Automatyzacja pomiarów

stacjonarne

I stopnia

obowiązkowy

W 28 / +; C 10 / z ; L 22/ z ; Razem: 60

Informatyka / wymagania wstępne: znajomość zagadnień dotyczące systemu operacyjnego i zarządzania oprogramowaniem komputera

Metrologia / wymagania wstępne: znajomość zagadnień planowania i wykonywania doświadczeń oraz opracowania danych pomiarowych

Podstawy automatyki i robotyki / wymagania wstępne: znajomość charakterystyk transmitancyjnych obiektu sterowania

VI semestr /mechatronika / techniki komputerowe w mechatronice

prof. dr hab. inż. Andrzej PANAS, dr inż. Stanisław ŻYGADŁO

1. Udział w wykładach / 28

2. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 20

3. Udział w ćwiczeniach / 10

4. Czas poświęcony przez studenta na przygotowanie się do ćwiczeń /20

5. Udział w laboratorium / 22

6. Czas poświęcony przez studenta na przygotowanie się do laboratoriów / 44

7. Udział w konsultacjach / 6

8. Przygotowanie się do zaliczenia / 10

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 138 / 4 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli: 1.+3.+5.+7.=66 / 2 ECTS

Zajęcia o charakterze praktycznym: 5.+6.=66 / 2,5 ECTS

W treści przedmiotu zawarto problematykę wynikająca z następujących tematów:

- magistrale i interfejsy systemów pomiarowych,

- karty pomiarowe i kondycjonujące,

- oprogramowanie systemów pomiarowych.

Wykłady /metody dydaktyczne: ilustrowany prezentacjami komputerowymi z demonstracją narzędzi komputerowych projektowania sterowników – przyrządów, prezentacje treści programowych prowadzone metodami aktywizującymi wykorzystując w szczególności: twórcze rozwiązywanie problemów, rozwijając u studentów umiejętność dyskusji na poniższe tematy zajęć

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, 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 SCP / 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 kontrolnopomiarowym / 6

Ćwiczenia /metody dydaktyczne: rozwiązywanie zadań przez studentów z zagadnień i omawianych na wykładzie, obejmujących przypomnienie, utrwalenie i usystematyzowanie wiedzy wcześniej nabytej, uzyskanej jako rezultat ukierunkowanej pracy własnej

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 /metody dydaktyczne: praktyczne wykonywanie pomiarów i charakterystyk badanych układów, kolokwium dopuszczające, łączenie układów pomiarowych, wykonanie pomiarów i opracowanie sprawozdania dla każdego z ćwiczeń laboratoryjnych

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. Wydawnictwo Politechniki 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

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

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

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

W1 / Ma podstawową wiedzę z zakresu pomiarów wielkości elektrycznych i nieelektrycznych z zastosowaniem systemu automatycznej rejestracji danych i kontroli procesu pomiarowego K_W12

U1/ Potrafi zaplanować doświadczenie, potrafi posługiwać się przyrządami do pomiaru podstawowych wielkości mechanicznych i elektrycznych oraz dobierać przyrząd lub metodę pomiaru według określonego kryterium wynikającego między innymi z potrzeby objęcia systemu pomiarowego wspólnym sterowaniem K_U17

Potrafi przeprowadzić analizę pracy oraz krytycznie ocenić funkcjonowanie elementu/bloku funkcjonalnego w systemie pomiarowym K_U22

Potrafi zaprojektować nieskomplikowany sterownik systemu pomiarowego z uwzględnieniem charakterystyk elementów systemu oraz potrafi przeprowadzić testy sterownika K_U23

K1 / Rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się (studia II i III stopnia, studia podyplomowe, kursy) – podnoszenia kompetencji zawodowych i społecznych K_K101

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: zaliczenia z oceną

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;

efekt W1 jest sprawdzany podczas test;

efekt U1 jest sprawdzany podczas testu umiejętności projektowania i budowania elementów systemu pomiarowego ze szczególnym uwzględnieniem algorytmów sterownika systemu.