Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Informatyki - Informatyka (S2)
specjalność: Systemy komputerowe zorientowane na człowieka

Sylabus przedmiotu Cyfrowe systemy sterowania:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Informatyka
Forma studiów studia stacjonarne Poziom drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta magister inżynier
Obszary studiów charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Cyfrowe systemy sterowania
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Metod Sztucznej Inteligencji i Matematyki Stosowanej
Nauczyciel odpowiedzialny Sławomir Jaszczak <Slawomir.Jaszczak@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Marcin Korzeń <Marcin.Korzen@zut.edu.pl>, Piotr Piela <Piotr.Piela@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 3,0 ECTS (formy) 3,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny 3 Grupa obieralna 1

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
laboratoriaL3 30 1,50,50zaliczenie
wykładyW3 30 1,50,50zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Matematyka stosowana ze statystyką.
W-2Informatyka (umiejętność programowania na poziomie podstawowym)

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Ukształtowanie umiejetności z zakresu doboru elementów cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe)
C-2Ukształtowanie umiejetności z zakresu identyfikacji dynamiki obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście.
C-3Zapoznanie studentów z metodyką projektowania i optymalizacji cyfrowych algorytmów sterowania.
C-4Ukształtowanie umiejętności testowania i implementacji zaprojektowanego algorytm na wybranej platformie sprzętowej (metodyka hardware in the loop i rapid prototyping)
C-5Ukształtowanie umiejetności z zakresu optymalizacji działania cyfrowych algorytmów sterowania (dobór czasu próbkowania, algorytmy strojenia)
C-6Zapoznanie studentów z kryteriami oceny stabilności i jakości cyfrowych układów sterowania
C-7Zapoznanie studentow z podstawowymi algorytmami sterowania cyfrowego oraz metodyka ich implementacji i optymalizacji
C-8Uksztaltowanie umiejetnosci z zakresu projektowania i implementacji systemow HMI (Human Machine Interface) tj. interfejsu czlowiek-maszyna

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Dobór i konfiguracja sterowników PLC, dobór i konfiguracja urządzeń pomiarowych do zadanego procesu lub maszyny (dźwig towarowy, urządzenie do mieszania substancji, skrzyżowanie drogowe, urządzenie do sortowania materiału kolorowego)1
T-L-2Opracowanie algorytmów sterowania logicznego produkcją, funkcjami urządzeń, procesem itp.2
T-L-3Implementacja algorytmów w sterowniku PLC (sterowniki GeFanuc VersaMax Micro, Siemens S7-200, B&R)4
T-L-4Wykonanie dokumentacji oprogramowania oraz odrutowania.2
T-L-5Identyfikacja modeli obiektów dynamicznych2
T-L-6Synteza i implementacja cyfrowych algorytmów sterowania z obiektami rzeczywistymi4
T-L-7Analiza jakości i stabilności cyfrowego układu sterowania.2
T-L-8Opracowanie projektu i implementacja interfejsu maszyna – człowiek (HMI) – wizualizacja procesu.2
T-L-9Implementacja sprzęgu z systemami produkcji poprzez oprogramowanie komunikacyjne (serwery DDE, serwery OPC)2
T-L-10Opracowanie systemu obsługi alarmów i obsługi raportowania4
T-L-11Opracowanie systemu archiwizacji danych z procesu lub maszyny przy wykorzystaniu InSQL2
T-L-12Opracowanie dokumentacji oprogramowania2
T-L-13Zaliczenie koncowe1
30
wykłady
T-W-1Wprowadzenie.1
T-W-2Struktura i zasada działania układu sterowania cyfrowego, elementy układu sterowania cyfrowego (przetworniki A/C, C/A, człony podtrzymania sygnału, urządzenia pomiarowe, urządzenia wykonawcze, urządzenia nastawcze),4
T-W-3Metody ciągłej i dyskretnej identyfikacji oraz opisu matematycznego obiektów sterowania10
T-W-4Podstawowe prawa regulacji (algorytm regulacji dwustawnej i PID)oraz sposoby projektowania i implementacji algorytmów sterowania cyfrowego2
T-W-5Kryteria oceny stabilności i jakości układu sterowania cyfrowego2
T-W-6Metodyka projektowania i implementacji algorytmów sterowania cyfrowego.2
T-W-7Architektura systemów sterowania (systemy tradycyjne- rozproszone, systemy DDC (Direct Digital Control)-scentralizowanie, systemy wielopoziomowe)4
T-W-8Procedury model in the loop (symulacja komputerowa), hardware in the loop (symulacja czasu rzeczywistego) i rapid prototyping w projektowaniu cyfrowych ukladow sterowania4
T-W-9Zaliczenie koncowe1
30

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach30
A-L-2Samodzielne rozwiazywanie postawionych zadan domowych i przygotowanie sie do laboratorium6
A-L-3Udział w konsultacjach2
38
wykłady
A-W-1Udział w zajeciach30
A-W-2Przygotowanie do zaliczenia.6
A-W-3Konsultacje do wykladu2
38

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład informacyjny z prezentacja
M-2Cwiczenia laboratoryjne - samodzielna implementacja oprogramowania sterujacego z wykorzystaniem Proficy Machine Edition lub Automation Studio
M-3Cwiczenia laboratoryjne - samodzielne rozwiazywanie postawionych problemow z wykorzystaniem stanowisk badawczych

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: Krótkie zaliczenie pisemne lub ustne na poczatku każdych zajęc
S-2Ocena formująca: Dokumentacja powykonawcza do stanowisk badawczych
S-3Ocena formująca: Zaliczenie koncowe w formie ustnej i pisemnej

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
I_2A_C08.2_W01
W wyniku przeprowadzonych zajęć student będzie w stanie scharakteryzować podstawowe elementy cyfrowych układów sterowania i standardy sygnałów wykorzystywanych w praktyce przemysłowej, metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, języki programowania przemysłowych urządzeń sterujących.
I_2A_W02, I_2A_W09, I_2A_W06C-3, C-6, C-7T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8M-1S-3

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
I_2A_C08.2_U01
W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć: dobierać elementy cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe), zidentyfikować dynamikę obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście, zaprojektować i zaimplementować cyfrowy algorytm sterowania, określić optymalny czas próbkowania, zoptymalizować układ sterujący w oparciu o założone kryterium jakości, przeprowadzić teoretyczną analizę stabilności układu sterowania, dobrać platformę wykonawczą dla algorymów cyfrowych (PC + karta DAQ, PLC, PAC itp), urządzenie wykonawczo-nastawcze, urządzenie pomiarowe, sporządzić dokumentację wykonawczą
I_2A_U11, I_2A_U02, I_2A_U04C-1, C-2, C-4, C-5M-2, M-3S-2

Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
I_2A_C08.2_K01
W wyniku przeprowadzonych zajec student powinien umiec w sposob klarowny sporzadzac dokumentacje techniczna i wyjasniac w sposob ogolnie zrozumialy dzialanie skomplikowanych systemow technicznych i zaimplementowanyh algorytmow.
I_2A_K02C-1, C-2, C-4, C-5, C-8T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-7, T-L-8, T-L-9, T-L-10, T-L-11, T-L-12M-2, M-3S-2, S-3

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
I_2A_C08.2_W01
W wyniku przeprowadzonych zajęć student będzie w stanie scharakteryzować podstawowe elementy cyfrowych układów sterowania i standardy sygnałów wykorzystywanych w praktyce przemysłowej, metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, języki programowania przemysłowych urządzeń sterujących.
2,0Student nie potrafi scharakteryzować w elementarny sposób podstawowych elementów cyfrowych układów sterowania i standardów sygnałów wykorzystywanych w praktyce przemysłowej, metodyki projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, języków programowania przemysłowych urządzeń sterujących.
3,0Student potrafi scharakteryzować na elementarnym poziomie podstawowe elementy cyfrowych układów sterowania i standardy sygnałów wykorzystywanych w praktyce przemysłowej, metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, języki programowania przemysłowych urządzeń sterujących.
3,5Student potrafi scharakteryzować i analizować podstawowe elementy cyfrowych układów sterowania i standardy sygnałów wykorzystywanych w praktyce przemysłowej, metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, języki programowania przemysłowych urządzeń sterujących.
4,0Student potrafi scharakteryzować wnikliwie podstawowe elementy cyfrowych układów sterowania i standardy sygnałów wykorzystywanych w praktyce przemysłowej, metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, języki programowania przemysłowych urządzeń sterujących. Student potrafi przedstawić przykłady praktyczne bez wnikliwej analizy.
4,5Student potrafi scharakteryzować wnikliwie podstawowe elementy cyfrowych układów sterowania i standardy sygnałów wykorzystywanych w praktyce przemysłowej, metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, języki programowania przemysłowych urządzeń sterujących. Student potrafi przedstawić przykłady praktyczne z wnikliwą analizą.
5,0Student potrafi scharakteryzować wnikliwie podstawowe elementy cyfrowych układów sterowania i standardy sygnałów wykorzystywanych w praktyce przemysłowej, metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, języki programowania przemysłowych urządzeń sterujących. Student potrafi przedstawić przykłady praktyczne z wnikliwą analizą i sposobami rozwiązywania problemów rzeczywistych.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
I_2A_C08.2_U01
W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć: dobierać elementy cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe), zidentyfikować dynamikę obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście, zaprojektować i zaimplementować cyfrowy algorytm sterowania, określić optymalny czas próbkowania, zoptymalizować układ sterujący w oparciu o założone kryterium jakości, przeprowadzić teoretyczną analizę stabilności układu sterowania, dobrać platformę wykonawczą dla algorymów cyfrowych (PC + karta DAQ, PLC, PAC itp), urządzenie wykonawczo-nastawcze, urządzenie pomiarowe, sporządzić dokumentację wykonawczą
2,0Student nie potrafi : zestawić podanych elementów cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe), zidentyfikować dynamiki obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście wskazaną metodą, zaprojektować i zaimplementować cyfrowego algorytmu sterowania, określić optymalnego czasu próbkowania, zoptymalizować układu sterującego w oparciu o wskazane kryterium jakości, przeprowadzić teoretycznej analizy stabilności układu sterowania, skonfigurować wskazanej platformy wykonawczej dla algorymów cyfrowych (PC + karta DAQ, PLC, PAC itp), urządzenie wykonawczo-nastawcze, urządzenie pomiarowe, sporządzić dokumentacji wykonawczej.
3,0Student potrafi zestawić podane elementy cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe), zidentyfikować dynamikę obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście wskazaną metodą, zaprojektować i zaimplementować wskazany cyfrowy algorytm sterowania, określić optymalny czas próbkowania, zoptymalizować układ sterujący w oparciu o wskazane kryterium jakości, przeprowadzić teoretyczną analizę stabilności układu sterowania, skonfigurować wskazaną platformę wykonawczą dla algorymów cyfrowych (PC + karta DAQ, PLC, PAC itp), urządzenie wykonawczo-nastawcze, urządzenie pomiarowe, sporządzić dokumentację wykonawczą.
3,5Student potrafi dobrać elementy cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe), zidentyfikować dynamikę obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście wskazaną metodą, zaprojektować i zaimplementować wskazany cyfrowy algorytm sterowania, określić optymalny czas próbkowania, zoptymalizować układ sterujący w oparciu o wskazane kryterium jakości, przeprowadzić teoretyczną analizę stabilności układu sterowania, skonfigurować wskazaną platformę wykonawczą dla algorymów cyfrowych (PC + karta DAQ, PLC, PAC itp), urządzenie wykonawczo-nastawcze, urządzenie pomiarowe, sporządzić dokumentację wykonawczą.
4,0Student potrafi dobrać elementy cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe), zidentyfikować dynamikę obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście wybraną przez siebie metodą, zaprojektować i zaimplementować wskazany cyfrowy algorytm sterowania, określić optymalny czas próbkowania, zoptymalizować układ sterujący w oparciu o wskazane kryterium jakości, przeprowadzić teoretyczną analizę stabilności układu sterowania, skonfigurować wskazaną platformę wykonawczą dla algorymów cyfrowych (PC + karta DAQ, PLC, PAC itp), urządzenie wykonawczo-nastawcze, urządzenie pomiarowe, sporządzić dokumentację wykonawczą.
4,5Student potrafi dobrać elementy cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe), zidentyfikować dynamikę obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście wybraną przez siebie metodą, zaprojektować i zaimplementować wskazany cyfrowy algorytm sterowania, określić optymalny czas próbkowania, zoptymalizować układ sterujący w oparciu o wybrane przez siebie kryterium jakości, przeprowadzić teoretyczną analizę stabilności układu sterowania, skonfigurować wskazaną platformę wykonawczą dla algorymów cyfrowych (PC + karta DAQ, PLC, PAC itp), urządzenie wykonawczo-nastawcze, urządzenie pomiarowe, sporządzić dokumentację wykonawczą.
5,0Student potrafi dobrać elementy cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe), zidentyfikować dynamikę obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście wybraną przez siebie metodą, zaprojektować i zaimplementować wybrany przez siebie cyfrowy algorytm sterowania, określić optymalny czas próbkowania, zoptymalizować układ sterujący w oparciu o wybrane przez siebie kryterium jakości, przeprowadzić teoretyczną analizę stabilności układu sterowania, skonfigurować wskazaną platformę wykonawczą dla algorymów cyfrowych (PC + karta DAQ, PLC, PAC itp), urządzenie wykonawczo-nastawcze, urządzenie pomiarowe, sporządzić dokumentację wykonawczą.

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
I_2A_C08.2_K01
W wyniku przeprowadzonych zajec student powinien umiec w sposob klarowny sporzadzac dokumentacje techniczna i wyjasniac w sposob ogolnie zrozumialy dzialanie skomplikowanych systemow technicznych i zaimplementowanyh algorytmow.
2,0Student nie potrafi na elementarnym poziomie sporzadzac dokumentacji technicznej i wyjasniac w sposob podstawowy dzialanie skomplikowanych systemow technicznych i zaimplementowanyh algorytmow sterowania.
3,0Student potrafi na elementarnympoziomie sporzadzac dokumentację techniczną i wyjasniac w sposob podstawowy dzialanie skomplikowanych systemow technicznych i zaimplementowanyh algorytmow sterowania.
3,5Student potrafi w klarowny sposób sporzadzac dokumentację techniczną i wyjasniac w sposob ogólnie zrozumiały dzialanie skomplikowanych systemow technicznych i zaimplementowanyh algorytmow sterowania.
4,0Student potrafi w klarowny sposób sporzadzac dokumentację techniczną i wyjasniac w sposob ogólnie zrozumiały dzialanie skomplikowanych systemow technicznych i zaimplementowanyh algorytmow sterowania, aktywnie angażując się w wyjaśnianie w przypadku wątpliwości.
4,5Student potrafi w klarowny sposób sporzadzac dokumentację techniczną w szerszym zakresie niż wskazany i wyjasniac w sposob ogólnie zrozumiały dzialanie skomplikowanych systemow technicznych i zaimplementowanyh algorytmow sterowania, aktywnie angażując się w wyjaśnianie w przypadku wątpliwości.
5,0Student potrafi w klarowny sposób sporzadzac dokumentację techniczną w szerszym zakresie niż wskazany i wyjasniac w sposob ogólnie zrozumiały dzialanie skomplikowanych systemow technicznych i zaimplementowanyh algorytmow sterowania, aktywnie angażując się w wyjaśnianie w przypadku wątpliwości oraz dokonując krytycznej analizy uzyskanych wyników.

Literatura podstawowa

  1. Astrom K., Hagglund T., PID controllers : Theory, design and tuning, Instrument Society of America, NY, 1995
  2. Brzózka J., Regulatory cyfrowe w automatyce, Mikom, Warszawa, 2002
  3. Bishop R.H., Dorf R.C., Modern Control Systems, Pearson Prentice Hall, NY, 2008
  4. Leigh J.R., Applied digital control, Prentice Hall, Londyn, 1985
  5. Bryan L.A., Bryan E.A., Programmable Controllers Theory and implementation., Industrial Text Company, Marietta, 1997

Literatura dodatkowa

  1. Bennet S., Real – Time Computer Control, Prentice/Hall International, Londyn, 1988
  2. Wajs W., Byrski W., Grega W., Mikrokomputerowe systemy sterowania, Wydawnictwo AGH, Kraków, 1997
  3. Broel-Plater B., Sterowniki programowalne właściwości i zasady stosowania, Wydział Elektryczny Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 2000
  4. Jegierski T., Wyrwał J.,Kasprzak J., Hajda J., Programowanie sterowników PLC, Wydawnictwo pracowni komputerowej Jacka Skalmierskiego, Gliwice, 1998

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Dobór i konfiguracja sterowników PLC, dobór i konfiguracja urządzeń pomiarowych do zadanego procesu lub maszyny (dźwig towarowy, urządzenie do mieszania substancji, skrzyżowanie drogowe, urządzenie do sortowania materiału kolorowego)1
T-L-2Opracowanie algorytmów sterowania logicznego produkcją, funkcjami urządzeń, procesem itp.2
T-L-3Implementacja algorytmów w sterowniku PLC (sterowniki GeFanuc VersaMax Micro, Siemens S7-200, B&R)4
T-L-4Wykonanie dokumentacji oprogramowania oraz odrutowania.2
T-L-5Identyfikacja modeli obiektów dynamicznych2
T-L-6Synteza i implementacja cyfrowych algorytmów sterowania z obiektami rzeczywistymi4
T-L-7Analiza jakości i stabilności cyfrowego układu sterowania.2
T-L-8Opracowanie projektu i implementacja interfejsu maszyna – człowiek (HMI) – wizualizacja procesu.2
T-L-9Implementacja sprzęgu z systemami produkcji poprzez oprogramowanie komunikacyjne (serwery DDE, serwery OPC)2
T-L-10Opracowanie systemu obsługi alarmów i obsługi raportowania4
T-L-11Opracowanie systemu archiwizacji danych z procesu lub maszyny przy wykorzystaniu InSQL2
T-L-12Opracowanie dokumentacji oprogramowania2
T-L-13Zaliczenie koncowe1
30

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Wprowadzenie.1
T-W-2Struktura i zasada działania układu sterowania cyfrowego, elementy układu sterowania cyfrowego (przetworniki A/C, C/A, człony podtrzymania sygnału, urządzenia pomiarowe, urządzenia wykonawcze, urządzenia nastawcze),4
T-W-3Metody ciągłej i dyskretnej identyfikacji oraz opisu matematycznego obiektów sterowania10
T-W-4Podstawowe prawa regulacji (algorytm regulacji dwustawnej i PID)oraz sposoby projektowania i implementacji algorytmów sterowania cyfrowego2
T-W-5Kryteria oceny stabilności i jakości układu sterowania cyfrowego2
T-W-6Metodyka projektowania i implementacji algorytmów sterowania cyfrowego.2
T-W-7Architektura systemów sterowania (systemy tradycyjne- rozproszone, systemy DDC (Direct Digital Control)-scentralizowanie, systemy wielopoziomowe)4
T-W-8Procedury model in the loop (symulacja komputerowa), hardware in the loop (symulacja czasu rzeczywistego) i rapid prototyping w projektowaniu cyfrowych ukladow sterowania4
T-W-9Zaliczenie koncowe1
30

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach30
A-L-2Samodzielne rozwiazywanie postawionych zadan domowych i przygotowanie sie do laboratorium6
A-L-3Udział w konsultacjach2
38
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Udział w zajeciach30
A-W-2Przygotowanie do zaliczenia.6
A-W-3Konsultacje do wykladu2
38
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięI_2A_C08.2_W01W wyniku przeprowadzonych zajęć student będzie w stanie scharakteryzować podstawowe elementy cyfrowych układów sterowania i standardy sygnałów wykorzystywanych w praktyce przemysłowej, metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, języki programowania przemysłowych urządzeń sterujących.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówI_2A_W02Ma wiedzę z zakresu zaawansowanych technik programowania systemów informatycznych w wybranym obszarze zastosowań
I_2A_W09Ma poszerzoną wiedzę dotyczącą trendów rozwojowych i możliwości zastosowania informatyki w wybranych obszarach nauki i techniki
I_2A_W06Posiada wiedzę o narzędziach sprzętowo-programowych wspomagających rozwiązywanie wybranych i złożonych problemów w różnych obszarach nauki i techniki
Cel przedmiotuC-3Zapoznanie studentów z metodyką projektowania i optymalizacji cyfrowych algorytmów sterowania.
C-6Zapoznanie studentów z kryteriami oceny stabilności i jakości cyfrowych układów sterowania
C-7Zapoznanie studentow z podstawowymi algorytmami sterowania cyfrowego oraz metodyka ich implementacji i optymalizacji
Treści programoweT-W-2Struktura i zasada działania układu sterowania cyfrowego, elementy układu sterowania cyfrowego (przetworniki A/C, C/A, człony podtrzymania sygnału, urządzenia pomiarowe, urządzenia wykonawcze, urządzenia nastawcze),
T-W-3Metody ciągłej i dyskretnej identyfikacji oraz opisu matematycznego obiektów sterowania
T-W-4Podstawowe prawa regulacji (algorytm regulacji dwustawnej i PID)oraz sposoby projektowania i implementacji algorytmów sterowania cyfrowego
T-W-5Kryteria oceny stabilności i jakości układu sterowania cyfrowego
T-W-6Metodyka projektowania i implementacji algorytmów sterowania cyfrowego.
T-W-7Architektura systemów sterowania (systemy tradycyjne- rozproszone, systemy DDC (Direct Digital Control)-scentralizowanie, systemy wielopoziomowe)
T-W-8Procedury model in the loop (symulacja komputerowa), hardware in the loop (symulacja czasu rzeczywistego) i rapid prototyping w projektowaniu cyfrowych ukladow sterowania
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny z prezentacja
Sposób ocenyS-3Ocena formująca: Zaliczenie koncowe w formie ustnej i pisemnej
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie potrafi scharakteryzować w elementarny sposób podstawowych elementów cyfrowych układów sterowania i standardów sygnałów wykorzystywanych w praktyce przemysłowej, metodyki projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, języków programowania przemysłowych urządzeń sterujących.
3,0Student potrafi scharakteryzować na elementarnym poziomie podstawowe elementy cyfrowych układów sterowania i standardy sygnałów wykorzystywanych w praktyce przemysłowej, metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, języki programowania przemysłowych urządzeń sterujących.
3,5Student potrafi scharakteryzować i analizować podstawowe elementy cyfrowych układów sterowania i standardy sygnałów wykorzystywanych w praktyce przemysłowej, metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, języki programowania przemysłowych urządzeń sterujących.
4,0Student potrafi scharakteryzować wnikliwie podstawowe elementy cyfrowych układów sterowania i standardy sygnałów wykorzystywanych w praktyce przemysłowej, metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, języki programowania przemysłowych urządzeń sterujących. Student potrafi przedstawić przykłady praktyczne bez wnikliwej analizy.
4,5Student potrafi scharakteryzować wnikliwie podstawowe elementy cyfrowych układów sterowania i standardy sygnałów wykorzystywanych w praktyce przemysłowej, metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, języki programowania przemysłowych urządzeń sterujących. Student potrafi przedstawić przykłady praktyczne z wnikliwą analizą.
5,0Student potrafi scharakteryzować wnikliwie podstawowe elementy cyfrowych układów sterowania i standardy sygnałów wykorzystywanych w praktyce przemysłowej, metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, języki programowania przemysłowych urządzeń sterujących. Student potrafi przedstawić przykłady praktyczne z wnikliwą analizą i sposobami rozwiązywania problemów rzeczywistych.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięI_2A_C08.2_U01W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć: dobierać elementy cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe), zidentyfikować dynamikę obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście, zaprojektować i zaimplementować cyfrowy algorytm sterowania, określić optymalny czas próbkowania, zoptymalizować układ sterujący w oparciu o założone kryterium jakości, przeprowadzić teoretyczną analizę stabilności układu sterowania, dobrać platformę wykonawczą dla algorymów cyfrowych (PC + karta DAQ, PLC, PAC itp), urządzenie wykonawczo-nastawcze, urządzenie pomiarowe, sporządzić dokumentację wykonawczą
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówI_2A_U11Ma umiejętność tworzenia interfejsów oraz wykorzystania różnych sposobów komunikacji międzysystemowej
I_2A_U02Ma umiejętność wykrywania związków i zależności zachodzących w systemach rzeczywistych i potrafi prawidłowo zaplanować i przeprowadzić proces modelowania
I_2A_U04Potrafi wykorzystywać poznane metody, techniki i modele do rozwiązywania złożonych problemów
Cel przedmiotuC-1Ukształtowanie umiejetności z zakresu doboru elementów cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe)
C-2Ukształtowanie umiejetności z zakresu identyfikacji dynamiki obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście.
C-4Ukształtowanie umiejętności testowania i implementacji zaprojektowanego algorytm na wybranej platformie sprzętowej (metodyka hardware in the loop i rapid prototyping)
C-5Ukształtowanie umiejetności z zakresu optymalizacji działania cyfrowych algorytmów sterowania (dobór czasu próbkowania, algorytmy strojenia)
Metody nauczaniaM-2Cwiczenia laboratoryjne - samodzielna implementacja oprogramowania sterujacego z wykorzystaniem Proficy Machine Edition lub Automation Studio
M-3Cwiczenia laboratoryjne - samodzielne rozwiazywanie postawionych problemow z wykorzystaniem stanowisk badawczych
Sposób ocenyS-2Ocena formująca: Dokumentacja powykonawcza do stanowisk badawczych
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie potrafi : zestawić podanych elementów cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe), zidentyfikować dynamiki obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście wskazaną metodą, zaprojektować i zaimplementować cyfrowego algorytmu sterowania, określić optymalnego czasu próbkowania, zoptymalizować układu sterującego w oparciu o wskazane kryterium jakości, przeprowadzić teoretycznej analizy stabilności układu sterowania, skonfigurować wskazanej platformy wykonawczej dla algorymów cyfrowych (PC + karta DAQ, PLC, PAC itp), urządzenie wykonawczo-nastawcze, urządzenie pomiarowe, sporządzić dokumentacji wykonawczej.
3,0Student potrafi zestawić podane elementy cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe), zidentyfikować dynamikę obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście wskazaną metodą, zaprojektować i zaimplementować wskazany cyfrowy algorytm sterowania, określić optymalny czas próbkowania, zoptymalizować układ sterujący w oparciu o wskazane kryterium jakości, przeprowadzić teoretyczną analizę stabilności układu sterowania, skonfigurować wskazaną platformę wykonawczą dla algorymów cyfrowych (PC + karta DAQ, PLC, PAC itp), urządzenie wykonawczo-nastawcze, urządzenie pomiarowe, sporządzić dokumentację wykonawczą.
3,5Student potrafi dobrać elementy cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe), zidentyfikować dynamikę obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście wskazaną metodą, zaprojektować i zaimplementować wskazany cyfrowy algorytm sterowania, określić optymalny czas próbkowania, zoptymalizować układ sterujący w oparciu o wskazane kryterium jakości, przeprowadzić teoretyczną analizę stabilności układu sterowania, skonfigurować wskazaną platformę wykonawczą dla algorymów cyfrowych (PC + karta DAQ, PLC, PAC itp), urządzenie wykonawczo-nastawcze, urządzenie pomiarowe, sporządzić dokumentację wykonawczą.
4,0Student potrafi dobrać elementy cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe), zidentyfikować dynamikę obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście wybraną przez siebie metodą, zaprojektować i zaimplementować wskazany cyfrowy algorytm sterowania, określić optymalny czas próbkowania, zoptymalizować układ sterujący w oparciu o wskazane kryterium jakości, przeprowadzić teoretyczną analizę stabilności układu sterowania, skonfigurować wskazaną platformę wykonawczą dla algorymów cyfrowych (PC + karta DAQ, PLC, PAC itp), urządzenie wykonawczo-nastawcze, urządzenie pomiarowe, sporządzić dokumentację wykonawczą.
4,5Student potrafi dobrać elementy cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe), zidentyfikować dynamikę obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście wybraną przez siebie metodą, zaprojektować i zaimplementować wskazany cyfrowy algorytm sterowania, określić optymalny czas próbkowania, zoptymalizować układ sterujący w oparciu o wybrane przez siebie kryterium jakości, przeprowadzić teoretyczną analizę stabilności układu sterowania, skonfigurować wskazaną platformę wykonawczą dla algorymów cyfrowych (PC + karta DAQ, PLC, PAC itp), urządzenie wykonawczo-nastawcze, urządzenie pomiarowe, sporządzić dokumentację wykonawczą.
5,0Student potrafi dobrać elementy cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe), zidentyfikować dynamikę obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście wybraną przez siebie metodą, zaprojektować i zaimplementować wybrany przez siebie cyfrowy algorytm sterowania, określić optymalny czas próbkowania, zoptymalizować układ sterujący w oparciu o wybrane przez siebie kryterium jakości, przeprowadzić teoretyczną analizę stabilności układu sterowania, skonfigurować wskazaną platformę wykonawczą dla algorymów cyfrowych (PC + karta DAQ, PLC, PAC itp), urządzenie wykonawczo-nastawcze, urządzenie pomiarowe, sporządzić dokumentację wykonawczą.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięI_2A_C08.2_K01W wyniku przeprowadzonych zajec student powinien umiec w sposob klarowny sporzadzac dokumentacje techniczna i wyjasniac w sposob ogolnie zrozumialy dzialanie skomplikowanych systemow technicznych i zaimplementowanyh algorytmow.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówI_2A_K02Ma świadomość znaczenia aktualności wiedzy w rozwiązywaniu problemów, jest zdeterminowany do osiągania założonych celów, a w przypadku trudności w ich osiąganiu potrafi korzystać z pomocy ekspertów
Cel przedmiotuC-1Ukształtowanie umiejetności z zakresu doboru elementów cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe)
C-2Ukształtowanie umiejetności z zakresu identyfikacji dynamiki obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście.
C-4Ukształtowanie umiejętności testowania i implementacji zaprojektowanego algorytm na wybranej platformie sprzętowej (metodyka hardware in the loop i rapid prototyping)
C-5Ukształtowanie umiejetności z zakresu optymalizacji działania cyfrowych algorytmów sterowania (dobór czasu próbkowania, algorytmy strojenia)
C-8Uksztaltowanie umiejetnosci z zakresu projektowania i implementacji systemow HMI (Human Machine Interface) tj. interfejsu czlowiek-maszyna
Treści programoweT-L-1Dobór i konfiguracja sterowników PLC, dobór i konfiguracja urządzeń pomiarowych do zadanego procesu lub maszyny (dźwig towarowy, urządzenie do mieszania substancji, skrzyżowanie drogowe, urządzenie do sortowania materiału kolorowego)
T-L-2Opracowanie algorytmów sterowania logicznego produkcją, funkcjami urządzeń, procesem itp.
T-L-3Implementacja algorytmów w sterowniku PLC (sterowniki GeFanuc VersaMax Micro, Siemens S7-200, B&R)
T-L-4Wykonanie dokumentacji oprogramowania oraz odrutowania.
T-L-5Identyfikacja modeli obiektów dynamicznych
T-L-6Synteza i implementacja cyfrowych algorytmów sterowania z obiektami rzeczywistymi
T-L-7Analiza jakości i stabilności cyfrowego układu sterowania.
T-L-8Opracowanie projektu i implementacja interfejsu maszyna – człowiek (HMI) – wizualizacja procesu.
T-L-9Implementacja sprzęgu z systemami produkcji poprzez oprogramowanie komunikacyjne (serwery DDE, serwery OPC)
T-L-10Opracowanie systemu obsługi alarmów i obsługi raportowania
T-L-11Opracowanie systemu archiwizacji danych z procesu lub maszyny przy wykorzystaniu InSQL
T-L-12Opracowanie dokumentacji oprogramowania
Metody nauczaniaM-2Cwiczenia laboratoryjne - samodzielna implementacja oprogramowania sterujacego z wykorzystaniem Proficy Machine Edition lub Automation Studio
M-3Cwiczenia laboratoryjne - samodzielne rozwiazywanie postawionych problemow z wykorzystaniem stanowisk badawczych
Sposób ocenyS-2Ocena formująca: Dokumentacja powykonawcza do stanowisk badawczych
S-3Ocena formująca: Zaliczenie koncowe w formie ustnej i pisemnej
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie potrafi na elementarnym poziomie sporzadzac dokumentacji technicznej i wyjasniac w sposob podstawowy dzialanie skomplikowanych systemow technicznych i zaimplementowanyh algorytmow sterowania.
3,0Student potrafi na elementarnympoziomie sporzadzac dokumentację techniczną i wyjasniac w sposob podstawowy dzialanie skomplikowanych systemow technicznych i zaimplementowanyh algorytmow sterowania.
3,5Student potrafi w klarowny sposób sporzadzac dokumentację techniczną i wyjasniac w sposob ogólnie zrozumiały dzialanie skomplikowanych systemow technicznych i zaimplementowanyh algorytmow sterowania.
4,0Student potrafi w klarowny sposób sporzadzac dokumentację techniczną i wyjasniac w sposob ogólnie zrozumiały dzialanie skomplikowanych systemow technicznych i zaimplementowanyh algorytmow sterowania, aktywnie angażując się w wyjaśnianie w przypadku wątpliwości.
4,5Student potrafi w klarowny sposób sporzadzac dokumentację techniczną w szerszym zakresie niż wskazany i wyjasniac w sposob ogólnie zrozumiały dzialanie skomplikowanych systemow technicznych i zaimplementowanyh algorytmow sterowania, aktywnie angażując się w wyjaśnianie w przypadku wątpliwości.
5,0Student potrafi w klarowny sposób sporzadzac dokumentację techniczną w szerszym zakresie niż wskazany i wyjasniac w sposob ogólnie zrozumiały dzialanie skomplikowanych systemow technicznych i zaimplementowanyh algorytmow sterowania, aktywnie angażując się w wyjaśnianie w przypadku wątpliwości oraz dokonując krytycznej analizy uzyskanych wyników.