Wydział Informatyki - 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 | nauk technicznych, studiów inżynierskich | ||
Profil | ogólnoakademicki | ||
Moduł | — | ||
Przedmiot | Podstawy automatyzacji | ||
Specjalność | przedmiot wspólny | ||
Jednostka prowadząca | Katedra Metod Sztucznej Inteligencji i Matematyki Stosowanej | ||
Nauczyciel odpowiedzialny | Marcin Pluciński <Marcin.Plucinski@zut.edu.pl> | ||
Inni nauczyciele | Sławomir Jaszczak <Slawomir.Jaszczak@zut.edu.pl>, Mariusz Sosnowski <Mariusz.Sosnowski@zut.edu.pl> | ||
ECTS (planowane) | 5,0 | ECTS (formy) | 5,0 |
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) |
Cele przedmiotu
KOD | Cel modułu/przedmiotu |
---|---|
C-1 | Zapoznanie z podstawowymi pojęciami związanymi z zadaniami sterowania i regulacji. |
C-2 | Opanowanie umiejętności analitycznej i eksperymentalnej identyfikacji obiektów. |
C-3 | Opanowanie teoretycznych i praktycznych umiejętności projektowania (syntezy i analizy) układów regulacji. |
C-4 | Zapoznanie z budową i działaniem podstawowych urządzeń wykorzystywanych w układach regulacji. |
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 |
---|---|---|
laboratoria | ||
T-L-1 | Analiza połączenia z obiektem rzeczywistym - opis zmiennych, identyfikacja urządzeń pomiarowych i wykonawczych. | 1 |
T-L-2 | Projekt i implementacja oprogramowania kontrolno-pomiarowego w Proficy Machine Edition - struktura programu z podprogramami, uwzględniająca połączenie z InTouch i Panelem Operatorskim | 5 |
T-L-3 | Identyfikacja własności dynamicznych obiektu sterowania z wykorzystaniem wykonanego oprogramowania kontrolno-pomiarowego | 2 |
T-L-4 | Synteza układu regulacji z regulatorami PID IND i PID ISA z wykorzystaniem wykonanego oprogramowania kontrolno-pomiarowego | 4 |
T-L-5 | Analiza stabilności i jakości układu regulacji na podstawie danych rzeczywistych i przy wykorzystaniu programu Matlab/Simulink | 2 |
T-L-6 | Zaliczenie końcowe | 1 |
15 | ||
projekty | ||
T-P-1 | Analiza funkcjonalna przykładowych, rzeczywistych układów regulacji. | 2 |
T-P-2 | Identyfikacja analityczna mechanicznych, elektrycznych i pneumatycznych obiektów automatyki. | 2 |
T-P-3 | Identyfikacja eksperymentalna obiektów na podstawie ich charakterystyk dynamicznych i częstotliwościowych. | 1 |
T-P-4 | Wyznaczanie modeli zastępczych dla złożonych układów regulacji. | 2 |
T-P-5 | Badanie stabilności układów regulacji. | 2 |
T-P-6 | Badanie jakości układów regulacji i dobór optymalnych nastaw regulatorów. | 4 |
T-P-7 | Zaliczenie ćwiczeń. | 2 |
15 | ||
wykłady | ||
T-W-1 | Podstawowe pojęcia automatyzacji. Struktura funkcjonalna i elementy układów sterowania i automatycznej regulacji. Przykłady rzeczywistych układów regulacji. Cel regulacji. Typy układów regulacji. Typy obiektów i sygnałów w układach regulacji. | 4 |
T-W-2 | Metody opisu obiektów dynamicznych. Modelowanie i metody identyfikacji obiektów dynamicznych. Modele i charakterystyki typowych obiektów spotykanych w układach regulacji. | 4 |
T-W-3 | Badanie stabilności i jakości układu regulacji. | 4 |
T-W-4 | Algorytmy regulacji: regulacja dwupołożeniowa, PID. Projektowanie układu regulacji, dobór struktury i nastaw regulatorów. | 4 |
T-W-5 | Algorytmy regulacji dla obiektów 'trudnych': regulacja PIDD2, regulacja kaskadowa, odporna, adaptacyjna, rozmyta. | 2 |
T-W-6 | Warianty technicznej realizacji układów regulacji – układy mechaniczne, hydrauliczne, pneumatyczne, elektryczne i mieszane. Pomiary wielkości fizycznych w obiektach i procesach (metody i stosowane środki techniczne). Urządzenia wykonawcze i nastawcze - przykładowe rozwiązania. | 5 |
T-W-7 | Struktura i zasada działania układu regulacji cyfrowej, elementy układu (przetworniki A/C, C/A, człony podtrzymania sygnału, urządzenia pomiarowe, urządzenia wykonawcze, urządzenia nastawcze). | 3 |
T-W-8 | Sterowniki programowalne PLC (konstrukcja, zasady i języki programowania, zasady projektowania algorytmów sterowania). | 4 |
30 |
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
KOD | Forma aktywności | Godziny |
---|---|---|
laboratoria | ||
A-L-1 | Udział w zajęciach i zaliczeniu | 15 |
A-L-2 | Opracowanie sprawozdań | 20 |
A-L-3 | Przygotowanie do zaliczenia zajęć | 8 |
43 | ||
projekty | ||
A-P-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
A-P-2 | Samodzielna realizacja zadań domowych. | 20 |
A-P-3 | Udział w konsultacjach | 2 |
37 | ||
wykłady | ||
A-W-1 | Uczestnictwo w wykładach. | 30 |
A-W-2 | Egzamin. | 2 |
A-W-3 | Konsultacje do wykładu i pozostałych form zajęć | 3 |
A-W-4 | Przygotowanie do egzaminu i studia literaturowe. | 30 |
65 |
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: egzamin pisemny. |
S-2 | Ocena formująca: Ćwiczenia: krótkie pisemne sprawdziany na początku zajęć. |
S-3 | Ocena podsumowująca: Ćwiczenia: zaliczenie pisemne na końcowych zajęciach. |
S-4 | Ocena formująca: Ćwiczenia laboratoryjne: krótkie pisemne sprawdziany na początku zajęć. |
S-5 | Ocena formująca: Ocena sprawozdań i raportów z zajęć. |
S-6 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie końcowe na podstawie dokumentacji powykonawczej oraz odpowiedzi ustnej. |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|---|
ZIP_1A_C/12_W01 W wyniku zajęć student powinien: znać podstawowe pojęcia związane z automatyzacją, scharakteryzować budowę i działanie układu regulacji automatycznej, znać podstawowe techniki badania i projektowania układów regulacji. | ZIP_1A_W06 | T1A_W02, T1A_W03, T1A_W07 | InzA_W02 | C-1, C-3, C-2 | T-W-4, T-W-3, T-W-5, T-W-1, T-W-2 | M-1 | S-1 |
ZIP_1A_C/12_W02 W wyniku zajęć student powinien scharakteryzować budowę i działanie podstawowych elementów (mechanicznych, pneumatycznych, hydraulicznych, elektrycznych) stosowanych w układach regulacji. | ZIP_1A_W06 | T1A_W02, T1A_W03, T1A_W07 | InzA_W02 | C-4 | T-W-6 | M-1 | S-1 |
ZIP_1A_C/12_W03 W wyniku zajęć student powinien scharakteryzować budowę i działanie układów regulacji cyfrowej, ze szczególnym uwzględnieniem sterowników programowalnych PLC. | ZIP_1A_W03, ZIP_1A_W06 | T1A_W02, T1A_W03, T1A_W07 | InzA_W02, InzA_W05 | C-4, C-5 | T-W-8, T-W-7 | M-1 | S-1 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|---|
ZIP_1A_C/12_U01 W wyniku zajęć student umie dokonać analizy funkcjonalnej rzeczywistego układu regulacji. | ZIP_1A_U17, ZIP_1A_U21, ZIP_1A_U18, ZIP_1A_U29 | T1A_U05, T1A_U08, T1A_U13, T1A_U15 | InzA_U01, InzA_U05, InzA_U07 | C-1 | T-W-1, T-P-1 | M-2 | S-3, S-2 |
ZIP_1A_C/12_U02 W wyniku zajęć student umie dokonać identyfikacji analitycznej i eksperymentalnej obiektów. | ZIP_1A_U04, ZIP_1A_U29, ZIP_1A_U22 | T1A_U08, T1A_U09, T1A_U13 | InzA_U01, InzA_U02 | C-2 | T-P-2, T-P-3, T-W-2, T-L-3 | M-2, M-3 | S-2, S-3, S-4, S-5 |
ZIP_1A_C/12_U03 W wyniku zajęć student umie zbadać własności układu regulacji, dobrać regulator i jego nastawy. | ZIP_1A_U29, ZIP_1A_U22, ZIP_1A_U25 | T1A_U01, T1A_U04, T1A_U09, T1A_U13 | InzA_U02 | C-3 | T-P-6, T-P-5, T-W-3, T-W-4, T-P-4, T-L-4, T-L-5, T-L-1 | M-2, M-3 | S-2, S-3, S-4, S-5 |
ZIP_1A_C/12_U04 W wyniku zajęć student umie zaprojektować i zaimplementować algorytmy sterowania z wykorzystaniem sterownika PLC. | ZIP_1A_U29, ZIP_1A_U04, ZIP_1A_U12, ZIP_1A_U22, ZIP_1A_U28 | T1A_U02, T1A_U03, T1A_U08, T1A_U09, T1A_U13, T1A_U16 | InzA_U01, InzA_U02, InzA_U08 | C-2, C-3, C-4, C-5 | T-L-5, T-L-1, T-L-4, T-L-2, T-L-3 | M-3 | S-5, S-6, S-4 |
Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne
Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|---|
ZIP_1A_C/12_K01 W wyniku zajęć student nabywa kompetencji w zakresie zespołowej syntezy programowo-sprzętowej układów regulacji. | ZIP_1A_K03 | T1A_K03, T1A_K04, T1A_K05 | — | C-5, C-2, C-4, C-3 | T-L-5, T-L-4, T-L-3, T-L-2, T-L-1 | M-3 | S-5, S-6 |
Kryterium oceny - wiedza
Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
ZIP_1A_C/12_W01 W wyniku zajęć student powinien: znać podstawowe pojęcia związane z automatyzacją, scharakteryzować budowę i działanie układu regulacji automatycznej, znać podstawowe techniki badania i projektowania układów regulacji. | 2,0 | Student nie zna podstawowych pojęć automatyki, nie umie opisać budowy i działania układu regulacji automatycznej, nie zna podstawowych technik badania i projektowania układów regulacji. |
3,0 | Student zna podstawowe pojęcia automatyki, umie opisać budowę i działanie układu regulacji automatycznej, zna podstawowe techniki badania i projektowania układów regulacji. | |
3,5 | Student zna i rozumie podstawowe pojęcia automatyki, umie opisać budowę i działanie układu regulacji automatycznej, zna i rozumie podstawowe techniki badania i projektowania układów regulacji. | |
4,0 | Student zna i rozumie podstawowe pojęcia automatyki, umie opisać budowę i działanie układu regulacji automatycznej, zna i rozumie podstawowe techniki badania i projektowania układów regulacji. Umie dobrać metodę badania układu do konkretnej sytuacji. | |
4,5 | Student zna i rozumie podstawowe pojęcia automatyki, umie opisać budowę i działanie układu regulacji automatycznej, zna i rozumie podstawowe techniki badania i projektowania układów regulacji. Umie dobrać strukturę układu regulacji i metodę badania do konkretnej sytuacji. | |
5,0 | Student zna i rozumie podstawowe pojęcia automatyki, umie opisać budowę i działanie układu regulacji automatycznej, zna i rozumie podstawowe techniki badania i projektowania układów regulacji. Umie zaprojektować układ regulacji, dobrać jego parametry i zbadać jego jakość. | |
ZIP_1A_C/12_W02 W wyniku zajęć student powinien scharakteryzować budowę i działanie podstawowych elementów (mechanicznych, pneumatycznych, hydraulicznych, elektrycznych) stosowanych w układach regulacji. | 2,0 | Student nie umie opisać budowy i działania podstawowych elementów stosowanych w układach regulacji automatycznej. |
3,0 | Student umie opisać budowę i działanie podstawowych elementów stosowanych w układach regulacji automatycznej. | |
3,5 | Student zna i rozumie budowę i działanie podstawowych elementów stosowanych w układach regulacji automatycznej. | |
4,0 | Student zna i rozumie budowę i działanie podstawowych elementów stosowanych w układach regulacji automatycznej. Umie dobrać odpowiedni element do postawionego zadania. | |
4,5 | Student zna i rozumie budowę i działanie podstawowych elementów stosowanych w układach regulacji automatycznej. Umie dobrać odpowiedni element do postawionego zadania i ocenić jego skuteczność. | |
5,0 | Student zna i rozumie budowę i działanie podstawowych elementów stosowanych w układach regulacji automatycznej. Umie dobrać elementy składowe całego układu regulacji i ocenić ich skuteczność. | |
ZIP_1A_C/12_W03 W wyniku zajęć student powinien scharakteryzować budowę i działanie układów regulacji cyfrowej, ze szczególnym uwzględnieniem sterowników programowalnych PLC. | 2,0 | Student nie umie opisać budowy i działania układu regulacji cyfrowej wykorzystującego sterownik PLC. |
3,0 | Student umie opisać budowę i działanie układu regulacji cyfrowej wykorzystującego sterownik PLC. | |
3,5 | Student zna i rozumie budowę i działanie układu regulacji cyfrowej wykorzystującego sterownik PLC. | |
4,0 | Student zna i rozumie budowę i działanie układu regulacji cyfrowej wykorzystującego sterownik PLC. Umie dobrać parametry elementów cyfrowego układu regulacji. | |
4,5 | Student zna i rozumie budowę i działanie układu regulacji cyfrowej wykorzystującego sterownik PLC. Umie dobrać parametry elementów cyfrowego układu regulacji i ocenić ich jakość. | |
5,0 | Student zna i rozumie budowę i działanie układu regulacji cyfrowej wykorzystującego sterownik PLC. Umie zaprojektować cyfrowy układ regulacji realizujący określony cel. |
Kryterium oceny - umiejętności
Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
ZIP_1A_C/12_U01 W wyniku zajęć student umie dokonać analizy funkcjonalnej rzeczywistego układu regulacji. | 2,0 | Student nie umie dokonać analizy funkcjonalnej rzeczywistego układu regulacji. |
3,0 | Student umie dokonać analizy funkcjonalnej rzeczywistego układu regulacji. | |
3,5 | Student umie dokonać analizy funkcjonalnej rzeczywistego układu regulacji, rozumie cel działania układu regulacji. | |
4,0 | Student umie dokonać analizy funkcjonalnej rzeczywistego układu regulacji, rozumie cel działania układu regulacji i funkcje pełnione przez poszczególne elementy. | |
4,5 | Student umie dokonać analizy funkcjonalnej rzeczywistego układu regulacji, rozumie cel działania układu regulacji i funkcje pełnione przez poszczególne elementy. Umie ocenić jakość zastosowanych rozwiązań. | |
5,0 | Student umie dokonać analizy funkcjonalnej rzeczywistego układu regulacji, rozumie cel działania układu regulacji i funkcje pełnione przez poszczególne elementy. Umie ocenić jakość zastosowanych rozwiązań i zaproponować modyfikacje poprawiające jego skuteczność. | |
ZIP_1A_C/12_U02 W wyniku zajęć student umie dokonać identyfikacji analitycznej i eksperymentalnej obiektów. | 2,0 | Student nie umie dokonać identyfikacji dynamiki obiektów automatyki. |
3,0 | Student umie dokonać identyfikacji dynamiki obiektów automatyki. | |
3,5 | Student umie dobrać metodę i dokonać identyfikacji dynamiki obiektów automatyki. | |
4,0 | Student umie dobrać metodę i dokonać identyfikacji dynamiki obiektów automatyki. Rozumie celowość identyfikacji w procesie projektowania układu regulacji. | |
4,5 | Student umie dobrać metodę i dokonać identyfikacji dynamiki obiektów automatyki. Rozumie celowość identyfikacji w procesie projektowania układu regulacji. Potrafi przewidzieć własności obiektu na podstawie modelu. | |
5,0 | Student umie dobrać metodę i dokonać identyfikacji dynamiki obiektów automatyki. Rozumie celowość identyfikacji w procesie projektowania układu regulacji. Potrafi przewidzieć własności obiektu na podstawie modelu i ocenić jego jakość. | |
ZIP_1A_C/12_U03 W wyniku zajęć student umie zbadać własności układu regulacji, dobrać regulator i jego nastawy. | 2,0 | Student nie umie badać własności układu regulacji. |
3,0 | Student umie badać własności układu regulacji wskazanymi metodami. | |
3,5 | Student umie dobrać metodę analizy własności układu regulacji i wykorzystać ją. | |
4,0 | Student umie dobrać metodę analizy własności układu regulacji i wykorzystać ją do dobrania nastaw przyjętego regulatora. | |
4,5 | Student umie dobrać metodę analizy własności układu regulacji i wykorzystać ją do dobrania nastaw przyjętego regulatora. Umie ocenić jej skuteczność. | |
5,0 | Student umie przeprowadzić kompletną syntezę i analizę układu regulacji. | |
ZIP_1A_C/12_U04 W wyniku zajęć student umie zaprojektować i zaimplementować algorytmy sterowania z wykorzystaniem sterownika PLC. | 2,0 | Student nie umie zaimplementować podanego algorytmu sterowania z wykorzystaniem sterownika PLC. |
3,0 | Student umie zaimplementować podany algorytm sterowania z wykorzystaniem sterownika PLC. | |
3,5 | Student umie zaprojektować i zaimplementować algorytm sterowania z wykorzystaniem sterownika PLC. | |
4,0 | Student umie zaprojektować i zaimplementować algorytm sterowania z wykorzystaniem sterownika PLC. Umie ocenić jego jakość. | |
4,5 | Student umie zaprojektować i zaimplementować algorytm sterowania z wykorzystaniem sterownika PLC. Umie ocenić jego jakość i zaproponować modyfikacje poprawiające jego skuteczność. | |
5,0 | Student umie zaprojektować i zaimplementować układ regulacji cyfrowej oparty o sterownik PLC, realizujący określony cel. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
ZIP_1A_C/12_K01 W wyniku zajęć student nabywa kompetencji w zakresie zespołowej syntezy programowo-sprzętowej układów regulacji. | 2,0 | Student nie potrafi realizować powierzonych mu zadań w czasie zespołowej syntezy układu regulacji. |
3,0 | Student potrafi realizować powierzone mu zadanie w czasie zespołowej syntezy układu regulacji. | |
3,5 | Student aktywnie angażuje się w realizację powierzonych mu zadań w czasie zespołowej syntezy układu regulacji. | |
4,0 | Student aktywnie angażuje się w realizację powierzonych mu zadań w czasie zespołowej syntezy układu regulacji i realizuje je w szerszym zakresie. | |
4,5 | Student aktywnie angażuje się w realizację powierzonych mu zadań w czasie zespołowej syntezy układu regulacji i realizuje je w szerszym zakresie, wykazując się przy tym kreatywnością. | |
5,0 | Student aktywnie angażuje się w realizację powierzonych mu zadań w czasie zespołowej syntezy układu regulacji i realizuje je w szerszym zakresie, wykazując się przy tym kreatywnością. Umie organizować i koordynować pracę grupy. |
Literatura podstawowa
- 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