Politechnika
Warszawska

Katalog
ECTS

Nazwa przedmiotu:

Dynamika procesów i sterowanie

Koordynator przedmiotu:

prof. dr hab inż. Bernard Zawada

Status przedmiotu:

Obowiązkowy

Poziom kształcenia:

Studia II stopnia

Program:

Inżynieria Środowiska

Grupa przedmiotów:

Kierunkowe

Kod przedmiotu:

1110-ISCOW-MSP-2301

Semestr nominalny:

2 / rok ak. 2015/2016

Liczba punktów ECTS:

5

Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:

Liczba godzin wykładów - 30, Liczba godzin laboratorium - 30. Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych - 35 godzin. Przygotowanie do egzaminu - 30 godzin. Egzamin ustny i pisemny - 5 godz. Łącznie - 130 godzin

Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:

3

Język prowadzenia zajęć:

polski

Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:

2

Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:

• Wykład30h
• Ćwiczenia0h
• Laboratorium30h
• Projekt0h
• Lekcje komputerowe0h

Wymagania wstępne:

Znajomość podstaw automatyki procesów

Limit liczby studentów:

brak

Cel przedmiotu:

Poznanie zasad automatycznego sterowania procesami w ciepłownictwie, ogrzewnictwie, wentylacji i klimatyzacji ze szczególnym uwzględnieniem ekonomicznej i niezawodnej pracy systemów. Stworzenie płaszczyzny współpracy między inżynierami automatykami i inżynierami sanitarnymi z zakresu COW (absolwentami IŚ)

Treści kształcenia:

Treści ćwiczeń laboratoryjnych Ćwiczenia realizowane są w cyklu 4 godzinnym. Student realizuje 7 ćwiczeń laboratoryjnych w wymiarze 30 godz. (28 +2). Są to 4 ćwiczenia wybrane spośród wymienionych w punktach 2 – 9 oraz ćwiczenia 10, 11, 12. 1. Wprowadzenie do laboratorium 2. Obliczanie współczynników szeregu Fouriera oraz widma amplitudy i mocy sygnału dla przykładowych sygnałów z zakresu ciepłownictwa, wentylacji i klimatyzacji (wartości temperatury powietrza zewnętrznego, nasłonecznienia, prędkości wiatru, rozbiory c.w.u., zyski ciepła w pomieszczeniu itp). 3. identyfikacja obiektu regulacji: wyznaczenie parametrów transmitancji na podstawie pomiarów charakterystyki skokowej oraz modelu ARMAX i transmitancji na podstawie biernej obserwacji parametrów charakterystycznych budynku. 4. Badanie kaskadowych układów regulacji temperatury (lub wilgotności względnej) w pomieszczeniu, przy wykorzystaniu systemu BEMS: ocena poprawności działania kaskadowych układów regulacji i uzyskiwanej jakości regulacji, dobór optymalnych nastaw algorytmów regulacji. Analiza przemian powietrza zachodzących w wykorzystywanej centrali na wykresie i-x. 5. Badanie sekwencji startu urządzeń w centrali klimatyzacyjnej oraz poprawności działania układów zabezpieczających, przy wykorzystaniu systemu BEMS: uruchomienie centrali klimatyzacyjnej, ocena poprawności działania układów zabezpieczenia. 6. Badanie układów regulacji w kotłowni gazowej przy wykorzystaniu systemu BEMS: kształtowanie wykresu regulacyjnego kotłowni zasilającej instalację c.o oraz system klimatyzacji, ocena dokładności regulacji oraz poprawności działania układów regulacji i zabezpieczenia 7. Badanie układów regulacji instalacji c.o. w węzłach ciepłowniczych przy wykorzystaniu systemu BEMS: kształtowanie wykresu regulacyjnego i ocena dokładności regulacji, analiza wpływu osłabień nocnych i rannego rozgrzewania na wartości temperatury powietrza w pomieszczeniu. 8. Stycznikowe sterowanie pomp i wentylatorów. Badanie układu sterowania pompami obiegowymi c.o. w stanie normalnej pracy i w stanach awaryjnych (brak wody w instalacji, przeciążenie silnika napędowego, asymetria faz prądu zasilającego 3-fazowego, upływności prądu w instalacji elektrycznej). Analiza stanu urządzeń zabezpieczających w obwodach zasilających i terujących. 9. Badanie układów regulacji instalacji c.w.u. w węzłach ciepłowniczych przy wykorzystaniu systemu BEMS: ocena dokładności regulacji, zmienności poborów c.w.u. oraz prawidłowości ładowania zasobnika. 10. Algorytmy sterowania węzłów ciepłowniczych; standardowe, niestandardowe, wykorzystanie sieci neuronowych. Wpływ właściwości obiektu regulacji na jakość regulacji. Badania doświadczalne i symulacyjne. 11. Zarządzanie energią na cele ciepłownicze w budynkach z wykorzystaniem systemów komputerowych BEMS. Algorytmy zarządzania układami sterownia oraz procesami ciepłowniczymi. Opracowanie koncepcji systemu BEMS dla zadanego procesu ciepłowniczego. Badania systemu zarządzania energią w istniejącym obiekcie. 12. Programowanie sterowników swobodnie programowalnych dla wybranych procesów ciepłowniczych. Badania doświadczalne z wykorzystaniem sterowników rzeczywistych

Metody oceny:

Wykłady: Egzamin Ćwiczenia laboratoryjne Sprawozdania z ćwiczeń

Egzamin:

tak

Literatura:

1. Zawada B.: Układy sterowania w systemach wentylacji i klimatyzacji. Oficyna Wydawnicza PW. Warszawa 2006 2. Zawada B.: Analiza procesu użytkowania energii cieplnej w eksploatacji obiektów przemysłowych. KILiW PAN, Warszawa 1996. 3. Wurstlin D.: Regulacja urządzeń ogrzewczych, wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Arkady, Warszawa 1978, 4. Chmielnicki W.J.: Poradnik Ciepłownictwo. Regulacja automatyczna urządzeń ciepłowniczych. FRC Unia Ciepłownictwa (Wyd. 3), Warszawa 2000. 5. Chmielnicki W.J.: Sterowanie mocą w budynkach zasilanych z centralnych źródeł ciepła. PAN, Warszawa 1996. 6. Strony internetowe producentów urządzeń, tzn. firm: Honeywell, Johnson Controls, Siemens, Samson, Danfoss, TAC, itp. 7. Materiały pomocnicze i instrukcje do ćwiczeń, dostępne na wydziałowej stronie internetowej Moodle

Witryna www przedmiotu:

https://www.is.pw.edu.pl/moodle/course/view.php?id=174

Uwagi:

brak

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt W01

Zna matematyczne opisy procesów wymiany ciepła i masy w stanie nieustalonym w dziedzinie czasu i częstotliwości dla wybranych elementów i całych systemów ogrzewczo - wentylacyjnych (COW).
Weryfikacja: Egzamin pisemny i ustny
Powiązane efekty kierunkowe: IS_W20, IS_W08
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W02, T2A_W05, T2A_W07, T2A_W03, T2A_W04, T2A_W06, T2A_W07

Efekt W02

Zna doświadczalne metody uzyskiwania opisów matematycznych; metody identyfikacji obiektów i algorytmy stosowane do obliczenia parametrów.
Weryfikacja: Egzamin pisemny i ustny
Powiązane efekty kierunkowe: IS_W08
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W03, T2A_W04, T2A_W06, T2A_W07

Efekt W03

Zna podstawowe układy regulacji i zabezpieczenia w systemach wentylacji i klimatyzacji: centralach i szafach klimatyzacyjnych, systemach VAV, w klimatyzowanych pomieszczeniach; zna metody poprawy jakości w układach regulacji temperatury i wilgotności względnej.
Weryfikacja: egzamin pisemny i ustny
Powiązane efekty kierunkowe: IS_W20, IS_W15, IS_W14, IS_W13, IS_W08
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W02, T2A_W05, T2A_W07, T2A_W04, T2A_W05, T2A_W07, T2A_W11, T2A_W05, T2A_W06, T2A_W07, T2A_W04, T2A_W05, T2A_W07, T2A_W11, T2A_W03, T2A_W04, T2A_W06, T2A_W07

Efekt W04

Zna podstawowe układy regulacji w systemach ciepłowniczych; źródłach ciepła, sieci i węzłów ciepłowniczych, w ogrzewanych pomieszczeniach; zna metody poprawy jakości w układach regulacji temperatury u odbiorców ciepła.
Weryfikacja: Egzamin pisemny i ustny
Powiązane efekty kierunkowe: IS_W20, IS_W15, IS_W14, IS_W13, IS_W08
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W02, T2A_W05, T2A_W07, T2A_W04, T2A_W05, T2A_W07, T2A_W11, T2A_W05, T2A_W06, T2A_W07, T2A_W04, T2A_W05, T2A_W07, T2A_W11, T2A_W03, T2A_W04, T2A_W06, T2A_W07

Efekt W05

Posiada rozszerzoną wiedzę w zakresie sterowania procesami w COW; algorytmy standardowe i niestandardowe, zasady programowania sterowników swobodnie programowalnych.
Weryfikacja: Egzamin pisemny i ustny.
Powiązane efekty kierunkowe: IS_W20, IS_W12, IS_W08
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W02, T2A_W05, T2A_W07, T2A_W03, T2A_W05, T2A_W07, T2A_W03, T2A_W04, T2A_W06, T2A_W07

Efekt W06

Posiada podstawową wiedzę w zakresie komputerowych systemów zarządzania i nadzoru (BEMS) stosowany w eksploatacji budynków; zna strategie sterowania pracą instalacji ogrzewczo- wentylacyjnych.
Weryfikacja: Egzamin pisemny i ustny
Powiązane efekty kierunkowe: IS_W15, IS_W13, IS_W08
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W04, T2A_W05, T2A_W07, T2A_W11, T2A_W04, T2A_W05, T2A_W07, T2A_W11, T2A_W03, T2A_W04, T2A_W06, T2A_W07

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt U01

Potrafi samodzielnie przeprowadzić pomiary i określić parametry modeli matematycznych opisujących procesy cieplne - identyfikacja obiektu regulacji lub określenie współczynników szeregu Fouriera.
Weryfikacja: Zaliczenie sprawozdania (ćwiczenie nr 2 lub 3)
Powiązane efekty kierunkowe: IS_U16, IS_U15, IS_U10, IS_U08, IS_U07, IS_U04
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U01, T2A_U03, T2A_U05, T2A_U04, T2A_U01, T2A_U03, T2A_U05, T2A_U04, T2A_U09, T2A_U10, T2A_U12, T2A_U15, T2A_U10, T2A_U15, T2A_U18, T2A_U09, T2A_U15, T2A_U19, T2A_U08, T2A_U09

Efekt U02

Wykorzystując system BEMS, potrafi ocenić jakości regulacji i zużycie energii, dobrać optymalne nastawy algorytmu w układach regulacji temperatury lub wilgotności względnej w pomieszczeniu, lub też przeprowadzić symulację stanów awaryjnych i ocenić prawidłowość działania układów zabezpieczających.
Weryfikacja: Zaliczenie sprawozdania (ćwiczenie nr 4 lub 5)
Powiązane efekty kierunkowe: IS_U16, IS_U15, IS_U10, IS_U08, IS_U07, IS_U04
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U01, T2A_U03, T2A_U05, T2A_U04, T2A_U01, T2A_U03, T2A_U05, T2A_U04, T2A_U09, T2A_U10, T2A_U12, T2A_U15, T2A_U10, T2A_U15, T2A_U18, T2A_U09, T2A_U15, T2A_U19, T2A_U08, T2A_U09

Efekt U03

Wykorzystując dane rejestrowane w systemie BEMS, potrafi ocenić wykres regulacyjny, jakości regulacji temperatury, zużycie energii oraz dobrać optymalne nastawy algorytmu w układach regulacji kotłowni gazowej.
Weryfikacja: Zaliczenie sprawozdania (ćwiczenie nr 6)
Powiązane efekty kierunkowe: IS_U16, IS_U15, IS_U10, IS_U08, IS_U07, IS_U04
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U01, T2A_U03, T2A_U05, T2A_U04, T2A_U01, T2A_U03, T2A_U05, T2A_U04, T2A_U09, T2A_U10, T2A_U12, T2A_U15, T2A_U10, T2A_U15, T2A_U18, T2A_U09, T2A_U15, T2A_U19, T2A_U08, T2A_U09

Efekt U04

Wykorzystując dane rejestrowane w systemie BEMS, potrafi ocenić jakości regulacji, zużycie energii oraz dobrać optymalne nastawy algorytmu w układach regulacji układów regulacji instalacji c.o. lub też przeprowadzić symulację stanów awaryjnych i ocenić prawidłowość działania układów sterowania pompami obiegowymi c.o.
Weryfikacja: Zaliczenie sprawozdania ćwiczenie nr 7 lub 8)
Powiązane efekty kierunkowe: IS_U16, IS_U15, IS_U08, IS_U07, IS_U04
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U01, T2A_U03, T2A_U05, T2A_U04, T2A_U01, T2A_U03, T2A_U05, T2A_U04, T2A_U10, T2A_U15, T2A_U18, T2A_U09, T2A_U15, T2A_U19, T2A_U08, T2A_U09

Efekt U05

Wykorzystując dane rejestrowane w systemie BEMS, potrafi ocenić jakości regulacji, zużycie energii oraz dobrać optymalne nastawy algorytmu w układach regulacji układów regulacji instalacji c.w.u. oraz ocenić prawidłowość algorytmu sterowania pompą obiegową i cyrkulacyjną.
Weryfikacja: Zaliczenie sprawozdania (ćwiczenie nr 9)
Powiązane efekty kierunkowe: IS_U16, IS_U15, IS_U10, IS_U08, IS_U07, IS_U04
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U01, T2A_U03, T2A_U05, T2A_U04, T2A_U01, T2A_U03, T2A_U05, T2A_U04, T2A_U09, T2A_U10, T2A_U12, T2A_U15, T2A_U10, T2A_U15, T2A_U18, T2A_U09, T2A_U15, T2A_U19, T2A_U08, T2A_U09

Efekt U06

Potrafi ocenić efekty komputerowego zarządzanie energią na cele ciepłownicze w budynkach z wykorzystaniem systemów BEMS.
Weryfikacja: Zaliczenie sprawozdania (ćwiczenie nr 10 i 11)
Powiązane efekty kierunkowe: IS_U16, IS_U15, IS_U10, IS_U08, IS_U07, IS_U04
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U01, T2A_U03, T2A_U05, T2A_U04, T2A_U01, T2A_U03, T2A_U05, T2A_U04, T2A_U09, T2A_U10, T2A_U12, T2A_U15, T2A_U10, T2A_U15, T2A_U18, T2A_U09, T2A_U15, T2A_U19, T2A_U08, T2A_U09

Efekt U07

Potrafi samodzielnie ustawić parametry algorytmu sterowania w sterowniku skonfigurowanym dla wybranych procesów COW.
Weryfikacja: Zaliczenie sprawozdania (ćwiczenie nr 12)
Powiązane efekty kierunkowe: IS_U16, IS_U15, IS_U10, IS_U08, IS_U07, IS_U04
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U01, T2A_U03, T2A_U05, T2A_U04, T2A_U01, T2A_U03, T2A_U05, T2A_U04, T2A_U09, T2A_U10, T2A_U12, T2A_U15, T2A_U10, T2A_U15, T2A_U18, T2A_U09, T2A_U15, T2A_U19, T2A_U08, T2A_U09

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt K01

Rozumie potrzebę podnoszenia kompetencji zawodowych i osobistych przez ciągłe śledzenie nowości technicznych w prasie fachowej i katalogach firm produkujących urządzenia. umiejętność korzystania z nowości technicznych, prasy branżowej i katalogów firm produkujących urządzenia
Weryfikacja: Wykłady: Egzamin Ćwiczenia laboratoryjne: Sprawozdania z ćwiczeń
Powiązane efekty kierunkowe: IS_K01
Powiązane efekty obszarowe: T2A_K01

Efekt K02

Ma poczucie odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania związane z pracą zespołową umiejętność pracy w zespole
Weryfikacja: Wykłady: Egzamin Ćwiczenia laboratoryjne: Sprawozdania z ćwiczeń
Powiązane efekty kierunkowe: IS_K04
Powiązane efekty obszarowe: T2A_K04