Detail předmětu

Diagnostika průmyslových systémů

FSI-VMD-K Ak. rok: 2025/2026 Letní semestr

Předmět je zaměřen na problematiku technické diagnostiky průmyslových systémů. Student v rámci výuky získá rozsáhlé teoretické a především praktické znalosti a zkušenosti, které uplatní ve své budoucí průmyslové praxi. Posouzení stavu průmyslových zařízení je součástí managementu každé menší i velké firmy, napomáhá zisku, konkurenceschopnosti a celkově rozvoji firmy. Samozřejmě na komplexní diagnostiku musí navazovat i důsledná údržba, která je také probírána v rámci výuky. Výuka předmětu důsledně vychází z nejnovějších současných moderních poznatků. Obsah probíraných témat vyplývá z osnovy přednášek a laboratorních cvičení.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Miloš Hammer, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a informatiky

Vstupní znalosti

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

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

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.

Použití předmětu ve studijních plánech

Program N-AIŘ-K: Aplikovaná informatika a řízení, magisterský navazující, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Konzultace v kombinovaném studiu

13 hod., povinná

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.

Konzultace

43 hod., nepovinná

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

9 hod., povinná

Osnova


  1. Off-line diagnostika, analyzátory vibrací.

  2. Měření vibrací s analyzátorem A4500-VA5 Pro.

  3. Měření a hodnocení vibrací s analyzátorem A4500-VA5 Pro.

  4. On-line systémy vibrací-Multilog On-line systems IMx-8.

  5. On-line systémy vibrací (Simotics Connect 400), popis, použití, data.

  6. Systém vibrací SIPLUS CMS, popis, rozbor, použití.

  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.

  13. Spolehlivost prvků a systémů. Příklady z praxe.