Projektowanie systemów automatyki

Znajomość materiału z zakresu Podstaw Automatyki i Teorii Sterowania, a także Analizy Matematycznej, Algebry i Metod Numerycznych.

Znajomość podstaw elektrotechniki i elektroniki oraz rysunku technicznego.

przedmiot obowiązkowy

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli ( 30 godz.):

- udział w wykładzie 15 godz.

- udział w laboratorium 15 godz.

Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta ( 50 godz.):

- przygotowanie do wykładu 10 godz.

- przygotowanie do laboratorium 15 godz.

- przygotowanie do egzaminu 10 godz.

- przygotowanie do sprawdzianów 15 godz.

Łącznie: 80 godz. (3 ECTS)

W01 – zna definicję oraz zalety i wady układu ze sprzężeniem zwrotnym

W02 – zna metody częstotliwościowe projektowania układów automatyki z regulatorem PID

W03 – zna ograniczenia metod częstotliwościowych projektowania układów automatyki

W04 – zna metody projektowania układów automatyki – predyktor Smith’a, zasada modelu wewnętrznego, regulacja kaskadowa

W05 – ma podstawową wiedzę o metodach wielomianowych projektowania układów automatyki

W06 - ma podstawową wiedzę o modelowaniu i symulacji układów automatyki

W07 - ma wiedzę z zakresu zasad wykonywania dokumentacji elektrycznej

Efekty przedmiotowe W01-W06 realizują efekty kierunkowe:

K_W01, K_W04, K_W07, K_W10 dla AiR

U01 – potrafi zaprojektować prosty układ z regulatorem PID wykorzystując charakterystyki częstotliwościowe

U02 - potrafi zaprojektować prosty układ automatyki metodami wielomianowymi

U03 - potrafi zaprojektować predyktor Smith’a

U04 – potrafi wskazać ograniczenia zaprojektowanego układu

U05 - potrafi zaprojektować prosty układ z wykorzystanie zasady modelu wewnętrznego

U06 – potrafi zaprojektować prosty układ kaskadowy

U07 – rozumie potrzebę dalszego rozwijania wiedzy z dziedziny automatyki i potrafi zaplanować jej dalsze rozwijanie

U08 - potrafi, wykorzystując środowiska Eplan, wykonać dokumentację elektryczną (schemat, wykaz materiałów, zestawienia, plany połączeń, itp.)

Efekty przedmiotowe U01- U06 realizują efekty kierunkowe:

K_U12, K_U13 dla AiR,

Efekt przedmiotowy U07 realizuje efekt kierunkowy:

K_U15 dla AiR

Efekt przedmiotowy U08 realizuje efekt kierunkowy: K_U05 dla AiR

K01 – jest świadomy ograniczeń przekazanej wiedzy na temat metod projektowania układów automatyki

Efekt kierunkowy K01 realizuje efekt przedmiotowy

K_K01 dla AiR

Metody dydaktyczne podające:

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

Metody dydaktyczne poszukujące:

- laboratoryjna

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

Przedmiot ma na celu:

Zapoznanie studentów z podstawowymi technikami projektowania układów sterowania procesami ciągłymi

Ukształtowanie wśród studentów zrozumienia technik sterowania ze sprzężeniem zwrotnym i regulatorem PID oraz jego modyfikacjami.

Ukształtowanie wśród studentów zrozumienia innych technik sterowania ze sprzężeniem zwrotnym od wyjścia - zasada modelu wewnętrznego, predyktor Smith'a, regulacja kaskadowa itp.

Celem laboratorium jest zapoznanie studenta z zasadami wykonywania dokumentacji elektrycznej dla systemów automatyki przy wykorzystaniu środowiska Eplan. W ramach ćwiczeń laboratoryjnych studenci realizują przykładowe dokumentacje elektryczne wybranych urządzeń.

Wykład:

Projektowanie systemów sterowania – podstawowe pojęcia i właściwości.

Układ ze sprzężeniem zwrotnym - przypomnienie

Klasyczny regulator PID

Bardziej współczesny PID

Predyktor Smith’a

Ograniczenia projektowania układów o jednym wejściu i jednym wyjściu (SISO)

Ograniczenia metod czestotliwościowych

Zasada modelu wewnętrznego

Sterowanie ze sprzężeniem do przodu (feedforward)

Sterowanie kaskadowe

Laboratorium:

Wprowadzenie do środowiska Eplan, zakładanie i organizacja projektu.

Rysowanie schematów elektrycznych zgodnych z IEC.

Tworzenie powiązań, przypisywanie artykułów, generowanie zestawień.

Edycja słownika, modyfikacja formularzy, edycja bibliotek symboli i artykułów.

Wykonanie dokumentacji elektrycznej szafy sterowniczej dla wybranej maszyny/urządzenia.

G. Goodwin, S. Graebe, M. Salgado - Control systems design, Prentice Hall, 2001

A. Dębowski - Automatyka. Technika regulacji, Wydawnictwo WNT, 2017

H.Markiewicz, Instalacje elektryczne, WNT 2002.

Eplan Electric P8 – Podręcznik dla początkujących, 2009

Wybrane normy: PN-EN 60364

Metody oceniania:

Egzamin pisemny: weryfikacja W01-W06

Kryteria oceniania:

Egzamin pisemny sprawdzający efekty kształcenia z obszaru wiedzy:

co najmniej 51% punktów na ocenę dostateczną

61% na ocenę dostateczną plus

71% na ocenę dobrą,

81% na ocenę dobrą plus

91% na ocenę bardzo dobrą.

Kolokwium na laboratorium: weryfikacja efektów U04, U7, U8

Zaliczenie przedmiotu odbywa się na podstawie pozytywnej oceny z kolokwium :

ndst - <50 %

dst - 51%

dst plus - 61%

db - 71%

db plus- 81%

bdb- 91%