Cyfrowe układy sterowania

Nazwa przedmiotu:
CYFROWE UKŁADY STEROWANIA
DIGITAL CONTROL SYSTEMS
Kierunek:
Forma studiów:
Kod przedmiotu:
MECHATRONIKA
stacjonarne
Rodzaj przedmiotu:
Poziom przedmiotu:
obowiązkowy na kierunku
Mechatronika
I stopnia
A09
Rok: II
Semestr: IV
Rodzaj zajęć:
Liczba godzin/tydzień:
Liczba punktów:
wykład, laboratorium
1W, 1L
2 ECTS
PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE
I KARTA PRZEDMIOTU
CEL PRZEDMIOTU
C1.
C2.
C3.
Zapoznanie studentów z metodami i technikami sterowania procesami produkcyjnymi
z zastosowaniem układów cyfrowych
Nabycie przez studentów praktycznych umiejętności w zakresie syntezy cyfrowych
układów sterowania procesami produkcyjnymi
Zdobycie przez studentów wiedzy niezbędnej do budowania układów sterowania
opartych o sterowniki cyfrowe
WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI
1. Wiedza z zakresu podstaw elektrotechniki i elektroniki
2. Znajomość zasad bezpieczeństwa pracy przy użytkowaniu maszyn i urządzeń
technologicznych
3. Umiejętność wykonywania działań matematycznych do rozwiązywania postawionych
zadań
4. Umiejętność korzystania z różnych źródeł informacji w tym z instrukcji
i dokumentacji technicznej
5. Umiejętność obsługi komputera osobistego
6. Umiejętność budowy algorytmów postępowania prowadzących do rozwiązania prostych
zagadnień inżynierskich
7. Umiejętności pracy samodzielnej i w grupie
8. Umiejętność obsługi multimetru elektrycznego i podstaw obsługi oscyloskopu.
1
EFEKTY KSZTAŁCENIA
EK 1- posiada wiedzę teoretyczną z zakresu metod i technik sterowania z wykorzystaniem
sterowników PLC i układy podstawowe i dodatkowe (rozszerzenia) sterowników PLC
EK 2 - potrafi przeprowadzić analizę procesu produkcyjnego pod kątem doboru właściwych
urządzeń pozwalających przeprowadzić cyfrowe sterowanie tym procesem,
EK 3 - potrafi przygotować oprogramowanie sterownika PLC sterujące procesem produkcyjnym
EK 4 - zna konstrukcje i zastosowanie czujników przemysłowych przeznaczonych do mierzenia
przemieszczeń, odległości i temperatury i potrafi dobrać czujniki do kontrolowania
parametrów procesu wytwarzania
EK 5 - zna konstrukcję i przeznaczenie podstawowych aktorów pneumatycznych i elektrycznych
i potrafi je stosować
EK 6 - zna sposoby przetwarzania sygnałów cyfrowych w zakresie niezbędnym dla użycia ich
podczas sterowania z wykorzystaniem sterownika PLC,
EK 7 - potrafi przygotować sprawozdanie z przebiegu realizacji ćwiczeń.
TREŚCI PROGRAMOWE
Forma zajęć – WYKŁADY
Liczba
godzin
W 1 – Sterowanie procesem wytwarzania. Zastosowanie sterowników cyfrowych w
sterowaniu i automatyzacji produkcji. Historia sterowników PLC.
1
W 2 – Czujniki elektryczne i elektroniczne stosowane do pomiaru położenia,
przemieszczenia, odległości temperatury i ciśnienia.
1
W 3 – Podstawowe aktory pneumatyczne i elektryczne stosowane w sterowaniu
procesami wytwarzania.
1
W 4 – Sposoby podłączania czujników i aktorów do sterowników PLC, wejścia
tranzystorowe, wyjścia tranzystorowe i przekaźnikowe.
1
W 5 – Analiza wybranych procesów wytwarzania pod kątem doboru czujników,
aktorów i sterowników, pozwalających zrealizować cyfrowe sterowanie tym
procesem.
1
W 6 – Podstawy programowania sterownika PLC w języku drabinkowym.
1
W 7 – Podstawy obsługi liczników i timerów sterownika PLC.
1
W 8 – Układy sterownika PLC i możliwość rozszerzenia możliwości sterownika
przez zainstalowanie dodatkowych układów rozszerzeń.
1
W 9 – Przykład sterowania bramą przemysłową za pomocą sterownika PLC –
omówienie zagadnienia od strony czujników i aktorów z uwzględnieniem
aspektów bezpieczeństwa.
1
W 10 – Zbudowanie i analiza algorytmu sterowania dla sterowania bramą
przemysłową.
1
W 11 – Stworzenie programu na sterownik PLC realizującego sterowanie bramą
1
przemysłową.
W 12 – Panele operatorskie (HMI), ich przeznaczenie, i możliwości.
1
W 13 – Programowanie paneli HMI i ich współpraca ze sterownikami PLC
podłączanie do sterownika PLC
1
W 14 – Sterowniki PLC ze zintegrowanymi panelami HMI i inne wyspecjalizowane
sterowniki PLC.
1
W 15 – Zasady bezpieczeństwa podczas sterowania procesem wytwarzania.
1
Liczba
godzin
Forma zajęć – LABORATORIUM
L 1 – Zapoznanie z budową stanowisk używanych podczas ćwiczeń.
L 2 – Poznanie oprogramowania
programować sterowniki PLC.
na
komputer
osobisty
1
pozwalającego
1
L 3 – Zapoznanie z czujnikami występującymi w stanowiskach dydaktycznych,
analiza sygnałów pochodzących z tych czujników przy pomocy multimetru
elektrycznego i oscyloskopu cyfrowego.
1
L 4 – Generowanie sygnałów sterujących na podstawie sygnałów pochodzących z
czujników podłączonych do sterownika PLC. Pomiary przebiegów sygnałów
sterujących na oscyloskopie.
1
L 5 – Zbudowanie oprogramowania na sterownik PLC sterującego wybranym
stanowiskiem dydaktycznym.
2
L 6 – Zapoznanie z oprogramowaniem pozwalającym
użytkownika dla prostych paneli operatorskich.
interfejsy
1
L 7 – Stworzenie prostego interfejsu użytkownika do programu powstałego na
poprzednich zajęciach, sterującego wybranym stanowiskiem dydaktycznym.
2
L 8 – Stworzenie interfejsu uŜytkownika dla zaawansowanego, kolorowego
panelu operatorskiego
1
L 9 – Obsługa liczników sterownika PLC.
1
L 10 – Obsługa timerów sterownika PLC.
1
L 11 – Korzystanie z zewnętrznego przetwornika analogowo-cyfrowego.
1
L 12 – Pomiar temperatury za pomocą modułu dla czujników Pt100.
1
L 13 – Programowanie blokowe sterownika.
1
tworzyć
NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE
1. wykład z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych
2. mechatroniczne stanowiska dydaktyczne
3. stanowiska dydaktyczne ze sterownikami PLC
4. oscyloskop cyfrowy i multimetr elektryczny
SPOSOBY OCENY ( F – FORMUJĄCA, P – PODSUMOWUJĄCA)
F1- ocena przygotowania do ćwiczeń laboratoryjnych
F2- ocena umiejętności stosowania zdobytej wiedzy podczas wykonywania ćwiczeń
F3- ocena sprawozdań z realizacji ćwiczeń objętych programem nauczania
F4- ocena aktywności podczas zajęć
P1- ocena umiejętności rozwiązywania postawionych problemów oraz sposobu prezentacji
uzyskanych wyników – zaliczenie na ocenę*
P2- ocena opanowania materiału nauczania będącego przedmiotem wykładu**
*) warunkiem uzyskania zaliczenia jest otrzymanie pozytywnych ocen ze wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych,
**)warunkiem uzyskania zaliczenia z wykładów jest otrzymanie pozytywnych ocen z testów sprawdzających
wiedzę
OBCIĄŻENIE PRACĄ STUDENTA
Forma aktywności
Godziny kontaktowe z prowadzącym
Średnia liczba godzin na
zrealizowanie aktywności
15W 15L→30h
Zapoznanie się ze wskazaną literaturą
5h
Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych
5h
Wykonanie sprawozdań z realizacji ćwiczeń laboratoryjnych
5h
(czas poza zajęciami laboratoryjnymi)
Obecność na konsultacjach
2.5h
Przygotowanie do zadania sprawdzającego
2.5h
Suma
50h
SUMARYCZNA LICZBA PUNKTÓW ECTS
DLA PRZEDMIOTU
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach
wymagających bezpośredniego udziału prowadzącego
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o
charakterze praktycznym, w tym zajęć laboratoryjnych i
projektowych
2 ECTS
1.4ECTS
1 ECTS
LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA
1. Flaga S.: Programowanie sterowników PLC w języku drabinkowym. Wydawnictwo BTC,
Legionowo, 2010.
2. Kwaśniewski J.:Sterowniki PLC w praktyce inżynierskiej. Wydawnictwo BTC, Legionowo, 2010.
3. Wilson J.S.:Sensor technology handbook. NEWNES (ELSEVIER), Oxford, 2005.
4. Mitsubishi Electric Corporation: Fx3U programming manual for beginners. Tokyo, 2010.
5. Mitsubishi Electric Corporation: Fx3U user's manual. Tokyo, 2010.
6. Pawlak A.M.: Sensors and actuators in mechatronics: design and applications. Taylor & Francis,
2007.
7. Rydzewski J.: Pomiary oscyloskopowe. WNT, Warszawa, 2009.
8. Rząsa M.R., Kiczma B.:Elektryczne i elektroniczne czujniki temperatury. WKŁ,
2009.
PROWADZĄCY PRZEDMIOT ( IMIĘ, NAZWISKO, ADRES E-MAIL)
1. dr inŜ. Michał Sobiepański [email protected]
2. dr inŜ. Andrzej Rygałło [email protected]
MACIERZ REALIZACJI EFEKTÓW KSZTAŁCENIA
Efekt
kształcenia
EK1
EK2
Odniesienie danego
efektu do efektów
zdefiniowanych dla Cele przedmiotu
całego programu
(PEK)
K_W10_A_10
K_W10_A_10
C1,C2,C3
C1,C2,C3
EK3
K_W10_A_10
K_U10_A_10
C1,C2,C3
EK4
K_W10_A_10
K_U10_A_10
C1,C2,C3
EK5
K_W10_A_10
K_W10_A_10
C1,C2,C3
EK6
K_W10_A_10
K_U10_A_10
C1,C2,C3
EK7
K_W10_A_10
K_W10_A_10
C1,C2,C3
Treści
programowe
Narzędzia
dydaktyczne
Sposób oceny
W1-2
W1-2
W1-5
W9-15
L1,2
W6-7
L2,5-8
W2-4
L3-4
W5
L3-4
W3
L1-13
1
1
P2
P2
1,2,3
F1, F2
1,2,3
F1, F2, F3
1,2,3
F1, F2, F3
1,2,3
F1, F2, F3
1,2,3
F1, F2, F3
II. FORMY OCENY - SZCZEGÓŁY
Efekty
kształcenia
Na ocenę 2
Na ocenę 3
Na ocenę 4
Na ocenę 5
EK1, EK2, EK5, EK6, EK7,
Student opanował wiedzę
teoretyczną z zakresu
stosowania cyfrowej
techniki sterowania
procesami wytwarzania
Student nie opanował
wiedzy teoretycznej
z zakresu stosowania
cyfrowej techniki
sterowania procesami
wytwarzania
Student częściowo
(w stopniu podstawowym)
opanował wiedzę
teoretyczną z zakresu
stosowania cyfrowej
techniki sterowania
procesami wytwarzania
w zakresie omawianym
podczas zajęć.
Student dobrze
opanował wiedzę
teoretyczną z zakresu
stosowania cyfrowej
techniki sterowania
procesami wytwarzania
w zakresie, omawianym
podczas zajęć.
Student w całości
opanował wiedzę
teoretyczną z zakresu
stosowania cyfrowej
techniki sterowania
procesami wytwarzania
w zakresie omawianym
przedstawionym podczas
zajęć.
EK3, EK4,
Student opanował wiedzę
teoretyczną z zakresu
stosowania cyfrowej
techniki sterowania
procesami wytwarzania
i potrafi ją stosować
w praktyce – ocena
sprawozdań z ćwiczeń
laboratoryjnych.
Student nie opanował
wiedzy teoretycznej
z zakresu stosowania
cyfrowej techniki
sterowania procesami
wytwarzania w stopniu
pozwalającym mu
zastosować ją w praktyce –
nie potrafi przeprowadzić
ćwiczeń na stanowiskach
laboratoryjnych i nie
przygotował sprawozdań
z tych ćwiczeń.
Student opanował wiedzę
teoretyczną z zakresu
stosowania cyfrowej
techniki sterowania
procesami wytwarzania
i potrafi ją stosować w
praktyce – przeprowadził
ćwiczenia laboratoryjne w
podstawowym zakresie.
Student opanował
wiedzę teoretyczną z
zakresu stosowania
cyfrowej techniki
sterowania procesami
wytwarzania i potrafi ją
stosować w praktyce –
przeprowadził
samodzielnie ćwiczenia
laboratoryjne i wykazał
się aktywnością podczas
ich realizacji, sporządził
sprawozdania z tych
ćwiczeń.
Student opanował wiedzę
teoretyczną z zakresu
stosowania cyfrowej
techniki sterowania
procesami wytwarzania
i potrafi ją stosować w
praktyce – przeprowadził
samodzielnie ćwiczenia
laboratoryjne, wykazał się
aktywnością podczas ich
realizacji, sporządził
bezbłędnie sprawozdania
z tych ćwiczeń.
Dopuszcza się wystawienie oceny połówkowej o ile student spełniający wszystkie efekty kształcenia wymagane
do oceny pełnej spełnia niektóre efekty kształcenia w stopniu odpowiadającym ocenie wyższej.
III. INNE PRZYDATNE INFORMACJE O PRZEDMIOCIE
1. Informacje dla studentów kierunku Mechatronika dostępne są na stronie internetowej Wydziału:
www.wimii.pcz.pl
2. Informacja na temat konsultacji przekazywana jest studentom podczas pierwszych zajęć z danego
przedmiotu.