Úvod Laplaceova transformace Základní pojmy Modelování a identifikace řízeného systému Stavový popis spojitého dynamického systému Vnější popis a vlastnosti LSDS Řízení v uzavřeném regulačním obvodu


Společným rysem moderních technologií v téměř všech odvětvích průmyslu je automatické řízení procesů, které tyto technologie obsahují. K zavádění prvků automatizace a řízení do různých technologií vedla zejména snaha o zvýšení jejich efektivity a bezpečnosti provozu. Mnohé procesy jsou natolik složité, že jejich ruční řízení je nesmírně náročné, ba často nemožné a v žádném případě nevede k optimálním výsledkům. Realizace automatických systémů řízení přitom úzce souvisí jak s pokrokem v teoretických oblastech, tak s rozvojem měřicí, řídicí a výpočetní techniky. Postup při zavádění prvků řízení prošel historickým vývojem. Zatímco procesy byly v minulosti navrhovány a projektovány samostatně a jednotlivé prvky pro jejich řízení připojovány dodatečně, dnešní způsoby návrhu chápou procesy komplexně, tzn. včetně celých řídicích systémů. Platí tedy, že řídicí systémy jsou dnes součástí procesů a technologií nejen v provozu, ale i ve stadiu návrhu a projekce.

Zavádění systémů řízení do různých technologií je spojeno s řešením řady teoretických a praktických problémů a je náplní činnosti specialistů v této oblasti. Je však zřejmé, že i technolog, který není specialistou v oblasti řízení procesů, ale v dané technologii se pohybuje nebo je účasten její přípravy, musí rozumět základním pojmům a být schopen komunikace se specialistou tak, aby mohl splnit jeho požadavky související s řízením. Příprava technologa pro tyto úlohy je smyslem předmětu Řízení technologických procesů.

Je třeba si uvědomit, že řízení technologických procesů netvoří samostatnou disciplínu (jako např. matematika, fyzika nebo jednotlivé chemie) ale obsahuje prvky dílčích oborů jako teorie automatického řízení, teorie systémů, modelování a identifikace procesů a mnohé další.

Skriptum je rozčleněno do šesti základních částí. První z nich je věnována Laplaceově transformaci, která není součástí výuky základního kurzu matematiky, ale její znalost je pro předmět naprosto nutná. Druhá část uvádí základní pojmy, související s řízením procesů obecně a potřebné v dalších kapitolách. Třetí část se zabývá modelováním a identifikací procesů. Jsou zde uvedeny pojmy z této oblasti, popsány systémy z hlediska jejich třídění a posléze odvozeny matematické modely některých jednoduchých technologických procesů. Čtvrtá část je věnována obecnému stavovému popisu řízeného systému a jeho převodu na vnější model, který je dále použit v návrhu řízení. Tato část tvoří logický mezistupeň mezi modelem, který odvodíme na základě analýzy určitého procesu a modelem, který potřebujeme pro návrh jeho řízení. V páté části jsou popsány základní vlastnosti spojitého dynamického systému jako vnějšího modelu řízeného procesu. Nejobsáhlejší je šestá část, věnovaná řízení procesu ve zpětné vazbě, tzn. zpětnovazebnímu regulačnímu obvodu. Jsou zde postupně probrány základní vlastnosti regulačního obvodu a vztahy v něm, vlastnosti a popisy regulátorů a je pojednáno o stabilitě a kvalitě regulačního pochodu. Jsou zde dále uvedeny vybrané metody syntézy. Na konci šesté části jsou v krátkosti zmíněny i systémy s dopravním zpožděním a jejich řízení a taktéž je velmi stručně pojednáno o číslicovém řízení procesů.

Autoři jsou si vědomi, že do oblasti řízení procesů patří i technické prostředky, používané při jeho realizaci. Vzhledem k rozsahu předmětu, množství používaných technických prostředků a různorodosti principů, na základě kterých pracují, nebyla kapitola o technických prostředcích zařazena. Případné zájemce odkazujeme na několik skript z této oblasti, která byla na FAI v nedávné minulosti vydána.