Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Zarządzanie i inżynieria produkcji (S1)
Sylabus przedmiotu Podstawy automatyzacji:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Zarządzanie i inżynieria produkcji | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Podstawy automatyzacji | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Mechatroniki | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Marek Grudziński <marek.grudzinski@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Marek Grudziński <marek.grudzinski@zut.edu.pl>, Karol Miądlicki <Karol.Miadlicki@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Algebra i analiza matematyczna |
| W-2 | Fizyka (w zakresie szkoły średniej) |
| W-3 | Zapoznanie z budową i działaniem sterowników PLC oraz opanowanie podstaw ich programowania. |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studenta z podstawowymi pojęciami automatyzacji. |
| C-2 | Zapoznanie studenta z budową i działaniem podstawowych urządzeń wykorzystywanych w układach sterowania i regulacji. |
| C-3 | Ogólna wiedza na temat automatyzacji i robotyzacji złożonych systemów produkcyjnych z uwzględnieniem ich elementów składowych i podsystemów technologicznych. |
| C-4 | Opanowanie teoretycznych i praktycznych umiejętności projektowania (syntezy i analizy) złożonych układów cyfrowych. |
| C-5 | Zapoznanie z budową i działaniem sterowników PLC oraz opanowanie podstaw ich programowania. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Analiza funkcjonalna przykładowych, rzeczywistych układów regulacji. Identyfikacja analityczna mechanicznych i elektrycznych obiektów automatyki – schematy blokowe. Budowa układów automatyki cyfrowej – przekaźniki i elementy logiczne. Synteza układów cyfrowych - projektowanie układów przełączających. Przewidywanie przyszłych stanów i procesów w automatyce. Sterowniki programowalne PLC – język LAD i przykłady algorytmów sterownia. | 13 |
| T-A-2 | Zaliczenie ćwiczeń. | 2 |
| 15 | ||
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Analiza połączenia regulatora z obiektem – opis zmiennych, identyfikacja i badanie stabilności układów przeprowadzone w programie symulacyjnym Matlab/Simulink. Analiza połączeń i funkcjonowania elementów przekaźnikowych w automatyzacji w programie MultiSim. Analiza połączeń i funkcjonowania elementów logicznych w automatyzacji w programie MultiSim. Synteza układów cyfrowych – analiza przykładowych układów sterowania w oprogramowaniu symulacyjnym. Programowanie sterowników PLC w oprogramowaniu symulacyjnym. Sterowanie układami napędowymi i wykorzystanie układów sensorycznych w oprogramowaniu symulacyjnym. | 14 |
| T-L-2 | Zaliczenie końcowe. | 1 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Rozwój automatyzacji – rys historyczny, czynniki stymulujące rozwój automatyzacji, zakres i problematyka badawcza. Podstawowe pojęcia automatyzacji. Struktura funkcjonalna i elementy układów sterowania otwartego i automatycznej regulacji. Przykłady rzeczywistych układów regulacji. Cel regulacji. Typy obiektów i sygnałów w układach regulacji. Warianty technicznych rozwiązań układów sterowania i regulacji – układy mechaniczne, elektryczne i mieszane. Schematy blokowe. Przewidywanie przyszłych stanów i procesów w automatyce. Układy automatyki cyfrowej – przekaźniki i elementy logiczne. Cyfrowe bloki funkcjonalne. Synteza układów cyfrowych - projektowanie układów przełączających. Sterowniki programowalne PLC (konstrukcja, zasady i języki programowania, zasady projektowania algorytmów sterownia). Definicje klasyfikacja i zastosowanie manipulatorów przemysłowych – schematy blokowe układów ruchu. Układy napędowe – wymagania dla napędów, charakterystyka nowoczesnych napędów, zastosowanie. Układy pomiarowe, sensoryczne i układy kodowania. Architektury systemów sterowania. Elastyczne systemy wytwarzania – podsystemy transportu, magazynowania, manipulacji. Zadania układów i podsystemów nadzorowania i diagnostyki. Sztuczna inteligencja w automatyzacji. | 28 |
| T-W-2 | Zaliczenie | 2 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | Wkład własny studenta | 10 |
| A-A-2 | uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| 25 | ||
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Wkład własny studenta | 10 |
| A-L-2 | uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| 25 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Wkład własny studenta | 20 |
| A-W-2 | uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| 50 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny z prezentacją. |
| M-2 | Cwiczenia przedmiotowe w rozwiązywaniu zadań. |
| M-3 | Ćwiczenia laboratoryjne |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Wykład: zaliczenie pisemne. |
| S-2 | Ocena formująca: Ćwiczenia: krótkie pisemne sprawdziany na początku zajęć. |
| S-3 | Ocena formująca: Ćwiczenia laboratoryjne: krótkie pisemne sprawdziany na początku zajęć. |
| S-4 | Ocena formująca: Ocena sprawozdań i raportów z zajęć. |
| S-5 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie końcowe na podstawie dokumentacji powykonawczej oraz odpowiedzi ustnej. |
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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ZIIP_1A_C14_W01 Student powinien znać podstawowe pojęcia związane z automatyką, scharakteryzować budowę i działanie układu regulacji automatycznej, powinien scharakteryzować budowę i działanie układów regulacji cyfrowej, ze szczególnym uwzględnieniem sterowników programowalnych PLC. Powinien posiadać ogólną wiedzę na temat automatyzacji i robotyzacji prostych systemów produkcyjnych z uwzględnieniem ich elementów składowych i podsystemów technologicznych. | ZIIP_1A_W05 | — | — | C-2, C-4, C-5, C-1, C-3 | T-W-1 | M-1 | S-1 |
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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ZIIP_1A_C14_U01 Student posiada umiejętność dokonywania analizy funkcjonalnej rzeczywistego układu sterowania i regulacji, potrafi zaprojektować i zaimplementować złożony układ cyfrowy jak również algorytmy sterowania z wykorzystaniem sterowników PLC. Umiejętnie porusza się w tematyce automatyzacji i robotyzacji prostych systemów produkcyjnych z uwzględnieniem ich elementów składowych i podsystemów technologicznych. | ZIIP_1A_U18, ZIIP_1A_U26 | — | — | C-2, C-4, C-5, C-1, C-3 | T-L-1, T-A-1 | M-2, M-3 | S-5, S-4, S-3, S-2 |
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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ZIIP_1A_C14_K01 Świadomie rozumie potrzeby dokształcania się, gdyż kolejne generacje rozwiązań sprzętowych będą wnosiły nowy zakres wiedzy. | ZIIP_1A_K01 | — | — | C-2, C-4, C-5, C-1, C-3 | T-L-1, T-W-1, T-A-1 | M-1, M-2, M-3 | S-5, S-4 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ZIIP_1A_C14_W01 Student powinien znać podstawowe pojęcia związane z automatyką, scharakteryzować budowę i działanie układu regulacji automatycznej, powinien scharakteryzować budowę i działanie układów regulacji cyfrowej, ze szczególnym uwzględnieniem sterowników programowalnych PLC. Powinien posiadać ogólną wiedzę na temat automatyzacji i robotyzacji prostych systemów produkcyjnych z uwzględnieniem ich elementów składowych i podsystemów technologicznych. | 2,0 | Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu przedmiotu. |
| 3,0 | Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Nie potrafi kojarzyć i analizować nabytej wiedzy. | |
| 3,5 | Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 3,0 a 4,0. | |
| 4,0 | Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Zna ograniczenia i obszary jej stosowania. | |
| 4,5 | Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 4,0 a 5,0. | |
| 5,0 | Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Rozumie ograniczenia i zna obszary jej stosowania. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ZIIP_1A_C14_U01 Student posiada umiejętność dokonywania analizy funkcjonalnej rzeczywistego układu sterowania i regulacji, potrafi zaprojektować i zaimplementować złożony układ cyfrowy jak również algorytmy sterowania z wykorzystaniem sterowników PLC. Umiejętnie porusza się w tematyce automatyzacji i robotyzacji prostych systemów produkcyjnych z uwzględnieniem ich elementów składowych i podsystemów technologicznych. | 2,0 | Nie potrafi poprawnie rozwiązywać zadań. Przy wykonywaniu ćwiczeń laboratoryjnych nie potrafi wyjaśnić sposobu działania i ma problem z formułowaniem wniosków. |
| 3,0 | Student rozwiązuje podstawowe zadania. Popełnia błędy. Ćwiczenia praktyczne realizuje poprawnie ale w sposób bierny. | |
| 3,5 | Student posiadł umiejętność w stopniu pośrednim między 3,0 a 4,0. | |
| 4,0 | Student umiejętnie kojarzy i analizuje nabytą wiedzę. Ćwiczenia praktyczne realizuje poprawnie, jest aktywny i potrafi interpretować uzyskane wyniki. | |
| 4,5 | Student posiadł umiejętność w stopniu pośrednim między 4,0 a 5,0. | |
| 5,0 | Student bardzo dobrze kojarzy i analizuje nabytą wiedzę. Zadania rozwiązuje metodami optymalnymi posiłkując się właściwymi technikami obliczeniowymi. Ćwiczenia praktyczne realizuje wzorowo, jest aktywny i potrafi ocenić metodę i uzyskane wyniki. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ZIIP_1A_C14_K01 Świadomie rozumie potrzeby dokształcania się, gdyż kolejne generacje rozwiązań sprzętowych będą wnosiły nowy zakres wiedzy. | 2,0 | Ujawnia brak zdyscyplinowania w trakcie słuchania i notowania wykładów. Przy wykonywaniu ćwiczeń praktycznych w zespołach nie angażuje się na rozwiązywanie zadań. |
| 3,0 | Ujawnia mierne zaangażowanie się w pracy zespołowej przy rozwiązywaniu zadań problemowych, obliczeniowych czy symulacjach. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | Ujawnia swą aktywną rolę w zespołowym przygotowywaniu prezentacji wyników, obliczeń czy przeprowadzonej symulacji. | |
| 4,5 | ||
| 5,0 | Ujawnia własne dążenie do doskonalenia nabywanych umiejętności współpracy w zespole przy rozwiązywaniu postawionych problemów. Student czynnie uczestniczy w pracach zespołowych. |
Literatura podstawowa
- Honczarenko J., Elastyczna automatyzacja wytwarzania obrabiarki i systemy obróbkowe, WNT, Warszawa, 2000
- Honczarenko J., Roboty przemysłowe, WNT, Warszawa, 2010
- A. Piegat, Wprowadzenie do automatyki, Wydawnictwo Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 1995
- J. Kostro, Elementy, urządzenia i układy automatyki, Wydawnictwo Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa, 1983
- S. Węgrzyn, Podstawy automatyki, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa, 1980
- Broel-Plater B., Sterowniki programowalne właściwości i zasady stosowania, Wydział Elektryczny Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 2000
Literatura dodatkowa
- A. Markowski, J. Kostro, A. Lewandowski, Automatyka w pytaniach i odpowiedziach, Wydawnictwo Naukowo Techniczne, Warszawa, 1985
- W. Findeisen, Poradnik inżyniera automatyka, Wydawnicto Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1973
- Astrom K., Hagglund T., PID controllers : Theory, design and tuning, Instrument Society of America, NY, 1995