Kierunek i poziom studiów: Technologia chemiczna, pierwszy Sylabus modułu: Automatyka i pomiar wielkości fizykochemicznych (0310-TCH-S1-021)

Transkrypt

1 Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 1 Kierunek i poziom studiów: Technologia chemiczna, pierwszy Sylabus modułu: Automatyka i pomiar wielkości fizykochemicznych (0310-TCH-S1-021) Nazwa wariantu modułu (opcjonalnie): 1. Informacje ogólne dr Edward Zorębski koordynator modułu rok akademicki 2013/2014 semestr forma studiów sposób ustalania oceny końcowej modułu 4 (letni) stacjonarne średnia ważona z wykładu (40%) i z laboratorium (60%) Ocena z wykładu, to ocena z kolokwium pisemnego na zaliczenie Ocena z laboratorium, to średnia arytmetyczna z ocen z odpowiedzi ustnej, sprawozdania oraz oceniania ciągłego. podstawą zaliczenia modułu jest zaliczenie 2. Opis dydaktycznych i pracy Wykład prowadzący 1 treści dr Edward Zorębski 0310-TCH-S1-021_fs_1 1. Podstawowe pojęcia metrologiczne. Błędy pomiarów ich klasyfikacja. Niepewność pomiarów. Opracowanie błędów pomiarowych. Metody pomiarowe: bezpośrednie i pośrednie (2h). 2. Przetworniki pomiarowe: własności statyczne i dynamiczne. Mierniki analogowe i cyfrowe. Przetworniki A/C i C/A (2h). 3. Pomiary wielkości nieelektrycznych: pomiary ciśnienia, temperatury, natężenia przepływu, poziomu, lepkości, składu oraz ph (2h). 4. Systemy komputerowe w pomiarach, karty zbierania danych, interfejsy i oprogramowanie. Akwizycja danych pomiarowych z wykorzystaniem systemu: komputer karta wejść - wyjść; wykorzystanie środowiska LabView (2h). 5. Rys historyczny rozwoju automatyki, stan obecny, perspektywy. Podstawowe pojęcia automatyki. Przekształcenie Laplace a i jego zastosowanie w automatyce (2h). 6. Struktury układów sterowania. Modelowanie matematyczne systemów dynamicznych. Funkcje przejścia, charakterystyki czasowe i częstotliwościowe podstawowych obiektów dynamicznych. Kryteria stabilności (2h). 7. Regulatory: rodzaje (P, I, PI, PID), jakość regulacji, dokładność statyczna, jakość

2 Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 2 metody prowadzenia dydaktycznych (kontaktowych) pracy własnej opis pracy własnej organizacja obowiązkowa uzupełniająca adres strony www dynamiczna. Regulatory liniowe i nieliniowe. Dobór regulatorów: regulacja dwu- i trójpołożeniowa, regulacja kaskadowa. Synteza układów regulacji. Dobór nastaw regulatorów metoda Zieglera-Nicholsa. Układy regulacji nadążnej, programowanej i stałowartościowej. Układy automatycznej regulacji: ciśnienia, temperatury, przepływu i poziomu. Elementy wykonawcze. Sterowanie obiektem z wykorzystaniem systemu: komputer karta wejśćwyjść (3 h). Jak w opisie modułu Praca ze wskazaną literaturą przedmiotu obejmującą samodzielne przyswojenie wiedzy podanej na wykładzie. 2 godziny (90 minut) co dwa tygodnie w ciągu całego semestru 1.) M. Miłek, Metrologia elektryczna wielkości nieelektrycznych, Oficyna Wydawnicza Uniw. Zielonogórskiego, Zielona Góra, ) A. Urbaniak, Podstawy automatyki, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań, ) S. Węgrzyn, Podstawy automatyki, PWN, Warszawa, ) M. Żelazny, Podstawy automatyki, PWN, Warszawa Laboratorium prowadzący treści metody prowadzenia x 0310-TCH-S1-021_fs_2 1. Błędy pomiarowe. Metody statystyczne i obliczeniowe analizy danych.(4h). 2. Mierniki analogowe i cyfrowe. Stabilność numeryczna algorytmów (4h). 3. Badania symulacyjne układu z regulatorem dwupołożeniowym (4h). 4. Dwupołożeniowa regulacja temperatury (4h). 5. Badania symulacyjne układu z regulatorem PID (4h). 6. Badania układu regulacji temperatury z regulatorem PI (4h). 7. Odpowiedzi skokowe członu inercyjnego, całkującego, różniczkującego i oscylacyjnego (4h). 8. Regulatory działania bezpośredniego (4h). 9. Czujniki wielkości fizykochemicznych (temperatury, ciśnienia, gęstości, lepkości oraz ph (4h). 10. Symulacyjne badanie stabilności układów dynamicznych. Kryterium Nyquista.(4h) Jak w opisie modułu

3 Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 3 dydaktycznych (kontaktowych) pracy własnej opis pracy własnej Praca ze wskazaną literaturą obejmująca przyswojenie podstaw zagadnień dotyczących wykonywanego eksperymentu. organizacja Zajęcia w cyklu dwutygodniowym (4 godz.) + zajęcia organizacyjne (2 godz.) Przewidziano do wykonania przez 7 ćwiczeń (7 x 4godz) z 10. obowiązkowa uzupełniająca adres strony www 1. ) W Bolek, E. Ślifarska, Ćwiczenia laboratoryjne z podstaw automatyki, Wyd. Politechniki Wrocławskiej, ) J. Bednarczyk i in. Podstawy metrologii technicznej laboratorium, WND, AGH, skr.1591, Kraków, ) Praca zbiorowa, Automatyka. Poradnik Inżyniera, WNT, Warszawa ) J. Mazurek, H. Vogt, W. Żydanowicz, Podstawy automatyki, Oficyna Wyd. Politechniki Warszawskiej, Warszawa ) W. Kramarek, P. Szulewski, Laboratorium podstaw automatyki i sterowania, Oficyna Wyd. Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2012, str Konsultacje prowadzący treści metody prowadzenia dydaktycznych (kontaktowych) pracy własnej opis pracy własnej organizacja obowiązkowa 0310-TCH-S1-021_fs_3 Konsultacje bezpośrednie mające na celu pomoc w rozwiązywaniu bieżących trudności wynikających z realizacji treści programowych modułu. Jak w opisie modułu 7,5 0 - Indywidualne konsultacje Taka jak dla Wykładu Taka jak dla Wykładu

4 Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 4 uzupełniająca adres strony www 3. Opis sposobów efektów kształcenia modułu Kolokwium pisemne na zaliczenie (-y) 0310-TCH-S1-021_fs_1 Wymagania obejmują treści ujęte w opisie 0310-TCH-S1-021_w_1 Ocena bardzo dobra student samodzielnie rozwiązuje zagadnienia problemowe z zakresu wiedzy z innych dziedzin: chemii, fizyki i matematyki, nie popełnia błędów. Ocena dobra plus student samodzielnie rozwiązuje zagadnienia problemowe z zakresu wiedzy z innych dziedzin: chemii, fizyki i matematyki, popełnia nieliczne błędy, nie wynikające z braków merytorycznych. Ocena dobra student wykorzystuje wiedzę do rozwiązywania zagadnień typowych z zakresu automatyki i pomiarów wielkości fizykochemicznych oraz rozwiązuje zagadnienia problemowe, wymagające korzystania z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki i matematyki, popełnia nieliczne błędy Ocena dostateczna plus student wykorzystuje wiedzę do rozwiązywania zagadnień typowych z zakresu automatyki i pomiarów wielkości fizykochemicznych, wymagające korzystania z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki i matematyki popełniając nieliczne błędy oraz rachunkowe. Ocena dostateczna student zna podstawowe zagadnienia z zakresu podstaw automatyki i pomiaru wielkości fizykochemicznych oraz rozwiązuje zagadnienia typowe z zakresu tej dziedziny, popełniając błędy Ocena niedostateczna student nie zna i nie potrafi wyjaśnić podstawowych pojęć z zakresu podstaw automatyki i pomiarów wielkości fizykochemicznych. Powyższemu opisowi odpowiada następująca skala procentowa: poniżej 55% - ndst 55-69% - dost

5 Uniwersytet Śląski w Katowicach str % - +dost 76-88% - dobry 89-94% - +dobry 95 bardzo dobry Student otrzymuje zestaw 3 pytań o różnym stopniu trudności, sprawdzających umiejętności rozwiązywania złożonych zagadnień problemowych, zagadnień typowych, zastosowania podstawowych praw i pojęć oraz przedstawienia ich treści. Odpowiedź pisemna trwa 60 minut i polega na odpowiedzi na pytania oraz rozwiązaniu wszystkich zawartych w zestawie zadań. Odpowiedź ustna (-y) 0310-TCH-S1-021_fs_2 Wymagania obejmują treści ujęte w opisie 0310-TCH-S1-021_w_2 Ocena bardzo dobra student samodzielnie rozwiązuje zagadnienia problemowe z zakresu wiedzy z innych dziedzin: chemii, fizyki i matematyki, nie popełnia błędów, Ocena dobra plus student samodzielnie rozwiązuje zagadnienia problemowe z zakresu wiedzy z innych dziedzin: chemii, fizyki i matematyki, popełnia nieliczne błędy, nie wynikające z braków merytorycznych, Ocena dobra - student wykorzystuje wiedzę do rozwiązywania zagadnień typowych z zakresu automatyki i pomiarów wielkości fizykochemicznych oraz rozwiązuje z pomocą prowadzącego zagadnienia problemowe, wymagające korzystania z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki i matematyki popełniając nieliczne błędy, Ocena dostateczna plus student wykorzystuje wiedzę do rozwiązywania zagadnień typowych z zakresu automatyki i pomiarów wielkości fizykochemicznych, wymagające korzystania z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki i matematyki popełniając błędy, Ocena dostateczna - student rozumie i potrafi wyjaśnić podstawowe pojęcia, z pomocą prowadzącego wykorzystuje wiedzę do rozwiązywania zagadnień typowych z zakresu pomiarów fizykochemicznych i automatyki, Ocena niedostateczna- student nie rozumie i nie potrafi wyjaśnić podstawowych pojęć i praw z zakresu podstawowych pomiarów fizykochemicznych oraz podstaw automatyki. Przed każdym ćwiczeniem odbywa się krótkie kolokwium ustne podczas którego student otrzymuje zestaw 3 pytań/problemów dotyczących teoretycznych i praktycznych aspektów wykonywanego ćwiczenia. Odpowiedź ustna trwa ok. 10 minut i polega na odpowiedzi na pytania oraz dyskusji z prowadzącym

6 Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 6 Sprawozdanie (-y) 0310-TCH-S1-021_fs_2, x 0310-TCH-S1-021_w_3 Sprawozdanie pisemne z wykonanego ćwiczenia student sporządza w oparciu o wytyczne w instrukcji ćwiczenia z pomocą podanej literatury przedmiotu. Sprawozdanie powinno zawierać następujące elementy: wstęp teoretyczny związany z realizowanym zagadnieniami, opis metodyki oraz sposobu postępowania podczas pomiarów, opracowanie wyników pomiarów ich analizę, rachunek błędów oraz analizę statystyczną, porównanie z literaturą oraz dyskusję wyników i wnioski. Ocena bardzo dobra - samodzielnie wykonane sprawozdanie zawiera wszystkie konieczne elementy. Student samodzielnie opisuje zagadnienia teoretyczne dotyczące eksperymentu, korzysta swobodnie z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki, matematyki i rachunku błędów, potrafi wskazać źródła rozbieżności i błędów; sprawozdanie nie zawiera błędów, jest wykonane bardzo starannie od strony edytorskiej, Ocena dobra plus - samodzielnie wykonane sprawozdanie zawiera wszystkie konieczne elementy. Student samodzielnie opisuje zagadnienia teoretyczne dotyczące eksperymentu, korzysta swobodnie z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki, matematyki i rachunku błędów, potrafi wskazać źródła rozbieżności i błędów; sprawozdanie zawiera nieliczne błędy edytorskie, Ocena dobra - samodzielnie wykonane sprawozdanie zawiera wszystkie konieczne elementy. Student opisuje zagadnienia teoretyczne dotyczące eksperymentu, korzysta z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki, matematyki i rachunku błędów, potrafi wskazać źródła rozbieżności i błędów; sprawozdanie zawiera nieliczne błędy, Ocena dostateczna plus - sprawozdanie zawiera wszystkie konieczne elementy. Student opisuje zagadnienia teoretyczne dotyczące eksperymentu z pomocą prowadzącego, po konsultacjach wykorzystuje również wiedzę z innych dziedzin chemii oraz fizyki, matematyki i rachunku błędów, potrafi wskazać źródła rozbieżności i błędów; sprawozdanie zawiera błędy, które zostają wyeliminowane po konsultacjach z prowadzącym, Ocena dostateczna - sprawozdanie zawiera wszystkie konieczne elementy. Student opisuje zagadnienia teoretyczne dotyczące eksperymentu z pomocą prowadzącego, po konsultacjach wykorzystuje również wiedzę z innych dziedzin chemii oraz fizyki, matematyki i rachunku błędów; sprawozdanie zawiera błędy, które zostają wyeliminowane po konsultacjach z prowadzącym, Ocena niedostateczna- sprawozdanie nie jest kompletne, student nie rozumie i nie potrafi przeprowadzić podstawowych obliczeń. Student składa sprawozdanie pisemne prowadzącemu laboratorium w terminie do 2 tygodni od dnia wykonania ćwiczenia. Prowadzący do dwóch tygodni informuje o jego zaliczeniu bądź konieczności poprawy. Student składa poprawione sprawozdanie w terminie dwóch tygodni. Student ma możliwość dwukrotnej poprawy. Po dwukrotnym zwrocie sprawozdania, student zobowiązany jest do ponownego wykonania ćwiczenia.

7 Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 7 Ocenianie ciągłe (-y) 0310-TCH-S1-021_fs_2 x 0310-TCH-S1-021_w_4 Przygotowanie do ćwiczenia w oparciu o instrukcję, przygotowanie stanowiska do pomiaru, wykonanie ćwiczenia, prawidłowy zapis otrzymanych wyników w karcie pomiarowej, zakończenie ćwiczenia, współpraca z innymi mi w grupie w celu zapewnienia bezpieczeństwa w laboratorium fizykochemicznym, rozwiązywanie problemów pojawiających się w trakcie pracy eksperymentalnej. Ocena bardzo dobra - student samodzielnie wykonuje ćwiczenie konsultując się z prowadzącym tylko w momentach istotnych dla poprawnego przebiegu ćwiczenia; zna i rozumie realizowane zagadnienie, działanie aparatury, metodykę pomiaru. Prawidłowo planuje i wykonuje eksperyment, na bieżąco ocenia zgodność otrzymanych wyników z intuicją. Ocena dobra - student wykonuje ćwiczenie konsultując się z prowadzącym w miarę potrzeby. Zna i rozumie realizowane zagadnienie, działanie aparatury, metodykę pomiaru. W miarę prawidłowo planuje i wykonuje eksperyment, na bieżąco ocenia zgodność otrzymanych wyników z intuicją po konsultacji z prowadzącym, Ocena dostateczna - student wykonuje ćwiczenie po konsultacjach z prowadzącym. Rozumie realizowane zagadnienie, działanie aparatury, metodykę pomiaru. W miarę prawidłowo planuje i wykonuje eksperyment, na bieżąco ocenia zgodność otrzymanych wyników z intuicją po konsultacji z prowadzącym, Ocena niedostateczna - student nie jest w stanie prawidłowo wykonać ćwiczenia nawet po konsultacji z prowadzącym. W czasie trwania ćwiczeń laboratoryjnych prowadzący sprawdza pracę pod kątem wymagań merytorycznych dotyczących oceniania ciągłego.