Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (S1)
Sylabus przedmiotu Diagnostyka i nadzór procesów przemysłowych:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Automatyka i robotyka | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Diagnostyka i nadzór procesów przemysłowych | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Automatyki i Robotyki | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Paweł Dworak <Pawel.Dworak@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Krzysztof Jaroszewski <Krzysztof.Jaroszewski@zut.edu.pl>, Michał Kubicki <michal.kubicki@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | 7 | Grupa obieralna | 1 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Znajomość podstaw matematyki, fizyki, informatyki, programowania układów automatyki. |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapozanie studenta z podstawowymi pojęciami związanymi z diagnostyką przemysłową. |
| C-2 | Przedstawienie studentowi podstawowych metod detekcji i lokalizacji uszkodzeń w procesach przemysłowych. |
| C-3 | Zapoznanie studenta z problematyką harmonogramowania prac przeglądowych obiektu przemysłowego. |
| C-4 | Omówienie sposobów znakowania narzędzi używanych w procesach przemysłowych oraz znakowania produktów. |
| C-5 | Zapoznanie studenta z metodologią prowadzenia eksperymentów diagnostycznych, oraz tworzenia modeli diagnostycznych. |
| C-6 | Wykształcenie u studenta umiejętności stosowanie metod diagnostycznych bazujących na analizie spektralnej sygnałów. |
| C-7 | Wykształcenie u studenta umiejętności budowania modeli obiektów i ich wykorzystywania w układach diagnostycznych. |
| C-8 | Wykształcenie u studenta umiejętności projektowania systemu diagnostycznego dla skomplikowanego układu automatyki oraz jego integracji z systemem sterowania i nadzoru bazującym na programowalnych układach automatyki. |
| C-9 | Rozbudzenie u studenta potrzeby ciągłego dokształcania się i podnoszenia kompetencji zawodowych, osobistych i społecznych. |
| C-10 | Zapoznanie studenta z podstawowymi strukturami i zasadami tworzenia systemów HMI/SCADA. |
| C-11 | Wykształcenie u studenta umiejętności implementacji systemówi nadzoru z elementami diagnostyki procesu. |
| C-12 | Wykształcenie u studenta umiejętności pracy z systemami bazodanowymi. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Tworzenie bazy danych, reprezentacja dnaych za pomocą rekordów w tabelach. Operacje CRUD w bazie danych. | 2 |
| T-L-2 | Filtrowanie i sortowanie danych. Zapytania wykorzystujące agregację i grupowanie. | 2 |
| T-L-3 | Znaczenie kluczy w bazach danych, tworzenie relacji pomiędzy tabelami. | 2 |
| T-L-4 | Zapytania wykorzystujące złączenie kilku tabel. | 2 |
| T-L-5 | Wykorzystanie podzapytań. Inne techniki przechowywania / prezentacji danych. | 2 |
| T-L-6 | Przedstawienie założeń procesu badanego na obiekcie rzeczywistym. Zapoznanie się ze środowiskiem do tworzenia wizualizacji. | 2 |
| T-L-7 | Projektowanie HMI. | 4 |
| T-L-8 | Detekcja uszkodzeń bazująca na wartościach zmiennych procesowych. Alarmy. | 2 |
| T-L-9 | Archiwizacja wybranych sygnałów z wykorzystaniem baz danych. | 2 |
| T-L-10 | Nadzór nad wieloma procesami z wykorzystaniem systemu SCADA. Implementacja wykorzystywanego układu na platformie tego typu. | 4 |
| T-L-11 | Zarządzanie alarmami w systemie SCADA. | 2 |
| T-L-12 | Zarządzanie użytkownikami i dostępem do procesu po stronie HMI i SCADA. | 2 |
| T-L-13 | Analiza danych historycznych z wykorzystaniem narzędzi wizualizacyjnych oferowanych przez system SCADA. | 2 |
| T-L-14 | Identyfikacja modeli wybranych komponentów stanowiska laboratoryjnego. Porównanie z modelem matematycznym. | 4 |
| T-L-15 | Eksperyment diagnostyczny. Analiza modeli w diagnostyce obiektu. | 2 |
| T-L-16 | Lokalizacja uszkodzeń. Projektowanie prostego eksperckiego systemu diagnostycznego. | 2 |
| T-L-17 | Wykorzystanie systemów wizyjnych w diagnostyce. | 4 |
| T-L-18 | Zaliczenie końcowe | 3 |
| 45 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Ogólna charakterystyka systemów monitorowania i nadzoru. Struktura sprzętowa i programowa systemu wizualizacji. | 2 |
| T-W-2 | Programowanie urządzeń przemysłowych na potrzeby sterowania i wizualizacji systemów przemysłowych. Omówienie funkcjonalności przykładowych software’owych systemów monitorowania i wizualizacji procesów. | 2 |
| T-W-3 | Wprowadzenie do problematyki. Diagnostyka, diagnostyka techniczna, diagnostyka przemysłowa. | 1 |
| T-W-4 | Integracja systemu sterowania, nadzorowania i diagnostyki. Uprawnienia operatora systemu automatyki. Alarmy w systemach automatyki przemysłowej. | 1 |
| T-W-5 | Harmonogramowanie przeglądów - zapewnienie ciągłości ruchu. Diagnozowanie czasu zużycia i czasu do pojawienia się uszkodzenia. | 1 |
| T-W-6 | Metody znakowania i identyfikowania narzędzi oraz produktu w cyklu produkcyjnym. Technologia RFID oraz kod kreskowy. | 1 |
| T-W-7 | Dwuetapowość procesu diagnostycznego. Szybkość diagnozowania kontra dokładność diagnoz. | 1 |
| T-W-8 | Metody detekcji defektów bazujące na kontroli parametrów zmiennych procesowych. | 1 |
| T-W-9 | Metody detekcji defektów bazujące na kontroli związków między zmiennymi procesowymi. | 1 |
| T-W-10 | Metody lokalizacji defektów. | 1 |
| T-W-11 | Problem uszkodzeń wielokrotnych i nierozróżnialności uszkodzeń. Metody zwiekszania rozróżnialności uszkodzeń i wykrywania uszkodzeń wielokrotnych. | 1 |
| T-W-12 | Eksperymenty diagnostyczne. Modele diagnostyczne. | 1 |
| T-W-13 | Wykształcenie potrzeby i zaprezentowanie możliwości ciągłego dokształcania się. Zaliczenie wykładów. | 1 |
| 15 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 45 |
| A-L-2 | Analiza literatury | 10 |
| A-L-3 | Przygotowanie sprawozdań | 15 |
| A-L-4 | Przygotowanie do zaliczenia końcowego | 6 |
| 76 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-W-2 | Analiza literatury | 5 |
| A-W-3 | Przygotowanie się do egzaminu | 5 |
| 25 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny z użyciem komputera |
| M-2 | Wykład problemowy |
| M-3 | Wykład konwersatoryjny |
| M-4 | Ćwiczenia laboratoryjne z użyciem komputera |
| M-5 | Projekt z użyciem komputera i programowalnych układów automatyki |
| M-6 | Zachęcenie do pogłębienia wiedzy i rozszerzenia umiejętności |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Na podstawie zaangażowania w wykonywanie prac zespołowych |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Na podstawie egzaminu pisemnego i ustnego |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Na podstawie sprawodań |
| S-4 | Ocena podsumowująca: Na podstawie dokumentacji powykonawczej i prezentacji wyników pracy |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AR_1A_C15b_W01 Student posiada wiedzę z zakresu disgnostki przemysłowej, ze szczególnym uwzględnieniem metod detekcji i lokalizacji defektów oraz właściwości systemów nadzorowania procesów przemysłowch. | AR_1A_W18, AR_1A_W19 | — | — | C-3, C-1, C-5, C-2, C-4 | T-W-2, T-W-13, T-W-8, T-W-7, T-W-6, T-W-4, T-W-12, T-W-11, T-W-10, T-W-9, T-W-5, T-W-1, T-W-3 | M-2, M-3, M-1 | S-2 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AR_1A_C15b_U01 Student: - umie przeanalizować obiekt / proces pod kątem wskaznia ewentualnych uszkodzeń, - potrafi wskazać dane istotne z punktu widzenia ich wykorzystania w systemie diagnostycznym, - potrafi zaimplementować funkcje prostego systemu HMI. | AR_1A_U14 | — | — | C-6, C-7, C-8 | T-L-14, T-L-15, T-L-16 | M-4, M-5 | S-3, S-4, S-1 |
| AR_1A_C21.2x_U01 Student potrafi stworzyć bazę danych oraz zaprojektować proste tabele do zadanego problemu. Rozumie i potrafi implementować relacje pomiędzy tabelami. Wykonuje operacje CRUD w celu manipulacji oraz pozyskiwania danych. Potrafi tworzyć proste zapytania łączące kilka tabel. Wykorzystuje bazy danych w celu archiwizacji oraz analizy danych procesowych. | AR_1A_U14, AR_1A_U26 | — | — | C-12 | T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-9 | M-4 | S-2, S-3 |
| AR_1A_C21.2x_U02 Student potrafi wykonać prosty interfejs HMI, za pomocą którego można monitorować rzeczywisty obiekt. Prezentuje dane procesowe oraz alarmy związane z jego pracą, archiwzuje je. Wykorzystuje oferowane przez producenta rozwiązania w celu implementacji alarmów. | AR_1A_U14 | — | — | C-11, C-10 | T-L-6, T-L-8, T-L-12, T-L-7 | M-4 | S-2, S-3 |
| AR_1A_C21.2x_U03 Student potrafi skonfigurować system SCADA tak by możliwe było nadzorowanie pojedynczego i wielu procesów. Wykorzystuje możliwości wizualizacji oferowane przez tego typu platofrmy. Potrafi konfigurować dostęp użytkowników do poszczególnych komponentów procesu. | AR_1A_U14 | — | — | C-11, C-10 | T-L-11, T-L-10, T-L-13, T-L-12 | M-4 | S-2, S-3 |
| AR_1A_C21.2x_U04 Student potrafi zdefiniować prostą diagnostykę procesu na podstawie jego opisu, wykorzystując do tego zmienne procesowe. Dokonuje identyfikacji modelu obiektu podczas jego nominalnej pracy, porównuje go z modelem matematycznym; wykorzystuje model do analizy niewłaściwej pracy układu. Buduje prosty system ekspercki. Rozumie podstawy diagnostyki z wykorzystaniem systemów wizyjnych, potrafi korzystać z gotowych funkcji przetwarzających obraz. | AR_1A_U14 | — | — | C-11, C-7 | T-L-17, T-L-14, T-L-15, T-L-16, T-L-8 | M-4 | S-2, S-3 |
Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AR_1A_C15b_K01 Student zna sposoby podnoszenia swoich kompetencji. | AR_1A_K01 | — | — | C-9 | T-W-13 | M-6 | S-2, S-3, S-4, S-1 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| AR_1A_C15b_W01 Student posiada wiedzę z zakresu disgnostki przemysłowej, ze szczególnym uwzględnieniem metod detekcji i lokalizacji defektów oraz właściwości systemów nadzorowania procesów przemysłowch. | 2,0 | Student nie posiada wiedzy z zakresu disgnostki przemysłowej, ze szczególnym uwzględnieniem metod detekcji i lokalizacji defektów oraz dotyczącej właściwości systemów nadzorowania procesów przemysłowch. Uzyskał poniżej 50% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. |
| 3,0 | Student posiada wiedzę z zakresu disgnostki przemysłowej, ze szczególnym uwzględnieniem metod detekcji i lokalizacji defektów oraz właściwości systemów nadzorowania procesów przemysłowch. Uzyskał 50-60% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 3,5 | Student posiada wiedzę z zakresu disgnostki przemysłowej, ze szczególnym uwzględnieniem metod detekcji i lokalizacji defektów oraz właściwości systemów nadzorowania procesów przemysłowch. Uzyskał 61-70% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 4,0 | Student posiada wiedzę z zakresu disgnostki przemysłowej, ze szczególnym uwzględnieniem metod detekcji i lokalizacji defektów oraz właściwości systemów nadzorowania procesów przemysłowch. Uzyskał 71-80% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 4,5 | Student posiada wiedzę z zakresu disgnostki przemysłowej, ze szczególnym uwzględnieniem metod detekcji i lokalizacji defektów oraz właściwości systemów nadzorowania procesów przemysłowch. Uzyskał 81-90% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 5,0 | Student posiada wiedzę z zakresu disgnostki przemysłowej, ze szczególnym uwzględnieniem metod detekcji i lokalizacji defektów oraz właściwości systemów nadzorowania procesów przemysłowch. Uzyskał 91-100% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| AR_1A_C15b_U01 Student: - umie przeanalizować obiekt / proces pod kątem wskaznia ewentualnych uszkodzeń, - potrafi wskazać dane istotne z punktu widzenia ich wykorzystania w systemie diagnostycznym, - potrafi zaimplementować funkcje prostego systemu HMI. | 2,0 | Student nie umie przeanalizować obiektu / procesu pod kątem wskazania ewentualnych uszkodzeń. Student uzyskał poniżej 50% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. |
| 3,0 | Student: - umie przeanalizować obiekt / proces pod kątem wskazania ewentualnych uszkodzeń, - potrafi wskazać dane istotne z punktu widzenia ich wykorzystania w systemie diagnostycznym, - potrafi zaimplementować funkcje prostego systemu HMI. Student uzyskał 50-60% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 3,5 | Student: - umie przeanalizować obiekt / proces pod kątem wskazania ewentualnych uszkodzeń, - potrafi wskazać dane istotne z punktu widzenia ich wykorzystania w systemie diagnostycznym, - potrafi zaimplementować funkcje prostego systemu HMI. Student uzyskał 61-70% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 4,0 | Student: - umie przeanalizować obiekt / proces pod kątem wskazania ewentualnych uszkodzeń, - potrafi wskazać dane istotne z punktu widzenia ich wykorzystania w systemie diagnostycznym, - potrafi zaimplementować funkcje prostego systemu HMI. Student uzyskał 71-80% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 4,5 | Student: - umie przeanalizować obiekt / proces pod kątem wskazania ewentualnych uszkodzeń, - potrafi wskazać dane istotne z punktu widzenia ich wykorzystania w systemie diagnostycznym, - potrafi zaimplementować funkcje prostego systemu HMI. Student uzyskał 81-90% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 5,0 | Student: - umie przeanalizować obiekt / proces pod kątem wskazania ewentualnych uszkodzeń, - potrafi wskazać dane istotne z punktu widzenia ich wykorzystania w systemie diagnostycznym, - potrafi zaimplementować funkcje prostego systemu HMI. Student uzyskał 91-100% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| AR_1A_C21.2x_U01 Student potrafi stworzyć bazę danych oraz zaprojektować proste tabele do zadanego problemu. Rozumie i potrafi implementować relacje pomiędzy tabelami. Wykonuje operacje CRUD w celu manipulacji oraz pozyskiwania danych. Potrafi tworzyć proste zapytania łączące kilka tabel. Wykorzystuje bazy danych w celu archiwizacji oraz analizy danych procesowych. | 2,0 | Jakakolwiek forma oceny jest niezaliczona (tj. ocena 2). |
| 3,0 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach (2,3.25). | |
| 3,5 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.25,3.75). | |
| 4,0 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.75,4.25). | |
| 4,5 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <4.25,4.75). | |
| 5,0 | Średnia ważona z form ocen wynosi co najmniej 4.75. | |
| AR_1A_C21.2x_U02 Student potrafi wykonać prosty interfejs HMI, za pomocą którego można monitorować rzeczywisty obiekt. Prezentuje dane procesowe oraz alarmy związane z jego pracą, archiwzuje je. Wykorzystuje oferowane przez producenta rozwiązania w celu implementacji alarmów. | 2,0 | Jakakolwiek forma oceny jest niezaliczona (tj. ocena 2). |
| 3,0 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach (2,3.25). | |
| 3,5 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.25,3.75). | |
| 4,0 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.75,4.25). | |
| 4,5 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <4.25,4.75). | |
| 5,0 | Średnia ważona z form ocen wynosi co najmniej 4.75. | |
| AR_1A_C21.2x_U03 Student potrafi skonfigurować system SCADA tak by możliwe było nadzorowanie pojedynczego i wielu procesów. Wykorzystuje możliwości wizualizacji oferowane przez tego typu platofrmy. Potrafi konfigurować dostęp użytkowników do poszczególnych komponentów procesu. | 2,0 | Jakakolwiek forma oceny jest niezaliczona (tj. ocena 2). |
| 3,0 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach (2,3.25). | |
| 3,5 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.25,3.75). | |
| 4,0 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.75,4.25). | |
| 4,5 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <4.25,4.75). | |
| 5,0 | Średnia ważona z form ocen wynosi co najmniej 4.75. | |
| AR_1A_C21.2x_U04 Student potrafi zdefiniować prostą diagnostykę procesu na podstawie jego opisu, wykorzystując do tego zmienne procesowe. Dokonuje identyfikacji modelu obiektu podczas jego nominalnej pracy, porównuje go z modelem matematycznym; wykorzystuje model do analizy niewłaściwej pracy układu. Buduje prosty system ekspercki. Rozumie podstawy diagnostyki z wykorzystaniem systemów wizyjnych, potrafi korzystać z gotowych funkcji przetwarzających obraz. | 2,0 | Jakakolwiek forma oceny jest niezaliczona (tj. ocena 2). |
| 3,0 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach (2,3.25). | |
| 3,5 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.25,3.75). | |
| 4,0 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.75,4.25). | |
| 4,5 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <4.25,4.75). | |
| 5,0 | Średnia ważona z form ocen wynosi co najmniej 4.75. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| AR_1A_C15b_K01 Student zna sposoby podnoszenia swoich kompetencji. | 2,0 | |
| 3,0 | Student zna sposoby podnoszenia swoich kompetencji. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- pod red. Józefa Korbicza [et al.] ; Komitet Automatyki i Robotyki Polskiej Akademii Nauk., Diagnostyka procesów : modele, metody sztucznej inteligencji, zastosowania., Wydawictwa Naukowo-Techniczne; Lubuskie Towarzystwo Naukowe, Warszawa, 2002, 83-204-2734-7
- Jan Maciej Kościelny, Diagnostyka zautomatyzowanych procesów przemysłowych, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa, 2001, 83-87674-27-3
- Krzysztof Pietrusewicz, Paweł Dworak, Programowalne sterowniki automatyki PAC, Nakom, Poznań, 2007
Literatura dodatkowa
- pod red. Józefa Korbicza, Krzysztofa Patana, Marka Kowala, Diagnostyka procesów i systemów., Akademicka Oficyna Wydawnicza Exit, Warszawa, 2007, 978-83-60434-31-4
- Instrukcje firmowe systemów SCADA, 2011