Nazwa przedmiotu: STEROWNIKI PLC W UKŁADACH MECHATRONICZNYCH PLC CONTROLLERS IN MECHATRONIC SYSTEMS Kierunek: MECHATRONIKA Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy na specjalności: SYSTEMY STEROWANIA Rodzaj zajęć: wykład, laboratorium Forma studiów: stacjonarne Poziom przedmiotu: I stopnia Liczba godzin/tydzień: W, L Kod przedmiotu: S_09 Rok: IV Semestr: VII Liczba punktów: ECTS I KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE C. Zapoznanie studentów z metodami i technikami sterowania aktorami sterowanymi elektrycznie i elektronicznie. C. Nabycie przez studentów praktycznych umiejętności w zakresie sterowania z zastosowaniem. C3. Zdobycie przez studentów wiedzy niezbędnej do budowania układów sterowanych cyfrowo. C. Zapoznanie studentów z zagadnieniami wymiany informacji pomiędzy sterownikami PLC WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI. Wiedza z zakresu podstaw elektrotechniki, elektroniki i napędu elektrycznego. Znajomość zasad bezpieczeństwa pracy przy użytkowaniu maszyn i urządzeń elektrycznych i elektronicznych. 3. Podstawowe umiejętności programowania.. Umiejętność korzystania z różnych źródeł informacji w tym z instrukcji i dokumentacji technicznej 5. Umiejętność obsługi komputera osobistego. 6. Umiejętność budowy algorytmów postępowania prowadzących do rozwiązania prostych zagadnień inżynierskich. 7. Umiejętności pracy samodzielnej i w grupie 8. Umiejętność obsługi multimetru elektrycznego i podstaw obsługi oscyloskopu.
EFEKTY KSZTAŁCENIA EK - posiada wiedzę metod i technik sterowania z wykorzystaniem jak również tendencje i kierunki rozwoju w zakresie sterowania z zastosowaniem układów cyfrowych, EK - potrafi sterować zaworami rozdzielającymi układów pneumatycznych za pomocą sterownika PLC EK 3 - zna konstrukcje i zastosowanie czujników przeznaczonych do mierzenia prędkości i położenia (enkodery inkrementalne) i potrafi ich używać do pomiaru położenia kątowego i liniowego za pomocą EK - zna konstrukcję i przeznaczenie przetwornic częstotliwości i potrafi je konfigurować za pomocą komputera osobistego i panelu operatorskiego i potrafi sterować prędkością obrotową silnika elektrycznego z zastosowaniem przetwornicy częstotliwości podłączonej do sterownika PLC EK 5 - zna budowę i sposoby sterowania prędkością obrotową silników szczotkowych prądu stałego i potrafi generować sygnały sterujące za pomocą sterownika PLC w celu sterowania prędkością obrotową silnika prądu stałego EK 6 - zna konstrukcję silnika krokowego i potrafi sterować nim z zastosowaniem sterownika PLC EK 7 - potrafi przygotować sprawozdanie z przebiegu realizacji ćwiczeń. TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć WYKŁADY W Przegląd aktorów i sensorów stosowanych w urządzeniach, rola sprzężenia zwrotnego sterowania. W Silniki prądu przemiennego, ich zastosowanie w napędach maszyn i urządzeń. W 3 Przetwornice częstotliwości zasada działania, schemat blokowy, zakres stosowania i aspekty bezpieczeństwa podczas korzystania z przetwornic. W Parametry konfiguracyjne przetwornicy, ich ustawianie i wpływ na działanie napędu sterowanego za pomocą przetwornicy. W 5 Konfigurowanie przetwornicy za pomocą oprogramowania na komputer osobisty, nadzorowanie chwilowych parametrów pracy przetwornicy. W 6 Sterowanie pracą przetwornicy za pomocą sterownika PLC w otwartej pętli sterowania. Zastosowanie enkoderów inkrementalnych do budowy układu sterowania pracującego w zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego. W 7 Aspekty sprzętowe podłączania czujników i aktorów do sterownika PLC wyjścia tranzystorowe i przekaźnikowe, wejścia typu sink i source. Liczba godzin W 8 Szybkie liczniki sprzętowe sterownika PLC jako interfejs sygnałów
z enkodera inkrementalnego konfiguracja i obsługa liczników. W 9 Rodzaje silników prądu stałego i sposoby sterowania ich prędkością obrotową. W 0 Sterowanie prędkością obrotową silnika prądu stałego poprzez generowanie impulsów o zmiennym stopniu wypełnienia (PWM). W Liczniki i timery mikrokontrolera oraz mechanizm obsługi przerwań i ich zastosowanie w sterowaniu prędkością obrotową silników elektrycznych W Generowanie sygnałów o zmiennym stopniu wypełnienia z zastosowaniem. W 3 Sterowanie silnikiem krokowym, charakterystyka prędkościowa silnika krokowego, sterowniki sprzętowe silników krokowych, W Generowanie sygnałów sterowania pracą silnika krokowego za pomocą sterownika PLC i mikrokontrolera. W 5 Sterowniki pneumatycznych i hydraulicznych. Forma zajęć LABORATORIUM L Zapoznanie z budową stanowisk używanych podczas ćwiczeń. Omówienie zasad bezpieczeństwa obowiązujących podczas korzystania ze stanowisk. L Poznanie możliwości oprogramowania na komputer osobisty pozwalającego programować sterowniki PLC i sterować nimi zdalnie. L 3 Połączenie przetwornicy częstotliwości z trójfazowym silnikiem asynchroniczny, ustanowienie komunikacji z komputerem osobistym. Nadzorowanie chwilowych parametrów pracy napędu przy pomocy oprogramowania zainstalowanego na komputerze osobistym. L Konfigurowanie parametrów w trybie prostym i rozbudowanym z panelu operatorskiego przetwornicy i za pomocą oprogramowania zainstalowanego na komputerze osobistym. L 5 Podłączenie enkodera inkrementalnego do sterownika PLC. Konfiguracja programowa szybkich liczników sprzętowych sterownika. Odczyt położenia i prędkości obrotowej za pomocą panelu HMI podłączonego do sterownika PLC. L 6 Podłączenie sterownika PLC do przetwornicy częstotliwości. Sterowanie Przetwornicą częstotliwości za pomocą sygnałów cyfrowych generowanych przez sterownik. L 7 Oględziny stanowiska dydaktycznego z silnikiem krokowym. Podłączenie sterownika silnika krokowego do sterownika PLC. stworzenie oprogramowania sterującego ruchem suwaka przemieszczanego za pomocą silnika krokowego. Liczba godzin L 8 Zastosowanie wbudowanych funkcji sterownika PLC (funkcje PLS i PLSY) do
sterowania pracą silnika krokowego. L 9 Sterowanie silnikiem szczotkowym prądu stałego z zastosowaniem układu mostka H. Generowanie za pomocą sterownika PLC sygnałów sterujących o zmiennym stopniu wypełnienia (PWM). L 0 Sterowanie układem pneumatycznym na podstawie sygnałów z czujników umieszczonych w stanowisku. L Sterownik PLC obrabiarki CNC. Sterowanie napędami obrabiarki. NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE. wykład z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych. mechatroniczne stanowiska dydaktyczne z napędami elektrycznymi i pneumatycznymi 3. stanowiska dydaktyczne ze sterownikami PLC. obrabiarka CNC ze sterownikiem PLC 5. oscyloskop cyfrowy i multimetr elektryczny SPOSOBY OCENY ( F FORMUJĄCA, P PODSUMOWUJĄCA) F- ocena przygotowania do ćwiczeń laboratoryjnych F- ocena umiejętności stosowania zdobytej wiedzy podczas wykonywania ćwiczeń F3- ocena sprawozdań z realizacji ćwiczeń objętych programem nauczania F- ocena aktywności podczas zajęć P- ocena umiejętności rozwiązywania postawionych problemów oraz sposobu prezentacji uzyskanych wyników zaliczenie na ocenę* P- ocena opanowania materiału nauczania będącego przedmiotem wykładu** *) warunkiem uzyskania zaliczenia jest otrzymanie pozytywnych ocen ze wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych, **)warunkiem uzyskania zaliczenia z wykładów jest otrzymanie pozytywnych ocen z testów sprawdzających wiedzę OBCIĄŻENIE PRACĄ STUDENTA Forma aktywności Godziny kontaktowe z prowadzącym Zapoznanie się ze wskazaną literaturą Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych Wykonanie sprawozdań z realizacji ćwiczeń laboratoryjnych (czas poza zajęciami laboratoryjnymi) Konsultacje Przygotowanie do zadania sprawdzającego Średnia liczba godzin na zrealizowanie aktywności 5W 30L 5h 0h 5h 5h 5h 0h
Suma SUMARYCZNA LICZBA PUNKTÓW ECTS DLA PRZEDMIOTU Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału prowadzącego Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym, w tym zajęć laboratoryjnych i projektowych 00h ECTS ECTS. ECTS LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA. Flaga S.: Programowanie w języku drabinkowym. Wydawnictwo BTC, Legionowo, 00.. Kwaśniewski J.:Sterowniki PLC w praktyce inżynierskiej. Wydawnictwo BTC, Legionowo, 00. 3. Brock S., Muszyński R., Urbański K., Zawirski K.: Sterowniki programowalne. WPP, Poznań 000. Legierski T., Kasprzak J.: Programowanie. WPKJS, Gliwice 998 5. Świder J.: Sterowanie i automatyzacja procesów technologicznych i układów. WPŚ, Gliwice 006 6. Hadam P.: Projektowanie systemów mikroprocesorowych. BTC, Warszawa 00 7. Zbysiński P., Pasierbiński J.: Układy programowalne. Pierwsze kroki. BTC, Warszawa 00 8. Górecki P.: Układy cyfrowe. Pierwsze kroki. BTC, Warszawa 00 9. Mitsubishi Electric Corporation: Fx3U programming manual for beginners. Tokyo, 00. 0. Mitsubishi Electric Corporation: Fx3U advnced programming manual. Tokyo, 00. PROWADZĄCY PRZEDMIOT ( IMIĘ, NAZWISKO, ADRES E-MAIL). dr inŝ. Michał Sobiepański sobiepan@itm.pcz.pl. dr inŝ. Andrzej Rygałło rygallo@itm.pcz.pl
MATRYCA REALIZACJI I WERYFIKACJI EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Efekt kształcenia Odniesienie danego efektu do efektów zdefiniowanych dla całego programu (PEK) Cele przedmiotu Treści programowe Narzędzia dydaktyczne Sposób oceny EK K_W6_S_ C,C,C3 W- P EK K_W6_S_ C,C,C3 W- P EK3 EK EK5 K_W6_S_ K_U6_S_ K_W6_S_ K_U6_S_ K_W6_S_ K_U6_S_ C,C,C3 C,C,C3 C,C,C3 EK6 K_U6_S_ C,C,C3 EK7 K_W6_S_ K_U6_S_ II. FORMY OCENY - SZCZEGÓŁY C,C,C3 W-5 W9-5 L W6-7 L,5-8 W- L3- W5 L3- W3 L-,,3 F, F,,3 F, F, F3,,3 F, F, F3,,3 F, F, F3,,3 F, F, F3 Efekty kształcenia Na ocenę Na ocenę 3 Na ocenę Na ocenę 5 EK, EK, EK5, EK7 Student. Student nie opanował wiedzy teoretycznej przeznaczenia i stosowania. (w stopniu podstawowym) opanował wiedzę teoretyczną przeznaczenia podczas zajęć. (w stopniu przeciętnym) i stosowania podczas zajęć. Student całkowicie podczas zajęć.
EK3, EK, EK6 Student i potrafi ja zastosować w praktyce. Student nie opanował wiedzy teoretycznej przeznaczenia i stosowania w stopniu pozwalającym mu zastosować ją w praktyce nie potrafi przeprowadzić ćwiczeń na stanowiskach laboratoryjnych i nie przygotował sprawozdań z tych ćwiczeń. (w stopniu podstawowym) opanował wiedzę teoretyczną przeznaczenia podczas zajęć i potrafi ją stosować w praktyce przeprowadził ćwiczenia laboratoryjne w podstawowym zakresie. (w stopniu przeciętnym) i stosowania podczas zajęć i potrafi ją stosować w praktyce przeprowadził samodzielnie ćwiczenia laboratoryjne i wykazał się aktywnością podczas ich realizacji, sporządził sprawozdania z tych ćwiczeń. Student całkowicie podczas zajęć i potrafi ją stosować w praktyce przeprowadził samodzielnie ćwiczenia laboratoryjne i wykazał się aktywnością podczas ich realizacji, samodzielnie sporządził bezbłędne sprawozdania z tych ćwiczeń. Dopuszcza się wystawienie oceny połówkowej o ile student spełniający wszystkie efekty kształcenia wymagane do oceny pełnej spełnia niektóre efekty kształcenia w stopniu odpowiadającym ocenie wyższej. III. INNE PRZYDATNE INFORMACJE O PRZEDMIOCIE. Informacje dla studentów kierunku Mechatronika dostępne są na stronie internetowej Wydziału: www.wimii.pcz.pl. Informacja na temat konsultacji przekazywana jest studentom podczas pierwszych zajęć z danego przedmiotu.