Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Pracownia automatyki procesowej
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
EAiR-1-721-s
Wydział:
Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Automatyka i Robotyka
Semestr:
7
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr inż. Tutaj Andrzej (tutaj@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Zajęcia w ramach Pracowni automatyki procesowej mają dwojaki charakter i biegną dwutorowo. Z jednej strony, mają stanowić pomoc dla studentów w przygotowaniu pracy inżynierskiej i służyć monitorowaniu związanych z tym postępów. Z drugiej, mają poszerzyć wiedzę i umiejętności studentów przez zaangażowanie ich w realizację praktycznych projektów związanych z dziedziną sterowania procesów przemysłowych. Zakresy projektów dobierane są tak, by korespondowały z tematami prac dyplomowych uczestników.

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 zasady modelowania przemysłowych procesów ciągłych oraz sposoby identyfikacji parametrów modeli. AiR1A_W02 Projekt,
Aktywność na zajęciach
M_W002 Zna zasady implementacji algorytmów sterowania z użyciem platform programowo-sprzętowych stosowanych w przemyśle, jak sterowniki PLC czy systemu SCADA. AiR1A_W02 Projekt,
Aktywność na zajęciach
M_W003 Zna typowe wielkości manipulowane i regulowane w układach automatyki procesowe, charakter występujących tam zakłóceń, typowe zadania regulacji, skalę czasową związaną z dynamiką procesów. AiR1A_W04, AiR1A_W02 Projekt,
Aktywność na zajęciach
Umiejętności: potrafi
M_U001 Umie prowadzić badania literaturowe i wyszukiwać potrzebne mu dane i informacje o charakterze technicznym w tradycyjnych oraz internetowych źródłach wiedzy i bazach danych. AiR1A_U01 Przygotowanie pracy dyplomowej,
Sprawozdanie,
Aktywność na zajęciach
M_U002 Potrafi opisać w sposób zrozumiały, uporządkowany, metodyczny i wyczerpujący inżynierskie zadanie projektowe, które wykonał bądź samodzielnie, bądź jako członek niewielkiego zespołu. AiR1A_U02 Przygotowanie pracy dyplomowej,
Aktywność na zajęciach,
Sprawozdanie
M_U003 Potrafi pracować w ramach niewielkiego zespołu projektowego, organizować czas pracy, dzielić się zadaniami z pozostałymi członkami i sprawnie się z nimi komunikować. AiR1A_U03 Sprawozdanie,
Przygotowanie pracy dyplomowej,
Aktywność na zajęciach
M_U004 Potrafi zaproponować strukturę układu regulacji dla realizacji postawionego zadania sterowania. AiR1A_U05 Sprawozdanie,
Przygotowanie pracy dyplomowej,
Aktywność na zajęciach
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student docenia znaczenie specjalistycznej wiedzy i umiejętności nabytych w trakcie dotychczasowej edukacji dla rozwiązywania złożonych problemów technicznych i inżynierskich. Jest też świadom niedostatków swojej wiedzy i widzi zasadność dalszej edukacji. AiR1A_K01 Sprawozdanie,
Przygotowanie pracy dyplomowej,
Aktywność na zajęciach
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
56 0 0 56 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 zasady modelowania przemysłowych procesów ciągłych oraz sposoby identyfikacji parametrów modeli. - - + - - - - - - - -
M_W002 Zna zasady implementacji algorytmów sterowania z użyciem platform programowo-sprzętowych stosowanych w przemyśle, jak sterowniki PLC czy systemu SCADA. - - + - - - - - - - -
M_W003 Zna typowe wielkości manipulowane i regulowane w układach automatyki procesowe, charakter występujących tam zakłóceń, typowe zadania regulacji, skalę czasową związaną z dynamiką procesów. - - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Umie prowadzić badania literaturowe i wyszukiwać potrzebne mu dane i informacje o charakterze technicznym w tradycyjnych oraz internetowych źródłach wiedzy i bazach danych. - - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi opisać w sposób zrozumiały, uporządkowany, metodyczny i wyczerpujący inżynierskie zadanie projektowe, które wykonał bądź samodzielnie, bądź jako członek niewielkiego zespołu. - - + - - - - - - - -
M_U003 Potrafi pracować w ramach niewielkiego zespołu projektowego, organizować czas pracy, dzielić się zadaniami z pozostałymi członkami i sprawnie się z nimi komunikować. - - + - - - - - - - -
M_U004 Potrafi zaproponować strukturę układu regulacji dla realizacji postawionego zadania sterowania. - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student docenia znaczenie specjalistycznej wiedzy i umiejętności nabytych w trakcie dotychczasowej edukacji dla rozwiązywania złożonych problemów technicznych i inżynierskich. Jest też świadom niedostatków swojej wiedzy i widzi zasadność dalszej edukacji. - - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 125 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 56 godz
Przygotowanie do zajęć 24 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 23 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 22 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Ćwiczenia laboratoryjne (56h):

Zajęcia w ramach pracowni biegną dwutorowo.
W części poświęconej pomocy w przygotowaniu pracy inżynierskiej studenci zapoznają się z wymaganiami dotyczącymi tego typu opracowania. Omawiana jest typowa struktura pracy dyplomowej, oczekiwana zawartość, sposób prezentacji materiału, zasady podziału na rozdziały, dobór kolejności prezentacji treści, nadawanie pracy logicznego układu. Zwracana jest uwaga na konieczność zachowania proporcji prezentowanych materiałów. Studenci poznają również wskazówki dotyczące stylu wypowiedzi oraz kwestie redakcji i formatowania dokumentu. Objaśniane są zasady doboru źródeł literaturowych i powoływania się na nie w treści pracy. Podkreślana jest rola graficznych form prezentacji materiału oraz omawiane są zasady umieszczania ich w pracy.
W części projektowej studenci realizują w grupach lub indywidualnie projekty związane tematycznie z modelowaniem, projektowaniem, badaniami symulacyjnymi, doborem algorytmów i struktur realizacji, czy wreszcie implementacją sprzętową układów automatycznego sterowania ciągłych procesów przemysłowych. Tematy projektów w każdej edycji pracowni dobierane są niezależnie, tak by w jak najlepszym stopniu odpowiadały tematom prac inżynierskich studentów biorących udział w zajęciach. Projekty są realizowane bądź w środowisku symulacji komputerowych, bądź z użyciem rzeczywistych regulatorów przemysłowych i obiektów sterowania w małej skali albo wreszcie z wykorzystaniem technik HIL czy RCP, gdzie część elementów stanowiska jest rzeczywista, a część – emulowana. Zwieńczenie prac realizowanych przez studentów stanowi przygotowywane przez nich sprawozdanie pisemne.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Ćwiczenia laboratoryjne: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie ze wskazówkami i materiałami przekazanymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się z tematyki wykonywanego ćwiczenia. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie pisemnego sprawozdania i prezentacji rozwiązania postawionego problemu.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Warunkiem otrzymania zaliczenia z pracowni automatyki procesowej jest zarówno zrealizowanie zadanego projektu, jak i wykazanie się satysfakcjonującymi postępami w realizacji pracy dyplomowej. Ocenę z realizacji projektu wystawia prowadzący zajęcia pracowni, na podstawie sprawozdania przygotowanego przez studentów. W przypadku oceny negatywnej, studenci mają prawo do poprawienia lub ponownego przygotowania sprawozdania. Stopień zaawansowania pracy dyplomowej jest określany przez prowadzącego pracownię w porozumieniu z opiekunem (promotorem) pracy.

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

Ocena końcowa z zajęć pracowni jest równa ocenie z realizowanego w jej ramach projektu.

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

Szczegółowy sposób nadrobienia zaległości, wynikający z nieobecności studenta na zajęciach, jest indywidualnie ustalany z prowadzącym, który wskazuje zakres i termin prac, które student powinien wykonać. Wyrównywanie zaległości realizowane jest zasadniczo w ramach samodzielnej pracy studenta. Nadrobieniu podlegają zarówno opóźnienia w przygotowaniu pracy dyplomowej, jak i w wykonaniu projektu realizowanego w ramach pracowni.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Zajęcia w ramach “pracowni automatyki procesowej” przeznaczone są dla studentów, którzy wybrali temat pracy dyplomowej związany z tematyką sterowania procesami przemysłowymi, głównie ciągłymi. Od uczestników wymagana jest wiedza z zakresu modelowania systemów dynamicznych z czasem ciągłym, identyfikacji parametrów takich modeli, prowadzenia eksperymentów identyfikacyjnych, teorii sterowania i algorytmów regulacji, programowania sterowników PLC i budowania aplikacji dla systemów SCADA.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Literatura w języku polskim:
Witold Byrski, Obserwacja i sterowanie w systemach dynamicznych, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Akademii Górniczo-Hutniczej, Kraków 2007
Jan Tadeusz Duda , Modele matematyczne, struktury i algorytmy nadrzędnego sterowania komputerowego, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków 2003
Wojciech Grega, Metody i algorytmy sterowania cyfrowego w układach scentralizowanych i rozproszonych, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków 2004
Jerzy Brzózka, Regulatory cyfrowe w automatyce, Mikom, Warszawa 2002
Jerzy Brzózka, Regulatory i układy automatyki, Mikom, Warszawa 2004
Piotr Tatjewski, Sterowanie zaawansowane obiektów przemysłowych. Struktury i algorytmy, Akademicka Oficyna Wydawnicza Exit, Warszawa 2002
Jerzy Warych, Aparatura chemiczna i procesowa, wydanie trzecie zmienione, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2004
Jan Szargut, Termodynamika Techniczna, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2011
Literatura w języku angielskim:
Karl Johan Åström, Tore Hägglund, PID controllers. Theory, design and tuning, second edition, Instrument Society of America, 1995
Karl Johan Åström, Tore Hägglund, Advanced PID Control, ISA – The Instrumentation, Systems, and Automation Society, 2006
Myke King, Process control. A practical approach, Chichester, John Wiley & Sons, 2011
Carlos A. Smith , Automated continuous process control, John Wiley & Sons, 2002
Harold L. Wade, Basic and Advanced Regulatory Control. System Design and Application, ISA – The Instrumentation, Sytems, and Automation Society, 2004
William L. Luyben, Björn D. Tyréus, Michael L. Luyben, Plantwide process control, McGraw-Hill Professional Publishing, 1999
William L. Luyben, Process Modeling Simulation and Control for Chemical Engineers, second edition, McGraw Hill, 1999
Dale E. Seborg, Thomas F. Edgar, Duncan A. Mellichamp, Francis J. Doyle III, Process Dynamics and Control, third edition, John Wiley & Sons, 2011
Cecil L. Smith, Advanced process control. Beyond single loop control, John Wiley & Sons, 2010
Carlos A. Smith, Armando B. Corripio, Principles and Practice of Automatic Process Control, Second Edition, John Wiley & Sons
J. F. Richardson (editor), D. G. Peacock (editor), Coulson & Richardson’s Chemical Engineering, Volume 3, Chemical & Biochemical Reactors & Process Control, third edition, Butterworth Heinemann (Elsevier), 1994
Lyle F. Albright (editor), Albright’s Chemical Engineering Handbook, CRC Press (Taylor & Francis Group), 2009
Thomas F. Edgar, Cecil L. Smith, F. Greg Shinskey, George W. Gassman, Andrew W. R. Waite, Thomas J. McAvoy, Dale E. Seborg, Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, Section 8, Process Control, eight edition, 2008
Bela G. Lipták (editor), Instrument Engineers’ Handbook, Volume II, Process Control and Optimization, CRC Press (Taylor & Francis), 2006
E. F. Camacho and C. Bordons, Model predictive control in the process industry, London, Springer, 1995
Karl Johan Åström, Björn Wittenmark, Adaptive Control, Dover, 2008
Karl J. Åström, Björn Wittenmark, Computer controlled systems. Theory and design, Upper Saddle River, Prentice Hall, 1997
Kannan M. Moudgalya , Digital control, Chichester, John Wiley & Sons, 2007
Standard, ISA 5.1 1984 (R1992), formerly ANSI/ISA 5.1 1984 (R1992), Instrumentation Symbols and Identification, ISA – The Instrumentation, Sytems, and Automation Society
Standard, ISA 5.5 1985, formerly ISA S5.5 1985, Graphic Symbols for Process Displays, ISA – The Instrumentation, Sytems, and Automation Society
Standard, ISA 5.3 1983, formerly ISA S5.31983, ISA – The Instrumentation, Sytems, and Automation Society

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Andrzej Tutaj, Adaptacyjny układ regulacji z predyktorem Smitha z możliwością zastosowania w systemach rozproszonych, Automatyka – półrocznik Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie, 2008, t. 12, z. 2, ss. 211–231
Wojciech Grega, Andrzej Tutaj, Maciej Klemiato, Witold Byrski, Comparison of real time industrial process control solutions: glass melting case study, MMAR 2016 – 21th international conference on Methods and Models in Automation and Robotics, 29 August – 01 September 2016, Międzyzdroje, Poland, ss. 122–127
Wojciech Grega, Adam Piłat, Andrzej Tutaj, Modelling of the glass melting process for real time implementation, International Journal of Modeling and Optimization, 2015, vol. 5, no. 5 & no. 6, ss. 366 373

Informacje dodatkowe:

Brak informacji dodatkowych.