Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Hydrauliczne i pneumatyczne układy automatyki
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RAIR-1-501-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Automatyka i Robotyka
Semestr:
5
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
dr inż. Korzeniowski Roman (korzerom@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Zapewnia wiedzę i umiejętności w zakresie doboru, eksploatacji, modelowania i analizy działania płynowych elementów automatyki, mających zastosowanie w dławieniowych i objętościowych układach sterowania w hydraulice i pneumatyce. W szczególny sposób podkreślono zagadnienia z zakresu techniki proporcjonalnej i serwozaworowej.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 ma wiedzę w zakresie konstrukcji, zasady działania i parametrów technicznych dwustopniowych pneumatycznych zaworów rozdzielających sterowanych elektrycznie AIR1A_W08 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wynik testu zaliczeniowego
M_W002 ma wiedzę w zakresie budowy i zasady działania układu elektropneumatycznego AIR1A_W08 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wynik testu zaliczeniowego
M_W003 ma wiedzę w zakresie konstrukcji przetworników elektromechanicznych, wzmacniaczy pneumatycznych i hydraulicznych, stosowanych sprzężeń zwrotnych oraz modułów elektroniki AIR1A_W08 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wynik testu zaliczeniowego
M_W004 ma wiedzę w zakresie obowiązującej w technice proporcjonalnej i serwozaworowej nomenklatury AIR1A_W08 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wynik testu zaliczeniowego
M_W005 ma wiedzę w zakresie parametrów technicznych i charakterystyk opisujących właściwości zaworów proporcjonalnych i serwozaworów AIR1A_W08 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wynik testu zaliczeniowego
M_W006 ma wiedzę w zakresie struktury i zasady działania pneumatycznych i hydraulicznych układów sterowania dławieniowego AIR1A_W08 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wynik testu zaliczeniowego
M_W007 ma wiedzę w zakresie regulatorów stosowanych w sterowaniu pneumatycznych i hydraulicznych układów dławieniowych AIR1A_W08 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wynik testu zaliczeniowego
M_W008 ma wiedzę w zakresie struktury i zasady działania hydraulicznych układów sterowania objętościowego AIR1A_W08 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wynik testu zaliczeniowego
M_W009 ma wiedzę w zakresie tworzenia statycznych i dynamicznych modeli układów pneumatycznych i hydraulicznych AIR1A_W08 Wykonanie ćwiczeń
Umiejętności: potrafi
M_U001 potrafi w układzie elektropneumatycznym zidentyfikować jego poszczególne elementy i określić pełnione przez nie role AIR1A_U08 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wynik testu zaliczeniowego
M_U002 potrafi na podstawie schematu pneumatycznego i schematu połączeń elektrycznych zrealizować połączenia i uruchomić układ elektropneumatyczny AIR1A_U08 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wynik testu zaliczeniowego
M_U003 potrafi przeprowadzić analizę działania układu elektropneumatycznego na podstawie schematu pneumatycznego i schematu połączeń elektrycznych AIR1A_U08 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wynik testu zaliczeniowego
M_U004 potrafi wyznaczać i analizować podstawowe charakterystyki pneumatycznych i hydraulicznych zaworów proporcjonalnych i serwozaworów AIR1A_U08 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wynik testu zaliczeniowego
M_U005 potrafi dobrać nastawy regulatora dla wybranych pneumatycznych układów automatyki AIR1A_U08 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U006 potrafi wyznaczyć wartości strat ciśnienia w hydraulicznych oporach liniowych, miejscowych i zastępczych AIR1A_U08 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń
M_U007 potrafi przeprowadzić analizę wpływu zmian właściwości czynnika roboczego na parametry pracy układu hydraulicznego AIR1A_U08 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń
M_U008 potrafi wyznaczyć podstawowe parametry eksploatacyjne konwencjonalnych układów hydraulicznych AIR1A_U08 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń
M_U009 potrafi przeprowadzić analizę teoretyczną, obliczenia oraz dobrać zawór proporcjonalny do układu hydraulicznego AIR1A_U08 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń
M_U010 potrafi tworzyć modele matematyczne hydraulicznych układów napędowo-sterujących AIR1A_U08 Wykonanie ćwiczeń
Kompetencje społeczne: jest gotów do
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 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
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 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
54 26 14 14 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 ma wiedzę w zakresie konstrukcji, zasady działania i parametrów technicznych dwustopniowych pneumatycznych zaworów rozdzielających sterowanych elektrycznie + - + - - - - - - - -
M_W002 ma wiedzę w zakresie budowy i zasady działania układu elektropneumatycznego + - + - - - - - - - -
M_W003 ma wiedzę w zakresie konstrukcji przetworników elektromechanicznych, wzmacniaczy pneumatycznych i hydraulicznych, stosowanych sprzężeń zwrotnych oraz modułów elektroniki + - + - - - - - - - -
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 + + - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 potrafi w układzie elektropneumatycznym zidentyfikować jego poszczególne elementy i określić pełnione przez nie role - - + - - - - - - - -
M_U002 potrafi na podstawie schematu pneumatycznego i schematu połączeń elektrycznych zrealizować połączenia i uruchomić układ elektropneumatyczny - - + - - - - - - - -
M_U003 potrafi przeprowadzić analizę działania układu elektropneumatycznego na podstawie schematu pneumatycznego i schematu połączeń elektrycznych - - + - - - - - - - -
M_U004 potrafi wyznaczać i analizować podstawowe charakterystyki pneumatycznych i hydraulicznych zaworów proporcjonalnych i serwozaworów + - + - - - - - - - -
M_U005 potrafi dobrać nastawy regulatora dla wybranych pneumatycznych układów automatyki - - + - - - - - - - -
M_U006 potrafi wyznaczyć wartości strat ciśnienia w hydraulicznych oporach liniowych, miejscowych i zastępczych + + - - - - - - - - -
M_U007 potrafi przeprowadzić analizę wpływu zmian właściwości czynnika roboczego na parametry pracy układu hydraulicznego + + - - - - - - - - -
M_U008 potrafi wyznaczyć podstawowe parametry eksploatacyjne konwencjonalnych układów hydraulicznych + + - - - - - - - - -
M_U009 potrafi przeprowadzić analizę teoretyczną, obliczenia oraz dobrać zawór proporcjonalny do układu hydraulicznego + + + - - - - - - - -
M_U010 potrafi tworzyć modele matematyczne hydraulicznych układów napędowo-sterujących + + - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
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 - - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 126 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 54 godz
Przygotowanie do zajęć 30 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 15 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 25 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (26h):
  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. Elementy sterujące rozdzielaczy dławiących
  9. Systematyka oporów hydraulicznych występujących w układach sterowania i regulacji dławieniowej
  10. Mostki hydrauliczne
  11. Modelowanie matematyczne pneumatycznych elementów i układów automatyki
  12. Technika elektropneumatycznego sterowania proporcjonalnego
  13. Urządzenia elektryczne w hydraulicznych i pneumatycznych układach automatyki
  14. Hydrauliczne układy sterowania typu LOAD SENSING (LS)
  15. Zastosowania hydraulicznych i pneumatycznych układów automatyki
Ćwiczenia audytoryjne (14h):
  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 liniowymi,
    - projektowanie elementów hydraulicznie 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. Modelowanie matematyczne płynowych układów sterowania dławieniowego

    - synteza modelu matematycznego na przykładzie serwonapędu elektrohydraulicznego,
    - analiza właściwości modelowanego układu.

  5. Modelowanie matematyczne płynowych układów sterowania objętościowego

    - synteza modelu matematycznego na przykładzie przekładni hydrostatycznej,
    - analiza właściwości modelowanego układu.

  6. 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.

Ćwiczenia laboratoryjne (14h):
  1. Budowa, zasada działania i parametry techniczne elementów sterujących i pomiarowych stosowanych w układach elektropneumatycznych:

    - 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. Budowa, uruchamianie i nastawianie parametrów pracy kombinacyjnych i sekwencyjnych układów sterowania elektropneumatycznego:

    - wprowadzenie do sterowania układami elektropneumatycznymi,
    - synteza techniczna kombinacyjnych układów sterowania elektropneumatycznego,
    - synteza techniczna sekwencyjnych układów sterowania elektropneumatycznego.

  3. Kanstrukcja 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.

  4. 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.

  5. 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,

  6. Synteza modeli matematycznych płynowych układów automatyki z wykorzystaniem pakietu Matalb/Simulink:

    - synteza modeli matematycznych,
    - prowadzenie symulacji,
    - analiza uzyskanych wyników.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia audytoryjne: Podczas zajęć audytoryjnych studenci na tablicy rozwiązują zadane wcześniej problemy. Prowadzący na bieżąco dokonuje stosowanych wyjaśnień i moderuje dyskusję z grupą nad danym problemem. Komplet materiałów do zajęć zamieszczono na stronie internetowej przedmiotu.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: 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 oddanie kompletu sprawozdań.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
  • Ćwiczenia audytoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
Sposób obliczania oceny końcowej:

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

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

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

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

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

Zalecana literatura i pomoce naukowe:
  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
Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:
  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
  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
  5. 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
Informacje dodatkowe:

Brak