Titular curs:

Ș.L.dr.ing. George IPATE

2/25/2015 1

Mod de evaluareLucrare de verificare pe parcurs – 30 puncte

O lucrare de verificare pe parcursul semestrului (săptămâna a 9-a din semestru), din celmult 7 cursuri şi anunţata cu minim 2 săptămâni înainte;

Lucrări practice – Realizarea si sustinerea unor referate de lucrari practice (4 lucrari) – 40puncte

Prin prezentarea şi susţinerea a patru referate L[i] ale lucrărilor de laborator realizate în perioada

evaluată. Structura notării unui referat de laborator este:

Condiţiile de admitere a unui referat de laborator sunt:

punctajul minim L[i] = 5;

referatul precedent să fie admis;

nerespectarea programării prezentării referatului duce la Nprog =0.

Participare activă la curs şi aplicaţii – 10 puncte

Colocviu – 20 puncte

Test grilă (online) cu răspunsuri multiple (20 întrebări) din tematica disciplinei - timp limitat

(25 minute)

cunoştinţe pentru nota 5: cunoaşterea, definirea şi explicarea noţiunilor de bază cu care operează disciplina;

cunoştinţe pentru nota 10: rezolvarea unor probleme specifice, dezvoltarea gândirii critice, cunoaşterea şi

capacitatea de analiză a documentelor curriculare şi a bibliografiei.

2/25/2015 2

puncteNNNiL prezredprog 10622][

Obiectivele disciplinei

Curs

Prezentarea cadrului conceptual, definirea noţiunilor cucare se operează, descrierea principalelor repere aleAutomatizarii Proceselor.

Analiza problemelor specifice cu care se confruntă taranoastra în procesul de implementare a aquisului comunitarde mediu.

Aplicaţii

Capacitatea de a aplica cunoştinţele teoretice şideprinderile experimentale la studii de caz din sferaingineriei mediului.

Elaborarea de rapoarte şi proiecte folosind un limbajtehnico-ştiinţific adecvat într-o formă corectă şi clară.Rezolvarea unor probleme practice reale.

2/25/2015 3

Cuprins

CAPITOLUL 1: Conceptele generale ale automaticii

1.1 Sisteme, structuri de sisteme automate

1.2 Clasificarea sistemelor automate

1.3 Reprezentarea simbolică a SRA

1.4 Particularităţile automatizării în industria alimentară şi în protecţia mediului

CAPITOLUL 2: Procesul tehnologic obiect al automatizării

2.1 Procesul ca sistem intrare - ieşire

2.2 Procesul ca sistem intrare – stare - ieşire

2.3 Exemplificări analiză procese tehnologice

CAPITOLUL3: Identificarea proceselor

3.1 Principii şi metode utilizate de identificare a

proceselor

3.2 Funcţii de transfer pentru elemente şi sisteme

3.3 Identificarea experimentală a proceselor

2/25/2015 4

CuprinsCAPITOLUL 4: Sisteme de reglare automata liniare

4.1 Funcţia de transfer a SRA liniare

4.2 Performanţe statice şi dinamice

4.3 Algoritmi de reglare liniari PID

CAPITOLUL 5: Sisteme de reglare automată neliniare

5.1 Neliniarităţi tipice

5.2 Algoritm de reglare bipoziţional

5.3 Algoritm de reglare tripoziţional

CAPITOLUL 6: Microcontrollere

6.1 Structura sistemelor numerice pentru automatizare

6.2 Circuite de intrare-ieşire pentru sisteme numerice.

6.3 Reţele numerice seriale pentru conducerea proceselor

CAPITOLUL 7: Traductoare

7.1 Rolul şi structura traductoarelor

7.2 Caracteristicile statice ale traductoarelor – precizia de măsurare

7.3 Caracteristicile dinamice ale traductoarelor

7.4 Alegerea traductoarelor

2/25/2015 5

CuprinsCAPITOLUL 8: Elemente de execuţie

8.1 Rolul, structura şi caracteristicile elementelor de execuţie

8.2 Elemente de acţionare electrice

8.3 Elemente de acţionare pneumatice

8.4 Elemente de acţionare hidraulice

8.5 Organe de reglare

CAPITOLUL 9: Reglarea automată a debitului

9.1 Aspecte generale – cerinţe metrologice

9.2 Traductoare de debit volumic şi masic

9.3 Reglarea automată a debitului volumic

CAPITOLUL 10: Reglarea automată a presiunii

10.1 Structura părţii fixate

10.2 Traductoare de presiune

10.3 Reglarea automată a presiunii la gaze

2/25/2015 6

CuprinsCAPITOLUL 11: Reglarea automată a temperaturii

11.1 Aspecte generale

11.2 Traductoare de temperatură

11.3 Reglarea automată a temperaturii în procese de ardere

CAPITOLUL 12: Reglarea automată a nivelului

12.1 Funcţia de transfer a părţii fixate

12.2 Traductoare de nivel

12.3 Reglarea automată a nivelului la lichide

12.4 Reglarea automată a nivelului la materiale granulare

CAPITOLUL 13: Reglarea automata a turatiei motoarelor electrice

10.1 Structura părţii fixate

10.2 Traductoare de turatie

10.3 Variatoare de frecventa

CAPITOLUL 14: Reglarea automată a umiditatii solului

10.1 Structura părţii fixate

10.2 Traductoare de umiditate a solului

10.3 Modulul de control

2/25/2015 7

Lucrări practice (laborator)

Aspecte organizatorice. Abordarea conceptuală şi practică a controlului automat

1. Structura şi principiile sistemelor automate

2. Procesul obiect al automatizării

3. Identificarea proceselor

4. Performanţele sistemelor de reglare liniare

5.. Reglarea automată a debitului

6. Reglarea automată a nivelului

7. Reglarea automată a temperaturii

8. Reglarea automată a presiunii

2/25/2015 8

Bibliografie selectiva

Dumitrache Ion, s.a., Automatizări electronice, EDP, Bucureşti, 1993

Marinoiu G., s.a., Elemente de execuţie. Robinete de reglare, Ed. Tehnică,

Bucureşti, 1999

Murad Erol, Controlul automat al proceselor (Note de curs), U.P.B., 2010 – 2013

Murad Erol, Automatizarea proceselor tehnologice si biotehnologice (Indrumar de

laborator, editie Web) U.P.B., 2010

Murad Erol, BAZASRAFP5, unit module sisteme conducere automată, FP V2.1,

UPB, 2007

http://www.controlguru.com/pages/table.html

http://arduino.cc/

http://www.facstaff.bucknell.edu/mastascu/econtrolhtml/CourseIndex.html

http://www.expertune.com/glossary.aspx

http://ctms.engin.umich.edu/CTMS/index.php?aux=Home

http://techteach.no/kurs/praktisk_pidreg/index.htm

2/25/2015 9

AUTOMATIZAREA PROCESELOR TEHNOLOGICE SI BIOTEHNOLOGICE

Curs 1

Capitolul 1. Consideratii generale asupra

automaticii

2/25/2015 10

In decursul dezvoltării societăţii omul a dorit să realizeze valori

materiale şi spirituale care să îi asigure şi să-i înfumuseţeze

existenţa.

Ca urmare omul a imaginat şi pus la punct tehnologii de

producţie, în care munca manuală să fie minimă, materializate

în maşini şi instalaţii cu care se prelucrează materiale, se

consumă energie şi în final se obţin produse utile societăţii.

2/25/2015 11

Automatizarea proceselor de producţie elimină

intervenţia directă a operatorului asupra acestora, lui

revenindu-i sarcini de conducere generală, deci

predominant de munca intelectuală.

Robotizarea are ca scop preluarea în mare parte şi a

activităţiilor intelectuale necesare producţiei.

2/25/2015 12

Au fost create sisteme electronice de calcul

numeric (denumite curent calculatoare) cu care se

poate atinge un nivel foarte înalt de conducere a

proceselor de producţie, astfel încât prezenţa

operatorului practic numai este necesară.

2/25/2015 13

In cadrul cursului se vor utiliza foarte des noţiuni a căror

semnificaţie trebuie să fie foarte exactă:

Sistem - model fizic realizabil al unui ansamblu de

obiecte naturale sau create artificial care

acţionează împreună în vederea realizării unui

obiectiv comun, în care unele mărimi sunt cauza şi

altele sunt efectul.

2/25/2015 14

Proces - succesiune de transformări, transferuri de

masă şi energie, care caracterizează diverse obiecte sau

fenomene în desfăşurarea lor spaţio-temporală.

Procesul tehnologic are ca obiectiv realizarea unui

produs. Procesul este o subclasă a clasei generale a

sistemelor.

Model – reprezentarea (de cele mai multe ori

simplificată) a unui sistem, care permite obţinerea de

informaţii despre comportarea sistemului analizat.

2/25/2015 15

Experiment - este un proces de extragere a datelor

de la un sistem prin modificarea valorilor

intrărilor acestuia.

Automatica este o parte a ştiinţelor tehnice care

studiază teoria si practica realizării constructive a

sistemelor de conducere, destinate eliminării

intervenţiei umane în elaborarea deciziilordirecte privind funcţionarea proceselor.

2/25/2015 16

Automatizarea reprezintă aplicarea automaticii la

un proces sau la o clasă de procese.

Obiectul automatizării îl reprezintă conducerea,

fără intervenţia directă a unui operator uman a

transformărilor, a transferurilor de energie şi masă

caracteristice unui proces tehnologic în vederea

satisfacerii unui criteriu de calitate.

2/25/2015 17

Sistem automat - ansamblul format din procesul

(tehnic) condus şi echipamentul de automatizare

(de conducere) care asigură desfăşurarea

procesului după anumite legi.

Din punct de vedere al automatizării interesează

procesele fizice care au loc în instalaţiile

tehnologice, denumite procese de producţie sau

tehnologice.

2/25/2015 18

Automatizarea unui proces asigură evoluţia dorită a acestuia

în conformitate cu un program prestabilit, cu luarea în

considerare a tuturor regimurilor de funcţionare şi a condiţiilor

tehnologice specifice.

2/25/2015 19

2/25/2015 20

Senzor lumina (fotorezistor)

LED

Referinta (Int lumina)Semnal senzor

Comanda (tensiune)

Astfel pe lângă cerinţa de a menţine regimuri de funcţionare

prescrise, prin automatizare se asigură funcţii de pornire-

oprire, protecţie şi interblocare, semnalizare-alarmare,

monitorizare mărimi caracteristice.

2/25/2015 21

Automatizarea proceselor are ca efecte directe sau

indirecte reducerea costurilor specifice de producţie,

creşterea calităţii şi creşterea productivităţii muncii prin:

- creşterea capacităţii reale de lucru a maşinilor şi instalaţiilor;

- îmbunătăţirea şi stabilizarea parametrilor calitativi;

- mărirea siguranţei în exploatare;

- utilizarea optimă a resurselor materiale şi energetice şi

micşorarea pierderilor;

- reducerea eforturilor fizice şi psihice ale operatorului uman;

- reducerea poluării mediului.

2/25/2015 22

In teoria generală a sistemelor, în automatică precum şi înmulte alte ştiinţe se utilizează pentru modelarea sistemelor schemebloc.

Schemele bloc sunt o modalitate de modelare abstractă graficăa unui sistem care utilizează elemente denumite blocuri, reprezentategrafic sub forma de dreptunghiuri, cercuri, elipse, etc.

Un bloc reprezintă o entitate funcţională caracterizată prinmărimi de intrare, mărimi de ieşire şi o funcţională (funcţională detransfer) care leagă mărimile de ieşire, care sunt efectul, de mărimilede intrare, care sunt cauza.

Dacă funcţionala este cunoscută, blocul se denumeşte alb(white box), iar dacă nu este cunoscută se denumeşte negru (blackbox) .

2/25/2015 23

In teoria sistemelor exista următoarea definiţie:

Un model (M) pentru un un sistem (S) şi un experiment (E)este un obiect (orice) pe care poate fi aplicat E pentru a obţineinformaţii despre S.

Schema bloc generală a unui sistem S.

unde:

I – mărimi de intrare;

S – sistem;

E – mărimi de ieşire.

2/25/2015 24

Referitor la aceasta schema generală se pot distinge doua

aspecte esenţiale: probelma directă şi problema inversă.

Problema directa consta in:

I, S – cunoscute, E – necunoscut; ceea ce reprezintă

obiectul simulării sistemelor.

2/25/2015 25

Problema indirectă are doua varianteposibile:

i) I, E – cunoscute, S – necunoscut; ceea ce reprezinta

obiectul identificării sistemelor.

ii) S, E – cunoscute, I – necunoscut; ceea ce reprezintă

obiectul automaticii.

Toate aceste aspecte ce se întâlnesc în automatică,

reprezintă o sinteza generală a conducerii sistemelor

de la modul cel mai general până la la cel mai

particular.

2/25/2015 26

2/25/2015 27

VĂ MULŢUMESC PENTRU ATENŢIA

ACORDATA !