N4444 Měřicí a řídicí echnia 212/213 ŘÍZENÍ VÝROBNÍCH PROCESŮ Čás 1 záladní pojmy řízené sousavy a jejich vlasnosi ZÁKLADNÍ POJMY co je řízení sruura řídicích sysémů bloové schémaa regulační obvod Záladní pojmy řízení zpracovává informace o savu a chování řízeného objeu a o dějích v jeho oolí a na záladě oho ovládá obje a, aby bylo dosaženo sanoveného cíle záladní charaerisiy řízení zpracování informací zpěná vazba obje řízení z hledisa našeho zájmu výrobní podni (v širším smyslu) echnologicý proces (v užším smyslu) 1/1
N4444 Měřicí a řídicí echnia 212/213 Záladní pojmy součási řízení výrobního podniu měření a ovládání (čidla, ační členy = polní insrumenace) záladní řízení echnologicého procesu (regulace, logicé řízení = řídicí smyčy) dohlížecí řízení a sběr da (SCADA) omuniace s operáorem (HMI) disribuované řízení (DCS) informační a řídicí sysém výroby (MES) sraegicé plánování a rozvrhování prosředů (ERP) Supervisory Conrol and Daa Acquisiion Human Machine Inerface Disribued Conrol Sysem Manufacuring Execuion Sysem Enerprise Resource Planning Záladní pojmy hierarchicá sruura řídicího sysému výrobního podniu ERP MES SCADA HMI sraegicé řízení a plánování řízení výroby dohlížecí řízení omuniace s operáorem řídicí smyčy polní insrumenace eonomicé řízení sběr da, opimalizace, ineligenní řízení... DCS disribuované řízení echnologie TECHNOLOGICKÉ ZAŘÍZENÍ Hardwarová sruura moderních řídicích sysémů HMI pracovní sanice operáorů SCADA další pracovní sanice ERP Inerne MES digiální průmyslová sběrnice smyčy procesní počíače inrane polní insrumenace omuniační server 2/1
N4444 Měřicí a řídicí echnia 212/213 Záladní pojmy hierarchicá sruura řídicího sysému výrobního podniu ERP MES SCADA HMI sraegicé řízení a plánování řízení výroby dohlížecí řízení omuniace s operáorem řídicí smyčy polní insrumenace eonomicé řízení sběr da, opimalizace, ineligenní řízení... DCS disribuované řízení echnologie TECHNOLOGICKÉ ZAŘÍZENÍ Bloová schémaa záladem je blo blo reprezenuje ve schémau danou sousavu blo má vsupy a výsupy vsupy a výsupy předsavují informace o hodnoách veličin blo má definované chování (vzahy mezi vsupy a výsupy) vsupy BLOK výsupy vsupy a výsupy bloů ve schémau se propojují spojnicemi spojnice reprezenují přenos informací Bloové schéma regulačního obvodu porucha ační zásah regulovaná sousava regulovaná veličina ační člen pořebná velios ačního zásahu reguláor měřicí člen informace o hodnoě regulovaná veličiny 3/1
N4444 Měřicí a řídicí echnia 212/213 (REGULOVANÉ) SOUSTAVY esovací signály lasifiace sousav sabilia charaerisicá řiva Bloové schéma regulačního obvodu z u regulovaná sousava y ační člen měřicí člen v úsřední člen reguláoru e porovnávací člen w ovládací panel REGULÁTOR ruční řízení y... regulovaná veličina z... porucha u... ační veličina w... žádaná hodnoa regulované veličiny e... regulační odchyla v... výsup z reguláoru Signály pro esování dynamicého chování sousav 4/1
N4444 Měřicí a řídicí echnia 212/213 Záladní ypy signálů jednoový so 1 ( ) definice: u( ) pro 1 pro u() odezva sousavy: 1 odezva na jednoový so (přechodová charaerisia) nejčasěji používaný pro esování dynamicého chování sousav Záladní ypy signálů Diracův impuls ( ) definice: u( ) pro ( u ) d 1 u() 1/A A Záladní ypy signálů puls u() x signál se v určiém oamžiu ( = ) změní soem z na hodnou x a po určié době se vráí zpě na... šířa pulsu používaný pro esování sabiliy sousav 5/1
N4444 Měřicí a řídicí echnia 212/213 Záladní ypy signálů rampová funce definice: u ( ) pro pro u() používaný pro esování reace sousav na pomalé změny Klasifiace sousav podle dynamicého chování Podle reace na změnu vsupu STATICKÉ po jednorázové změně na vsupu přejdou do nového usáleného savu Přílad: zásobní apaliny s venilem na výsupu, odo funcí výšy hladiny ASTATICKÉ po jednorázové změně na vsupu se výsup rvale mění (až do dosažení mezního savu) Přílad: zásobní apaliny s čerpadlem na výsupu, odo funcí oáče čerpadla 6/1
N4444 Měřicí a řídicí echnia 212/213 Podle maemaicého popisu. řádu chování popsáno algebraicou rovnicí y( ) u( )... zesílení sousavy odezva na jednoový so y() y ( ) Podle maemaicého popisu 1. řádu chování popsáno diferenciální rovnicí 1.řádu T y ( ) y( ) u( )... zesílení sousavy, (saicá) T... časová onsana sousavy odezva na jednoový so (saicá): y() T y( ) 1 pro = T pro = 5T e T ~ 63 % y =,632 y =,993 ~ 99 % Podle maemaicého popisu 1. řádu chování popsáno diferenciální rovnicí 1.řádu y ( ) u( ) (asaicá)... zesílení sousavy odezva na jednoový so (asaicá): y() y ( ) směrnice = 7/1
N4444 Měřicí a řídicí echnia 212/213 Podle maemaicého popisu 2. řádu chování popsáno diferenciální rovnicí 2.řádu T 2 y ( ) 2T y ( ) y( ) u( ) (... zesílení sousavy, T... čas. onsana sousavy,... oef. lumení) odezva na jednoový so (např.): y(),1) - miá 1 - nemiá pro = 1 mez aperiodiciy úhlová rychlos = 1/T Podle maemaicého popisu vyššího řádu chování popsáno diferenciální rovnicí n-ého řádu odezva na jednoový so (saicá sousava): y() T U inflex T N... zesílení sousavy T U... doba průahu T N... doba náběhu Podle maemaicého popisu vyššího řádu chování popsáno diferenciální rovnicí n-ého řádu odezva na jednoový so (asaicá sousava): y() směrnice =... zesílení sousavy T L... ~ doba průahu T L 8/1
N4444 Měřicí a řídicí echnia 212/213 Podle maemaicého popisu n-ého řádu se zpožděnou odezvou (s dopravním zpožděním) n odezva na jednoový so (např. pro 1. řád): y... zesílení sousavy T d... dopravní zpoždění T d Sabilia sousavy STABILNÍ po změně vsupu rvající onečnou dobu se výsup vráí na původní hodnou NESTABILNÍ po změně vsupu rvající onečnou dobu se výsup rvale mění až do dosažení mezního savu Charaerisicá řiva sousavy (saicá charaerisia sousavy) exisuje pro saicé sousavy vyjadřuje vzah mezi vsupem (u) a výsupem (y) v usáleném savu (po odeznění přechodového jevu) výsup y y 3 y 2 y 1 u 1 u 2 u 3 u vsup pro lineární sysémy je o příma, směrnice = zesílení sousavy 9/1
N4444 Měřicí a řídicí echnia 212/213 Charaerisicá řiva sousavy (saicá charaerisia sousavy) exisuje pro saicé sousavy vyjadřuje vzah mezi vsupem (u) a výsupem (y) v usáleném savu (po odeznění přechodového jevu) výsup y 3 y 3 2 y 2 y 1 1 u 1 u 2 u 3 u vsup pro nelineární sysémy se zesílení sousavy mění (= směrnici ečny e řivce) 1/1