bakalářská práce

Návrh, konstrukce a programové vybavení autonomní buňky "Sodovač" pro testbed Průmyslu 4.0

Text práce 7.1 MB Příloha 3.56 MB

Autor práce: Ing. Petr Dvorský

Ak. rok: 2018/2019

Vedoucí: doc. Ing. Václav Kaczmarczyk, Ph.D.

Oponent: Ing. Ondřej Baštán

Abstrakt:

Cílem této bakalářské práce je návrh a realizace autonomní buňky pro tvorbu sody do zkušebního zařízení – testbed – pro Průmysl 4.0. Nejprve je v této práci předestřen obecný přístup k problematice řešení realizace autonomní buňky. Dále je popsán samotný konstrukční návrh, hydro-pneumatický systém, elektrické zapojení a programové vybavení buňky. Konstrukční návrh byl proveden v  CADu NX 12 (Siemens PLM software).  Většina z konstrukčních částí, které byly vytisknuty pomocí 3D tisku, byly vytvořeny na tiskárně od firmy Tarantula. Hydro-pneumatické schéma bylo vytvořeno v programu SMC-PneuDraw 2.8 s maximálním provozním tlakem systému 8,2 Baru. Elektrická dokumentace byla vytvořena v elektrickém CADu WSCAD.  Pro řízení a komunikaci je autonomní buňka osazena jedním PLC SIMATIC S7-1200 (CPU 1214C DC/DC/DC), HMI panelem (SIMATIC HMI KPT400 BASIC) a switchem – síťovým přepínačem - Linksys SD205. Programové vybavení buňky bylo vytvořeno v prostředí TIA Portal.

Klíčová slova:

Průmysl 4.0, Testbed, 3D tisk, CAD, Pneumatický systém, NX 12, PLC, HMI, WSCAD, TIA Portal

Termín obhajoby

11.06.2019

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Průběh obhajoby

Student obhájil bakalářskou práci. Reagoval na všechny dotazy komise i na připomínky oponenta

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Elektrotechnika, elektronika, komunikační a řídicí technika (EEKR-B)

Studijní obor

Automatizační a měřicí technika (B-AMT)

Složení komise

prof. Ing. Rudolf Jalovecký, CSc. (předseda)
doc. Ing. Zdeněk Bradáč, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Václav Kaczmarczyk, Ph.D. (člen)
Ing. Stanislav Klusáček, Ph.D. (člen)
Ing. Lukáš Pohl, Ph.D. (člen)
Ing. Miloslav Richter, Ph.D. (člen)

Ve své práci se student zabýval návrhem a realizací výrobní buňky pro testbed výrobní továrny pracují dle principů Industry 4.0.
Práce je členěna do pěti kapitol (vyjma úvodu a závěru). V rámci kapitoly č. 2 student popisuje základní koncepci testbedu a jeho stav před počátkem jeho prací. Dále prochází jednotlivá rozhraní charakteristická pro buňku, jejichž prostřednictvím dochází k výměně výrobků a dat. Závěrem kapitoly se věnuje principu sycení vody v buňce a představuje a vysvětluje koncepci budoucí práce. Touto kapitolou jsou splněny body 1 a 2 zadání. V rámci dalších kapitol student popisuje mechanický návrh buňky, vybavení snímači, akčními členy a řízením a v neposlední řadě programové vybavení. Na základě požadavků vedoucího student realizoval programové vybavení tak, aby byla buňka připojitelná do budoucího systému testbedu.
Celá práce je po odborné stránce dobře zpracovaná, výtku mám pouze ke stručněji zpracovanému úvodu k testbedu a principům Industry 4.0 (2.1 a 2.2). Po formální stránce stránce nemohu práci nic vytknout.
Student pracoval v průběhu roku systematicky a cílevědomě, úspěšně a ve stanovených termínech plnil dílčí úkoly a cíle.
Vzhledem ke všem těmto skutečnostem navrhuji hodnotit práci známkou A. Výsledný počet bodů navržený vedoucím: 95

Známka navržená vedoucím: A

Posudek oponenta
Ing. Ondřej Baštán

Cílem předložené práce byl návrh realizace autonomní buňky sodovače pro výukový testbed průmyslu 4.0. Zadání práce je komplexní a multidisciplinárně zaměřené.
Práce je sepsána celkem na 37 stranách (od úvodu po závěr) a obsahuje jak papírové tak elektronické přílohy. Práce je psána čtivou formou a po formální stránce velmi kvalitně zpracována. Použitá literatura odpovídá typu práce. V první kapitole student popisuje koncepci testbedu a uvádí jej do souvislostí s technologiemi provázanými s iniciativou průmyslu 4.0. Následně se zaměřuje na technologický princip sycení pitné vody a popis HW a SW vybavení a nástrojů. V kapitolách 3 a 4 jsou pak důsledně popsány stěžejní konstruované komponenty hydropneumatické rozvody buňky. Student při návrhu bere v úvahu související fyzikální vlastnosti a svá řešení podkládá matematickými výpočty. V závěrečné části pak student popisuje princip řízení, který je navržen v souladu se standardem S88 (Batch control). Součástí této kapitoly je rovněž návrh vizualizací.
V práci se vyskytují drobné formální a odborné chyby. V rovnici 3.1 jsou chybně uvedeny jednotky u rozměrů nerezového tanku a hustoty vody. Student rovněž místy uvádí informace, u kterých není jasné, zda jsou převzaty z literatury, nebo jedná-li se o vlastní experiment. Příkladem může být závěr prvního odstavce kapitoly 2.5 diskutující nadměrnou konzumaci perlivých nápojů. Cituji:
,, Mnoho lidí těmito nápoji pravidelně zahání žízeň, avšak je obecně známo, že jejich nadměrná konzumace může vést k problémům s trávicím traktem, jako jsou nadměrné říhání, plynatost a nadýmání.,,
Celkově se však student práce zhostil velice zodpovědně, a prokázal své nadprůměrné odborné znalosti. Proto práci navrhuji k obhajobě s hodnocením 95b, A. Otázky k obhajobě:
  1. V popisu nástroje WS CAD uvádíte, že ho lze použít pro technologická schémata rozvodů kapalin a plynů. Jaké jsou výhody vámi použitého SMC-PneuDraw oproti WS CAD?
Výsledný počet bodů navržený oponentem: 95

Známka navržená oponentem: A

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová