F7DILAKS - Laboratorní automatizace, řízení kultivačních systémů

Cílem předmětu je seznámit studenty s graficky orientovaným vývojovým prostředím LabVIEW z hlediska využití pro sběr a analýzu procesní dat, řízení systémů a generování signálů a možnosti komunikace s externím HW prostřednictvím standardu VISA. Koncepce předmětu je nastavena na maximálním využíti expresních řešení a návrhových vzorů pro rychlý vývoj aplikace. Praktické cvičení předmětu budou zaměřena na sběř procesních veličin a automatizaci perfuzních systémů bioreaktoru pro tkáňové inženýrství.

Standardně probíhá výuka kontaktní formou a předmět je zakončen ústní zkouškou, které předchází písemná příprava. V případě, že počet studentů je menší než 5, může výuka probíhat v podobě řízeného samostudia s pravidelnými konzultacemi. Dále je požadováno vypracování písemné studie studentem na zadané téma z oboru. Podmínkou pro připuštění ke zkoušce je absolvování dvou laboratorních cvičení (doloženo protokolem podepsaným studentem, vedoucím cvičení a garantem předmětu). Protokoly budou archivovány v referátu pro doktorské studium.

Osnova přednášek:

1.Virtuální Instrumentace - úvod, historie, uplatnění v průmyslu, vědě a výzkumu, způsob tvorby kódy

2.Konvence tvorby kódu, dataflow způsob programování, expresní nástroje

3.Cykly, rozhodovací algoritmy, události

4.Návrhové vzory a šablony pro sběr dat a analýzu a řízení

5.Systémy DAQ pro sběr dat a generování signálu, možnosti propojení s jiným

6.Připojení laboratorních přístrojů přes standardy VISA a IVI, laboratorní automatizace

7.Standardizované laboratorní protokoly

8.Vedení signálu ze snímačů a řízení akčních členů, analogové, digitální rozhraní

9.Automatizované logování dat

10.Dynamické kultivační systémy – nároky na provoz, implementace do inkubátorů

Osnova cvičení (bloková forma výuky po 4 vyučovacích hodinách):

1.Základy práce v systému LabVIEW, využití expresních nástrojů pro vytvoření aplikace, návrhové vzory pro sběr dat a automatizaci procesů, stavový automat, producent-konzument.

2.Sběr dat ze senzorů neelektrických veličiny pomocí systému DAQ, analýza a úprava signálů v reálném čase, záznam do formátu TDSMs pro další postprocessing – sběr procesních veličin z bioreaktoru, laboratorní instrumentace a řízení, připojení externího HW a komunikace prostřednictvím standardu VISA – řízení perfuzního systému bioreaktoru.

Cílem předmětu je seznámit studenty s graficky orientovaným vývojovým prostředím LabVIEW z hlediska využití pro sběr a analýzu procesní dat, řízení systémů a generování signálů a možnosti komunikace s externím HW prostřednictvím standardu VISA. Koncepce předmětu je nastavena na maximálním využíti expresních řešení a návrhových vzorů pro rychlý vývoj aplikace. Praktické cvičení předmětu budou zaměřena na sběř procesních veličin a automatizaci perfuzních systémů bioreaktoru pro tkáňové inženýrství.

Povinná literatura:

[1]Learn LabVIEW na webu ni.com. Learn LabVIEW [online]. Austin, TX: NI, 2017 [cit. 2018-03-16]. Dostupné z: http://www.ni.com/academic/students/learn-labview/

[2]VLACH, Jaroslav, Josef HAVLÍČEK a Martin VLACH. Začínáme s LabVIEW. Ilustroval Viktorie VLACHOVÁ. Praha: BEN - technická literatura, 2008. ISBN 978-80-7300-245-9.

Doporučená literatura:

[1]PECHOUŠEK, Jiří. Základy programování v prostředí LabVIEW. Olomouc: Univerzita Palackého, 2004. ISBN 80-244-0800-7.

Modul A