Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia: przekazywanie podstawowych kompetencji dotyczących metod i narzędzi stosowanych do projektowania układów sterowania logicznego oraz układów regulacji PID, a także ich realizacji w sterownikach PLC/PAC.

Ogólne informacje o zajęciach: moduł jest prowadzony na trzecim semestrze studiów inżynierskich na kierunku Automatyka i Robotyka

Materiały dydaktyczne: T. Żabiński, A. Bożek: Wprowadzenia i instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

1

L. Trybus

Automatyka i sterowanie

www.kia.prz.edu.pl.

2012

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych

1	L. Trybus	Automatyka i sterowanie	www.kia.prz.edu.pl.	2012
2		Beckhoff Information System	infosys.beckhoff.com.
3	L. Trybus, T. Żabiński	Teoria sterowania – zbiór zadań	Oficyna Wyd. P.Rz.	2009
4	R. Sałat i in.	Wstęp do programowania sterowników PLC	WKŁ.	2010
5	J. Kasprzyk	Programowanie sterowników przemysłowych	WNT.	2006

Literatura do samodzielnego studiowania

1	R. Dorf, R. Bishop	Modern Control Systems	Prentice Hall 10th ed..	2005
2	T. Kaczorek i in.	Podstawy teorii sterowania	WNT.	2005

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy/umiejętności/kompetencji społecznych

Wymagania formalne: rejestracja na trzeci semestr studiów

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: podstawowa wiedza z zakresu matematyki, fizyki i informatyki

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: umiejętność obsługi komputera i korzystania ze środowisk programistycznych

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych: zdolność do współpracy w niewielkim zespole (laboratorium)

Efekty kształcenia dla zajęć

MEK	Student, który zaliczył zajęcia	Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia	Metody weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia	Związki z KEK	Związki z PRK
01	Projektuje i realizuje zgodnie z normą IEC 61131-3 typowe układy sterowania logicznego, a także nieskomplikowaną wizualizację	wykład, ćwiczenia, laboratorium	egzamin, zaliczenie	K_W11+++ K_W20++ K_U01++ K_U05+ K_U11++ K_K08+ K_K10++	P6S_KK P6S_KO P6S_UU P6S_UW P6S_WG
02	Planuje i przeprowadza eksperyment identyfikacyjny po czym dobiera typową transmitancję opisującą obiekt regulacji ciągłej	wykład, ćwiczenia, laboratorium	egzamin, zaliczenie	K_W11++ K_W20++ K_U13++ K_U20++ K_K10++	P6S_KK P6S_UW P6S_WG
03	Na podstawie transmitancji obiektu dobiera typ regulatora PID, wyznacza jego nastawy oraz uruchamia układ regulacji	wykład, ćwiczenia, laboratorium	egzamin, zaliczenie	K_W11+++ K_W20+++ K_U11++ K_U13++ K_U20++ K_K08+ K_K10++	P6S_KK P6S_KO P6S_UW P6S_WG
04	Zna typowe urządzenia automatyki i sterowania oraz orientuje się w funkcjonalności i obsłudze narzędzi programistycznych	wykład, ćwiczenia, laboratorium	egzamin, zaliczenie	K_W03++ K_W11++ K_U01++	P6S_UU P6S_WG

Uwaga: W zależności od sytuacji epidemicznej, jeżeli nie będzie możliwości weryfikacji osiągniętych efektów uczenia się określonych w programie studiów w sposób stacjonarny w szczególności zaliczenia i egzaminy kończące określone zajęcia będą mogły się odbywać przy użyciu środków komunikacji elektronicznej (w sposób zdalny).

Treści kształcenia dla zajęć

Sem.	TK	Treści kształcenia	Realizowane na	MEK
3	TK01	Układy kombinacyjne. Metoda Karnaugha. Przykłady zadań. Programowanie w językach C, ST i LD (IEC 61131-3). Środowisko inżynierskie TwinCAT Beckhoff. Niepoprawne pomiary. Prosta wizualizacja. Sterownik PLC/PAC. Urządzenia sterowania logicznego I.	W01, C01-C02, L01-L02, L04	MEK01 MEK04
3	TK02	Układy sekwencyjne. Automat Moore’a. Przykłady zadań. Realizacje automatów – C, ST i LD. Sterowanie z symulacją obiektu i wizualizacją. Urządzenia sterowania logicznego II.	W02, C03, L05	MEK01
3	TK03	Układy czasowe. Licznik cykli. Czasomierze. Automaty realizujące przebiegi czasowe. Praktyczne układy czasowe w LD. Parametryzacja on-line.	W03, C04, L06	MEK01
3	TK04	Układy sekwencyjno-czasowe. Przykłady problemów sterowania z zależnościami czasowymi. Zastosowania bloków funkcjonalnych normy IEC 61131-3. Problemy wieloautomatowe.	W04, C05, L02, L06	MEK01
3	TK05	Modele obiektów regulacji ciągłej. Prawa bilansowe. Transmitancja. Odpowiedź skokowa. Środowisko Matlab/Simulink. Symulacja obiektów nieliniowych. Niewielkie pobudzenie. Opóźnienie.	W05-W06, C06-C07, L08, L09	MEK03
3	TK06	Dynamika układów I i II rzędu. Schematy blokowe. Praktyczne układy regulacji ciągłej. Elementy transformacji Laplace’a. Przebiegi regulacyjne w układach II rzędu. Urządzenia układów regulacji I.	W07-W08, C08, L09	MEK03
3	TK07	Identyfikacja obiektów regulacji. Odpowiedzi skokowe obiektów statycznych, astatycznych i nieminimalnofazowych. Aproksymacje I i II rzędu. Urządzenia układów regulacji II.	W09, C09-C10, L10	MEK02
3	TK08	Regulatory PID. Bezpieczne nastawy regulatorów PID. Nastawy dla typowych transmitancji bez opóźnienia i z opóźnieniem. Tabele nastaw. Automatyczne strojenie metodą odpowiedzi skokowej. Regulatory aparatowe.	W10, C11-C12, L11-L12	MEK03
3	TK09	Linie pierwiastkowe Evansa. Idea metody. Wybrane właściwości linii pierwiastkowych. Dobór wzmocnienia. Serwomechanizmy. Sterowanie obiektem astatycznym z opóźnieniem, oscylacyjnym i niestabilnym.	W11-W12, C13, L13	MEK03 MEK04
3	TK10	Metody częstotliwościowe. Charakterystyki częstotliwościowe. Zapas fazy i zapas modułu. Twierdzenie Nyquista. Dobór wzmocnienia. Nastawy Zieglera-Nicholsa. Automatyczne strojenie metodą przekaźnikową. Sterowniki PLC/PAC a systemy DCS.	W13-W15, C14-C15, L14-L15	MEK02 MEK03 MEK04

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 3)		Godziny kontaktowe: 45.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 15.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 3.00 godz./sem.
Ćwiczenia/Lektorat (sem. 3)	Przygotowanie do ćwiczeń: 10.00 godz./sem. Przygotowanie do kolokwium: 10.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.	Dokończenia/studiowanie zadań: 10.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 3)	Przygotowanie do laboratorium: 10.00 godz./sem. Przygotowanie do kolokwium: 8.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.	Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 10.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 3)	Przygotowanie do konsultacji: 2.50 godz./sem.	Udział w konsultacjach: 0.50 godz./sem.
Egzamin (sem. 3)	Przygotowanie do egzaminu: 20.00 godz./sem.	Egzamin pisemny: 1.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	Egzamin praktyczny
Ćwiczenia/Lektorat	Zaliczenie pisemne
Laboratorium	Zaliczenie pisemne, obserwacja realizacji
Ocena końcowa	Ocena końcowa = 0.5 oceny z egzaminu + 0.3 oceny z ćwiczeń + 0.2 oceny z laboratorium

Przykładowe zadania

Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)

Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
(-)

Inne
(-)

Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych : tak

Dostępne materiały : tabele z podstawowymi wzorami, lista instrukcji języków programowania

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi: tak

1	A. Bożek; Z. Świder; L. Trybus	Consistent Design of PID Controllers for Time-Delay Plants	2023
2	A. Stec; Z. Świder; L. Trybus	Consistent design of PID controllers for an autopilot	2023
3	A. Stec; Z. Świder; L. Trybus	Jednolite projektowanie regulatorów kursu i ścieżki dla autopilota statku	2023
4	Z. Świder	Prototyp kaskadowego autopilota okrętowego zaimplementowany w środowisku CPDev	2023
5	A. Bożek; L. Trybus	Krok dyskretyzacji i nastawy PID w dyskretnym serwomechanizmie napięciowym	2022
6	A. Bożek; L. Trybus	Tuning PID and PI-PI servo controllers by multiple pole placement	2022
7	Z. Świder	Implementation of the Ship’s Autopilot in the CPDev Environment	2022
8	Z. Świder	Prototyp zaawansowanego autopilota okrętowego zaimplementowany w środowisku CPDev	2021
9	A. Bożek; L. Trybus	On Feasibility of Tuning and Testing Control Loops by Nonstandard Inputs	2020
10	D. Rzońca; J. Sadolewski; A. Stec; Z. Świder; B. Trybus; L. Trybus	Implementacja środowiska inżynierskiego na przykładzie pakietu CPDev	2020
11	D. Rzońca; J. Sadolewski; A. Stec; Z. Świder; B. Trybus; L. Trybus	Ship Autopilot Software – A Case Study	2020
12	L. Trybus	Górecki Henryk, Optimization and Control of Dynamic Systems — Foundations, Main Developments, Examples and Challenges, Springer Int. Publ. (2018), ISBN: 978-3-319-62645-1	2020
13	L. Trybus	Wybrane zagadnienia automatyki i robotyki	2020
14	Z. Świder	Edytory graficzne języków LD i FBD w pakiecie CPDev	2020
15	Z. Świder	Wybrane zastosowania metod informatyki w automatyce i robotyce	2020
16	D. Rzońca; J. Sadolewski; A. Stec; Z. Świder; B. Trybus; L. Trybus	Aneks 5 z dnia 25.04.2019 do Umowy nr NE/01/2012 o współpracy nad rozwojem oprogramowania zawartej w dniu 28.02.2012 ( do umowy licencyjnej na CPDev z Praxis)	2019
17	D. Rzońca; J. Sadolewski; A. Stec; Z. Świder; B. Trybus; L. Trybus	Agreement no. NR-644-5/2019 on cooperation in software development, concluded on December 3, 2019	2019
18	D. Rzońca; J. Sadolewski; A. Stec; Z. Świder; B. Trybus; L. Trybus	Developing a Multiplatform Control Environment	2019