Doc. Ing. Ladislav
Maixner, CSc.,
Českomoravská
společnost pro automatizaci
Ve světě kolem nás hraje automatizace stále významnější roli. Tvrzení se netýká jen výrobní sféry, kde jedním z předpokladů efektivní produktivity práce je zpravidla i přiměřené využití automatizačních prostředků, ale i oblasti předvýrobní a nevýrobní (zabezpečovací technika, automatizace provozu budov atd.). Tvůrci učebních plánů všech oborů středních škol jsou si významu automatizace všech oblastí lidské činnosti vědomi a v potřebném rozsahu zařazují předměty automatizace a automatizační technika téměř do všech oborů na technických středních školách.
Absolventi technických středních škol se stávají uživateli prostředků vybavených automatizační technikou a mnohdy i jejími tvůrci. Konkurenční tlaky vedou k používání stále nových metod a hlavně prostředků automatizační techniky, aby bylo dosaženo požadovaných efektů. To ovšem znamená vybavit absolventy středních škol poznatky o nejnovějších konstrukčních prvcích automatizační techniky i o jejich využití. Rychlý rozvoj oboru působí, že se dosud používané učební pomůcky a především učebnice stávají stále méně aktuálními.
Výuka automatizace na středních školách se stala námětem semináře, který pro učitele středních škol uspořádala v říjnu 1996 Českomoravská společnost pro automatizaci ve spolupráci se Střední průmyslovou školou v Kutné Hoře. Výsledkem jednání byla dohoda o přípravě učebních textů pro předměty automatizace a automatizační technika, které by s využitím všech nejnovějších poznatků a prostředků zachytily oblast automatizace v plné šíři její rozmanitosti.
Českomoravské společnosti pro automatizaci se podařilo soustředit potřebnou skupinu středoškolských a vysokoškolských učitelů - odborníků - k práci na textech.
Veškerá látka byla rozdělena do čtyř tematických celků, soustředěných do samostatných sešitů:
1. Systémové pojetí
automatizace
2. Automatické
řízení
3. Prostředky
automatizační techniky
4. Automatické
systémy
Každý tematický celek zpracoval kolektiv asi pěti odborníků. Sešity byly důsledně lektorovány našimi předními specialisty v automatizaci a konzultovány ve VÚOŠ Praha.
Skupinu autorů prvního sešitu vedl doc. Ing. Branislav Lacko, CSc. (VUT Brno). Sešit obsahuje historický vývoj automatizace, výklad základních pojmů, objasňuje důvody vedoucí k uplatnění automatizace a její přínosy. Popisuje metodiku systémového přístupu k uplatnění automatizace a základy využití projektového řízení. Samostatná kapitola je věnována systémovým návrhům automatizace ve výrobě ve vztahu k technologičnosti konstrukce výrobku a k využité výrobní technologii. Závěr sešitu tvoří úvod do kybernetiky a přehled základních trendů v automatizaci.
Druhý sešit (Ing. Rudolf Voráček, VOŠ a SPŠ Žďár nad Sázavou) obsahuje výklad spojité i nespojité automatické regulace. Jsou popsány vlastnosti členů regulačního obvodu i regulovaných soustav, algebra blokových schémat, vlastnosti regulátorů, kritéria kvality regulačních obvodů. Je objasněno logické řízení, kombinační logika, základy Booleovy algebry a sekvenční logika. Je zmíněna fuzzy logika a podán popis programovatelných automatů. Tematiku sešitu uzavírá Úvod do diskrétního (nespojitého) řízení.
Prostředky automatizační techniky jsou obsaženy ve třetím sešitu, jehož hlavním autorem je doc. Ing. Pavel Beneš, CSc. (ČVUT Praha). Prostředky jsou rozděleny nejprve podle vztahu k informaci, podle energie signálu, podle druhu signálu, konstrukce, funkce ad. Jsou popsány prostředky pro získávání informace (čidla, vysílače, snímače), prostředky pro získávání a úpravu signálu (mechanický, pneumatický, hydraulický a optický přenos, zesilovače, tvarovače, filtry, převodníky) a prostředky pro zpracování informace (relé, stykače, integrované obvody, ústřední regulační členy P, PD, PI, PID, nespojité regulátory, PLC atd.). Velká pozornost je věnována akčním členům elektrické motory, krokové motory, lineární pohony, pneumatické pohony, hydraulické pohony a regulační orgány.
Záměrem čtvrtého sešitu (Dr. Ing. František Oplatek, ISŠ-COP Sezimovo Ústí) je podat přehled využití automatizace v systémech. Velmi podrobně jsou rozebrány průmyslové roboty a manipulátory, jejich konstrukce, pohony, převody, odměřování, programování i příklady využití. Následující kapitola o číslicovém řízení výrobních strojů obsahuje interpolační postupy, principy CNC řízení obráběcích strojů a příklady programování. Jednotícím prvkem automatických systémů jsou prostředky přenosu informací (komunikace). Kromě popisu jednotlivých přenosových kanálů a sběrnic se autor zabývá topologií, metodami přístupu a technickými prostředky sítí, včetně modemů a potřebné modulace. Automatizované a automatické výrobní systémy jsou demonstrovány především na příkladech pružných výrobních systémů pro obrábění s využitím CIM. Nevýrobní systémy jsou reprezentovány automatickými zabezpečovacími systémy a automatickou technikou bytů a budov.
Náplň učebních textů je koncipována tak, že poskytuje větší množství informací, než je možné v omezeném rozsahu vyučovacích hodin s žáky probrat. Tím je učiteli poskytnuta možnost vybrat látku tak, aby jeho tematický plán byl v souladu s předepsanou učební osnovou předmětu, vyhovoval zaměření školy, formoval znalosti žáka v souladu s požadavky, které na absolventy kladou průmyslové subjekty a naplňoval vlastní představy učitele.
Pro žáky a studenty je nejúčinnější metodou poznání příklad z praxe nebo procvičení látky na vhodných učebních pomůckách v laboratoři. Praktická cvičení zpravidla doprovázejí výuku automatizační techniky na středních školách. Proto je v textech zařazena zvláště v sešitu 2 a 3, celá řada cvičení a laboratorních prací. Jsou zde rovněž doporučeny učební pomůcky, které jsou vhodné k cvičení a navrženy jednotlivé laboratorní úlohy.
Vhodné učební pomůcky čidla, stavebnice regulačních obvodů, programovatelné automaty, počítače, průmyslové roboty (vhodné pro školy), CNC stroje a systémy, pneumatické a hydraulické stavebnice a příslušné programové prostředky – jsou nezbytné pro efektivní výuku automatizace a automatizační techniky. Proto snahou škol, školských úřadů i vedení resortu by mělo být vytvářet podmínky pro nákup didaktické techniky pro výuku automatizace v rámci daných možností rozpočtu.
Využití zpracovaných odborných učebních textů pro automatizaci není omezeno pouze na výuku na středních školách. Obecná platnost a systémové pojetí zpracování umožňují využít texty i jako učební pomůcky např. v rámci uplatnění norem pro řízení jakosti i při snaze o aplikaci systému TQM.
Všechny čtyři díly učebnice „Automatizace a automatizační prostředky“ (v celkovém rozsahu 700 stran textu) vyšly v roce 2000 v nakladatelství Computer Press Brno.
K 30. 6. 2006 bylo prodáno: