executive System Systémy automatizácie výroby a riadenia procesov PCS -Process Control Systems (DCS, PLC, ...) Bloková schéma IT a RS výrobného podniku vrátane požívaných komunikačných zberníc, PCS -hybridný (distribuovaný) riadiaci systém SCADA – Supervisory Control and Data Acquisition, systémy sledovania a riadenia procesov, HMI – Human-Machine Interface, operátorské rozhrania,MČ – merací člen, AČ – akčný člen, IMČ – inteligentný merací člen (inteligentný senzorový systém), IAČ – inteligentný akčný člen 12 5.10.2014

13. C) Úroveň riadenia podniku (ERP) : operatívne riadenie, rozhodovanie, plánovanie, ...

14. Internet (ERP, MES)diaľkový prístup k aktuálnym dátam, prípadne aj možnosť operatívne zasahovať do procesov - odkiaľkoľvek na svete

15. Sklady údajov SÚ- dôležitý prvok IT výrobného podniku • Nadstavbová časť informačného systému na uchovanie a analýzu údajov, SÚ - PDW (Process Data Warehouse) • Hlavná úloha SÚ spočíva v uchovávaní a spravovaní veľkých objemov údajov, ktoré sa potom využívajú pri riešení analytických problémov riadenia VP (častí) P o r u c h y 1 R O u y U R S < M Č S P P o r u c h y 2 A Č M P y * m e w R m a t e m a t i c k ý č l e n R S y - r i a d e n á v e l i č i n a r i t - a d e n á s ú s a v a M Č y * - o d o z v a m e r a c i e h o č l e n a r í l - m e a c č e n S - s n í m a č w - ž i a d a n á ( r i a d i a c a ) v e l i č i n a e - r e g u l a č n á o d c h ý l k a r í r M P - m e a c p e v o d n í k m R - r e g u l á t o r - o p r a v n á v e l i č i n a P u - a k č n á v e l i č i n a - p o h o n - z d r o j e n e r g i e U R O - r e g u l a č n ý o r g á n P o r u c h y 1 Č - a k č n ý č l e n - p o r u c h y v r i a d e n e j s ú s t a v e A P o r u c h y 2 - p o r u c h y v m e r a c o m č l e n e ( n e p r e s n o s ť ) PRS Informačné technológie vo výrobných podnikoch 15 5.10.2014

16. Kybernetická bezpečnosť a IT výrobného podniku • Počítačové systémy IT sú zraniteľnejšie vzhľadom na stále väčšiuuniverzálnosť prepojenía na rozdielymedzi „svetom“ IT a riadením výrobných zariadení v reálnom čase(chyby software, nepredvídané udalosti, svojvoľné útoky, atď.) • RS a ich zabezpečenie v kybernetickom priestore, tzv.kybernetická bezpečnosť • otvorené a unifikované softwarové systémy (napr. HMI, inžinierske a operátorské stanice PC, používanie zbernice Ethernet ) – menej bezpečné!!! • firemné (proprietárne) systémy sú štruktúrovanejšie, ale svysokou úrovňou kybernetického zabezpečenia PRS Informačné technológie vo výrobných podnikoch 16 5.10.2014

17. Kybernetická bezpečnosť a IT výrobného podniku • Zásadný problém:ciele vyšších úrovní riadenia ITVP sa líšia od cieľov riadenia výrobných procesov • ERP, MES - hlavne ochrana centrálneho servera, nie koncového klienta • RS - najdôležitejšie sú koncové zariadenia (práca v RT), tj. neohrozenie bezpečnosti ľudí a technických zariadení, neohrozenie životného prostredia • Konečný cieľ - je dôležité, aby sa metódy a postupy kybernetického zabezpečenia známe z ERP techniky (Firewall)sa upravili a použili aj v riadiacich systémoch priemyselnej automatizácie • Všeobecne sa však konštatuje, že používatelia moderných riadiacich systémov venujú nedostatočnú pozornosť jeho kybernetickej bezpečnosti , súčasné riešenia? A čo MS, MEMS, mikrosystémy? PRS Informačné technológie vo výrobných podnikoch 17 5.10.2014

18. Internet, intranet v IT výrobných podnikov • uplatnenie internetu a intranetu v IT VP závisí od orientácie podniku (výroba, služby), • internet sa spravidla považuje za komunikačný prostriedok smerom von z podniku, • intranet na vnútornú komunikáciu medzi jednotkami podniku, preto intranet sa niekedy používa aj ako informačný systém podniku Príklad architektúry podnikovej IT s webovovou službou a tenkými klientami (Firewall „ochranný múr“, chrániaci server - zabezpečenie komerčných sieti) PRS Informačné technológie vo výrobných podnikoch 18 5.10.2014

19. Riadiace systémy výrobných procesov PCS Systémy automatizácie výroby a riadenia procesovPCS Vývoj a architektúry PCS, DCS a PLC, HCS, SCADA, HMI, druhy riadenia, riadiace algoritmy, grafické značky v AUT,procesné regulátory PRS Riadiace systémy výrobných procesov 19 5.10.2014

20. Kybernetika, automatizácia, riadenie, ovládanie, regulácia RS- riadená sústava y- riadená sústava MČ- merací člen y- odozva meracieho člena * S- snímač w- žiadaná (riadiaca) veličina MP- merací prevodník e- regulačná výchylka R- regulátor m- opravná veličina P- pohon u- akčná veličina RO- regulačný orgán U- zdroj energie AČ- akčný člen Poruchy 1 - poruchy v riadenej sústave Poruchy 2 - poruchy meracom člene (nepresnosť) Procesná úroveň - jednoduchý jednoparametrový regulačný obvod PRS Prvky riadiacich systémov - Úvod 20 5.10.2014

21. Vývoj architektúr riadiacich systémov Generácia 1 • • riadiace prvky - regulátor priamy • • prevádzková úroveň - kompaktný, súčasť riadenej technológie • • priamočinný, nevyžaduje vlastný zdroj energie • • jednoparametrový, jednoúčelový • • priestorová a funkčná centralizácia • • lokálna obsluha • Wattov regulátor na parnom stroji •riadiace prvky - regulátor nepriamy • konštrukcia zosilňovačov, pomocný zdroj energie (P, H, E) • prenos informácií na väčšiu vzdialenosť • priestorová a funkčná decentralizácia v rámci technologického pracoviska • možnosť zložitých algoritmov (P, I, D) • indikácia - MP, registrácia - ZAP. • diaľková obsluha Generácia 2 PRS Riadiace systémy výrobných procesov 21 5.10.2014

22. P o r u c h y 1 R O u y U R S < M Č S P P o r u c h y 2 A Č M P y * m e w R m a t e m a t i c k ý č l e n y - r i a d e n á v e l i č i n a R S - r i a d e n á s ú s t a v a y * - o d o z v a m e r a c i e h o č l e n a M Č - m e r a c í č l e n S w - ž i a d a n á ( r i a d i a c a ) v e l i č i n a - s n í m a č - r e g u l a č n á o d c h ý l k a e M P í k - m e r a c í p r e v o d n m R - r e g u l á t o r - o p r a v n á v e l i č i n a P u - a k č n á v e l i č i n a - p o h o n - z d r o j e n e r g i e U R O - r e g u l a č n ý o r g á n P o r u c h y 1 A Č - a k č n ý č l e n - p o r u c h y v r i a d e n e j s ú s t a v e P o r u c h y 2 - p o r u c h y v m e r a c o m č l e n e ( n e p r e s n o s ť ) Riadenie, regulácia • Regulačný obvod, priamy regulátor: • - kaliaca pec, termostat – žehlička, chladnička, • - termostatický ventil na radiátore, • Wattov regulátor, parný stroj, • splachovacie zariadenie Regulačný obvod, nepriamy regulátor: • konštrukcia zosilňovačov, pomocný zdroj energie (P, H, E) • možnosť zložitých algoritmov (P, I, D) • indikácia - MP, registrácia - ZAP. • diaľková obsluha PSA Základy automatizácie 22 5.10.2014

23. Vývoj architektúr riadiacich systémov Generácia 3, stavebnicové systémy • • priestorová decentralizácia funkcií (prevádzka – velín, dozorňa), analógová • technika, stavebnicové RS • • unifikované signály (US), medzisystémové prevody U/U, U/I, • sústredenie spracovania informácií (univerzálne regulátory) • • náročnosť na pasívnu infraštruktúru: rozvádzače a káblové rozvody PRS Riadiace systémy výrobných procesov 23 5.10.2014

24. Vývoj architektúr riadiacich systémov Generácia 4, číslicový regulátor • ADC a DAC prevody • • SPC - Set Point Control – riadenie na žiadanú hodnotu • • BACK-UP – záloha, redundantnosť - spoľahlivosť • • DDC - Direct Digital Control – priame číslicové riadenie • • MLC - Multi Loop Controller – viacslučkové riadenie • dohliadaci režim- operátor • riadiace počítače – problémy, štrukturálna spoľahlivosť, mikroelektronika – distribúcia inteligencie PRS Riadiace systémy výrobných procesov 24 5.10.2014

25. Generácia 5, hierarchické riadenie ITVP, PCS, VProc. • EPR+MES ekonomika, manažment • PCS (DCS+PLC+ Ma, AČ) • Riadenie výr. procesu • HMI + SCADA operátorské rozhrania, systémy sledovania a riadenia procesov, funkčne orientované PC • Procesná úroveň • Regulátory (M+K-PLC a R, IPC, Proc. stanice) • MČ, IMČ • AČ, IAČ (NV, EV) ITVP a distribuovaný (hybridný) riadiaci systém (PCS) Riadiace pyramídy IT (+ PCS) VP: a) IT→ ERP+(MIS), MES; PCS→ SCADA + HMI, HCS, DCS, PLC, IMČ (MČ), IAČ (AČ) b) Číslicové prvky a zbernice Základná štruktúra moderných PCS je charakterizovaná distribúciou riadiacich funkcií (číslicové prvky sdistribuovanou inteligenciou), zbernicovo orientovaným komunikačným podsystémom a používaním tzv. inteligentných (vnorených, „embeded“) prvkov vo svojej štruktúre. PRS Prvky riadiacich systémov - IPS 25 5.10.2014

26. Riadiace systémy PCS - charakteristika • PCS (Process Control System, DCS) alebo PLS(Prozessleitsysteme) - riadenie veľkých celkov, mikropočítačovo orientované systémy a ich prvky, rozdelené do viacerých úrovní riadenia (hierarchia), poprepájané komunikačným systémom (Bus). • Tech. prostriedky – hlavne číslicové spracovanie informácií: IMČ, IAČ, I-analyzátory, čísl. kompaktné a modulárne procesné regulátory, PLC, IPC, pracovné a grafické stanice. • PCS umožňujú komplexnú automatizáciu VP. • Súčasný stav: vzájomné prelínanie dvoch aplikačných oblastí (PCS), a to distribuovaných riadiacich systémov (DCS) a riadiacich systémov s programovateľnými automatmi (PLC), • Hybridné riadiace systémy (HRS)- spájajú hlavné vlastnosti oboch kategórií (modularita, rozšíriteľnosť, spojité a nespojité riadenie, logické riadenie, dávkové „riadenie“, robustnosť, redundancia, ...) a zároveň sú cenovo veľmi efektívne, • HRS - distribúcia riadiacich funkcií (distribuovaná inteligencia), zbernicovo orientovaný komunikačný podsystém a používanie tzv. inteligentných (čísl.) prvkov vo svojej štruktúre PLC, DCS a hybridné systémy, funkčná schopnosť/cena PRS Informačné technológie vo výrobných podnikoch 26 5.10.2014

27. Riadiace systémy PCS - vývoj • DDS – priame číslicové riadenie, riadiaci počítač, štrukturálna nespoľahlivosť. • DCS – hlavne číslicové spracovanie informácií: IMČ, IAČ, I-analyzátory, čísl. kompaktné a modulárne procesné regulátory, PLC, IPC, pracovné a grafické stanice. • FCS(fieldbus) – zbernicové, riadiace algoritmy v IMČ, IAČ. Direct Digital Control DDC DCS FCS Distributed Control System Field Control System Honeywell H, F, E, S, Emerson centralizovaný riadiaci systém s riadiacim počítačom decentralizovaný riadiaci systém prevádzkový riadiaci systém, embedded systems PRS Informačné technológie vo výrobných podnikoch 27 5.10.2014

28. Výrobné technológie, výrobné procesy, vlastnosti RS • Riadené systémy- výrobné podniky, procesy, technológie,... • spojité (kontinuálne) a nespojité -diskrétne(dávkové) procesy (všeo. delenie) • RS nejadrových elektrární (podľa druhu VP), spoľahlivosť • RS jadrových elektrární, spoľahlivosť a bezpečnosť • RS pre riadenie výrobných procesov (spojité a nespojité technológie a ostatné),rôzne druhy riadenia • RS pre riadenie veľkých budov (inteligentné budovy), rôzne druhy riadenia. • Základné (spoločné) funkčné vlastnosti súčasných PCS: • komplexný zber a spracovanie informácií z výrobného procesu, • prenos informácií v rámci celého podniku (podnikové IT) až po nadväznosti na riadenie a plánovanie činnosti výrobného podniku, t.j. MES a ERP, Internet • komfortné ovládanie výrobného procesu z dozorní, • archivácia hodnôt procesných, akčných, bezpečnostných, produkčných veličín vrátane tvorby trendov pre tzv. správnu výrobnú prax (napr. sklad údajov), • komplexná vnútorná diagnostika funkcií RS, redundantná koncepcia na dosiahnutie potrebnej spoľahlivosti a robustnosti, • ochrana proti zásahom nepovolaných osôb a zneužitiu informácií v IT výrobného podniku, tj. kybernetická bezpečnosť. PSA Základy automatizácie 28 5.10.2014

29. Automatizácia výroby a informačné technológie výrobného podniku – súčasné požiadavky Iný pohľad • Priemyselná automatizácia - aktuálne požiadavky používateľov AUT, (súčasť informačných systémov výrobného podniku): • flexibilita výroby (pružná prispôsobivosť): výrobný úsek, zmena konfigurácie produktu, zmena veľkostí sérii, priebežné úpravy a inovácie výrobku, • kontinuálny rast produktivity: postupný nárast výroby s klesajúcim počtom pracovníkov, • zlepšovanie kvality výrobkov: rozhodujúca pri uplatňovaní produkcie na svetových trhoch, • znižovanie celkových nákladoch: či už investičných alebo prevádzkových. Príspevok automatizácie k rastu tržnej hodnoty VP– dôležitý parameter Jeden integrovaný model podniku -ITVP, okrem vlastných výrobných operácií, „predchádzajúce“ činnosti (nákup, skladovanie,...), „pokračujúcich“ činností (dokončov. práce, balenie, skladovanie a expedícia hotových výrobkov) PSA Základy automatizácie 29 5.10.2014

30. Vizualizácia procesov (HMI / SCADA) Prostriedky stabilizačnej a koordinačnej úrovne RS HMI – Human-Machine Interface, operátorské rozhrania, SCADA – Supervisory Control and Data Acquisition, systémy sledovania a riadenia procesov Používateľske rozhranie: uľahčenie výmeny informácií medzi človekom a strojom (počítačom, technologickým procesom, príp. iným zariadením), ktorý chceme riadiť. Umiestnenie PoRo→ medzi operátorom a riadiacim systémom • V súčasnosti sa považujú za synonymá pojmy SCADA a HMI • Operátorská časť slúži na : • monitorovanie a dozor nad riadeným procesom, • rozhodovaniea zasahovanie do systému pri normálnej prevádzke a mimoriadnych situáciách, ako je havária systému, nábeh a odstavenie prevádzky a pod. • dôležité pre PoRo: zobrazenie procesných veličín v reálnom čase, ich trendov, zobrazenie a spracovanie alarmov, manuálne a o operatívne ovládanie a riadenie VýrProc., zobrazenie štatistických údajov, monitorovanie a riadenie kvality produkcie, bilancovanie a protokolovanie prevádzky, • podporné systémy:expertné systémy a databázy údajov a vedomostí PSA Základy automatizácie 30 5.10.2014

31. Vizualizácia procesov (HMI / SCADA) Prostriedky stabilizačnej a koordinačnej úrovne RS Inžinierska časťPoRoslúži na návrh celého systému HMI/SCADA a na jeho následnú konfiguráciu. Ide o návrh a konfigurovanie monitorov a displejov, konfigurovanie procesnej databázy, konfigurovanie alarmov, definovanie štruktúry protokolov, definovanie prístupových práv a konfigurovanie technického vybavenia HMI. Priamy zásah do RS TP. Časť na zabezpečenie údržby systémusprístupňuje informácie o stave riadiaceho systému, umožňuje vykonávať diagnostiku jednotlivých zariadení a z nej vyplývajúce servisné operácie. Realizácia HMI/SCADA: Funkčne orientované PC (SW, menej HW) ako sú pracovné stanice: operátorské, grafické a inžinierske stanice, sklad údajov, komunikácie v podnikovej sieti apod. Tenkí klienti s obmedzeným software aj hardware - v informačných technológiách ako internetové prehliadače PSA Základy automatizácie 31 5.10.2014

32. Systematickýzber informácií o stave objektu – moderný nástroj riadenia preventívnej údržby -IT asoft-computing Efektivna údržba a správa podnikových hmotných prostriedkov: sledovanie výrobných zariadení, plánovanie a riadenie ich preventívnej údržby vrátane nadväznosti na skladové hospodárstvo a administratívu nákupných operácií náhradných dielov Organizáciu údržby je potrebné previazať s informačným systémom celého podniku!!Stále diskutovanou otázkou údržby je spôsob jej riadenia. Tri základné prístupy: • plánovitá preventívna údržba: pravidelné odstavenie zariadenia z dôvodu opravy • vykonávanie opráv až po poruche: negatívne dopady na výrobu (neočakávané výpadky, závažnejšie dôsledky porúch s možným ohrozením zdravia a životov, atd.) • podľa skutočného stavu zariadenia a situácie vo výrobe: moderné zásady preventívnej údržby so silnou podporou diagnostickej údržby a účinnými nástrojmi riadenia, vlastná oprava by sa mala vykonať tesne pred poruchou • Systematický zber informácií o stave objektu predstavuje základný nástroj, v súčasnosti hlavne softwarový, ktorý údržbu dostatočne podporuje AT&P 17. a 18. októbra 2006Vysoké Tatry 32 5.10.2014

33. B) Nadradená úroveň riadenia HMI/SCADA : koordinácia procesov, optimalizácia, kontrola, dispečerské riadenie

34. Príklad technologickej obrazovky :

36. Riadenie, regulácia a vyššie formy riadenia Klasika: Ovládanie a regulácia Technické prostriedky PSA Základy automatizácie 36 5.10.2014

37. Riadenie, regulácia a vyššie formy riadenia Klasické formy riadeniaNorma STN IEC 902 Systém riadenia: - riadiaci systém a riadený systém navzájom na seba pôsobia a spolu tvoria systém riadenia PSA Základy automatizácie 37 5.10.2014

38. P o r u c h y 1 R O u y U R S < M Č S P P o r u c h y 2 A Č M P y * m e w R m a t e m a t i c k ý č l e n y - r i a d e n á v e l i č i n a R S - r i a d e n á s ú s t a v a y * - o d o z v a m e r a c i e h o č l e n a M Č - m e r a c í č l e n S w - ž i a d a n á ( r i a d i a c a ) v e l i č i n a - s n í m a č - r e g u l a č n á o d c h ý l k a e M P í k - m e r a c í p r e v o d n m R - r e g u l á t o r - o p r a v n á v e l i č i n a P u - a k č n á v e l i č i n a - p o h o n - z d r o j e n e r g i e U R O - r e g u l a č n ý o r g á n P o r u c h y 1 A Č - a k č n ý č l e n - p o r u c h y v r i a d e n e j s ú s t a v e P o r u c h y 2 - p o r u c h y v m e r a c o m č l e n e ( n e p r e s n o s ť ) Riadenie, regulácia a vyššie formy riadenia Regulácia – regulačný obvod: - uzavretá štruktúra riadenia – Closed loop (uzavretá slučka) - riadenie so spätnou väzbou - typické pre reguláciu je riadenie riadenej veličiny na konštantnú hodnotu, napr. teplota v miestnosti, výška vodnej hladiny, poloha piestu a iné PSA Základy automatizácie 38 5.10.2014

39. Riadenie, regulácia a vyššie formy riadenia Áno, Technické prostriedky Áno Technické prostriedky PSA Základy automatizácie 39 5.10.2014

40. Riadenie, regulácia a vyššie formy riadenia Automatická regulácia predstavuje špeciálny prípad automatického riadenia, tj. udržiavanie riadeného (regulovaného) systému vo vopred predpísanom stave, najčastejšie na konštantnej hodnote riadenej veličiny, priebežne sa sleduje stav riadeného systému a porovnáva s predpísaným stavom, tj. spätná väzba. Vyššie formy riadenia – hierarchické riadenie alebo distribuované riadenie, optimálne riadenie, adaptívne riadenie, učiace sa systémy, metódy UI, neurónové siete, expertné systémy • Druhy riadenia: • Spojité (analógové): vstupné a výstupné signály z RS sú spojité (kvázi), spracovávané spojito, číslicovo, žiadaná (požadovaná, referenčná, riadiaca) – spojito, číslicovo • Nespojité(polohové): výstupné signály sú hladinové – nespojité (dvoj a trojpolohové relé), vstupné signály sú spojité, žiadaná h. spojito, číslicovo • Nespojité (logické):vstupné,spracovávané,výstupné signály z RS sú binárne, rozoznáva sa kombinačnéalebo sekvenčné logické riadenie PSA Základy automatizácie 40 5.10.2014

41. P o r u c h y 1 R O u y U R S < M Č S P P o r u c h y 2 A Č M P y * m e w R m a t e m a t i c k ý č l e n y - r i a d e n á v e l i č i n a R S - r i a d e n á s ú s t a v a y * - o d o z v a m e r a c i e h o č l e n a M Č - m e r a c í č l e n S w - ž i a d a n á ( r i a d i a c a ) v e l i č i n a - s n í m a č - r e g u l a č n á o d c h ý l k a e M P í k - m e r a c í p r e v o d n m R - r e g u l á t o r - o p r a v n á v e l i č i n a P u - a k č n á v e l i č i n a - p o h o n - z d r o j e n e r g i e U R O - r e g u l a č n ý o r g á n P o r u c h y 1 A Č - a k č n ý č l e n - p o r u c h y v r i a d e n e j s ú s t a v e P o r u c h y 2 - p o r u c h y v m e r a c o m č l e n e ( n e p r e s n o s ť ) Druhy riadenia Spojité (analógové, intenzitné) činnosť, typy Spojité riadenie sa používa hlavne pri spojitých technológiách (procesné veličiny sa menia spojito, napr. chemický priemysel, elektrárne, apod.) a využívajú sa riadiace algoritmy typu P, PD, PI, PID, veľmi častý prípad v praxi PSA Základy automatizácie 41 5.10.2014

42. Akčný člen (Rt – technologický regulátor, M – motor, MZ – mechanická záťaž) PRS STN ISO 3511 – 1 až 4 42 5.10.2014

43. Akčný člen - regulačný orgán - ventil PSA Základy automatizácie 43 5.10.2014

44. Jednoduchý regulačný obvod Inžinierske požiadavky na regulačný obvod ... P, PI, PD ,PID regulátor proces Regulácia poruchy (d) (regulačný pochod) Zmena žiadavanej veličiny (w), regulačný pochod w1→w2 Základná rovnica PID regulátora R(s) = P + I/s + D.s

46. P regulátor regulátor proces

49. PID – parametrizácia (K, Ti , Td - rozmery) Spojitá regulácia - regulačný pochod, riadená a akčná veličina PSA Základy automatizácie 49 5.10.2014

50. Druhy riadenia-nespojité Polohové: nespojité dvojpolohové (statické AČ – napr. el. špirála) R – nelineárny regulátor, dvojpolohové relé a - hysteréza Diferencia - hysterézarelé PSA Základy automatizácie 50 5.10.2014