Detail předmětu

Diagnostika průmyslových systémů

FSI-VMDAk. rok: 2027/2028

Studijní opory a studijní materiály předmětu jsou uvedeny v literatuře předmětu. Rovněž tyto informace jsou zveřejněny v e-learningu. Uvedené je podrobně rozebráno i v úvodní přednášce předmětu a v prvním laboratorním cvičení (v kombinované formě studia v první konzultaci či laboratorním cvičení předmětu).

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Zdeněk Hadaš, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a informatiky (ÚAI)

Vstupní znalosti

Předpokládají se základní znalosti z fyziky, matematiky, statistiky, elektrotechniky a mechaniky, a to na úrovni absolvovaných předmětů v rámci vysokoškolského studia.

Způsob zakončení předmětu a pravidla hodnocení studentů

Laboratorní cvičení je ukončeno zápočtem (je udělován ve 13. výukovém týdnu). K jeho získání se požaduje 100% účast na cvičení, aktivita na cvičení a vypracování, odevzdání a učitelem uznání protokolů (zpráv) ze všech předepsaných laboratorních cvičení. V případě nepřítomnosti studenta na cvičení, je nutná jeho náhrada, způsob náhrady určí příslušný vyučující nebo garant předmětu. Další podrobnosti jsou studentům sděleny a vysvětleny na začátku semestru. Získání zápočtu je nutnou podmínkou k účasti na zkoušce. Zkouška se skládá z písemné části a následně ústního pohovoru. V písemné části student zpracuje pět zadaných otázek. V ústní části je prověřována orientace ve studované problematice. Hodnocení písemné části, ústní části i celkové hodnocení zkoušky je dáno klasifikační stupnicí dle ECTS.

Učební cíle

Cílem předmětu je získat komplexní teoretické a především praktické znalosti a zkušenosti z oblasti diagnostiky a údržby průmyslových systémů.

Studijní opory

Studijní opory a studijní materiály předmětu jsou uvedeny v literatuře předmětu. Rovněž tyto informace jsou zveřejněny v e-learningu. Uvedené je podrobně rozebráno i v úvodní přednášce předmětu a v prvním laboratorním cvičení (v kombinované formě studia v první konzultaci či laboratorním cvičení předmětu).

Základní literatura

FRADEN, Jacob. Handbook of Modern Sensors: Physics, Designs and Applications. Fifth Edition. Springer International Publishing Switzerland, 2016. 758 p. ISBN 978-3-319-19302-1. (EN)
HELEBRANT, František a ZIEGLER, Jiří. Technická diagnostika a spolehlivost II. Vibrodiagnostika. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2004.173 s. ISBN 80-248-0650-9. (CS)
KADLEC, Karel a kolektiv. Měření a řízení chemických, potravinářských a biotechnologických procesů. Díl I. Provozní měření. 1. vyd. Ostrava: Key publishing s.r.o., 2017. 584 s. ISBN 978-80-7418-284-6. (CS)
KREIDL, Marcel a ŠMÍD, Radislav. Technická diagnostika. 4. díl, senzory neelektrických veličin: senzory-metody-analýza signálu. 1. vyd. Praha: BEN – technická literatura, 2006. 408 s. ISBN 80-7300-158-6. (CS)
LEGÁT, Václav a kol. Management a inženýrství údržby. 2. doplněné vyd. Příbram: Kamil Mařík PBtisk, 2016. 622 s. ISBN 978-80-7431-163 -2. (CS)
NĚMEČEK, Pavel. Nejistoty měření. 1. vyd. Praha: Česká společnost pro jakost, 2008. 98 s. ISBN 978-80-02-02089-9. (CS)
PEŤKOVÁ, Viera a SVOBODA, Jiří. Termodiagnostika. 1. vyd. Košice: Vydavateľstvo VIENALA, 2016. 310 s. ISBN 978-80-8126-132-9. (SK)
TŮMA, Jiří. Zpracování signálů z mechanických systémů užitím FFT. 1. vyd. Praha: Sdělovací technika, 1997. 174 s. ISBN 80-901936-1-7. (CS)
ZIEGLER, Jiří, HELEBRANT, František a MARASOVÁ, Daniela. Technická diagnostika a spolehlivost. Tribodiagnostika. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2001. 155 s. ISBN 80-7078-883-6. (CS)

Doporučená literatura

CZICHOS, Horst. Handbook of Technical Diagnostics. 1. vyd. Berlin: Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2010. 566 s. ISBN 978-3-642-25849-7. (EN)
HRABEC, Ladislav, HELEBRANT, František a MAZALOVÁ, Jana. Technická diagnostika a spolehlivost III. Ustavování strojů. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2007. 91 s. ISBN 978-80-248-1449-0. (CS)
JAMRICHOVÁ, Zuzana a kolektiv. Diagnostika strojov a zariadení. 1. vyd. Žilina: EDIS – vydavatel´stvo Žilinskej univerzity, 2011. 281 s. ISBN 978-80-554-0385-4. (SK)
SMETANA, Ctirad a kolektiv. Hluk a vibrace, měření a hodnocení. 1. vyd. Praha: Sdělovací technika, 1998. 188 s. ISBN 80-901936-2-5. (CS)
ŽIARAN, Stanislav. Nízkofrekvenčný hluk a kmitanie. 1. vyd. Bratislava: Slovenská technická univerzita v Bratislave, vydavateľstvo STU, 2016. 316 s. ISBN 978-80-227-4536-9. (SK)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-AIŘ-P magisterský navazující 2 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Zdeněk Hadaš, Ph.D.

Osnova

  1. Význam technické diagnostiky, základní pojmy a terminologie. Rozdělení technické diagnostiky dle různých kritérií.
  2. Analýza signálu používaná v diagnostice. Signál – rozdělení a popis. Měřicí řetězec, kanál. Multifunkční měřicí karty. Signálové analyzátory. Rušení měření. Digitalizace analogových signálů. Kvantování a vzorkování. Frekvenční analýza. Fourierova transformace. DFT a FFT transformace. Aliasing. Chyba únikem. Příklady analyzátorů s využitím v diagnostice průmyslových systémů.
  3. Příčiny poruch technických zařízení. Porucha-mechanizmus a příčiny vzniku poruch. Opotřebení. Další příčiny poruch. Porucha, vada, poškození.
  4. Nedestruktivní zkoušení (NDT). Účel, vybrané metody a techniky NDT. Poškození, poruchy (vady) ložisek.
  5. Technická diagnostika. Diagnostikovatelnost. Diagnóza. Porucha, vada. Diagnostická veličina, prostředky, systém. Diagnostik. Rozdělení technické diagnostiky podle diagnostické veličiny a zařízení. Multiparametrická diagnostika. Modely diagnostikovaných objektů.
  6. Současné trendy technické diagnostiky. Vzdálený monitoring, správa on-line systému, vyhodnocení dat, vizualizace. Diagnostický expertní systém. Umělá inteligence, využití fuzzy množin a neuronových sítí.
  7. Vibrace. Měřené veličiny-výchylka, rychlost, zrychlení. Měření vibrací-vibrometry, vibroměry, analyzátory. Snímače vibrací a jejich vlastnosti. MEMS akcelerometry. Kalibrační křivka, citlivost snímačů. Připevnění snímačů. Vibrace měřené na nerotujících částech stroje.
  8. Hodnocení vibrací. Frekvenční analýza. Nastavení analyzátoru. Metody analýzy spektra. Kaskádové diagramy. Fázový posun. Obálka zrychlení. Spektrograf. Kepstrální analýza. Alternativní metody k měření technického stavu valivých ložisek. Orbitální analýza. Modální analýza. Metoda zviditelnění provozních tvarů kmitů. Měření fáze. On-line diagnostika vibrací. Trendy ve vibrodiagnostice. On-line systémy vibrací od různých firem. On-line systém vibrací-systém SIPLUS CMS.
  9. Základy diagnostiky závad. Statická, dynamická a momentová nevyváženost, letmo uložený rotor, nesouosost. Ohnutý hřídel, excentrický rotor. Ozubené a řemenové převody. Čerpadla a kompresory. Rezonance. Elektromotory. Provozní vibrodiagnostika – vyvažování, ustavování, vibrodiagnostika valivých ložisek, diagnostika elektromotorů, převodovek, strojních systémů.
  10. Elektrická zařízení a jejich diagnostika. Diagnostika asynchronních motorů – vady a poruchy, FFT analýza statorového proudu, diagnostické metody zaměřené na vinutí stroje, měření zkratu mezi vinutími a fázemi. Diagnostika transformátorů, částečných výbojů a izolačních kapalin. Diagnostika kabelů.
  11. Pasivní a aktivní termografie. Hluková diagnostika. Akustická emise. Ultrazvuk.
  12. Diagnostika stavu opotřebení strojních součástí. Diagnostika degradace maziva. Montážní a optické měření.
  13. Spolehlivost prvků a systémů. Obnovitelný a neobnovitelný objekt. Opravitelný a neopravitelný objekt. Ukazatele spolehlivosti. Metody zvyšování spolehlivosti. Údržba. Generace údržby. Rozdělení údržby. Moderní přístupy v údržbě. Celková (totální) produktivní údržba (TPM). Virtuální a rozšířená realita. Digitální dvojče. Edge computing.

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Zdeněk Hadaš, Ph.D.

Osnova

  1. Off-line diagnostika, pochůzková diagnostika, analyzátory vibrací.
  2. Měření vibrací s analyzátorem A4500-VA5 Pro. DDS software. Emulátor prostředí VIRTUAL UNIT.
  3. Měření a hodnocení vibrací s analyzátorem A4500-VA5 Pro.
  4. On-line systémy vibrací. Přehled, použití v praxi.
  5. On-line systémy vibrací (Simotics Connect 400), popis, použití, data.
  6. Systém vibrací SIPLUS CMS, popis, rozbor, využití v praxi.
  7. Systém SIPLUS CMS-měření a zpracování dat.
  8. Hodnocení vibrací pomocí neuronových sítí, fuzzy systémů a expertních systémů.
  9. Elektrodiagnostika strojů a zařízení, praktická měření.
  10. Termodiagnostika, použití, praktická činnost.
  11. Multiparametrická diagnostika a diagnostický protokol.
  12. Údržba, metoda TPM (totální produktivní údržba), řešení reálných případů z průmyslové praxe. Prediktivní údržba. OMEGA-prediktivní údržba.
  13. Spolehlivost prvků a systémů. Příklady z praxe.