Automatyzacja pomiarów

stacjonarne

I stopnia

obowiązkowy

W 28/+, C 10/+, L 22/+, Proj0, Sem. 0, razem:60 godz.,5 pkt. ECTS

Informatyka - zagadnienia dotyczące systemu operacyjnego i zarządzania oprogramowaniem komputera

Metrologia – zagadnienia planowania i wykonywania doświadczeń oraz opra-cowania danych pomiarowych

Podstawy automatyki i robotyki – charakterystyka transmitancyjna obiektu sterowania

semestr studiów: VI/ kierunek studiów: Mechatronika/ specjalność: Techniki komputerowe w mechatronice

prof. dr hab. inż. Andrzej J. Panas

1.Udział w wykładach / 28 godzin

2.Udział w laboratoriach / 22 godziny

3.Udział w ćwiczeniach / 10 godzin.

4.Udział w seminariach / …..

5.Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 28 godzin

6.Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 22 godzin

7.Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 15 godzin

8.Samodzielne przygotowanie do seminarium / …..

9.Realizacja projektu / …..

10.Udział w konsultacjach / 15 godzin

11.Przygotowanie do egzaminu / …..

12.Przygotowanie do zaliczenia / 10 godzin

13.Udział w egzaminie / …..

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 150 godz./5ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli (1+2+3+4+9+10+13):75 godz./2,5ECTS

Zajęcia powiązane z działalnością naukową./ 4 ECTS

Wprowadzenie do zagadnień automatyzacji eksperymentu: od obserwacji do skomputeryzowanych systemów pomiarowych, podstawy systematyki systemów pomiarowych, kontroler systemu i określenie przyrządów wirtualnych, architektura i organizacja systemu pomiarowego, charakterystyka podstawowych magistrali i interfejsów, miejsce przyrządów i kart pomiarowych w systemie, charakterystyka zadań elementów systemu w kontekście przetwarzania danych, oprogramowanie kontrolera, charakterystyka pakietów programowania zadań systemu i budowy przyrządów wirtualnych, podstawy programowania z wykorzystaniem języka programowania graficznego, zestawianie systemu, oprogramowywanie i uruchamianie prostych zadań kontrolno-pomiarowych

Wykłady

1. Geneza i rozwój systemów pomiarowych: obserwacja, pomiar, system pomiarowy, automatyzacja i autonomizacja procesu pomiarowego / 2

2. Struktura zadaniowa i konstrukcyjna/organizacyjna systemu pomiarowego: bloki funkcjonalne, konfiguracja, komunikacja / 2

3. Magistrale komunikacji systemów: systemy transmisji, sposoby transmisji, parametry transmisji, charakterystyka podstawowych rozwiązań standaryzowanych / 2

4. Współpraca systemu pomiarowego z komputerem jako platformą sterownika systemu, definicja przyrządu wirtualnego / 2

5. Czujniki pomiarowe i ich podstawowe charakterystyki / 2

6. Ogólna charakterystyka zagadnienia przetwarzania (kondycjonowania) sygnałów w kontekście ich próbkowania i kwantowania / 2

7. Przegląd magistrali systemów pomiarowych: CAMAC, GPIB, RS 232, VXI, VME, PCI, PCIMCA, PXI, SCXI, USB, LAN, modemy radiowe i sieciowe itd. / 2

8. Funkcjonalne bloki pomiarowe w wykonaniu przyrządowym i w postaci kart pomiarowych / 2

9. Magistrala transmisji szeregowej RS232 oraz jej pokrewne: konstrukcja/konfiguracja łącza i protokoły transmisji / 2

10. Magistrala transmisji szeregowo-równoległej IEC625 (GPIB/IEEE488): konstrukcja/konfiguracja łącza i protokół transmisji przyrządowej SCPI / 2

11. Magistrala LAN: konstrukcja/konfiguracja łącza i protokoły transmisji / 2

12. Przyrząd wirtualny - określenie jego roli i miejsca w systemie pomiarowym. Środowiska programowania skryptowego i graficznego przyrządów wirtualnych (technologie informatyczne budowy przyrządów wirtualnych do zarządzania systemem kontrolno-pomiarowym) / 6

Ćwiczenia

1. Podstawy programowania graficznego – interfejs użytkownika pakietu programowania LabVIEW /2

2. Podstawowe obiekty i struktury programu graficznego oraz elementy interfejsu komunikacyjnego (panelu przyrządu wirtualnego) / 2

3. Programowanie funkcji systemu: wizualizacja danych, bezpośrednie przetwarzanie danych, rejestracja sygnałów / 2

4. Zestawienie i uruchomienie jednoliniowego systemu pomiaru temperatury. Wyznaczanie parametrów statycznych i dynamicznych czujnika temperatury / 2

5. Zestawienie i uruchomienie systemu z magistralą komunikacji szeregowo-równoległej GPIB (RS 232c/LAN/modem sieciowy) / 2

Laboratoria

1. Podstawy programowania graficznego – interfejs użytkownika pakietu programowania LabVIEW – zapoznanie z programem / 2

2. Obiekty i struktury programu graficznego oraz elementy interfejsu komunikacyjnego (panelu przyrządu wirtualnego) – opracowanie projektu i budowa przelicznika danych liczbowych / 2

3. Struktura i reprezentacja danych, struktury programowe w programowaniu podstawowych funkcji systemu, zobrazowanie cyfrowe i analogowe danych, porządkowanie danych, zapis i odczyt danych / 4

4. Wybrane zaawansowane procedury przetwarzania danych / 4

5. Porządkowanie struktury programu, wykorzystanie struktur podprogramów (SubVI), przygotowanie plików do dystrybucji (generowanie plików wykonawczych) / 2

6. Opracowanie przyrządu wirtualnego do wykonania zadania wieloczynnościowego – złożonego z wykorzystaniem pakietu LabVIEW / 2

7. Nawiązywanie połączenia komputer – przyrząd pomiarowy za pomocą łącza GPIB / LAN / 2

8. Komunikacja i sterowanie przyrządem z wykorzystaniem protokołu SCPI / 2

9. Programowanie funkcji przyrządu z wykorzystaniem pakietu VEE / 2

Podstawowa:

Piotr Lesiak, Dariusz Świsulski, Komputerowa technika pomiarowa w przykładach, Agenda Wyd. PAK, Warszawa, 2002

Wiesław Tłaczała, Środowisko LabVIEWTM w eksperymencie wspomaganym komputerowo, WNT, Warszawa, 2002

Sensor Technology Handbook, Editor-in-Chief Jon S. Wilson, ELSEVIER Inc./Newnes, Amsterdam, 2005

Dariusz Świsulski, Komputerowa technika pomiarowa. Oprogramowanie wirtualnych przyrządów pomiarowych w LabVIEW. Agenda Wydawnicza PAK-u, Warszawa, 2005

Waldemar Nawrocki, Sensory i systemy pomiarowe. Wyd. Pol. Poznańskiej, Poznań, 2006

Waldemar Nawrocki, Komputerowe systemy pomiarowe, WKŁ, Warszawa, 2006

Marcin Chruściel, LabVIEW w praktyce, Wydawnictwo BTC, Legionowo 2008

LabVIEWTM Getting Started with LabVIEW, National Instruments, August 2005 and later versions

Introduction to LabVIEWTM 6-Hour Hands-On, National Instruments Corporation and later versions

Uzupełniająca:

Wiesław Winiecki, Organizacja komputerowych systemów pomiarowych, Oficyna Wyd. PW, Warszawa 1997

Wiesław Winiecki, Jacek Nowak, Sławomir Stanik, Graficzne zintegrowane środowiska programowe do projektowania systemów pomiarowo-kontrolnych, Wyd. MIKOM, Warszawa 2001

Janusz Jaworski, Roman Morawski, Jerzy Olędzki, Wstęp do metrologii i techniki eksperymentu, WNT, Warszawa 1992

Jefffey Travis, Jim Kring, LabVIEW for Everyone: Graphical Programming Made Easy and Fun, Third Edition, Prentice Hall

Symbol i nr efektu modułu / efekt kształcenia / odniesienie do efektu kierunkowego

W1 / Ma uporządkowaną wiedzę dotyczącą obszarów zastosowania zaawansowanych narzędzi wspomagających proces projektowania, wytwarzania i eksploatacji / K_W12

U1 / Potrafi korzystać z kart katalogowych, instrukcji napisanych w języku polskim i obcym w celu dobrania odpowiedniego elementu lub układu mechatronicznego/K_U17

U2 / Potrafi dostrzegać aspekty systemowe i pozatechniczne przy formułowaniu i rozwiązywaniu zadań inżynierskich / K_U22

U3 / Ma podstawowe przygotowanie do pracy w środowisku przemysłowym oraz zna związane z tą pracą zasady bezpieczeństwa i higieny pracy / K_U23

K1 / Jest gotów do krytycznej oceny posiadanej wiedzy oraz uznawania znaczenia wiedzy w rozwiązywaniu problemów poznawczych i praktycznych / K_K01

Przedmiot kończy się zaliczeniem na ocenę.

Zaliczenie jest przeprowadzane w formie pisemnej z pytaniami testu wyboru i pytaniami problemowymi z możliwością włączenia dodatkowego zaliczenia ustnego, które jest przeprowadzane w przypadku niejednoznacznego wyniku części pisemnej. Warunkiem dopuszczenia do zaliczenia wykładów jest uzyskanie pozytywnych ocen zaliczenia zajęć laboratoryjnych. Możliwe jest uzyskanie zaliczenia na podstawie oceny wykonywanych indywidualnie złożonych zadań programowania.

Ćwiczenia audytoryjne są zaliczane na podstawie uczestnictwa i aktywności wykazanej przy obserwacji realizacji zadań warsztatowych.

Ćwiczenia laboratoryjne zaliczane są na podstawie ustnych odpowiedzi na pytania zadawane przez kierownika ćwiczenia. Ocena końcowa z laboratoriów jest obliczana jako średnia arytmetyczna ocen z poszczególnych ćwiczeń.

Osiągnięcie efektów W1 oraz U1, U2 i U3 weryfikowane jest podczas zaliczenia pisemno-ustnego, a osiągnięcie efektu K1 sprawdzane jest także podczas ćwiczeń laboratoryjnych.

Student otrzymuje z zaliczenia ocenę:

2 – poniżej 50% poprawnych odpowiedzi;

3 – 50 ÷ 60% poprawnych odpowiedzi;

3,5 – 61 ÷ 70% poprawnych odpowiedzi;

4 – 71 ÷ 80% poprawnych odpowiedzi;

4,5 – 81 ÷ 90% poprawnych odpowiedzi;

5 – powyżej 91% poprawnych odpowiedzi.

Na końcową ocenę składają się oceny uzyskane z testu i rozmowy oraz ocena zaangażowania studenta podczas seminariów i ćwiczeń laboratoryjnych oraz podejścia studenta do nauki przedmiotu.

Ocenę bardzo dobrą otrzymuje student, który posiadł wiedzę, umiejętności i kompetencje przewidziane efektami kształcenia, a ponadto wykazuje zainteresowanie przedmiotem, w sposób twórczy podchodzi do powierzonych zadań i wykazuje się samodzielnością w zdobywaniu wiedzy, jest wytrwały w pokonywaniu trudności oraz systematyczny w pracy.

Ocenę dobrą otrzymuje student, który posiadł wiedzę i umiejętności przewidziane programem nauczania w stopniu dobrym. Potrafi rozwiązywać zadania i problemy o średnim stopniu trudności.

Ocenę dostateczną otrzymuje student, który posiadł wiedzę i umiejętności przewidziane programem nauczania w stopniu dostatecznym. Samodzielnie rozwiązuje zadania i problemy o niskim stopniu trudności. W jego wiedzy i umiejętnościach zauważalne są luki, które potrafi jednak uzupełnić pod kierunkiem nauczyciela.

Ocenę niedostateczną otrzymuje student, który nie posiadł wiedzy, umiejętności i kompetencji w zakresie koniecznych wymagań.

n.d.