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
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 15 10 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, 2006. 2.) A. Urbaniak, Podstawy automatyki, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań, 2004. 3.) S. Węgrzyn, Podstawy automatyki, PWN, Warszawa, 1978. 4.) M. Żelazny, Podstawy automatyki, PWN, Warszawa 1976. 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
Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 3 dydaktycznych (kontaktowych) pracy własnej opis pracy własnej 30 45 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, 2001. 2.) J. Bednarczyk i in. Podstawy metrologii technicznej laboratorium, WND, AGH, skr.1591, Kraków, 2000. 3.) Praca zbiorowa, Automatyka. Poradnik Inżyniera, WNT, Warszawa 1969 4.) J. Mazurek, H. Vogt, W. Żydanowicz, Podstawy automatyki, Oficyna Wyd. Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2006. 5.) W. Kramarek, P. Szulewski, Laboratorium podstaw automatyki i sterowania, Oficyna Wyd. Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2012, str. 132-211. 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
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
Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 5 70-75% - +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
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.
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.