Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Hydrauliczne i pneumatyczne układy automatyki
Course of study:
2019/2020
Code:
RAIR-1-601-n
Faculty of:
Mechanical Engineering and Robotics
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Automatics and Robotics
Semester:
6
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Part-time studies
Responsible teacher:
dr inż. Korzeniowski Roman (korzerom@agh.edu.pl)
Module summary

Moduł poświęcono płynowym układom automatyki. Uczestnik po ukończeniu modułu posiada: wiedzę i umiejętności w zakresie doboru, eksploatacji i modelowania elementów automatyki.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 potrafi pracować w zespole, wspólnie definiować priorytety i cele pracy oraz przekazywać innym studentom zdobytą wiedzę w celu osiągnięcia wspólnie zdefiniowanego celu AIR1A_K02 Execution of laboratory classes
M_K002 potrafi ocenić ryzyko związane z eksploatacją układów pneumatycznych, hydraulicznych i elektrycznych dla napięć nie przekraczających 1kVoraz prezentuje postawę zgodną z obowiązującymi przepisami BHP AIR1A_K02 Execution of laboratory classes
Skills: he can
M_U001 potrafi wyznaczać i analizować podstawowe charakterystyki pneumatycznych i hydraulicznych zaworów proporcjonalnych i serwozaworów AIR1A_U08 Report,
Execution of laboratory classes,
Test results
M_U002 potrafi wyznaczyć wartości strat ciśnienia w hydraulicznych oporach liniowych, miejscowych i zastępczych AIR1A_U08 Test,
Execution of exercises
M_U003 potrafi przeprowadzić analizę wpływu zmian właściwości czynnika roboczego na parametry pracy układu hydraulicznego AIR1A_U08 Test,
Execution of exercises
M_U004 potrafi wyznaczyć podstawowe parametry eksploatacyjne konwencjonalnych układów hydraulicznych AIR1A_U08 Test,
Execution of exercises
M_U005 potrafi przeprowadzić analizę teoretyczną, obliczenia oraz dobrać zawór proporcjonalny do układu hydraulicznego AIR1A_U08 Test,
Execution of exercises
M_U006 potrafi tworzyć modele matematyczne hydraulicznych układów napędowo-sterujących AIR1A_U08 Execution of exercises
M_U007 potrafi w układzie elektropneumatycznym zidentyfikować jego poszczególne elementy i określić pełnione przez nie role AIR1A_U08 Report,
Execution of laboratory classes,
Test results
M_U008 potrafi na podstawie schematu pneumatycznego i schematu połączeń elektrycznych zrealizować połączenia i uruchomić układ elektropneumatyczny AIR1A_U08 Report,
Execution of laboratory classes,
Test results
M_U009 potrafi przeprowadzić analizę działania układu elektropneumatycznego na podstawie schematu pneumatycznego i schematu połączeń elektrycznych AIR1A_U08 Report,
Execution of laboratory classes,
Test results
M_U010 potrafi dobrać nastawy regulatora dla wybranych pneumatycznych układów automatyki AIR1A_U08 Execution of laboratory classes
Knowledge: he knows and understands
M_W001 ma wiedzę w zakresie konstrukcji, zasady działania i parametrów technicznych dwustopniowych pneumatycznych zaworów rozdzielających sterowanych elektrycznie AIR1A_W08 Report,
Execution of laboratory classes,
Test results
M_W002 ma wiedzę dotyczącą elementów elektrycznych stosowanych w układach elektropneumatycznych AIR1A_W08 Test results,
Report,
Execution of laboratory classes
M_W003 ma wiedzę w zakresie budowy i zasady działania układu elektropneumatycznego AIR1A_W08 Report,
Execution of laboratory classes,
Test results
M_W004 ma wiedzę w zakresie obowiązującej w technice proporcjonalnej i serwozaworowej nomenklatury AIR1A_W08 Report,
Execution of laboratory classes,
Test results
M_W005 ma wiedzę w zakresie parametrów technicznych i charakterystyk opisujących właściwości zaworów proporcjonalnych i serwozaworów AIR1A_W08 Report,
Execution of laboratory classes,
Test results
M_W006 ma wiedzę w zakresie struktury i zasady działania pneumatycznych i hydraulicznych układów sterowania dławieniowego AIR1A_W08 Report,
Execution of laboratory classes,
Test results
M_W007 ma wiedzę w zakresie regulatorów stosowanych w sterowaniu pneumatycznych i hydraulicznych układów dławieniowych AIR1A_W08 Report,
Execution of laboratory classes,
Test results
M_W008 ma wiedzę w zakresie struktury i zasady działania hydraulicznych układów sterowania objętościowego AIR1A_W08 Report,
Execution of laboratory classes,
Test results
M_W009 ma wiedzę w zakresie tworzenia statycznych i dynamicznych modeli układów pneumatycznych i hydraulicznych AIR1A_W08 Execution of exercises
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
30 14 8 8 0 0 0 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 potrafi pracować w zespole, wspólnie definiować priorytety i cele pracy oraz przekazywać innym studentom zdobytą wiedzę w celu osiągnięcia wspólnie zdefiniowanego celu - + + - - - - - - - -
M_K002 potrafi ocenić ryzyko związane z eksploatacją układów pneumatycznych, hydraulicznych i elektrycznych dla napięć nie przekraczających 1kVoraz prezentuje postawę zgodną z obowiązującymi przepisami BHP - - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 potrafi wyznaczać i analizować podstawowe charakterystyki pneumatycznych i hydraulicznych zaworów proporcjonalnych i serwozaworów + - + - - - - - - - -
M_U002 potrafi wyznaczyć wartości strat ciśnienia w hydraulicznych oporach liniowych, miejscowych i zastępczych + + - - - - - - - - -
M_U003 potrafi przeprowadzić analizę wpływu zmian właściwości czynnika roboczego na parametry pracy układu hydraulicznego + + - - - - - - - - -
M_U004 potrafi wyznaczyć podstawowe parametry eksploatacyjne konwencjonalnych układów hydraulicznych + + - - - - - - - - -
M_U005 potrafi przeprowadzić analizę teoretyczną, obliczenia oraz dobrać zawór proporcjonalny do układu hydraulicznego + + - - - - - - - - -
M_U006 potrafi tworzyć modele matematyczne hydraulicznych układów napędowo-sterujących + + - - - - - - - - -
M_U007 potrafi w układzie elektropneumatycznym zidentyfikować jego poszczególne elementy i określić pełnione przez nie role - - + - - - - - - - -
M_U008 potrafi na podstawie schematu pneumatycznego i schematu połączeń elektrycznych zrealizować połączenia i uruchomić układ elektropneumatyczny - - + - - - - - - - -
M_U009 potrafi przeprowadzić analizę działania układu elektropneumatycznego na podstawie schematu pneumatycznego i schematu połączeń elektrycznych - - + - - - - - - - -
M_U010 potrafi dobrać nastawy regulatora dla wybranych pneumatycznych układów automatyki - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 ma wiedzę w zakresie konstrukcji, zasady działania i parametrów technicznych dwustopniowych pneumatycznych zaworów rozdzielających sterowanych elektrycznie + - + - - - - - - - -
M_W002 ma wiedzę dotyczącą elementów elektrycznych stosowanych w układach elektropneumatycznych + - + - - - - - - - -
M_W003 ma wiedzę w zakresie budowy i zasady działania układu elektropneumatycznego + - + - - - - - - - -
M_W004 ma wiedzę w zakresie obowiązującej w technice proporcjonalnej i serwozaworowej nomenklatury + - + - - - - - - - -
M_W005 ma wiedzę w zakresie parametrów technicznych i charakterystyk opisujących właściwości zaworów proporcjonalnych i serwozaworów + + + - - - - - - - -
M_W006 ma wiedzę w zakresie struktury i zasady działania pneumatycznych i hydraulicznych układów sterowania dławieniowego + + + - - - - - - - -
M_W007 ma wiedzę w zakresie regulatorów stosowanych w sterowaniu pneumatycznych i hydraulicznych układów dławieniowych + + + - - - - - - - -
M_W008 ma wiedzę w zakresie struktury i zasady działania hydraulicznych układów sterowania objętościowego + - + - - - - - - - -
M_W009 ma wiedzę w zakresie tworzenia statycznych i dynamicznych modeli układów pneumatycznych i hydraulicznych + + - - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 125 h
Module ECTS credits 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 30 h
Preparation for classes 37 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 15 h
Realization of independently performed tasks 41 h
Examination or Final test 2 h
Module content
Lectures (14h):
  1. Modelowanie matematyczne hydraulicznych elementów i układów automatyki
  2. Analiza dynamiczna hydraulicznych układów sterowania objętościowego
  3. Analiza dynamiczna hydraulicznych układów sterowania dławieniowego
  4. Technika elektrohydraulicznego sterowania proporcjonalnego
  5. Zastosowanie rozdzielaczy proporcjonalnych w elementarnych układach hydraulicznych
  6. Proporcjonalne zawory sterujące ciśnieniem i natężeniem przepływu
  7. Technika serwozaworowa
  8. Modelowanie matematyczne pneumatycznych elementów i układów automatyki
  9. Technika elektropneumatycznego sterowania proporcjonalnego
  10. Zastosowania hydraulicznych i pneumatycznych układów automatyki
Auditorium classes (8h):
  1. Właściwości oporów liniowych:

    - wyznaczanie strat ciśnienia dla oporów hydraulicznych liniowych,
    - analiza wpływu charakteru przepływu czynnika roboczego na właściwości oporów,
    - analiza wpływu czynników środowiskowych na właściwości układów z oporami,
    - projektowanie elementów równoważnych.

  2. Właściwości oporów miejscowych i zastępczych:

    - wyznaczanie miejscowych strat ciśnienia,
    - wyznaczanie oporów zastępczych,
    - analiza wpływu charakteru przepływu czynnika roboczego na właściwości oporów.

  3. Analiza właściwości płynowych układów automatyki:

    - analiza podstawowych parametrów pracy układów hydrostatycznych dla warunków
    ustalonych.

  4. Analiza teoretyczna, obliczenia i dobór zaworów proporcjonalnych i serwozaworów:

    - analiza parametrów technicznych zaworów proporcjonalnych i serwozaworów,
    - dobór zaworów proporcjonalnych i serwozaworów elektrohydraulicznych do
    wybranych układów napędowo-sterujących.

Laboratory classes (8h):
  1. Budowanie, uruchamianie i nastawianie parametrów pracy elektropneumatycznych układów sterowania:

    - konstrukcja zaworów elektropneumatycznych dwustopniowych,
    - podstawowe parametry eksploatacyjne zaworów elektropneumatycznych
    dwustopniowych,
    - elementy pomiarowe stosowane w elektropneumatycznych układach automatyki,
    - elektryczne elementy przełączające stosowane w elektropneumatycznych układach
    automatyki.

  2. Konstrukcja i parametry techniczne elektropłynowych zaworów proporcjonalnych i serwozaworów:

    - konstrukcja pneumatycznych zaworów o działaniu proporcjonalnym sterujących
    ciśnieniem,
    - konstrukcja pneumatycznych zaworów o działaniu proporcjonalnym sterujących
    kierunkiem i natężeniem przepływu,
    - konstrukcja hydraulicznych serworozdzielaczy sterujących natężeniem i kierunkiem
    przepływu,
    - wyznaczanie podstawowych charakterystyk dla zaworów proporcjonanych o
    konstrukcji suwakowej.

  3. Budowa, zasada działania, uruchamianie i nastawianie parametrów pracy pneumatycznych i elektropneumatycznych napędów pozycyjnych:

    - konstrukcja pneumatycznych układów sterowania dławieniowego na przykładzie
    pneumatycznych i elektropneumatycznych napędów pozycyjnych ze szczególnym uwzględnieniem rodzaju napędu, typu wzmacniacza pneumatycznego, rodzaju
    sprzężenia zwrotnego oraz sposobu realizacji układu regulacji,
    - analiza zasady działania pneumatycznych i elektropneumatycznych napędów
    pozycyjnych,
    - uruchomienie i nastawianie parametrów pracy wybranych ustawników pozycyjnych.

  4. Wyznaczanie podstawowych charakterystyk pracy układów sterowania objętościowego:

    - budowa przekładni hydrostatycznej,
    - wyznaczanie podstawowych charakterystyk dla układów sterowania dławieniowego i
    objętościowego na przykładzie hydraulicznych układów nastawiania prędkości
    obrotowej silnika pracującego w układzie o zmiennym momencie obciążenia,
    - porównanie właściwości regulacyjnych oraz strat energii zachodzących w wybranych
    układach hydrostatycznych.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Auditorium classes: Podczas zajęć audytoryjnych studenci na tablicy rozwiązują zadane wcześniej problemy. Prowadzący na bieżąco dokonuje stosowanych wyjaśnień i moderuje dyskusję z grupą nad danym problemem.
  • Laboratory classes: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Zaliczenie ćwiczeń audytoryjnych odbywa się na podstawie średniej ważonej ocen z kolokwium, z
uwzględnieniem obecności oraz aktywności na zajęciach.
Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych odbywa się na podstawie średniej ważonej ocen z testów
obejmujących zagadnienia z poszczególnych ćwiczeń laboratoryjnych. Warunkiem koniecznym
uzyskania zaliczenia jest przesłanie kompletu sprawozdań.
Poprawa kolokwium lub testów odbywa się w terminach i zasadach określonych przez prowadzącego zajęcia.
Do egzaminu mogą przystąpić wyłącznie osoby posiadające zaliczenie z ćwiczeń audytoryjnych i laboratoryjnych.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Auditorium classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci przystępując do ćwiczeń są zobowiązani do przygotowania się w zakresie wskazanym każdorazowo przez prowadzącego (np. w formie zestawów zadań). Ocena pracy studenta może bazować na wypowiedziach ustnych lub pisemnych w formie kolokwium, co zgodnie z regulaminem studiów AGH przekłada się na ocenę końcową z tej formy zajęć.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa wystawiana jest na podstawie średniej ważonej ocen z ćwiczeń audytoryjnych, laboratoriów i egzaminów.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

W przypadku nieobecności na ćwiczeniach audytoryjnych lub laboratoryjnych, nie przekraczających 30% ogólnej liczny zajęć, student kontaktuje się z prowadzącym zajęcia w celu wyznaczenia formy uzupełnienia
zaległości.

Prerequisites and additional requirements:

Do uczestnictwa w kursie wymagane jest wcześniejsze ukończenie kursów:
Napędy i Sterowanie Hydrauliczne i Pneumatyczne

Recommended literature and teaching resources:
  1. Pluta J., Materiały wykładowe z przedmiotu “Hydrauliczne i Pneumatyczne Układy Automatyki” na zasadach rękopisu, www.hpua.agh.edu.pl
  2. Pizoń A., Hydrauliczne i elektrohydrauliczne układy sterowania i regulacji. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne 1987
  3. Jędrzykiewicz Z., Panuszka R., Pizoń A.; pod red. Andrzeja Pizonia., Zbiór zadań z elementów i układów hydraulicznych w automatyce. Wydawnictwa AGH 1977
  4. Stryczek S., Napęd hydrostatyczny, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne 1997
  5. Osiecki A., Hydrostatyczny napęd maszyn″, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne 1998
Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:
  1. Korzeniowski R., Pluta J., Podsiadło J.: Application of electropneumatic servo-drives to the vibrations, Hydraulika a Pneumatika; ISSN 1335-5171, 2005
  2. Korzeniowski R.: Badanie elektropneumatycznego układu wibroizolacji z adaptacyjnym układem stabilizacji wibroizolowanej masy, Wpływ wibracji na otoczenie: XI sympozjum : Janowice, 28–30 września 2007, Instytut Mechaniki Stosowanej Politechniki Krakowskiej, Kraków 2007
  3. Kowal J., Konieczny J., Snamina J., Sibielak M., Karwat B., Rączka W., Korzeniowski R., Orkisz P., Zawartka P., Smoter A.: Modelowanie, analiza i synteza sterowania zawieszeniami pojazdów – wybrane zagadnienia, red. Konieczny J., Kraków: Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie. Katedra Automatyzacji Procesów, 2016, (Monografie Katedry Automatyzacji Procesów AGH w Krakowie; 17), ISBN: 978-83-64755-19-4
    #Korzeniowski R., Pluta J.: Laboratory Tests of Hydraulic Power Supply Under Dynamic States, ICCC’2007, proceedings of 8th International Carpathian Control Conference : XXXIInd seminary ASR’2007 “Instruments & Control”; 21st Automated Systems of Control of Technological Processes (ASR TP 2007); 9th Automatyzacja maszyn, urządzeń i procesów (APRO): High Tatras, Slovak Republic, May 24–27, 2007, eds. Podlubný I., Kostúr K.; SSAKI Slovak Society for Applied Cybernetics and Informatics, Technical University of Košice, Faculty BERG – Košice, TU BERG Faculty, 2007
    #Grzybek D., Micek P.: Automation of the Hydraulic Cylinders Synchronization System Treated as MIMO Control System, krasynt 2015 : 2nd Krakow Symposium on Science and Technology, ed. Nawrocka A., Flaga S., AGH University of Science and Technology. Faculty of Mechanical Engineering and Robotics. Department of Process Control, Kraków 2015, ISBN: 978-83-64755-18-7
Additional information:

None