Automatyka i sterowanie w gazownictwie wstęp

Automatyka i sterowanie w
gazownictwie
wstęp
Autor: dr inż. Iwona Oprzędkiewicz
Nazwa wydziału: WIMiR
Nazwa katedry: Katedra Automatyzacji Procesów
Sprawy organizacyjne
•
•
•
•
•
Wykłady (15 h)
Dr inż. Iwona Oprzędkiewicz
Katedra Automatyzacji Procesów
czwartek A0 s. 328 godz. 9.45 – 11.15
(B3 s.217 godz.9.30)
17.10, 24.10, 7.11, 14.11, 21.11, 28.11, ?
• Ćwiczenia (15 h)
• Dr inż. Iwona Oprzędkiewicz
• wtorek A4 s. 106 godz. 17.15 – 18.45
• zajęcia co drugi tydzień (od 29.X.)
Sprawy organizacyjne
• Konsultacje:
wtorek B3 I piętro p.108/7
Godz. 10.30 – 11.45
• Kontakt:
[email protected]
Zaliczenie przedmiotu
• Ocena końcowa wyznaczana jest w oparciu o:
1. zaliczenie z ćwiczeń
2. uczestnictwo w wykładach
Przy czym:
1. wykłady są nieobowiązkowe
2. na wykładach będzie sprawdzana obecność
3. 100% frekwencja na wykładach podwyższa ocenę końcową
o pół stopnia (oprócz oceny 2.0 i 5.0)
4. Osoby, których frekwencja jest poniżej 50% (mniej niż 3
wykłady) na ostatnim wykładzie piszą test sprawdzający z
wykładu.
Warunki zaliczenia ćwiczeń
• obecność na ćwiczeniach jest obowiązkowa.
• na przedostatnich zajęciach będzie kolokwium zaliczeniowe
(po jednym zadaniu z każdych ćwiczeń).
• ocena na koniec semestru obliczana jest jako średnia ważona
z otrzymanych ocen (z kolokwium i ocen z odpowiedzi), z tym,
że waga oceny z kolokwium wynosi 3 a z odpowiedzi 1.
• osoby, które uzyskają średnią < 2,76 piszą kolokwium
poprawkowe na ostatnich zajęciach w semestrze.
• Wpisywanie zaliczeń i ocen końcowych na ostatnim wykładzie.
Warunki zaliczenia ćwiczeń
Średnia < 2,76 – brak zaliczenia
2,76 – 3,25 dst
3,26 – 3,75 +dst
3,76 – 4,25 db
4,26 -4,75 +db
Średnia > 4,75 - bdb
Terminy ćwiczeń
l.p
1.
data
temat
Modele matematyczne układów
2.
3.
4.
5.
6.
7.
kolokwium
8.
kolokwium poprawkowe
Tematyka :
• Cel: zautomatzowanie jakiegoś procesu np.
zapewnienie pożądanego przepływu gazu,
wykrywanie i zapewnienie obsługi sytuacji
awaryjnych (nieszczelności, spadek
ciśnienia itp.). Na podstawie
dotychczasowej eksploatacji stwierdzenie,
że dotychczasowy przebieg procesu jest
niezadawalający.
Tematyka :
Jaką wiedzę powinna mieć osoba, która ma zaprojektować i przeprowadzić
automatyzację:
• Orientować się w producentach elementów do systemów sterowania dla
danego zastosowania
• Wiedząc, jakie zadania system sterowania ma spełniać, powinna znać rodzaje
układów regulacji i umieć wybrać najodpowiedniejszy do realizacji zadania
• Powinna umieć opracować uproszczony model (matematyczny) danego
procesu i przeprowadzić na nim wstępną analizę poprawności swojej
koncepcji (symulacja działania np. w pakiecie Matlab, LabVIEW itp).
• Zalety:
• Niskokosztowa możliwość zbadania zachowania się samego procesu i
proponowanego układu regulacji przy dowolnych wymuszeniach, przy
zastosowaniu różnych metod korekcji , także w sytuacjach awaryjnych
(zabezpieczenie przed nietrafionymi zakupami elementów).
• Nie ma ryzyka zniszczenia rzeczywistej aparatury (często ogromne koszty).
• Interfejs użytkownika można opracować w oparciu o zbudowany model (np. w
Intouch)
Tematyka :
• Dwa sposoby zbudowania modelu matematycznego badanego
obiektu rzeczywistego:
• Na podstawie specjalistycznej wiedzy z danej dziedziny o
zachodzących w obiekcie procesach i wykorzystując aparat
matematyczny do ich opisu (głównie równania różniczkowe
zupełne i cząstkowe).
• Na podstawie wykonanych pomiarów obiektu rzeczywistego
(charakterystyki statyczne i dynamiczne interesujących wielkości)
przeprowadza się identyfikację badanego obiektu przybliżając go
prostym modelem zastępczym. Metoda ta wymaga wiedzy z
identyfikacji obiektów: jaki model wystarczająco przybliży
analizowany obiekt i w jaki sposób dobrać (obliczyć) parametry
wybranego modelu oraz umiejętności przeprowadzania pomiarów
istotnych w rzeczywistym układzie wielkości (temperatury,
ciśnienia, przepływów itp.).
• - dobór odpowiednich czujników, mierników i rejestratorów
• - identyfikacja procesu na podstawie wykonanych pomiarów
Tematyka :
• 4. Po przeprowadzeniu analizy badanego obiektu:
• a) sformułować wymagania stawiane układowi regulacji
(np. bezbłędne odwzorowanie regulowanej wielkości z
wejścia na wyjściu, krótki czas ustabilizowania się danej
wielkości itp.)
• b) wybrać rodzaj korekcji (w zależności, czy regulujemy
proces, w którym występują opóźnienia, czy nie). W
najprostszym wypadku wybór typu regulatora
• c) wybrać metodę doboru nastaw (parametrów ) regulatora
• 5. Przeprowadzić analizę otrzymanego układu
• 6. Wdrożyć zaprojektowany układu sterowania i analiza
otrzymanego układu (ewentualne korekcja np. parametrów
regulatora.
Tematyka ćwiczeń
1. Modele matematyczne członów i układów liniowych.
2. Transmitancja operatorowa
Literatura
•
•
•
•
Żelazny M.: Podstawy automatyki
Kostro J.: Elementy, urządzenia i układy automatyki.
Bąkowski K.: Gazyfikacja.
Rybicki Cz., Łuczyński S.: Pomiary natężenia
przepływu. Wiertnictwo Nafta Gaz, t. 24 z. 2, 2007
• Kaczorek T.: Teoria sterowania
• Pełczewski W.: Teoria sterowania
Strona internetowa przedmiotu
http://galaxy.uci.agh.edu.pl/~o_iwona/podstawy_aut/index.html
/* będą tam umieszczane prezentacje kolejnych wykładów*/
Zadanie na ćwiczenia 29.10.2013r.
• Proszę o przygotowanie przez każdego
studenta
modelu
matematycznego
wybranego elementu pneumatycznego.
Osoby, które były na wykładzie otrzymały
konkretne
zadania.
Pozostałe
osoby
proszone są o znalezienie w literaturze
modeli innych elementów niż te, o których
była mowa na wykładzie.
Zadanie na ćwiczenia 29.10.2013r.
• Na ćwiczeniach będę prosiła o krótkie
przedstawienie przygotowanego modelu
czyli:
• Narysowanie schematu wybranego
elementu oraz wyjaśnienie użytych
symboli
• Omówienie działania elementu
• Założenia przyjęte przy tworzeniu modelu
matematycznego
• Model matematyczny