Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Aparatura automatyzacji
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
EAiR-1-506-s
Wydział:
Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Automatyka i Robotyka
Semestr:
5
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Oprzędkiewicz Krzysztof (kop@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Zgodnie z opisem wykładu i laboratorium.

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 Zna i rozumie pojęcia związane z aparaturą i systemami automatyki przemysłowej AiR1A_W02, AiR1A_W03 Egzamin
M_W002 Dysponuje wiedzą z zakresu poprawnej konstrukcji systemu sterowania typowymi wielkościami fizycznymi, obejmującą: poprawny dobór urządzenia pomiarowego, regulatora i siłownika do procesu z uwzględnieniem wymagań stawianych przez specyfikę danego procesu. AiR1A_W02, AiR1A_W07, AiR1A_W03, AiR1A_W04 Egzamin
M_W003 Dysponuje widzą z zakresu zastosowań i konfiguracji cyfrowych urządzeń sterowania (przetworniki, regulatory, elementy sieci przemysłowych) AiR1A_W02, AiR1A_W03, AiR1A_W04 Egzamin
M_W004 Dysponuje wiedzą z zakresu inżynierskich metod dostrajania regulatora PID do sterowanego procesu AiR1A_W02, AiR1A_W03 Egzamin
Umiejętności: potrafi
M_U001 Potrafi korzystać z DTR elementów i urządzeń automatyki sprzętu w języku polskim i angielskim w celu pozyskania informacji niezbędnych do wykonania określonych zadań AiR1A_U01, AiR1A_U02, AiR1A_U03 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U002 Potrafi praktycznie stosować narzędzia programistyczne służące do konfiguracji urządzeń i systemów automatyki (przetworniki inteligentne, sterowniki PLC). AiR1A_U03, AiR1A_U06, AiR1A_U07 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U003 Potrafi skonfigurować i wykonać testy poprawności działania elementów automatyki (regulator, przetwornik) AiR1A_U09, AiR1A_U05 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U004 Potrafi poprawnie zaprojektować, skonfigurować i uruchomić prosty rzeczywisty układ regulacji automatycznej. AiR1A_U05, AiR1A_U06 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Egzamin
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Potrafi współpracować w grupie podczas realizacji określonych zadań AiR1A_K03 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_K002 Ma świadomość wypływu podejmowanych przez siebie decyzji na poprawność pracy systemu automatyki w różnych warunkach AiR1A_K02 Egzamin
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
70 28 0 42 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 Zna i rozumie pojęcia związane z aparaturą i systemami automatyki przemysłowej + - - - - - - - - - -
M_W002 Dysponuje wiedzą z zakresu poprawnej konstrukcji systemu sterowania typowymi wielkościami fizycznymi, obejmującą: poprawny dobór urządzenia pomiarowego, regulatora i siłownika do procesu z uwzględnieniem wymagań stawianych przez specyfikę danego procesu. + - - - - - - - - - -
M_W003 Dysponuje widzą z zakresu zastosowań i konfiguracji cyfrowych urządzeń sterowania (przetworniki, regulatory, elementy sieci przemysłowych) + - - - - - - - - - -
M_W004 Dysponuje wiedzą z zakresu inżynierskich metod dostrajania regulatora PID do sterowanego procesu + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi korzystać z DTR elementów i urządzeń automatyki sprzętu w języku polskim i angielskim w celu pozyskania informacji niezbędnych do wykonania określonych zadań - - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi praktycznie stosować narzędzia programistyczne służące do konfiguracji urządzeń i systemów automatyki (przetworniki inteligentne, sterowniki PLC). - - + - - - - - - - -
M_U003 Potrafi skonfigurować i wykonać testy poprawności działania elementów automatyki (regulator, przetwornik) - - + - - - - - - - -
M_U004 Potrafi poprawnie zaprojektować, skonfigurować i uruchomić prosty rzeczywisty układ regulacji automatycznej. + - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Potrafi współpracować w grupie podczas realizacji określonych zadań - - + - - - - - - - -
M_K002 Ma świadomość wypływu podejmowanych przez siebie decyzji na poprawność pracy systemu automatyki w różnych warunkach + - - - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 150 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 70 godz
Przygotowanie do zajęć 28 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 20 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 30 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (28h):
wykłady

1. Podstawowe pojęcia związane z aparaturą automatyki (2godz)
Proces technologiczny, elementy i urządzenia automatyki, normy związane z aparaturą automatyki, metody graficznej prezentacji systemów automatyki, podejścia do zagadnień związanych z aparaturą automatyki z punktu widzenia technologa, automatyka i konstruktora aparatury.
2. Schemat automatyzacji rzeczywistego procesu, jego elementy i zasady ich poprawnego doboru (2godz)
Schemat automatyzacji rzeczywistego procesu/obiektu i jego elementy: czujnik i przetwornik pomiarowy, regulator, siłownik i element nastawczy. Powiązanie schematu rzeczywistego ze schematem „teoretycznym” . Podstawowe i dodatkowe funkcje elementów systemu. Ogólne zasady konfiguracji sprzętowej układu regulacji automatycznej.
3. Przykłady czujników pomiarowych stosowanych w automatyce przemysłowej (6godz)
Przemysłowe czujniki do pomiaru: temperatury (termopara i termometr rezystancyjny), ciśnienia (piezorezystancyjny i pojemnościowy), natężenia przepływu (zwężka, przepływomierz indukcyjny i pojemnościowy), poziomu (elektromechaniczny, pojemnościowy, ultradźwiękowy). Zasada działania, obszary zastosowań, czynniki zakłócające pomiar, zasady poprawnego doboru, montażu i eksploatacji.
4. Przetworniki stosowane w układach automatyki (4 godz)
Przetworniki pomiarowe: scalone przetworniki do współpracy z czujnikami temperatury, przykład przetwornika do współpracy z piezorezystancyjnym czujnikiem ciśnienia, konfiguracja sprzętowa i funkcjonalność przetwornika inteligentnego. Elementy pneumatyki regulacyjnej: mieszek, membrana, element dysza-przesłona, równoważnia pneumatyczna, wzmacniacz pneumatyczny. Przykłady konstrukcji przetworników elektropneumatycznych.
5. Zasady konstrukcji i eksploatacji systemów automatyki w warunkach zagrożenia pożarowego i wybuchowego (2godz)
Przykłady obiektów i instalacji o podwyższonym zagrożeniu wybuchowym i pożarowym. Uwagi ogólne o konstrukcji i utrzymaniu w ruchu instalacji automatyki oraz o konstrukcji urządzeń i elementów automatyki w wykonaniu „Ex” . Podejście systemowe w konstrukcji systemu automatyki dla instalacji o podwyższonym zagrożeniu wybuchowym i pożarowym. Bariery ochronne-budowa i zastosowanie.
6. Sieci przemysłowe (4godz)
Różnice pomiędzy siecią przemysłową i biurową i podstawowe wymagania stawiane przed siecią przemysłową. Topologie sieci przemysłowych i protokoły dostępu do medium. Przykłady sieci: HART, PROFIBUS, PROFINET.
7. Regulatory-konstrukcja i programowanie (5 godz)
Regulatory bezpośredniego działania -przykłady konstrukcji. Architektura sprzętowa regulatora cyfrowego / sterownika PLC: jednostka centralna, układy pamięci, układy wejść i wyjść analogowych i cyfrowych. Zasady programowania cyfrowych regulatorów PID, ogólne uwagi o metodach programowania sterowników PLC: elementy oprogramowania, typy danych, języki programowania, spełnienie wymagań czasu rzeczywistego przez system PLC.
8. Siłowniki i elementy wykonawcze (2 godz)
Klasyfikacja, cechy użytkowe i obszary zastosowań siłowników: pneumatycznych (membranowe i tłokowe), hydraulicznych oraz elektrycznych (elektromagnetyczne i silnikowe). Siłowniki pneumatyczne: konstrukcja i sterowanie siłowników membranowych i tłokowych. Siłowniki hydrauliczne: sterowanie z wykorzystaniem rozrządu suwakowego Siłownik elektryczny silnikowy: schemat konstrukcyjny i sterowanie. Elementy sterujące mocą elektryczną w systemach sterowania temperaturą: falowniki i przekaźniki półprzewodnikowe.
9. Przykłady realizacji systemów automatyki i nadzoru dla rzeczywistych obiektów i procesów (2godz).

Ćwiczenia laboratoryjne (42h):
laboratoria

LABORATORIUM

ĆWICZENIE 0 (wstęp): (PLCSIM+TIA PORTAL): Konfiguracja sprzętowa systemu PLC z panelem operatorskim (SIEMENS, TIA PORTAL),

ĆWICZENIE 1: Układ stabilizacji ciśnienia ( sterownik TRUCK) ,

ĆWICZENIE 2: Układ regulacji temperatury (SIEMENS),

ĆWICZENIE 3: Sterowanie układem lewitacji powietrznej (SIEMENS),

ĆWICZENIE 4: Konfiguracja i uruchomienie sieci przemysłowej PROFINET (SIEMENS),

ĆWICZENIE 5. Dobór nastaw regulatorów przemysłowych (EFTRONIK XS),

ĆWICZENIE 6. Asynchroniczny silnik klatkowy z falownikiem (falownik SIEMENS),

ĆWICZENIE 7. Programowanie sterowników PLC – język drabinkowy (SIEMENS),

CWICZENIE 8. Bezpośrednie sterowanie cyfrowe z użyciem środowiska VisiDaq oraz systemu ADAM 5000,

CWICZENIE 9.System sterowania orientowanych ogniw słonecznych (VisiDaq+Adam4000),

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 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:

Laboratorium: do otrzymania oceny pozytywnej z laboratorium niezbędne jest zaliczenie co najmniej8 ćwiczeń na 9, obejmujące: pozytywne zdanie kolokwium ustnego (ocena co najmniej 2.5), poprawne wykonanie ćwiczenia (ocena kropka lub plus) oraz oddanie sprawozdania na następnych zajęciach. Zaliczenie wszystkich ćwiczeń w pierwszym terminie oraz zebranie odpowiedniej ilości ocen „plus” za wykonanie pozwala na podniesienie oceny z laboratorium o ½ stopnia lub cały stopień.

Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest zaliczenie laboratorium.

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 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 to średnia z ocen z: laboratorium i egzaminu, przy czym obie oceny muszą być pozytywne (co najmniej 3.0)

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

Nieobecności można odrobić na terminach poprawkowych, organizowanych pod koniec semestru.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Znajomość fizyki, podstaw automatyki oraz elementarne informacje z mechaniki i elektroniki.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1 Gilewski T. "Podstawy programowania sterowników SIMATIC S7-1200 w języku SCL, Wyd BTC 2015.
2 Komor Z. „Aparatura Automatyki” skrypt PW 1995.
3 Kasprzyk J. „Programowanie sterowników przemysłowych” wyd. WNT 2006.
4 Nawrocki W. „Sensory i systemy pomiarowe” Wyd P Poz 2001, 2006,
5 Skoczowski S. „Technika regulacji temperatury. Systemy regulacji, regulatory przemysłowe” Wyd. PAR 2000
6 Kwaśniewski J. "Język tekstu strukturalnego w sterownikach SIMATIC S7-1200 i S7-1500, BTC 204
7 Kwaśniewski J. “Inteligentny dom i inne systemy sterowania w 100 przykładach”, BTC 2011.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak