Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Dynamika procesów i sterowanie
Koordynator przedmiotu:
prof. nzw. dr hab. inż. Bernard Zawada
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Inżynieria Środowiska
Grupa przedmiotów:
Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja
Kod przedmiotu:
Semestr nominalny:
2 / rok ak. 2012/2013
Liczba punktów ECTS:
5
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja i Klimatyzacja Podstawy Automatyki procesów
Limit liczby studentów:
Cel przedmiotu:
Poznanie możliwości oraz zasad automatycznego sterowania procesami w zakresie ciepłow-nictwa, ogrzewnictwa, wentylacji wymaganych do ekonomicznej i niezawodnej pracy syste-mów, a także umożliwienia współpracy między automatykami i technologami.
Treści kształcenia:
Matematyczne sposoby opisów przebiegu procesów wymiany ciepła i masy w stanie nieustalonym. Postacie opisów w dziedzinie sygnałów ciągłych i dyskretnych i ich równoważność. Przykłady dla elementów systemów ogrzewczo - wentylacyjnych (HVAC): wymienników, nawilżaczy powietrza, przewodów i klimatyzowanych pomieszczeń. Programy symulacyjne jako modele numeryczne przebiegu procesów w ciepłownictwie, ogrzewnictwie, wentylacji i klimatyzacji: przykłady programów. Identyfikacja obiektów jako doświadczalna metoda uzyskiwania opisów matematycznych: metody identyfikacji i algorytmy stosowane do obliczenia parametrów. Wykorzystanie doświadczalnie uzyskanych opisów obiektów do sterowania i optymalizacji przebiegu procesów Struktury układów regulacji. Układy regulacji ciągłej, dwu-, trój- i wielostanowej, stabilność i jakość regulacji. Ogólne zasady poprawy jakości regulacji. Układy regulacji w systemach wentylacji i klimatyzacji: w centralach klimatyzacyjnych, klimatyzatorach indywidualnych i instalacjach VAV. Metody poprawy jakości w układach regulacji temperatury i wilgotności względnej. Układy zabezpieczenia w instalacjach klimatyzacji: nagrzewnic przed zamarznięciem, wymienników przeponowych powietrza przed szronieniem, pomp przed „suchobiegiem”, silników elektrycznych przed przeciążeniem itp. Zasady regulacji wybranych procesów ciepłowniczych w systemach zasilanych z centralnych źródeł ciepła. Regulacja centralna źródeł ciepła i sieci ciepłowniczych, regulacja węzłów ciepłowniczych, regulacja miejscowa u odbiorców ciepła Urządzenia stosowane w układach regulacji i zabezpieczenia: sterowniki, czujniki i przetworniki pomiarowe oraz urządzenia wykonawcze: typy urządzeń, podstawowe parametry i zasady doboru. Ustawianie sterowników skonfigurowanych i dobór parametrów standardowych algorytmów regulacji. Niestandardowe algorytmy sterowania procesów w COW: algorytmy sterowania instalacji ogrzewczych i klimatyzacyjnych oraz kotłowni i węzłów cieplnych. Wykorzystanie teorii sztucznych sieci neuronowych oraz teorii zbiorów rozmytych do budowy algorytmów sterowania. Komputerowe systemy zarządzania i nadzoru (BMS) stosowane w eksploatacji budynków: budowa, działanie, podstawowe wymagania i możliwości. Kształtowanie strategii sterowania pracą instalacji ogrzewczych i wentylacyjnych z wykorzystaniem komputerowych systemów zarządzania energią w budynku (BEMS). Wprowadzenie do laboratorium Metody opisu systemów dynamicznych – obliczenia parametrów równoważnych opisów systemów dynamicznych w dziedzinie sygnałów ciągłych i dyskretnych przy wykorzystaniu pakietu MATLAB Identyfikacji obiektu regulacji: wyznaczenie parametrów modelu transmisyjnego na podstawie pomiarów charakterystyki skokowej oraz modelu ARMAX na podstawie biernej obserwacji parametrów charakterystycznych budynku. Badanie układów regulacji temperatury i wilgotności względnej w pomieszczeniu, przy wykorzystaniu systemu BEMS: uruchomienie centrali klimatyzacyjnej, ocena prawidłowości działania kaskadowych układów regulacji i uzyskiwanej jakości regulacji, ocena poprawności działania układów sygnalizacji i zabezpieczenia. Badanie układów regulacji w kotłowni gazowej przy wykorzystaniu systemu BEMS: kształtowanie wykresu regulacyjnego kotłowni zasilającej instalację c.o oraz klimatyzację, ocena dokładności regulacji oraz poprawności działania układów sygnalizacji i zabezpieczenia Badanie układów regulacji instalacji c.o. w węzłach ciepłowniczych przy wykorzystaniu systemu BEMS: kształtowanie wykresu regulacyjnego i ocena dokładności regulacji, analiza wpływu osłabień nocnych i rannego rozgrzewania na wartości temperatury powietrza w pomieszczeniu. Badanie układów regulacji instalacji c.w.u. w węzłach ciepłowniczych przy wykorzystaniu systemu BEMS: ocena zmienności poborów c.w.u., dokładności regulacji temperatury c.w.u. oraz prawidłowości ładowania zasobników. Stycznikowe sterowanie pomp i wentylatorów. Badanie układu sterowania pompami obiegowymi c.o. w stanie normalnej pracy i w stanach awaryjnych. Symulowanie stanów awaryjnych w postaci: braku wody w instalacji, przeciążenia, asymetrii faz prądu zasilającego 3-fazowego, upływności prądu w instalacji elektrycznej, itp. Analiza stanu połączeń elektrycznych. Algorytmy sterowania węzłów ciepłowniczych; standardowe, niestandardowe, wykorzystanie sieci neuronowych. Wpływ właściwości obiektu regulacji na jakość regulacji. Badania doświadczalne i symulacyjne. Zarządzanie energią na cele ciepłownicze w budynkach z wykorzystaniem systemów komputerowych BEMS. Algorytmy zarządzania układami sterownia oraz procesami ciepłowniczymi. Opracowanie koncepcji systemu BEMS dla zadanego procesu ciepłowniczego. Badania systemu zarządzania energia w istniejącym obiekcie. Programowanie sterowników swobodnie programowalnych dla wybranych procesów ciepłowniczych. Badania doświadczalne z wykorzystaniem sterowników rzeczywistych.
Metody oceny:
Ocena zintegrowana = 0.5*W + 0.5*L
Egzamin:
Literatura:
1. Zawada B.: Układy sterowania w systemach wentylacji i klimatyzacji. Oficyna Wydawnicza PW. Warszawa 2006 2. Zawada B.: Analiza procesu użytkowania energii cieplnej w eksploatacji obiektów przemysłowych. KILiW PAN, Warszawa 1996. 3. Wurstlin D.: Regulacja urządzeń ogrzewczych, wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Arkady, Warszawa 1978, 4. Zawada B.: Układy sterowania w systemach wentylacji i klimatyzacji. Oficyna Wydawnicza PW. Warszawa 2006 5. Chmielnicki W.J.: Poradnik Ciepłownictwo. Regulacja automatyczna urządzeń ciepłowniczych. FRC Unia Ciepłownictwa (Wyd. 3), Warszawa 2000. 6. Chmielnicki W.J.: Sterowanie mocą w budynkach zasilanych z centralnych źródeł ciepła. PAN, Warszawa 1996. 7. Strony internetowe producentów urządzeń, tzn. firm: Honeywell, Johnson Controls, Siemens, Samson, Danfoss, TAC, it
Witryna www przedmiotu:
Uwagi:

Efekty uczenia się