Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Elementy automatyki
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
CTCH-1-505-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Technologia Chemiczna
Semestr:
5
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr Mars Krzysztof (kmars@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Przyswojenie treści programowych dla tego modułu umożliwia zapoznanie z: podstawowymi pojęciami z zakresu automatyki, możliwościami sterowania i regulacji, oraz urządzeniami automatyki przemysłowej. Omawiane zagadnienia są uzupełniane przykładami pochodzącymi z wielopoziomowych systemów sterowania cyfrowego znajdujących szerokie zastosowanie we współczesnych systemach wytwarzania ze szczególnym uwzględnieniem aparatury kontrolno pomiarowej występującej w przemyśle ceramicznym i chemicznym.

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 posiada wiedzę z zakresu podstaw automatyki dotyczącą opisu właściwości obiektów regulacji i doboru właściwego rodzaju układu sterowania z punktu widzenia realizowanego zadania. Zna różne algorytmy sterowania. Posiada wiedzę dotyczącą praktycznych możliwości realizacji sterowania w oparciu o nowoczesne systemy komputerowe znajdujące zastosowanie w przemyśle chemicznym i przetwórczym. Posługuje się dokumentacją techniczną. TCH1A_W03 Wykonanie projektu,
Sprawozdanie,
Odpowiedź ustna,
Aktywność na zajęciach
Umiejętności: potrafi
M_U001 posługuje się sprzętem komputerowym, w zakresie podstawowym obsługuje pakiet MatLab-Simulink TCH1A_U03 Wykonanie projektu,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 potrafi odpowiednio wskazać priorytety służące realizacji określonego przez siebie lub innych zdania TCH1A_K01 Odpowiedź ustna
M_K002 rozumie potrzebę dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych i osobistych TCH1A_K01 Odpowiedź ustna
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
60 30 0 0 30 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 posiada wiedzę z zakresu podstaw automatyki dotyczącą opisu właściwości obiektów regulacji i doboru właściwego rodzaju układu sterowania z punktu widzenia realizowanego zadania. Zna różne algorytmy sterowania. Posiada wiedzę dotyczącą praktycznych możliwości realizacji sterowania w oparciu o nowoczesne systemy komputerowe znajdujące zastosowanie w przemyśle chemicznym i przetwórczym. Posługuje się dokumentacją techniczną. + - - + - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 posługuje się sprzętem komputerowym, w zakresie podstawowym obsługuje pakiet MatLab-Simulink - - - + - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 potrafi odpowiednio wskazać priorytety służące realizacji określonego przez siebie lub innych zdania + - - + - - - - - - -
M_K002 rozumie potrzebę dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych i osobistych + - - - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 88 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 godz
Przygotowanie do zajęć 20 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 8 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (30h):
Treść wykładów

1.Pojęcia podstawowe. Obiekt regulacji. Układ regulacji automatycznej. Klasyfikacje układów regulacji automatycznej. Podstawowe człony w automatyce. Schematy blokowe.
2.Opis układu dynamicznego w przestrzeni stanów. Definicja transmitancji operatorowej. Definicja transmitancji widmowej. Charakterystyki statyczne i czasowe obiektów automatyki. Odpowiedź na wymuszenie impulsowe i skok jednostkowy. Doświadczalne wyznaczanie charakterystyk dynamicznych.
3.Układy sterowania. Sterowanie w układzie otwartym i zamkniętym. Zagadnienia związane ze stabilnością układów regulacji automatycznej. Kryteria stabilności. Wpływ ujemnego sprzężenia zwrotnego na właściwości układów regulacji automatycznej.
4.Modelowanie systemów dynamicznych.
5.Badania symulacyjne członów liniowych w środowisku MATLAB/SIMULINK. Badanie symulacyjne układów automatycznej regulacji w środowisku MATLAB/SIMULINK.
6.Algorytmy regulacji. Klasyfikacja regulatorów. Wpływ nastaw regulatora na pracę układu regulacji. Regulacja dwustawna. Charakterystyka statyczna regulatora dwustawnego. Układ regulacji dwustawnej. Regulacja trójpołożeniowa. Zastosowanie układów regulacji trójpołożeniowej.
7.Regulator proporcjonalny P. Regulator całkujący I. Regulator proporcjonalno – całkujący PI. Regulator proporcjonalno – różniczkujący PD. Regulator proporcjonalno – całkująco – różniczkujący PID. Dobór typu regulatora do realizowanego sterowania. Metody doboru nastaw regulatora z uwzględnieniem odpowiednich wskaźników regulacji. Autoadaptacja.
8.Aparatura automatyzacji. Standaryzacja aparatury automatyzacji. Elektryczne, hydrauliczne i pneumatyczne urządzenia automatyki przemysłowej. Siłowniki. Nastawniki. Wzmacniacze. Zawory.
9.Czujniki pomiarowe. Pomiary temperatury, ciśnienia, poziomu, natężenia przepływu i składu. Przetworniki parametryczne i generacyjne. Przetworniki inteligentne (PNEFAL 1151). Współpraca przetworników z układami PLC (ang. Programmable Logic Controller). Pomiary i akwizycja danych w przemyśle chemicznym. Rozproszone systemy kontrolno pomiarowe (Advantech, moduły ADAM serii 4018, 4050, 4052, 4060 i 5000).
10.Praktyczna realizacja regulatorów. Regulatory bezpośredniego działania. Regulatory z energią pomocniczą. Regulator ARC – 21. Pneumatyczny regulator PID.
11.Sterowanie cyfrowe. Metody realizacji sterowania cyfrowego. Regulatory elektroniczne zrealizowane analogowo. Przykłady cyfrowych regulatorów PID (Eftronik XS). Dobór nastaw regulatorów przemysłowych (metoda Zieglera – Nicholsa, metoda Astroma – Hagglunda). Schemat sprzętowy sterowników wielofunkcyjnych i sterowników PLC. Moduły: Wej./Wyj., CPU, PS, specjalizowane.
12.Protokoły transmisji w przemysłowych sieciach komunikacyjnych. Programowanie sterowników w procesach przemysłowych. Elementy stykowe układów przełączających. Schematy ideowe układów przełączających. Bloki funkcyjne. Podstawy języka drabinkowego (norma JEC 1131 – 3). Przykłady programów.
13-15.Zautomatyzowane systemy wytwarzania.

Ćwiczenia projektowe (30h):

1-2. Wprowadzenie do programu MATLAB-Simulink.
3.Wyznaczanie charakterystyk skokowych podstawowych elementów dynamicznych.
4.Wyznaczanie charakterystyk częstotliwościowych podstawowych elementów automatyki.
5.Badanie właściwości dynamicznych modelu elementu oscylacyjnego.
6.Badanie właściwości użytkowych układów regulacji.
7.Badanie właściwości regulatorów.
8.Algorytmy regulacji.
9.Regulator dwustawny.
10.Regulator trójpołożeniowy.
11-13. Przygotowanie projektu.
14-15. Zaliczenie projektu.

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 projektowe: Studenci wykonują zadany projekt samodzielnie, bez większej ingerencji prowadzącego. Ma to wykształcić poczucie odpowiedzialności za pracę w grupie oraz odpowiedzialności za podejmowane decyzje.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Obecność na zajęciach projektowych, wykonanie projektu, wykonanie 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 projektowe:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują prace praktyczne mające na celu uzyskanie kompetencji zakładanych przez syllabus. Ocenie podlega sposób wykonania ćwiczeń. Samodzielnie przygotowany projekt należy zaprezentować i obronić. Ocena końcowa zależy od aktywności na zajęciach, oceny ze sprawozdań i oceny z projektu.
Sposób obliczania oceny końcowej:

ocena końcowa = 0,75*ocena projektu + 0,25*ocena sprawozdań

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

Konsultacje, w uzasadnionych przypadkach możliwość odrobienia zajęć z inną grupą.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Nie podano wymagań wstępnych lub dodatkowych.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1.,,Podstawy automatyki” T. 1, T.2, Janusz Kowal, AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, 2007
2.,,Podstawy automatyki : materiały pomocnicze do ćwiczeń laboratoryjnych”, Marian Sokół, Kraków AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, 2005
3.,,Regulatory i układy automatyki”, Jerzy Brzózka, Warszawa Mikom, 2004
4.,,Programowanie sterowników przemysłowych” Jerzy Kasprzyk, Warszawa Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 2006
5.,,Podstawy automatyki”, Tadeusz Mikulczyński, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 1998.
6.„Podstawy automatyki, M. Żelazny, PWN, W-wa 1976
7.„Materiały pomocnicze do przedmiotu podstawy automatyki, L. Płonecki,
Politech. Świętokrzyska, Kielce 1997
8.„Laboratorium z podstaw automatyki”, J. Diaczuk i in., WSI, Koszalin 1993
9.„Podstawy automatyki”, E. Mazur i in., Wyd. Polit. Częstoch., Częstochowa 1995
10.„Matlab – obliczenia numeryczne i ich zastosowanie”, A. Zalewski in., Wyd.
Wyd. Nakom, Poznań, 1999
11.„Ćwiczenia laboratoryjne z modelowania i symulacji układów mechanicznych w
programie Matlab – Simulink”, H. Achtelik i in., Politechnika Opolska, Opole 2005
12.„Przykłady i ćwiczenia w programie Simulink”, W. Regel, Wyd. Mikom,
W-wa 2004

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Udział w zajęciach projektowych jest obowiązkowy.