Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Sterowanie ciągłymi procesami produkcyjnymi
Course of study:
2019/2020
Code:
ZZIP-1-602-s
Faculty of:
Management
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Management and Production Engineering
Semester:
6
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
Responsible teacher:
Majewska Katarzyna (kmajewsk@zarz.agh.edu.pl)
Module summary

Celem modułu jest zapoznanie studentów z podstawami matematycznymi opisu, analizy i syntezy ciągłych układów sterowania. Student nabywa umiejętności projektowania prostych układów sterowania, dokonywania analizy i interpretacji rozwiązań. Moduł prezentuje zagadnienia z zakresu modelów podstawowych elementów automatyki, ich charakterystyk czasowych i częstotliwościowych, stabilności, sterowalności i obserwowalności, regulacji dwupołożeniowej, regulacji PID, sterowników PLC, sterowania fuzzy.

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 jest gotów współdziałać i pracować w grupie, przestrzegać zasad etyki zawodowej i wymagać tego od innych ZIP1A_K03 Execution of laboratory classes,
Activity during classes
Skills: he can
M_U001 potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe; interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski wykorzystując do tego metody analityczne, symulacyjne i eksperymentalne ZIP1A_U01 Test,
Execution of laboratory classes,
Report
Knowledge: he knows and understands
M_W001 zna i rozumie w zaawansowanym stopniu wybrane fakty, obiekty i zjawiska oraz zagadnienia z zakresu sterowania, modelowania i automatyzacji procesów technicznych z wykorzystaniem wspomagania komputerowego ZIP1A_W05 Execution of laboratory classes,
Test
M_W002 zna metody i narzędzia pozwalające opisywać procesy i relacje między nimi zachodzące ZIP1A_W06 Execution of laboratory classes,
Test
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 15 0 15 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 jest gotów współdziałać i pracować w grupie, przestrzegać zasad etyki zawodowej i wymagać tego od innych - - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe; interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski wykorzystując do tego metody analityczne, symulacyjne i eksperymentalne - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 zna i rozumie w zaawansowanym stopniu wybrane fakty, obiekty i zjawiska oraz zagadnienia z zakresu sterowania, modelowania i automatyzacji procesów technicznych z wykorzystaniem wspomagania komputerowego + - + - - - - - - - -
M_W002 zna metody i narzędzia pozwalające opisywać procesy i relacje między nimi zachodzące + - + - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 50 h
Module ECTS credits 2 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 30 h
Preparation for classes 8 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 6 h
Realization of independently performed tasks 6 h
Module content
Lectures (15h):
Wykład

1. Podstawowe definicje i pojęcia automatyki (1 godz).
2. Modele układów automatyki – równania różniczkowe, opis układu w przestrzeni stanów, transmitancja operatorowa, transmitancja widmowa (2 godz).
3. Transformata Laplace’a – właściwości (1 godz).
4. Podstawowe elementy automatyki – opis, własności (1 godz).
5. Charakterystyki czasowe i częstotliwościowe podstawowych elementów automatyki (2 godz).
6. Schematy blokowe, sprzężenie zwrotne (1 godz).
7. Układy regulacji, regulacja dwupołożeniowa, regulacja ciągła, przemysłowe regulatory PID (3 godz).
8. Inne typy regulatorów np. fuzzy. Sterowniki programowalne PLC (2 godz).
9. Stabilność układów automatyki (1 godz).
10. Sterowalność i obserwowalność układów automatyki (1 godz).

Laboratory classes (15h):
Laboratoria

1. Charakterystyki czasowe podstawowych obiektów dynamicznych.
2. Charakterystyki częstotliwościowe podstawowych obiektów dynamicznych.
3. Właściwości sprzężenia zwrotnego.
4. Regulatory ciągłe. Dobór regulatora. Metoda Zieglera Nicholsa doboru nastaw regulatora.
5. Regulacja ciągła prędkości obrotowej silnika prądu stałego.
6. Regulacja dwupołożeniowa temperatury.
7. Badanie stabilności układów liniowych.

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.
  • 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:

Warunkiem dopuszczenia do wykonania ćwiczeń laboratoryjnych jest uzyskanie pozytywnej oceny z kolokwium wejściowego. Warunkiem zaliczenia laboratorium jest wykonanie wszystkich ćwiczeń, oddanie wszystkich sprawozdań zespołu, uzyskaniu pozytywnej oceny z kolokwium zaliczeniowego. W przypadku nieuzyskania zaliczenia w wymaganym terminie, każdemu studentowi przysługuje jeden termin zaliczenia poprawkowego na zasadach ustalonych z prowadzącym.

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.
  • 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:

Warunkiem zaliczenia modułu jest uzyskanie pozytywnej oceny z ćwiczeń laboratoryjnych. Ocena końcowa wystawiana jest w oparciu o ocenę z zajęć laboratoryjnych z uwzględnieniem aktywności na wykładach (możliwość podniesienia oceny o 0,5 stopnia).
Ocena z ćwiczeń laboratoryjnych jest średnią ocen z kolokwiów wejściowych, kolokwium zaliczeniowego i sprawozdań.

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

W przypadku nieobecności na zajęciach decyzja o możliwości i formie uzupełnienia zaległości należy do prowadzącego zajęcia, z zastrzeżeniem zapisów wynikających z Regulaminu Studiów.

Prerequisites and additional requirements:

Algebra i rachunek różniczkowy, Fizyka, Elektrotechnika i elektronika, Metrologia

Recommended literature and teaching resources:

1. Kaczorek T. Podstawy teorii sterowania, PWN, Warszawa 2005.
2. Kowal J. , Podstawy automatyki, AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków, 2004.
3. Zakrzewski J (red.), Laboratorium podstaw automatyki, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2001.
4. Wiszniewski A. (red.), Teoria sterowania. Ćwiczenia laboratoryjne, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1997.
5. Buczek B., Automatyka i robotyka w Excelu, Wydawnictwo MIKOM, Warszawa 2002.
6. Hejmo W. (red.), Laboratorium podstaw automatyki, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 1991.
7. Węgrzyn S., Podstawy automatyki, PWN, Warszawa 1980.

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

1. Majewska K., Mikulik J., Distributed control of DC motor with random delays in communication network, In: 3rd International Congress on Intelligent Building Systems – InBuS 2004 / texts comp. Jerzy Mikulik. – Kraków : Wyd. Text, s. 125-130, 2004.
2. Hejmo W., Majewska K., On a singular phenomenon in certain time-optimal feedback structure, In: Proceedings of the 15th International Conference on Systems Science : 7-10 September 2004, Wrocław, Poland. Vol. 1, Plenary and invited papers, systems theory, identification / eds.: Zdzisław Bubnicki, Adam Grzech. – Wrocław : Ofic. Wydaw. PWroc., str. 271-280, 2004.
3. Majewska K., Zastosowanie sieci neuronowej do sterowania czasooptymalnego obiektem nieliniowym, W: Metody sztucznej inteligencji w automatyzacji procesów, Rabka 13-15 kwietnia 2000 r. : materiały konferencyjne / pod red. Lecha A. Bukowskiego i Władysława Hejmo. – Kraków : Wydz. Inż. Elektr. Komputer., Inst. Autom. / PKrak., str. 90-97, 2000.
4. Hejmo W., Majewska K., Niejednoznaczne rozwiązania czasooptymalne w pewnym zamkniętym układzie sterowania Czas. Tech., Elektrot. / PK. – 2000, Z. 4-E, s. 1-11, Czasopismo Techniczne. Elektrotechnika. – PK, Z. 4-E, str. 1-11, 2000,
5. Majewska K., Mikulik J., Automatic recognition of threats in mantraps using MATLAB software, Przegląd Elektrotechniczny, str. 222-229, 2012.
6. Majewska K, Oscylacyjne procesy czasooptymalne, Materiały konferencyjne XV Krajowej Konferencji Automatyki, tom 1, str. 325 – 330, Warszawa 2005.

Additional information:

Testy na platformie e-learningowej. Wykorzystywane oprogramowanie – WinFACT, MATLAB, Excel.