AKADEMIA TECHNICZNO HUMANISTYCZNA KARTA PROGRAMOWA - Sylabus - WYDZIAŁ BUDOWY MASZYN I INFORMATYKI Przedmiot: Automatyzacja i robotyzacja procesów produkcyjnych Kod przedmiotu: Rok studiów: Semestr: Punkty ECTS: Kierunek: Zarządzanie i InŜynieria Produkcji Studium: stacjonarne I stopnia (inŝynierskie) Specjalizacja: InŜyniera Produkcji Przemysłowej Specjalność: wszystkie Sposób zaliczenia przedmiotu: egzamin Odpowiedzialny: dr hab. inŝ. Stanisław Płonka, prof. ATH Jednostka organizacyjna prowadząca przedmiot: K-6 Prowadzący zajęcia: dr inŝ. Grzegorz Nikiel 0 godz. Ćwiczenia audytoryjne godz. ZAŁOśENIA I CELE PRZEDMIOTU : Rozwój techniki mikroprocesorowej powoduje szybkie zastępowanie tradycyjnych urządzeń sterowania i regulacji automatycznej nowoczesnymi sterownikami PLC i CNC. Spotkać je moŝna nie tylko w zastosowaniach przemysłowych, ale równieŝ w Ŝyciu codziennym. Projektowanie współczesnych systemów produkcyjnych musi być zatem realizowane w oparciu o takie podsystemy jak zautomatyzowane środki transportu, magazynowania, manipulowania i wytwarzania. Projektowanie to musi rozwiązać wiele róŝnych problemów, wymaga więc uczestnictwa specjalistów z róŝnych dziedzin. InŜynierowie procesu muszą w nim pełnić rolę koordynatorów, obejmujących całość zagadnienia projektowego. Jednak powinni posiadać równieŝ podstawową wiedzę z dziedzin pokrewnych, takich jak elektronika, automatyka czy technika komputerowa. Taki właśnie podstawowy zakres wiedzy z podstaw funkcjonowania systemów zautomatyzowanych i zrobotyzowanych jest przedmiotem niniejszego wykładu. Ćwiczenia audytoryjne: W ramach zajęć studenci poznają praktyczne aspekty funkcjonowania układów sterowania w procesach produkcyjnych. Poznają równieŝ specyfikę automatyzacji procesów ciągłych (charakterystycznych dla produkcji Ŝywności), ich wymagania, stosowane rozwiązania sprzętowe oraz metodykę projektowania. Uzupełnieniem jest poznanie na przykładzie układów regulacji dwóch technik sztucznej inteligencji, tj. logiki rozmytej i sztucznych sieci neuronowych, szeroko stosowanych równieŝ w obszarze zarządzania. Ponadto wykonują proste zadania projektowe, związane z wykonaniem programów sterujących dla sterowników programowalnych. Mogą w ten sposób poznać moŝliwości tych urządzeń, ich wymagania, zalety i wady stosowania. Zajęcia te stanowią takŝe podstawę do dalszego doskonalenia umiejętności programowania poprzez samokształcenie czy udział w kursach i szkoleniach. Przedmioty wprowadzające: Brak wcześniej realizowanych przedmiotów powiązanych z poniŝszymi treściami programowymi Literatura podstawowa:. Honczarenko J.: Roboty przemysłowe: elementy i zastosowanie. WNT, Warszawa 200. 2. Marciniak M.: Elementy automatyzacji we współczesnych procesach wytwarzania. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2007.. Mikulczyński T., Samsonowicz Z.: Automatyzacja dyskretnych systemów produkcyjnych. WNT, Warszawa 997.. Zdanowicz R.: Robotyzacja procesów wytwarzania. Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice 2007.. Zdanowicz R.: Modelowanie i symulacja procesów wytwarzania. Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice 2007. 6. śurek J.: Robotyzacja procesów technologicznych: wybrane zagadnienia. Wyd. Politechniki Poznańskiej, Poznań 997.
Literatura uzupełniająca:. Honczarenko J.: Elastyczna automatyzacja wytwarzania: obrabiarki i systemy obróbkowe. WNT, Warszawa 2000. 2. Honczarenko J.: Obrabiarki sterowane numerycznie. WNT, Warszawa 2008.. Knosala R.: Zastosowania metod sztucznej inteligencji w inŝynierii produkcji. WNT, Warszawa 2002.. Kosmol J.: Automatyzacja obrabiarek i obróbki skrawaniem. WNT, Warszawa 999.. Maczyński A.: Sterowniki programowalne PLC: budowa systemu i podstawy programowania. Wyd. Astor, Kraków 2002. 6. Majewski W.: Układy logiczne. WNT, Warszawa 999. 7. Nikiel G., PetriPro www.ath.bielsko.pl/~gnikiel. 8. Nikiel G.: Programowanie obrabiarek CNC na przykładzie układu sterowania Sinumerik 80/80D www.ath.bielsko.pl/~gnikiel. 9. Wrotny T.: Robotyka i elastycznie zautomatyzowana produkcja. Warszawa 99. 0. Czasopisma, m.in. Pomiary, Automatyka i Robotyka (PAR), Napędy i Sterowanie, Mechanik. TREŚCI PROGRAMOWE (Tematyka wykładów). Pojęcia podstawowe: produkcja, wytwarzanie, procesy produkcyjne, procesy wytwarzania ciągłe, wsadowe i dyskretne, mechanizacja, automatyzacja, robotyzacja, automatyka i robotyka, mechatronika, analogia z procesami zarządzania i kierowania. 2. Istota procesów sterowania i regulacji automatycznej: dodatnie i ujemne sprzęŝenie zwrotne, pojęcie sterowania i regulacji automatycznej, struktura układów regulacji automatycznej (UAR), rola układów sensorycznych i aktorycznych, podstawowe rodzaje układów UAR.. Automatyzacja w dyskretnych procesach wytwarzania, podstawy funkcjonowania algebra Boole a, zasada funkcjonowania układów sterowania kombinacyjnego i sekwencyjnego, synchronicznych i asynchronicznych, przykłady zastosowań.. Podstawy projektowania układów sterowania kombinacyjnego analiza funkcjonalna procesu, formułowanie załoŝeń projektowych, zapis zaleŝności logicznych, minimalizacja funkcji logicznych metodą tablic Karnaugh a, zapis schematu bramkowego.. Podstawy projektowania układów sterowania sekwencyjnego analiza funkcjonalna procesu, lista stanów i graf przejść, zapis zaleŝności logicznych, cyklogram, zapis schematu bramkowego. 6. Sterowniki programowalne (PLC) analogia do sterowania przekaźnikowego, budowa i zasady funkcjonowania, podstawy programowania (język schematów drabinkowych LAD). 7. Sterowniki i sterowanie numeryczne (CNC), zasady funkcjonowania, struktura programów sterujących, podstawy programowania, przykłady zastosowań. 8. SCADA/HMI systemy automatyzacji jako element informatycznej struktury wspomagania procesów zarządzania. 9. Automatyzacja w ciągłych i wsadowych procesach wytwarzania klasyczne i niekonwencjonalne układy regulacji (regulacja dwustanowa, PID, rozmyta, neuronowa). 0. Roboty przemysłowe i manipulatory, podstawy funkcjonowania, obszary zastosowań (paletyzacja, transport operacyjny, transport międzyoperacyjny, procesy technologiczne, spawanie, pomiary).. Modelowanie zautomatyzowanych i zrobotyzowanych systemów wytwórczych, modele sieciowe, wykorzystanie w projektowaniu elastycznych systemów wytwarzania. 2. Automatyzacja sztywna i elastyczna, elastyczne systemy wytwarzania (ESW), poziomy automatyzacji w ESW, przyczyny i skutki stosowania ESW, poziomy automatyzacji. 2 Warunkiem zaliczenia wykładów jest: zaliczenie pisemnego egzaminu w sesji egzaminacyjnej. 0
(Tematyka ćwiczeń audytoryjnych) Ćwiczenia audytoryjne. Modele sieciowe zautomatyzowanych i zrobotyzowanych systemów wytwarzania (sieci Petriego) analiza działania, wykrywanie wąskich gardeł, ocena efektywności.. Projektowanie układów sterowania dyskretnego (kombinacyjnego i sekwencyjnego), zapis programów dla sterowników PLC (język LAD), weryfikacja działania. 2. Układy regulacji w procesach ciągłych i wsadowych (PID, rozmyte, neuronowe) podstawy doboru nastaw, budowa baz wiedzy metodą uczenia.. Podsumowanie i pisemne zaliczenie przedmiotu. Warunkiem zaliczenia ćwiczeń audytoryjnych jest: obecność na zajęciach, pozytywna ocena indywidualna z ćwiczeń wykonywanych na zajęciach, pozytywna ocena końcowego zaliczenia pisemnego. 6
AKADEMIA TECHNICZNO HUMANISTYCZNA KARTA PROGRAMOWA - Sylabus - Przedmiot: Automatyzacja i robotyzacja procesów produkcyjnych WYDZIAŁ BUDOWY MASZYN I INFORMATYKI Kod przedmiotu: Rok studiów: Semestr: Punkty ECTS: Kierunek: Zarządzanie i InŜynieria Produkcji Studium: stacjonarne I stopnia (inŝynierskie) Specjalizacja: InŜyniera Produkcji śywności Specjalność: wszystkie Sposób zaliczenia przedmiotu: egzamin Odpowiedzialny: dr hab. inŝ. Stanisław Płonka, prof. ATH Jednostka organizacyjna prowadząca przedmiot: K-6 Prowadzący zajęcia: dr inŝ. Grzegorz Nikiel 0 godz. Ćwiczenia audytoryjne godz. ZAŁOśENIA I CELE PRZEDMIOTU : Rozwój techniki mikroprocesorowej powoduje szybkie zastępowanie tradycyjnych urządzeń sterowania i regulacji automatycznej nowoczesnymi sterownikami PLC i CNC. Spotkać je moŝna nie tylko w zastosowaniach przemysłowych, ale równieŝ w Ŝyciu codziennym. Projektowanie współczesnych systemów produkcyjnych musi być zatem realizowane w oparciu o takie podsystemy jak zautomatyzowane środki transportu, magazynowania, manipulowania i wytwarzania. Projektowanie to musi rozwiązać wiele róŝnych problemów, wymaga więc uczestnictwa specjalistów z róŝnych dziedzin. InŜynierowie procesu muszą w nim pełnić rolę koordynatorów, obejmujących całość zagadnienia projektowego. Jednak powinni posiadać równieŝ podstawową wiedzę z dziedzin pokrewnych, takich jak elektronika, automatyka czy technika komputerowa. Taki właśnie podstawowy zakres wiedzy z podstaw funkcjonowania systemów zautomatyzowanych i zrobotyzowanych jest przedmiotem niniejszego wykładu. Ćwiczenia audytoryjne: W ramach zajęć studenci poznają praktyczne aspekty funkcjonowania układów sterowania w procesach produkcyjnych. Poznają równieŝ specyfikę automatyzacji procesów ciągłych (charakterystycznych dla produkcji Ŝywności), ich wymagania, stosowane rozwiązania sprzętowe oraz metodykę projektowania. Uzupełnieniem jest poznanie na przykładzie układów regulacji dwóch technik sztucznej inteligencji, tj. logiki rozmytej i sztucznych sieci neuronowych, szeroko stosowanych równieŝ w obszarze zarządzania. Ponadto wykonują proste zadania projektowe, związane z wykonaniem programów sterujących dla sterowników programowalnych. Mogą w ten sposób poznać moŝliwości tych urządzeń, ich wymagania, zalety i wady stosowania. Zajęcia te stanowią takŝe podstawę do dalszego doskonalenia umiejętności programowania poprzez samokształcenie czy udział w kursach i szkoleniach. Przedmioty wprowadzające: Brak wcześniej realizowanych przedmiotów powiązanych z poniŝszymi treściami programowymi Literatura podstawowa:. Honczarenko J.: Roboty przemysłowe: elementy i zastosowanie. WNT, Warszawa 200. 2. Marciniak M.: Elementy automatyzacji we współczesnych procesach wytwarzania. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2007.. Mikulczyński T., Samsonowicz Z.: Automatyzacja dyskretnych systemów produkcyjnych. WNT, Warszawa 997.. Zdanowicz R.: Robotyzacja procesów wytwarzania. Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice 2007.. Zdanowicz R.: Modelowanie i symulacja procesów wytwarzania. Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice 2007. 6. śurek J.: Robotyzacja procesów technologicznych: wybrane zagadnienia. Wyd. Politechniki Poznańskiej, Poznań 997.
Literatura uzupełniająca:. Honczarenko J.: Elastyczna automatyzacja wytwarzania: obrabiarki i systemy obróbkowe. WNT, Warszawa 2000. 2. Honczarenko J.: Obrabiarki sterowane numerycznie. WNT, Warszawa 2008.. Knosala R.: Zastosowania metod sztucznej inteligencji w inŝynierii produkcji. WNT, Warszawa 2002.. Kosmol J.: Automatyzacja obrabiarek i obróbki skrawaniem. WNT, Warszawa 999.. Maczyński A.: Sterowniki programowalne PLC: budowa systemu i podstawy programowania. Wyd. Astor, Kraków 2002. 6. Majewski W.: Układy logiczne. WNT, Warszawa 999. 7. Nikiel G., PetriPro www.ath.bielsko.pl/~gnikiel. 8. Nikiel G.: Programowanie obrabiarek CNC na przykładzie układu sterowania Sinumerik 80/80D www.ath.bielsko.pl/~gnikiel. 9. Wrotny T.: Robotyka i elastycznie zautomatyzowana produkcja. Warszawa 99. 0. Czasopisma, m.in. Pomiary, Automatyka i Robotyka (PAR), Napędy i Sterowanie, Mechanik. TREŚCI PROGRAMOWE (Tematyka wykładów). Pojęcia podstawowe: produkcja, wytwarzanie, procesy produkcyjne, procesy wytwarzania ciągłe, wsadowe i dyskretne, mechanizacja, automatyzacja, robotyzacja, automatyka i robotyka, mechatronika, analogia z procesami zarządzania i kierowania. 2. Istota procesów sterowania i regulacji automatycznej: dodatnie i ujemne sprzęŝenie zwrotne, pojęcie sterowania i regulacji automatycznej, struktura układów regulacji automatycznej (UAR), rola układów sensorycznych i aktorycznych, podstawowe rodzaje układów UAR.. Automatyzacja w dyskretnych procesach wytwarzania, podstawy funkcjonowania algebra Boole a, zasada funkcjonowania układów sterowania kombinacyjnego i sekwencyjnego, synchronicznych i asynchronicznych, przykłady zastosowań.. Podstawy projektowania układów sterowania kombinacyjnego analiza funkcjonalna procesu, formułowanie załoŝeń projektowych, zapis zaleŝności logicznych, minimalizacja funkcji logicznych metodą tablic Karnaugh a, zapis schematu bramkowego.. Podstawy projektowania układów sterowania sekwencyjnego analiza funkcjonalna procesu, lista stanów i graf przejść, zapis zaleŝności logicznych, cyklogram, zapis schematu bramkowego. 6. Sterowniki programowalne (PLC) analogia do sterowania przekaźnikowego, budowa i zasady funkcjonowania, podstawy programowania (język schematów drabinkowych LAD). 7. Sterowniki i sterowanie numeryczne (CNC), zasady funkcjonowania, struktura programów sterujących, podstawy programowania, przykłady zastosowań. 8. SCADA/HMI systemy automatyzacji jako element informatycznej struktury wspomagania procesów zarządzania. 9. Automatyzacja w ciągłych i wsadowych procesach wytwarzania klasyczne i niekonwencjonalne układy regulacji (regulacja dwustanowa, PID, rozmyta, neuronowa). 0. Roboty przemysłowe i manipulatory, podstawy funkcjonowania, obszary zastosowań (paletyzacja, transport operacyjny, transport międzyoperacyjny, procesy technologiczne, spawanie, pomiary).. Modelowanie zautomatyzowanych i zrobotyzowanych systemów wytwórczych, modele sieciowe, wykorzystanie w projektowaniu elastycznych systemów wytwarzania. 2. Automatyzacja sztywna i elastyczna, elastyczne systemy wytwarzania (ESW), poziomy automatyzacji w ESW, przyczyny i skutki stosowania ESW, poziomy automatyzacji. 2 Warunkiem zaliczenia wykładów jest: zaliczenie pisemnego egzaminu w sesji egzaminacyjnej. 0
(Tematyka ćwiczeń audytoryjnych) Ćwiczenia audytoryjne 2. Modele sieciowe zautomatyzowanych i zrobotyzowanych systemów wytwarzania (sieci Petriego) analiza działania, wykrywanie wąskich gardeł, ocena efektywności.. Projektowanie układów sterowania dyskretnego (kombinacyjnego i sekwencyjnego), zapis programów dla sterowników PLC (język LAD), weryfikacja działania.. Układy regulacji w procesach ciągłych i wsadowych (PID, rozmyte, neuronowe) podstawy doboru nastaw, budowa baz wiedzy metodą uczenia. 6. Podsumowanie i pisemne zaliczenie przedmiotu. Warunkiem zaliczenia ćwiczeń audytoryjnych jest: obecność na zajęciach, pozytywna ocena indywidualna z ćwiczeń wykonywanych na zajęciach, pozytywna ocena końcowego zaliczenia pisemnego. 6