"Z A T W I E R D Z A M Prof. dr hab. inż. Radosław TRĘBIŃSKI Dziekan Wydziału Mechatroniki i Lotnictwa Warszawa, dnia... S Y L A B U S P R Z E D M I O T U NAZWA PRZEDMIOTU: Wersja anglojęzyczna: Kod przedmiotu: Automatyzacja pomiarów Measurement Control and Automation WMLAKCSI-Aup, WMLAKCNI-Aup Podstawowa jednostka organizacyjna (PJO): Wydział Mechatroniki i Lotnictwa (prowadząca kierunek studiów) Kierunek studiów: Specjalność: Poziom studiów: Forma studiów: Język prowadzenia: Mechatronika techniki komputerowe w mechatronice studia pierwszego stopnia studia stacjonarne i niestacjonarne polski Sylabus ważny dla naborów od roku akademickiego: 01/013 1. REALIZACJA PRZEDMIOTU Osoby prowadzące zajęcia (koordynatorzy): prof. dr hab. inż. Andrzej PANAS, dr inż. Stanisław ŻYGADŁO PJO/instytut/katedra/zakład: Wydział Mechatroniki i Lotnictwa, Instytut Techniki Lotniczej, Zakład Aerodynamiki i Termodynamiki / Katedra Mechatroniki. ROZLICZENIE GODZINOWE a. Studia stacjonarne semestr forma zajęć, liczba godzin/rygor (x egzamin, + zaliczenie na ocenę, z zaliczenie) punkty ECTS razem wykłady ćwiczenia laboratoria projekt seminarium VI 60+ 8+ 10z + 5 razem 60+ 8+ 10z + 5 b. Studia niestacjonarne semestr forma zajęć, liczba godzin/rygor (x egzamin, + zaliczenie na ocenę, z zaliczenie) punkty ECTS razem wykłady ćwiczenia laboratoria projekt seminarium VI 36+ 8+ 6z + 5 razem 36+ 8+ 6z + 5
3. PRZEDMIOTY WPROWADZAJĄCE WRAZ Z WYMAGANIAMI WSTĘPNYMI Informatyka zagadnienia dotyczące systemu operacyjnego i zarządzania oprogramowaniem komputera Metrologia zagadnienia planowania i wykonywania doświadczeń oraz opracowania danych pomiarowych Podstawy automatyki i robotyki charakterystyka transmitancyjna obiektu sterowania 4. ZAKŁADANE EFEKTY KSZTAŁCENIA Symbol W1 U1 K1 Efekty kształcenia Student, który zaliczył przedmiot, Ma podstawową wiedzę z zakresu pomiarów wielkości elektrycznych i nieelektrycznych z zastosowaniem systemu automatycznej rejestracji danych i kontroli procesu pomiarowego Potrafi zaplanować doświadczenie, potrafi posługiwać się przyrządami do pomiaru podstawowych wielkości mechanicznych i elektrycznych oraz dobierać przyrząd lub metodę pomiaru według określonego kryterium wynikającego między innymi z potrzeby objęcia systemu pomiarowego wspólnym sterowaniem Potrafi przeprowadzić analizę pracy oraz krytycznie ocenić funkcjonowanie elementu/bloku funkcjonalnego w systemie pomiarowym Potrafi zaprojektować nieskomplikowany sterownik systemu pomiarowego z uwzględnieniem charakterystyk elementów systemu oraz potrafi przeprowadzić testy sterownika Rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się (studia II i III stopnia, studia podyplomowe, kursy) podnoszenia kompetencji zawodowych i społecznych odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku K_W1 K_U17 K_U K_U3 K_K01 5. METODY DYDAKTYCZNE Wykład ilustrowany prezentacjami komputerowymi z demonstracją narzędzi komputerowych projektowania sterowników przyrządów wirtualnych, dostarczający wiedzy w zakresie efektu W1 Ćwiczenia audytoryjne - warsztaty - polegające współudziale w rozwiązywaniu zagadnień ilustracyjnych dotyczących zestawienia systemu pomiarowego i oprogramowania zadań gromadzenia i przetwarzania danych pomiarowych dopełniających oraz utrwalających wiedzę W1 i kształtujących umiejętności U1 Ćwiczenia laboratoryjne - praktyczne, polegające na wykonywaniu zadań programowania przyrządów wirtualnych w celu opanowania umiejętności U1 Otwarta formuła zajęć aktywizujących ćwiczeń audytoryjnych i laboratoryjnych mobilizująca do poszukiwania własnych rozwiązań, co powinno skutkować osiągnięciem efektu K1
6. TREŚCI PROGRAMOWE lp temat/tematyka zajęć liczba godzin wykł. ćwicz. lab. proj. semin. 1. Geneza i rozwój systemów pomiarowych: obserwacja, pomiar, system pomiarowy, automatyzacja i autonomizacja procesu pomiarowego.. Struktura zadaniowa i konstrukcyjna/organizacyjna systemu pomiarowego: bloki funkcjonalne, konfiguracja, komunikacja 3. Magistrale komunikacji systemów: systemy transmisji, sposoby transmisji, parametry transmisji, charakterystyka podstawowych rozwiązań standaryzowanych 4. Współpraca systemu pomiarowego z komputerem jako platformą sterownika systemu, definicja przyrządu wirtualnego * 5. Czujniki pomiarowe i ich podstawowe charakterystyki * 6. Ogólna charakterystyka zagadnienia przetwarzania (kondycjonowania) sygnałów w kontekście ich próbkowania i kwantowania 7. Przegląd magistrali systemów pomiarowych: CAMAC, GPIB, RS 3, VXI, VME, PCI, PCIMCA, USB, LAN, modemy radiowe i sieciowe itd. 8. Funkcjonalne bloki pomiarowe w wykonaniu przyrządowym i w postaci kart pomiarowych 9. Magistrala transmisji szeregowej RS3 oraz jej pokrewne: konstrukcja/konfiguracja łącza i protokoły transmisji 10. Magistrala transmisji szeregowo-równoległej IEC65 (GPIB/IEEE488): konstrukcja/konfiguracja łącza i protokół transmisji przyrządowej SCPI 11. Magistrala LAN: konstrukcja/konfiguracja łącza i protokoły transmisji * * * 1. Przyrząd wirtualny - określenie jego roli i miejsca w systemie pomiarowym. Środowiska programowania skryptowego i graficznego przyrządów wirtualnych (technologie informatyczne budowy przyrządów wirtualnych do zarządzania systemem kontrolnopomiarowym) 1.. 3. 4. 5. +4* * 18 Razem studia stacjonarne 8 10...... Razem studia niestacjonarne 8 6...... TEMATY ĆWICZEŃ AUDYTORYJNYCH Podstawy programowania graficznego interfejs użytkownika pakietu programowania LabVIEW Podstawowe obiekty i struktury programu graficznego oraz elementy interfejsu komunikacyjnego (panelu przyrządu wirtualnego) Programowanie funkcji systemu: wizualizacja danych, bezpośrednie przetwarzanie danych, rejestracja sygnałów Zestawienie i uruchomienie jednoliniowego systemu pomiaru temperatury. Wyznaczanie parametrów statycznych i dynamicznych czujnika temperatury Zestawienie i uruchomienie systemu z magistralą komunikacji szeregowo-równoległej GPIB (RS 3c/LAN/modem sieciowy) Razem studia stacjonarne 10 Razem studia niestacjonarne 6 * 3
1.. 3. TEMATY ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Podstawy programowania graficznego interfejs użytkownika pakietu programowania LabVIEW zapoznanie z programem Obiekty i struktury programu graficznego oraz elementy interfejsu komunikacyjnego (panelu przyrządu wirtualnego) opracowanie projektu i budowa przelicznika danych liczbowych Struktura i reprezentacja danych, struktury programowe w programowaniu podstawowych funkcji systemu, zobrazowanie cyfrowe i analogowe danych, porządkowanie danych, zapis i odczyt danych 4. Wybrane zaawansowane procedury przetwarzania danych 4 5. 6. 7. 8. Porządkowanie struktury programu, wykorzystanie struktur podprogramów (SubVI), przygotowanie plików do dystrybucji (generowanie plików wykonawczych) Opracowanie przyrządu wirtualnego do wykonania zadania wieloczynnościowego złożonego z wykorzystaniem pakietu LabVIEW Nawiązywanie połączenia komputer przyrząd pomiarowy za pomocą łącza GPIB / LAN Komunikacja i sterowanie przyrządem z wykorzystaniem protokołu SCPI 9. Programowanie funkcji przyrządu z wykorzystaniem pakietu VEE Razem studia stacjonarne Razem studia niestacjonarne * - zagadnienia realizowane przez studentów studiów niestacjonarnych samodzielnie 4 7. LITERATURA podstawowa: Piotr Lesiak, Dariusz Świsulski, Komputerowa technika pomiarowa w przykładach, Agenda Wyd. PAK, Warszawa, 00 Wiesław Tłaczała, Środowisko LabVIEW TM w eksperymencie wspomaganym komputerowo, WNT, Warszawa, 00 Sensor Technology Handbook, Editor-in-Chief Jon S. Wilson, ELSEVIER Inc./Newnes, Amsterdam, 005 Dariusz Świsulski, Komputerowa technika pomiarowa. Oprogramowanie wirtualnych przyrządów pomiarowych w LabVIEW. Agenda Wydawnicza PAK-u, Warszawa, 005 Waldemar Nawrocki, Sensory i systemy pomiarowe. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań, 006 Waldemar Nawrocki, Komputerowe systemy pomiarowe, WKŁ, Warszawa, 006 Marcin Chruściel, LabVIEW w praktyce, Wydawnictwo BTC, Legionowo 008 LabVIEW TM Getting Started with LabVIEW, National Instruments, August 005 Introduction to LabVIEW TM 6-Hour Hands-On, National Instruments Corporation uzupełniająca: Wiesław Winiecki, Organizacja komputerowych systemów pomiarowych, Oficyna Wyd. PW, Warszawa 1997 Wiesław Winiecki, Jacek Nowak, Sławomir Stanik, Graficzne zintegrowane środowiska programowe do projektowania systemów pomiarowo-kontrolnych, Wyd. MIKOM, Warszawa 001 Jefffey Travis, Jim Kring, LabVIEW for Everyone: Graphical Programming Made Easy and Fun, Third Edition, Prentice Hall 4
8. SPOSOBY WERYFIKACJI ZAKŁADANYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Przedmiot zaliczany jest na podstawie: zaliczenia z oceną. Zaliczenie jest przeprowadzane w formie pisemnej z pytaniami testu wyboru i pytaniami problemowymi z możliwością włączenia dodatkowego zaliczenia ustnego, które jest przeprowadzane w przypadku niejednoznacznego wyniku części pisemnej. Warunkiem dopuszczenia do zaliczenia wykładów jest uzyskanie pozytywnych ocen zaliczenia zajęć laboratoryjnych. Efekt W1 jest sprawdzany podczas testu. Efekt U1 jest sprawdzany podczas testu umiejętności projektowania i budowania elementów systemu pomiarowego ze szczególnym uwzględnieniem algorytmów sterownika systemu. Ocena(*) 3,0 (dst) 4,0 (db) 5,0 (bdb) Opis umiejętności 1. Potrafi dokonać analizy zadania projektowania i programowania sterownika systemu. Potrafi posługiwać narzędziem programowania sterownika w zakresie podstawowych operacji przetwarzania wprowadzanych danych 3. Potrafi zobrazować dane oraz potrafi dokonać ich zapisu i odczytu 4. Potrafi samodzielnie zaprojektować prosty (liniowy) system pomiarowy 5. Potrafi dokonać optymalizacji kodu graficznego, w tym potrafi dokonać przekształcenia fragmentu kodu do podprogramu 6. Potrafi posługiwać się dedykowanymi formatami zapisu i odczytu danych 7. Potrafi posługiwać się wszystkimi podstawowymi strukturami programowymi 8. Potrafi zobrazować dane pomiarowe na dowolnym wyświetlaczu graficznym 9. Potrafi posługiwać się wybranymi zaawansowanymi funkcjami i blokami programowymi przetwarzania danych pomiarowych i/lub: 10. Potrafi samodzielnie skonfigurować, oprogramować i uruchomić prosty (liniowy) system pomiarowy (*) oceny pośrednie są przyznawane za częściowe spełnienie wymogów następnej grupy umiejętności W ustaleniu oceny zaliczeniowej zajęć praktycznych można uwzględnić oceny aktywności indywidualnej z wagą nieprzekraczającą 50%. Efekt W1 jest sprawdzany przede wszystkim podczas zaliczenia końcowego. Przy ustalaniu oceny końcowej przedmiotu można uwzględnić oceny zaliczenia laboratoriów z wagą nieprzekraczającą 50%. Ocena 3,0 (dst) 3,5 (dst+) 4,0 (db) 4,5 (db+) 5,0 (bdb) Opis umiejętności 1. Potrafi samodzielnie udzielić poprawne odpowiedzi na więcej niż 50% pytań testu zaliczeniowego.. Potrafi samodzielnie udzielić poprawne odpowiedzi na więcej niż 60% pytań testu zaliczeniowego. 3. Potrafi samodzielnie udzielić poprawne odpowiedzi na więcej niż 70% pytań testu zaliczeniowego. 4. Potrafi samodzielnie udzielić poprawne odpowiedzi na więcej niż 80% pytań testu zaliczeniowego. 5. Potrafi samodzielnie udzielić poprawne odpowiedzi na więcej niż 90% pytań testu zaliczeniowego. Autor(rzy) sylabusa Dyrektor Instytutu Techniki Uzbrojenia... prof. dr hab. inż. Andrzej PANAS... prof. dr hab. inż. Józef GACEK 5