Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Mechatronika (S1)

Sylabus przedmiotu Programowanie układów sterowania:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Mechatronika
Forma studiów studia stacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów nauk technicznych, studiów inżynierskich
Profil ogólnoakademicki
Moduł —
Przedmiot Programowanie układów sterowania
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Automatyki Przemysłowej i Robotyki
Nauczyciel odpowiedzialny Bogdan Broel-Plater <Bogdan.Broel-Plater@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele
ECTS (planowane) 4,0 ECTS (formy) 4,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny 11 Grupa obieralna 1

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
laboratoriaL5 15 1,30,38zaliczenie
wykładyW5 30 2,70,62zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Wiedza z matematyki, informatyki, podstaw automatyki, techniki mikroprocesorowej

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Nauczenie studentów programowania układów sterowania wykorzystujących systemy operacyjne czasu rzeczywistego.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Tworzenie biblioteki z zastosowaniem języka ST3
T-L-2Prosta wizualizacja - interfejs operatora mieszalnika do farb3
T-L-3Konfiguracja i uruchomienie komunikacji PLC-PLC w sieci CAN3
T-L-4Konfiguracja aplikacji sterowania pojedynczą osią napędową zgodnie z PLCopen MC3
T-L-5Integracja interfejsu HMI w sterowaniu osią napędową3
15
wykłady
T-W-1Wprowadzenie. Systemy sterowania w przemyśle4
T-W-2Oprogramowanie narzędziowe Automation Studio2
T-W-3Struktura logiczna projektu. Konfiguracja zasobów systemu czasu rzeczywistego (RTOS)2
T-W-4Biblioteki programowe. Tworzenie własnych bloków funkcyjnych2
T-W-5Typy danych. Zmienne lokalne, globalne2
T-W-6Języki programowania normy IEC61131-32
T-W-7Język Structured Text - omówienie2
T-W-8Zagadnienia wizualizacji HMI4
T-W-9Zagadnienia komunikacji w sieciach przemysłowych2
T-W-10Wymiana danych z zastosowaniem sieci komunikacyjnej CAN2
T-W-11Wymiana danych z zastosowaniem sieci komunikacyjnej TCP/IP, TCP/UDP2
T-W-12Zdalny dostęp do danych procesowych z użyciem technologii OPC DA2
T-W-13Konfiguracja aplikacji napędowej zgodnie z normą PLCopen Motion Control2
30

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-L-2Przygotowanie do zajęć24
39
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach30
A-W-2Zapoznanie się z literaturą dotyczącą przedmiotu30
A-W-3Przygotowanie do zaliczenia10
A-W-4Zapoznanie się z dokumentacją techniczną, dostępną w internecie10
80

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład informacyjny
M-2Wykład problemowy
M-3Zajęcia laboratoryjne

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: Ocena wystawiana w trakcie zajęć laboratoryjnych na podstawie pisemnych prac zaliczeniowych oraz aktywności podczas zajęć.
S-2Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na podstawie pisemnego i praktycznego zaliczenia końcowego.

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ME_1A_C52-2_W01
Ma szczegółową wiedzę umożliwiającą opis zagadnień oraz formułowanie wniosków w zakresie technik programowania: sterowników PLC, układów sterowania CNC obrabiarek i robotów, systemów wizyjnych.		ME_1A_W04T1A_W04, T1A_W06, T1A_W07InzA_W01, InzA_W02C-1T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-10, T-W-11, T-W-12, T-W-13M-1, M-2, M-3S-1, S-2

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ME_1A_C52-2_U01
Potrafi posługiwać się oprogramowaniem wspomagającym procesy projektowania, symulacji i badań układów mechanicznych, elektrycznych i mechatronicznych oraz przygotować proste programy komputerowe, programy dla urządzeń sterowanych numerycznie, sterowników programowalnych (PLC).		ME_1A_U06, ME_1A_U07T1A_U03, T1A_U07, T1A_U08, T1A_U16InzA_U01, InzA_U02, InzA_U06, InzA_U08C-1T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5M-1, M-2, M-3S-1, S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
ME_1A_C52-2_W01
Ma szczegółową wiedzę umożliwiającą opis zagadnień oraz formułowanie wniosków w zakresie technik programowania: sterowników PLC, układów sterowania CNC obrabiarek i robotów, systemów wizyjnych.		2,0Student nie potrafi napisać i uruchomić prostego programu dla sterownika programowalnego.
3,0Student potrafi napisać w języku LD program realizujący zadany, prosty algorytm sterowania zapisany w języku SFC oraz uruchomić układ sterowania wykorzystujący ten algorytm
3,5Student potrafi zaprojektować bezpieczną strukturę sprzętową układu prostego sterowania wykorzystującego sterownik programowalny, zapisać w języku LD lub ST program realizujący zapisany w języku SFC algorytm bezpiecznego sterowania realizujace narzucone funkcje oraz uruchomić układ sterowania wykorzystujący ten algorytm.
4,0Student potrafi dokonać analizy wymagań jakie ma spełniać układ bezpiecznego sterowania prostym procesem technologicznym, zaprojektować bezpieczną strukturę sprzętową układu sterowania tym procesem, zapisać w języku LD lub ST program realizujący samodzielnie zaprojektowany i zapisany w języku SFC jednografowy algorytm bezpiecznego sterowania tym procesem oraz uruchomić układ sterowania wykorzystujący ten algorytm.
4,5Student potrafi dokonać analizy wymagań jakie ma spełniać układ sterowania procesem technologicznym, wybrać odpowiedni sterownik programowalny i zaprojektować bezpieczną strukturę sprzętową układu sterowania wykorzystującego ten sterownik, zapisać w języku LD lub ST program realizujący samodzielnie zaprojektowany i zapisany w języku SFC wielografowy algorytm bezpiecznego sterowania tym procesem oraz uruchomić układ sterowania wykorzystujący ten algorytm.
5,0Student potrafi dokonać analizy wymagań jakie ma spełniać układ sterowania procesem technologicznym, wybrać odpowiedni sterownik programowalny i zaprojektować bezpieczną strukturę sprzętową układu sterowania wykorzystującego ten sterownik, zapisać w języku LD lub ST program realizujący samodzielnie zaprojektowany i zapisany w języku SFC wielografowy algorytm bezpiecznego i wielotrybowego sterowania tym procesem oraz uruchomić układ sterowania wykorzystujący ten algorytm.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
ME_1A_C52-2_U01
Potrafi posługiwać się oprogramowaniem wspomagającym procesy projektowania, symulacji i badań układów mechanicznych, elektrycznych i mechatronicznych oraz przygotować proste programy komputerowe, programy dla urządzeń sterowanych numerycznie, sterowników programowalnych (PLC).		2,0Student nie potrafi określić skutków błędów obsługi lub awarii urządzeń zautomatyzowanego prostego procesu technologicznego
3,0Student potrafi określić skutki wybranych błędów obsługi lub awarii urządzeń zautomatyzowanego prostego procesu technologicznego jednak nie potrafi zaproponować rozwiązania układu sterowania minimalizujące te skutki
3,5Student potrafi określić skutki błędów obsługi lub awarii urządzeń zautomatyzowanego prostego procesu technologicznego i potrafi zaproponować rozwiązanie układu sterowania minimalizujące wybrane z tych skutków
4,0Student potrafi określić skutki błędów obsługi lub awarii urządzeń zautomatyzowanego prostego procesu technologicznego i potrafi zaproponować rozwiązanie układu sterowania minimalizujące te skutki
4,5Student potrafi określić skutki błędów obsługi lub awarii urządzeń zautomatyzowanego prostego procesu technologicznego i potrafi zaproponować różne rozwiązania układu sterowania minimalizujące te skutki lub zapobiegające ich powstaniu
5,0Student potrafi określić skutki błędów obsługi lub awarii urządzeń zautomatyzowanego prostego procesu technologicznego i potrafi zaproponować różne rozwiązania układu sterowania zapobiegające ich powstaniu lub jeśli to niemożliwe minimalizujące te skutki oraz dokonac oceny zaproponowanych rozwiązań i wybrać najlepsze z nich

Literatura podstawowa

  1. Pietrusewicz K., Dworak P., Programowalne sterowniki automatyki PAC, NAKOM, Poznań, 2009, 1

Literatura dodatkowa

  1. Bernecker & Rainer, Siemens, BEckhoff, Bosch Rexroth, Strony internetowe producentów systemów automatyki, 2011

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Tworzenie biblioteki z zastosowaniem języka ST3
T-L-2Prosta wizualizacja - interfejs operatora mieszalnika do farb3
T-L-3Konfiguracja i uruchomienie komunikacji PLC-PLC w sieci CAN3
T-L-4Konfiguracja aplikacji sterowania pojedynczą osią napędową zgodnie z PLCopen MC3
T-L-5Integracja interfejsu HMI w sterowaniu osią napędową3
15

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Wprowadzenie. Systemy sterowania w przemyśle4
T-W-2Oprogramowanie narzędziowe Automation Studio2
T-W-3Struktura logiczna projektu. Konfiguracja zasobów systemu czasu rzeczywistego (RTOS)2
T-W-4Biblioteki programowe. Tworzenie własnych bloków funkcyjnych2
T-W-5Typy danych. Zmienne lokalne, globalne2
T-W-6Języki programowania normy IEC61131-32
T-W-7Język Structured Text - omówienie2
T-W-8Zagadnienia wizualizacji HMI4
T-W-9Zagadnienia komunikacji w sieciach przemysłowych2
T-W-10Wymiana danych z zastosowaniem sieci komunikacyjnej CAN2
T-W-11Wymiana danych z zastosowaniem sieci komunikacyjnej TCP/IP, TCP/UDP2
T-W-12Zdalny dostęp do danych procesowych z użyciem technologii OPC DA2
T-W-13Konfiguracja aplikacji napędowej zgodnie z normą PLCopen Motion Control2
30

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-L-2Przygotowanie do zajęć24
39
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach30
A-W-2Zapoznanie się z literaturą dotyczącą przedmiotu30
A-W-3Przygotowanie do zaliczenia10
A-W-4Zapoznanie się z dokumentacją techniczną, dostępną w internecie10
80
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaME_1A_C52-2_W01Ma szczegółową wiedzę umożliwiającą opis zagadnień oraz formułowanie wniosków w zakresie technik programowania: sterowników PLC, układów sterowania CNC obrabiarek i robotów, systemów wizyjnych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówME_1A_W04Ma szczegółową wiedzę umożliwiającą opis zagadnień oraz formułowanie wniosków w zakresie: • projektowania (wytrzymałości konstrukcji, grafiki inżynierskiej, systemów dynamicznych, statystyki, symulacji komputerowych, materiałoznawstwa), • technik programowania: komputerów osobistych, mikrokontrolerów, sterowników PLC, układów sterowania CNC obrabiarek i robotów, systemów wizyjnych i rozpoznawania obrazów, • szybkiego prototypowania, • pomiaru wielkości elektrycznych i mechanicznych, doboru układów pomiarowych.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_W04ma szczegółową wiedzę związaną z wybranymi zagadnieniami z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_W06ma podstawową wiedzę o cyklu życia urządzeń, obiektów i systemów technicznych
T1A_W07zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu prostych zadań inżynierskich z zakresu studiowanego kierunku studiów
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA_W01ma podstawową wiedzę o cyklu życia urządzeń, obiektów i systemów technicznych
InzA_W02zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu prostych zadań inżynierskich z zakresu studiowanego kierunku studiów
Cel przedmiotuC-1Nauczenie studentów programowania układów sterowania wykorzystujących systemy operacyjne czasu rzeczywistego.
Treści programoweT-W-1Wprowadzenie. Systemy sterowania w przemyśle
T-W-2Oprogramowanie narzędziowe Automation Studio
T-W-3Struktura logiczna projektu. Konfiguracja zasobów systemu czasu rzeczywistego (RTOS)
T-W-4Biblioteki programowe. Tworzenie własnych bloków funkcyjnych
T-W-5Typy danych. Zmienne lokalne, globalne
T-W-6Języki programowania normy IEC61131-3
T-W-7Język Structured Text - omówienie
T-W-8Zagadnienia wizualizacji HMI
T-W-9Zagadnienia komunikacji w sieciach przemysłowych
T-W-10Wymiana danych z zastosowaniem sieci komunikacyjnej CAN
T-W-11Wymiana danych z zastosowaniem sieci komunikacyjnej TCP/IP, TCP/UDP
T-W-12Zdalny dostęp do danych procesowych z użyciem technologii OPC DA
T-W-13Konfiguracja aplikacji napędowej zgodnie z normą PLCopen Motion Control
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny
M-2Wykład problemowy
M-3Zajęcia laboratoryjne
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Ocena wystawiana w trakcie zajęć laboratoryjnych na podstawie pisemnych prac zaliczeniowych oraz aktywności podczas zajęć.
S-2Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na podstawie pisemnego i praktycznego zaliczenia końcowego.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie potrafi napisać i uruchomić prostego programu dla sterownika programowalnego.
3,0Student potrafi napisać w języku LD program realizujący zadany, prosty algorytm sterowania zapisany w języku SFC oraz uruchomić układ sterowania wykorzystujący ten algorytm
3,5Student potrafi zaprojektować bezpieczną strukturę sprzętową układu prostego sterowania wykorzystującego sterownik programowalny, zapisać w języku LD lub ST program realizujący zapisany w języku SFC algorytm bezpiecznego sterowania realizujace narzucone funkcje oraz uruchomić układ sterowania wykorzystujący ten algorytm.
4,0Student potrafi dokonać analizy wymagań jakie ma spełniać układ bezpiecznego sterowania prostym procesem technologicznym, zaprojektować bezpieczną strukturę sprzętową układu sterowania tym procesem, zapisać w języku LD lub ST program realizujący samodzielnie zaprojektowany i zapisany w języku SFC jednografowy algorytm bezpiecznego sterowania tym procesem oraz uruchomić układ sterowania wykorzystujący ten algorytm.
4,5Student potrafi dokonać analizy wymagań jakie ma spełniać układ sterowania procesem technologicznym, wybrać odpowiedni sterownik programowalny i zaprojektować bezpieczną strukturę sprzętową układu sterowania wykorzystującego ten sterownik, zapisać w języku LD lub ST program realizujący samodzielnie zaprojektowany i zapisany w języku SFC wielografowy algorytm bezpiecznego sterowania tym procesem oraz uruchomić układ sterowania wykorzystujący ten algorytm.
5,0Student potrafi dokonać analizy wymagań jakie ma spełniać układ sterowania procesem technologicznym, wybrać odpowiedni sterownik programowalny i zaprojektować bezpieczną strukturę sprzętową układu sterowania wykorzystującego ten sterownik, zapisać w języku LD lub ST program realizujący samodzielnie zaprojektowany i zapisany w języku SFC wielografowy algorytm bezpiecznego i wielotrybowego sterowania tym procesem oraz uruchomić układ sterowania wykorzystujący ten algorytm.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaME_1A_C52-2_U01Potrafi posługiwać się oprogramowaniem wspomagającym procesy projektowania, symulacji i badań układów mechanicznych, elektrycznych i mechatronicznych oraz przygotować proste programy komputerowe, programy dla urządzeń sterowanych numerycznie, sterowników programowalnych (PLC).
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówME_1A_U06Potrafi posługiwać się oprogramowaniem wspomagającym procesy projektowania, symulacji i badań układów mechanicznych, elektrycznych i mechatronicznych.
ME_1A_U07Potrafi przygotować proste programy komputerowe, programy dla urządzeń sterowanych numerycznie, sterowników programowalnych (PLC) oraz innych wybranych układów mikroprocesorowych.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_U03potrafi przygotować w języku polskim i języku obcym, uznawanym za podstawowy dla dziedzin nauki i dyscyplin naukowych właściwych dla studiowanego kierunku studiów, dobrze udokumentowane opracowanie problemów z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_U07potrafi posługiwać się technikami informacyjno-komunikacyjnymi właściwymi do realizacji zadań typowych dla działalności inżynierskiej
T1A_U08potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
T1A_U16potrafi - zgodnie z zadaną specyfikacją - zaprojektować oraz zrealizować proste urządzenie, obiekt, system lub proces, typowe dla studiowanego kierunku studiów, używając właściwych metod, technik i narzędzi
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA_U01potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
InzA_U02potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich metody analityczne, symulacyjne oraz eksperymentalne
InzA_U06potrafi dokonać identyfikacji i sformułować specyfikację prostych zadań inżynierskich o charakterze praktycznym, charakterystycznych dla studiowanego kierunku studiów
InzA_U08potrafi - zgodnie z zadaną specyfikacją - zaprojektować proste urządzenie, obiekt, system lub proces, typowe dla studiowanego kierunku studiów, używając właściwych metod, technik i narzędzi
Cel przedmiotuC-1Nauczenie studentów programowania układów sterowania wykorzystujących systemy operacyjne czasu rzeczywistego.
Treści programoweT-L-1Tworzenie biblioteki z zastosowaniem języka ST
T-L-2Prosta wizualizacja - interfejs operatora mieszalnika do farb
T-L-3Konfiguracja i uruchomienie komunikacji PLC-PLC w sieci CAN
T-L-4Konfiguracja aplikacji sterowania pojedynczą osią napędową zgodnie z PLCopen MC
T-L-5Integracja interfejsu HMI w sterowaniu osią napędową
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny
M-2Wykład problemowy
M-3Zajęcia laboratoryjne
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Ocena wystawiana w trakcie zajęć laboratoryjnych na podstawie pisemnych prac zaliczeniowych oraz aktywności podczas zajęć.
S-2Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na podstawie pisemnego i praktycznego zaliczenia końcowego.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie potrafi określić skutków błędów obsługi lub awarii urządzeń zautomatyzowanego prostego procesu technologicznego
3,0Student potrafi określić skutki wybranych błędów obsługi lub awarii urządzeń zautomatyzowanego prostego procesu technologicznego jednak nie potrafi zaproponować rozwiązania układu sterowania minimalizujące te skutki
3,5Student potrafi określić skutki błędów obsługi lub awarii urządzeń zautomatyzowanego prostego procesu technologicznego i potrafi zaproponować rozwiązanie układu sterowania minimalizujące wybrane z tych skutków
4,0Student potrafi określić skutki błędów obsługi lub awarii urządzeń zautomatyzowanego prostego procesu technologicznego i potrafi zaproponować rozwiązanie układu sterowania minimalizujące te skutki
4,5Student potrafi określić skutki błędów obsługi lub awarii urządzeń zautomatyzowanego prostego procesu technologicznego i potrafi zaproponować różne rozwiązania układu sterowania minimalizujące te skutki lub zapobiegające ich powstaniu
5,0Student potrafi określić skutki błędów obsługi lub awarii urządzeń zautomatyzowanego prostego procesu technologicznego i potrafi zaproponować różne rozwiązania układu sterowania zapobiegające ich powstaniu lub jeśli to niemożliwe minimalizujące te skutki oraz dokonac oceny zaproponowanych rozwiązań i wybrać najlepsze z nich