Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Diagnostyka wibroakustyczna
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RIAK-2-301-DH-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Drgania i Hałas w Technice i Środowisku
Kierunek:
Inżynieria Akustyczna
Semestr:
3
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
dr inż. Pawlik Paweł (pawlik@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Budowa toru pomiarowego z wykorzystaniem czujników i kart pomiarowych. Budowanie aplikacji do diagnozowania stanu technicznego przekładni, wentylatorów, układów napędowych. Analiza sygnałów wibroakustycznych.

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 Poznaje budowę systemów diagnostycznych, sposoby pomiarów sygnałów wibroakustycznych oraz metody przetwarzania i analizy danych wykorzystywanych w diagnozowaniu maszyn. IAK2A_W06 Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Prezentacja,
Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
M_W002 Poznaje metody oceny i prognozowania stanu technicznego maszyn i urządzeń. IAK2A_W09 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Prezentacja,
Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
Umiejętności: potrafi
M_U001 Potrafi budować tory pomiarowe do rejestracji sygnałów wibroakustycznych i przeprowadzać eksperymenty diagnostyczne. IAK2A_U09 Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Aktywność na zajęciach
M_U002 Umie przetwarzać i analizować dane pomiarowe, wyciągać wnioski dotyczące stanu technicznego badanych maszyn i urządzeń. IAK2A_U05, IAK2A_U16 Prezentacja,
Zaliczenie laboratorium
M_U003 Przygotowany do pracy w przemyśle w zakresie nadzoru technicznego linii produkcyjnych oraz eksploatacji maszyn i urządzeń. IAK2A_U19, IAK2A_U11, IAK2A_U16 Prezentacja,
Aktywność na zajęciach,
Zaliczenie laboratorium
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
46 20 0 26 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 Poznaje budowę systemów diagnostycznych, sposoby pomiarów sygnałów wibroakustycznych oraz metody przetwarzania i analizy danych wykorzystywanych w diagnozowaniu maszyn. + - - - - - - - - - -
M_W002 Poznaje metody oceny i prognozowania stanu technicznego maszyn i urządzeń. + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi budować tory pomiarowe do rejestracji sygnałów wibroakustycznych i przeprowadzać eksperymenty diagnostyczne. - - + - - - - - - - -
M_U002 Umie przetwarzać i analizować dane pomiarowe, wyciągać wnioski dotyczące stanu technicznego badanych maszyn i urządzeń. - - + - - - - - - - -
M_U003 Przygotowany do pracy w przemyśle w zakresie nadzoru technicznego linii produkcyjnych oraz eksploatacji maszyn i urządzeń. - - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 100 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 46 godz
Przygotowanie do zajęć 18 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 34 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (20h):

1. Rola diagnostyki wibroakustycznej w procesach eksploatacji.

2. Systemy monitoringu diagnostycznego.

3. Czujniki pomiarowe: rodzaje, budowa, wzorcowanie, kalibracja.

4. Metody analizy sygnałów wibroakustycznych: analiza widmowa, analiza czasowo-częstotliwościowa.

5. Filtracja sygnałów. Rodzaje i zastosowanie filtrów.

6. Metody diagnozowania stanu technicznego maszyn wirnikowych.

7. Diagnozowanie maszyn pracujących w zmiennych warunkach: analiza rzędów.

8. Budowa systemów monitoringu diagnostycznego ze zdalnym nadzorem i automatycznym raportowaniem.

9. Środowisko LabVIEW w pomiarach wibroakustycznych.

10. Wykorzystanie środowiska LabVIEW do budowy zaawansowanych systemów monitoringu.

Ćwiczenia laboratoryjne (26h):

1. Budowa aplikacji realizującej pomiar sygnałów wibroakustycznych.

2. Implementacja narzędzi do analizy sygnałów wibroakustycznych w środowisku LabVIEW: analiza widmowa, analiza czasowo-częstotliwościowa, analiza rzędów.

3. Realizacja systemu monitoringu z automatycznym raportowaniem w środowisku LabVIEW.

4. Kalibracja czujników pomiarowych.

5. Budowa aplikacji realizującej kalibrację czujnika przyspieszenia typu MEMS.

6. Zastosowanie metod wyrównoważania maszyn wirnikowych za pomocą pomiaru przyśpieszenia oraz kąta obrotu wału.

7. Budowa aplikacji realizującej automatyczne wyrównoważanie maszyn wirnikowych za pomocą pomiaru przyśpieszenia oraz kąta obrotu wału.

8. Zastosowanie metod wyrównoważania maszyn wirnikowych za pomocą pomiaru przemieszczenia oraz kąta obrotu wału.

9. Budowa aplikacji realizującej automatyczne wyrównoważanie maszyn wirnikowych za pomocą pomiaru przemieszczenia oraz kąta obrotu wału.

10. Zastosowanie analizy rzędów do diagnozowania przekładni zębatych.

11. Budowa aplikacji realizującej diagnozowanie stanu technicznego przekładni planetarnej.

12. Budowa systemu monitoringu diagnozującego stan techniczny wentylatora, na podstawie pomiaru przyśpieszenia drgań.

13. Zaliczenie.

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:

Zaliczenie wszystkich zadań z ćwiczeń laboratoryjnych.
Zaliczenie kartkówek.
Prezentacja zrealizowanego w ramach zajęć systemu diagnostycznego.

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:

Studenci w ramach zajęć budują systemy diagnostyczne, na ocenę końcową składa się:
Ocena z prezentacji systemu diagnostycznego (70%)
Średnia ocen z kartkówek (30%)

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

Student powinien zgłosić się do prowadzącego w celu ustalenia indywidualnego sposobu nadrobienia zaległości.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Ogólna wiedza z zakresu: programowania, pomiarów i metod przetwarzania danych.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1 Cempel C. – Diagnostyka Wibroakustyczna Maszyn, PWN, Warszawa 1989.
http://neur.am.put.poznan.pl/dwm/dwm.htm
2 Świsulski D. – Przykłady cyfrowego przetwarzania w LabVIEW, Wydawnictwo Politechniki
Gdańskiej, Gdańsk 2014.
http://pbc.gda.pl/dlibra/docmetadata?id=34406&from=publication
3 National Instruments – Field Wiring and Noise Considerations for Analog Signals
http://www.ni.com/white-paper/3344/en/
4 Zakrzewski J. – Czujniki i przetworniki pomiarowe, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice
2004

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1 Vibroacoustic study of powertrains operated in changing conditions by means of order tracking analysis — Diagnostyka wibroakustyczna zespołów napędowych pracujących w zmiennych warunkach z wykorzystaniem analizy rzędów, Paweł PAWLIK, Dariusz LEPIARCZYK, Rafał DUDEK, James R. Ottewill, Paweł Rzeszuciński, Mariusz Wójcik, Agnieszka Tkaczyk, Eksploatacja i Niezawodność = Maintenance and Reliability, Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne, 2016 vol. 18 no. 4

2 Condition monitoring of distributed systems using two-stage Bayesian inference data fusion / Víctor H. Jaramillo, James R. Ottewill, Rafał DUDEK, Dariusz LEPIARCZYK, Paweł PAWLIK // Mechanical Systems and Signal Processing ; 2017 vol. 87, pt. A

3 Diagnosing the technical condition of planetary gearbox using the artificial neural network based on analysis of non-stationary signals — Diagnozowanie stanu technicznego przekładni planetarnej z wykorzystaniem sztucznej sieci neuronowej opartej na metodach analizy sygnałów niestacjonarnych / Krzysztof Popiołek, Paweł PAWLIK, Diagnostyka, Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej, 2016 vol. 17 no. 2

Informacje dodatkowe:

Brak