Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Automatyka i pomiary wielkości fizycznych
Koordynator przedmiotu:
dr inż. Sławomir Andrzej Torbus / adiunkt
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Technologia Chemiczna
Grupa przedmiotów:
Wspólne dla kierunku
Kod przedmiotu:
CS1A_16
Semestr nominalny:
3 / rok ak. 2015/2016
Liczba punktów ECTS:
5
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Wykłady: liczba godzin według planu studiów - 30, zapoznanie się ze wskazaną literaturą - 5, przygotowanie do egzaminu -20, razem - 55; Laboratoria: liczba godzin według planu studiów - 30, przygotowanie do zajęć - 10, zapoznanie ze wskazaną literaturą - 5, oprcowanie wyników-5, napisanie sprawozdania - 10, przygotowanie do kolokwium - 10, razem - 70; Razem - 125
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Wykłady - 30 h, Laboratoria - 30 h; Razem - 60 h = 2,4 ECTS
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Laboratoria: liczba godzin według planu studiów - 30 h, przygotowanie do zajęć - 10 h, zapoznanie ze wskazaną literaturą - 5 h, oprcowanie wyników - 5 h, napisanie sprawozdania - 10 h, przygotowanie do kolokwium - 10 h; Razem - 70 h = 2,8 ECTS
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium30h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
-
Limit liczby studentów:
Wykłady: min. 15; Laboratorium: 8 - 12.
Cel przedmiotu:
Cel wykładu Uzyskanie przez studenta wiedzy dotyczącej pomiarów, aparatury kontrolno-pomiarowej, systemów pomiarowych oraz automatyki przemysłowej i regulacji automatycznej z obszaru technologii chemicznej Cel laboratorium Zapoznanie się studentów z metodami pomiarowymi, budową urządzeń pomiarowych i komputerowych systemów pomiarowych służących do pomiaru temperatury, ciśnienia, przepływu i poziomu oraz praktyczne zastosowane zdobytej wiedzy dotyczącej automatyki i regulacji automatycznej, projektowania i realizacji automatów cyfrowych z wykorzystaniem graficznego środowiska programistycznego oraz sterownika przemysłowego
Treści kształcenia:
Treści merytoryczne – wykład W1. Podstawowe pojęcia metrologiczne (mezurand, metoda pomiarowa bezpośrednia, metoda pomiarowa pośrednia, proces pomiarowy, wzorzec, narzędzie pomiarowe, przyrząd pomiarowy, układ pomiarowy) W2. Podstawy rachunku błędów oraz szacowania niepewności pomiaru (klasyfikacja błędów pomiarów, niepewności pomiarów, opracowanie wyników pomiarów) W3. Przyrządy i przetworniki pomiarowe (mierniki analogowe i cyfrowe, przetworniki A/C, przetworniki C/A, właściwości statyczne i dynamiczne przetworników pomiarowych) W4. Systemy pomiarowe (definicja systemu pomiarowego, charakterystyka elementów współczesnych systemów pomiarowych, systemy telemetryczne, układ akwizycji danych pomiarowych oparty o komputer klasy PC z kartą pomiarową WE/WY) W5. Pomiary temperatury (czujniki temperatury, metody pomiaru) W6. Pomiary ciśnienia, przepływu i poziomu W7. Podstawowe pojęcia dotyczące automatyki przemysłowej i sterowania (cele automatyki, sygnały stosowane w automatyce, teoria sprzężenia zwrotnego, układy sterowania, struktury układów sterowania) W8. Projektowanie automatów cyfrowych (podstawy algebry Boole’a, teoria minimalizacji funkcji boolowskich z wykorzystaniem tablicy Karnaugha) W9. Przekształcenie Laplace'a i jego zastosowanie w automatyce (definicja przekształcenia Laplace’a i przekształcenia odwrotnego, matematyczny opis elementów wykorzystywanych w automatyce) W10. Transmitancja widmowa i operatorowa (analiza podstawowych elementów dynamicznych, schematy blokowe i ich przekształcanie) W11. Transmitancja widmowa i operatorowa (charakterystyki Bodego i charakterystyka Nyquista) W12. Modelowanie matematyczne układów dynamicznych (funkcja przejścia, charakterystyki czasowe i częstotliwościowe podstawowych elementów automatyki – członu całkującego i członu różniczkującego) W13. Stabilność układów automatyki (definicja stabilności, kryteria stabilności, określanie zapasu stabilności) W14. Regulatory (rodzaje regulatorów – liniowe i nieliniowe, jakość regulacji, dokładność statyczna, jakość dynamiczna, synteza układu automatycznej regulacji) W15. Sterowanie cyfrowe obiektem mechanicznym (wykorzystanie komputera klasy PC z kartą pomiarową WE/Wy, wykorzystanie sterownika przemysłowego, technika programowania sterownika przemysłowego) Treści merytoryczne – laboratorium L1. Pomiary wielokrotne i szacowanie niepewności pomiaru L2. Badanie wzmacniacza operacyjnego L3. Badanie właściwości statycznych i dynamicznych przetworników pomiarowych L4. Akwizycja danych pomiarowych z wykorzystaniem komputerowego systemu pomiarowego L5. Wyznaczanie charakterystyk czasowych i częstotliwościowych wybranych członów stosowanych w automatyce L6. Modelowanie automatu cyfrowego z wykorzystaniem graficznego środowiska programowego L7. Dobór nastaw regulatorów oraz ocena jakości regulacji L8. Pomiar przepływu cieczy z wykorzystaniem kryzy pomiarowej L9. Histereza siłownika pneumatycznego oraz wyznaczanie błędów pomiaru ciśnienia za pomocą manometru L10. Wyznaczanie charakterystyk dynamicznych czujników temperatury L11. Wyznaczanie charakterystyk Bodego oraz charakterystyki Nyquista wybranych obiektów stosowanych w automatyce L12. Modelowanie układu sterowania obiektami z wykorzystaniem sterownika przemysłowego
Metody oceny:
Egzamin pisemny na końcu semestru po zrealizowaniu tematyki wykładu Sprawozdania z ćwiczeń laboratoryjnych Kolokwium ustne z przygotowania teoretycznego do ćwiczeń laboratoryjnych
Egzamin:
tak
Literatura:
1. Kościelny W.J.: Materiały pomocnicze do nauczania podstaw automatyki, OW PW, Warszawa 1997; 2. Fodemski T.: Pomiary cieplne, WNT, Warszawa 2000; 3. Michalski L., Eckersdorf K.: Termometria, pryrządy i metody, WPŁ, Łódź 1998; 4. Żelazny M.:Podstawy automatyki, PWN, Warszawa 1976.
Witryna www przedmiotu:
-
Uwagi:
Program studiów opracowany na podstawie programu nauczania zmodyfikowanego w ramach Zadania 38 Programu Rozwojowego Politechniki Warszawskiej

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt W01_01
Zna odpowiedni aparat matematyczny niezbędny do analizy dynamiki i stabilności podstawowych elementów i układów automatyki.
Weryfikacja: egzamin pisemny
Powiązane efekty kierunkowe: C1A_W01_01
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W01
Efekt W02_01
Ma podstawową wiedzę niezbędną do zrozumienia zasady działania przyrządów pomiarowych i zna jednostki fizyczne związane z wielkościami pomiarowymi.
Weryfikacja: egzamin pisemny
Powiązane efekty kierunkowe: C1A_W02_01
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W02
Efekt W03_02
Ma podstawową i odpowiednią wiedzę niezbędną do wstępnego wyboru potrzebnego sprzętu i do technologii stosowania przyrządów kontrolno-pomiarowych i elementów automatyki.
Weryfikacja: egzamin pisemny, obserwacja zachowań w czasie zajęć laboratoryjnych
Powiązane efekty kierunkowe: C1A_W03_02
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W03
Efekt W06_01
Potrafi oszacować czas i sposób użytkowania sprzętu pomiarowego.
Weryfikacja: egzamin pisemny, kolokwium ustne w czasie zajęć laboratoryjnych
Powiązane efekty kierunkowe: C1A_W06_01
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W06
Efekt W07_01
Ma podstawową wiedzę niezbędną do zaprojektowania schematu automatyzacji potrafi podać podstawowe parametry sprzętu technicznego i pomiarowego w zależności od potrzeb procesu technologicznego.
Weryfikacja: egzamin pisemny, obserwacja zachowań w czasie zajęć laboratoryjnych
Powiązane efekty kierunkowe: C1A_W07_01
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W07
Efekt W12_01
Zna podstawowe układy regulacji stosowane w technologii chemicznej.
Weryfikacja: egzamin pisemny
Powiązane efekty kierunkowe: C1A_W12_01
Powiązane efekty obszarowe: InzA_W05

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt U09_01
Umie wykorzystać, zdobyte w trakcie wykładu i ćwiczeń, umiejętności do modelowania i symulacji prostych układów dynamicznych.
Weryfikacja: obserwacja zachowań w czasie zajęć laboratoryjnych, sprawozdanie z zajęć laboratoryjnych
Powiązane efekty kierunkowe: C1A_U09_01
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U09
Efekt U09_03
Zna i umie zastosować metody matematyczne do przedstawiania i interpretacji danych pomiarowych.
Weryfikacja: obserwacja zachowań w czasie zajęć laboratoryjnych, sprawozdanie z zajęć laboratoryjnych
Powiązane efekty kierunkowe: C1A_U09_03
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U09
Efekt U09_04
Ma odpowiednią wiedzę i umiejętności do stosowania w technologii chemicznej podstawowych metod pomiarowych.
Weryfikacja: obserwacja zachowań w czasie zajęć laboratoryjnych, sprawozdanie z zajęć laboratoryjnych
Powiązane efekty kierunkowe: C1A_U09_04
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U09
Efekt U11_01
Zna i umie ocenić przydatność poszczególnych przyrządów pomiarowych i kontrolnych do stosowania w technologii chemicznej.
Weryfikacja: obserwacja zachowań w czasie zajęć laboratoryjnych, sprawozdanie z zajęć laboratoryjnych
Powiązane efekty kierunkowe: C1A_U11_01
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U11
Efekt U16_02
Umie zaprojektować prosty system kontrolno-pomiarowy służący do regolacji procesu w technologii chemicznej.
Weryfikacja: obserwacja zachowań w czasie zajęć laboratoryjnych, sprawozdanie z zajęć laboratoryjnych
Powiązane efekty kierunkowe: C1A_U16_02
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U16