Podstawy automatyzacji

Transkrypt

1 Podstawy automatyzacji WM Karta (sylabus) przedmiotu Zarzdzanie i inynieria Produkcji Studia I stopnia o profilu: A P Przedmiot: Podstawy automatyzacji Kod przedmiotu ZIP S _0 Status przedmiotu: obowizkowy Jzyk wykładowy: polski Rok: II Semestr: 4 Nazwa specjalnoci: Rodzaj zaj i liczba godzin: Studia stacjonarne Studia niestacjonarne Wykład 0 wiczenia Laboratorium Projekt 5 Liczba punktów ECTS: Cel przedmiotu Dostarczenie słuchaczom podstawowej wiedzy obejmujcej szeroko rozumiane oddziaływanie C na przebieg procesów technologicznych Dostarczenie słuchaczom podstawowej wiedzy i umiejtnoci obejmujcej zadania syntezy C sterowania cigłymi procesami technologicznymi C Przekazanie wiedzy i elementarnych umiejtnoci obejmujcej syntez układów przełczajcych EK EK EK EK4 EK5 EK6 Wymagania wstpne w zakresie wiedzy, umiejtnoci i innych kompetencji Wiedza z matematyki w zakresie rozwizywania równa róniczkowych i ich interpretacji, w tym przekształce operatorowych Laplace'a, Fouriera, Z Wiedza z fizyki obejmujca podstawowe pojcia takie jak: zmienne uogólnione, bilanse energetyczne, opisy parametryczne i nieparametryczne, niestacjonarno i zmienniczo zjawisk, modele fizykalne i modele przyczynowo-skutkowe Prawa termodynamiki, mechaniki, elektrycznoci wyraone przez zmienne uogólnione (przetwarzanie energii, transport energii, rozproszenie energii w rónych rodowiskach fizycznych) Efekty kształcenia W zakresie wiedzy Student posiada wiedz z zakresu identyfikacji, klasyfikacji, projektowania i testowania cigłych i dyskretnych układów sterowania a w szczególnoci metod identyfikacji procesów technologicznych i doboru układów sterowania. Posiada wiedz na temat metod analizy właciwoci, korekcji i optymalizacji układów sterowania. Zna praktyczne metody strojenia układów sterowania, w szczególnoci metody stojenia układów sterowania stosowane w praktyce przemysłowej. W zakresie umiejtnoci zaprojektowa prosty układ sterowania typu: przełczajcego lub regulacji. zaplanowa eksperyment, sporzdzi statyczne oraz skokowe, dokona interpretacji wyników, potrafi wykona analiz czstotliwociow dowolnego sygnału oraz wykreli charakterystyk czstotliwociow dla urzdze wystpujcych w układzie sterowania oraz dokona interpretacji wyników. wykreli charakterystyk czstotliwociow otwartego układu sterowania, przeprowadzi interpretacj wyników i ewentualnie skorygowa nastawy algorytmu sterowania lub skorygowa nastawy istniejcego układu regulacji. W zakresie kompetencji społecznych

2 EK7 sformułowa problem technologiczny zwizany ze sterowaniem w sposób profesjonalny i moe współpracowa ze specjalistami np. z automatykiem lub informatykiem. Treci programowe przedmiotu Forma zaj wykłady Treci programowe Liczba godzin W Wprowadzenie: podstawowe pojcia, klasyfikacja układów sterowania, zadania syntezy sterowania, cel sterowania, jako technologiczna, kryteria jakoci sterowania, model matematyczny procesu, podział wielkoci przyczynowych na: wielkoci nastawiajce, wielkoci niemiennicze (parametry), zakłócenia. W Opis matematyczny procesów: symulacje bezporednie bilansujce, zmienne uogólnione, metoda planowania eksperymentów dla modelowania wielowymiarowego właciwoci statycznych, podstawowe metody identyfikacji właciwoci dynamicznych w układach cigłych. W Przedstawienie procesów za pomoc modeli blokowych. Rachunek operatorowy. Przekształcenia L, F, Z W4 Modelowanie sygnałów wymuszajcych, typowe wymuszenia, pojcia dynamiczne czasowe i czstotliwociowe. Obliczanie odpowiedzi układów. Podstawy matematyczne opisu czstotliwociowego. Klasyfikacja podstawowych właciwoci procesów. W5 Pojcie obiektu sterowania. Klasyfikacja właciwoci obiektów sterowania. W6 Podstawowe struktury sterowania. Sterowanie w torze otwartym i zamknitym. Kompensacja zakłóce, układ regulacji stałowartociowej i programowej. W7 Dobór regulatora: regulacja dwupołoeniowa; regulatory typu P, PI, PD, PID; regulatory predykcyjne; regulacja kaskadowa. W8 Korekcja właciwoci dynamicznych układu sterowania. Zera i bieguny transmitancji. Kształtowanie odpowiedzi czasowych układu. W9 Kryteria jakoci sterowania: dokładno statyczna, całkowe kryteria jakoci, tłumienie układu, czas regulacji, przeregulowanie. W0 Kształtowanie właciwoci układów metoda modelu, metoda Evensa, zastosowanie metod czstotliwociowych. W Stabilno procesów, kryteria stabilnoci, korygowanie właciwoci metod Bodego W Sterowanie w przestrzeni stanów, obserwator stanu, korygowanie właciwoci procesów. W Układy sterowania przełczajcego, wykresy stanów roboczych urzdze, algebra Boola. W4 Sterowanie procesami nieliniowymi W5 Elementy techniki mikroprocesorowej, sterowniki, transmitancja danych, przetworniki pomiarowe, urzdzenia wykonawcze.

3 W6 P P P P4 P5 Elementy programowania sterowników mikroprocesorowych. Suma godzin 0 Forma zaj projekt Treci programowe Liczba godzin Identyfikacja obiektów sterowania - sporzdzanie charakterystyk statycznych i dynamicznych, analiza czstotliwociowa Regulacja PID dobór regulatora, dobór nastaw, korekcja układu, symulacja procesu Regulacja dwu i trójpołoeniowa projekt i symulacja układu sterowania Projektowanie, symulacja oraz realizacja techniczna prostego układu regulacji z jednym sprzeniem zwrotnym Programowanie sterowników mikroprocesorowych w zakresie układów 4 przełczajcych Suma godzin 5 Narzdzia dydaktyczne Wykład z prezentacj multimedialn wiczenia projektowe (rozwizywanie zada problemowych) F F P P Pytania kontrolne Zadania kontrolne Sposoby oceny Ocena formujca Ocena podsumowujca Na podstawie ocen czstkowych z F i F okrelana jest ocena podsumowujca zgodnie z nastpujcymi kryteriami prawidłowych wyników i odpowiedzi: ocena %-00% %-87% 4.0 6%-75%.5 50%-6%.0 40%-50%.0 0%-40% Ocena z egzaminu pisemnego Forma aktywnoci Godziny kontaktowe z wykładowc, realizowane w formie zaj dydaktycznych łczna liczba godzin w semestrze Godziny kontaktowe z wykładowc, realizowane w formie np. konsultacji w odniesieniu łczna liczba godzin w semestrze Przygotowanie si do zaj - łczna liczba godzin w semestrze Obcienie prac studenta rednia liczba godzin na zrealizowanie aktywnoci Suma 75 Sumaryczna liczba punktów ECTS dla przedmiotu Literatura podstawowa i uzupełniajca Literatura podstawowa Kaczorek T.: Podstawy teorii sterowania. WNT, Warszawa 006 Kaczorek T.: Teoria układów regulacji automatycznej. WNT, Warszawa

4 Literatura uzupełniajca Kasprzyk J.: Programowanie sterowników przemysłowych, WNT, Warszawa Siwiski J.: Układy przełczajce w automatyce, WNT, Warszawa Wgrzyn S.: Podstawy automatyki. PWN, Warszawa 980 Jdrzykiewicz Z.: Teoria sterowania układów jednowymiarowych. AGH Uczelniane Wydawnictwa 6 Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 00. Driankov D., Hellendoorn H., Reinfrank M.: Wprowadzenie do sterowania rozmytego. WNT, 7 Warszawa Yager R., Filev D.: Podstawy modelowania i sterowania rozmytego. WNT, Warszawa 995. Efekt kształcenia EK EK EK EK4 EK5 EK6 EK7 Odniesienie danego efektu kształcenia do efektów zdefiniowanych dla całego programu (PEK) ZIPA_W0 + ZIPA_U0 ZIPA_U0 ZIPA_U0 + ZIPA_U0 + ZIPA_U05 + ZIPA_U05 ZIPA_U ZIPA_K0 + Macierz efektów kształcenia Cele przedmiotu C, C C C C C C C C Treci programowe W, W, W, W4, P, P W5, W7, W8, W9, P W0, P, P4, P5 W4, W5, P, P, P4 W, W9, P, P4 W, W6, W9, W0, P W, W, W, W4 Narzdzia dydaktyczne Sposób oceny, F, P, P, F, P, P, F, P, P, F, F, P, P, F, P, P,, F, F, P, P P, P Formy oceny szczegóły Na ocen (ndst) Na ocen (dst) Na ocen 4 (db) Na ocen 5 (bdb)

5 EK EK EK EK4 EK5 EK6 Formy oceny szczegóły Na ocen (ndst) Na ocen (dst) Na ocen 4 (db) Na ocen 5 (bdb) poda klasyfikacji opisa obiektów sterowania Student zna matematycznie lub wymieni klasyfikacj procesy identyfikacji i rodzajów regulatorów obiektów syntezy układu opisa cigłych i poda ich sterowania, zna sterowania (cigłych i matematycznie podstawowych rodzaje regulatorów dyskretnych), potrafi procesy identyfikacji właciwoci. Student cigłych i podaje ich poda przykłady i syntezy układu nie zna podstawowych procesów oraz sterowania (cigłych podstawowych właciwoci. Student zaprojektowa testy i dyskretnych) wymusze (nie potrafi zna podstawowe weryfikujce poda równa wymuszenia. uzyskane efekty opisujcych sterowania. wymuszenia) Student nie zna metod korekcji i optymalizacji układów opisa praktycznych metod strojenia przemysłowych układów sterowania Student nie zna metod projektowania układów przełczajcych poda równa opisujcych podstawowe sygnały czstotliwociowej układu Student zna metody korekcji i optymalizacji układów potrafi poda schematy postpowania. opisa praktyczne metody strojenia przemysłowych układów sterowania zaprojektowa układ kombinacyjny i prosty układ sekwencyjny (przerzutnik) Zna rodzaje i potrafi opisa sygnały stosowane w identyfikacji, potrafi opisa proces wyznaczania charakterystyk dynamicznych. uproszczone czstotliwociowe rozwiza zadania z zakresu korekcji i optymalizacji układów sterowania. opisa i uzasadni matematycznie metody strojenia przemysłowych systemów sterowania zaprojektowa układ sekwencyjny lub cigły układ regulacji. dynamiczne obiektu (matematycznie i praktycznie) czstotliwociowe i dokona interpretacji wyników Posiada wiedz na temat metod analizy właciwoci, korekcji i optymalizacji układów sterowania. Zna praktyczne metody strojenia układów sterowania, w szczególnoci metody stojenia układów sterowania stosowane w praktyce przemysłowej. zaprojektowa prosty układ sterowania typu: przełczajcego lub regulacji. dynamiczne obiektu (matematycznie i praktycznie). Potrafi dokona interpretacji wyników. czstotliwociowe i dokona interpretacji wyników i na tej podstawie dokona korekty układu.

6 EK7 Formy oceny szczegóły Na ocen (ndst) Na ocen (dst) Na ocen 4 (db) Na ocen 5 (bdb) sformułowa problem sformułowa z zakresu sterowania, sformułowa problem z zakresu w sposób klarowny problem z zakresu sterowania, w przedstawi go sformułowa sterowania i w sposób klarowny słuchaczom i podj problemu z zakresu sposób klarowny przedstawi go dyskusj ze sterowania przedstawi go słuchaczom oraz specjalistami (np. z słuchaczom obroni swoje racje automatykiem lub w czasie dyskusji informatykiem). Autor programu: Adres Jednostka organizacyjna: Osoba, osoby prowadzce: Prof. dr hab. in. Stanisław Płaska wm.ka@pollub.pl Katedra Automatyzacji Prof. dr hab. in. Stanisław Płaska, dr P. Stczek, dr M. Bogucki, dr in. R. Cechowicz, dr in. P. Wolszczak, dr in. K. Przystupa