Systemy mechatroniczne

stacjonarne

II stopnia

W 26/E, C 16/+, L 18/+, razem: 60 godz., 4 pkt ECTS

BRAK

Semestr I / kierunek Mechatronika / wszystkie specjalności

Dr inż. Marek Jaworowicz,

ppłk dr inż. Maciej Henzel

aktywność / obciążenie studenta w godz.

1. Udział w wykładach / 26

2. Udział w laboratoriach / 18

3. Udział w ćwiczeniach / 16

4. Udział w seminariach / 0

5. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów i przygotowanie do egz / 15

6. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 27

7. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 16

8. Samodzielne przygotowanie do seminarium /0

9. Realizacja projektu / 0

10. Udział w konsultacjach / 6

11. Udział w egzaminie / 2

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 126godz./ 4.0 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli (1+2+3+4+9+10+11): 68godz./ 2,5ECTS

Zajęcia o charakterze praktycznym (2+6) 45godz./ 1.5 ECTS

Zajęcia powiązane z działalnością naukową/ 2.5 ECTS

Moduł obejmuje zagadnienia dotyczące analizy funkcjonalnej i konstrukcyjnej napędów elektrycznych prądu przemiennego stosowanych w urządzeniach przemysłowych. Szczegółowo jest omawiana struktura sterowania skalarnego i wektorowego napędów z elementami zabezpieczeń termicznych i przeciążeniowych oraz sygnalizacji stanów układu. Ponadto, studenci zapoznają się z metodykami projektowania układów sterowania elektrycznego i pneumatycznego procesami przemysłowymi, w oparciu o środowiska programistyczne FluidSim oraz DriveLab.

Wykłady /metody dydaktyczne

1. Ogólna struktura napędu elektrycznego i jego elementy. Silniki elektryczne i ich normalizacja, rodzaje ochrony i pracy / 2 / Zagadnienie obejmuje podstawy identyfikacji typów silników dla określonych zastosowań i warunków pracy.

2. Silniki asynchroniczne – budowa, charakterystyki, metody rozruchu, kompensacja mocy biernej i ochrona nadprądowa.

Sterowanie prędkością obrotową silników trójfazowych: przełączanie biegunowe, poślizgowe, częstotliwościowe. Falowniki / 4 / Zagadnienia obejmują analizę układów pracy napędu AC z regulacją położenia i prędkości.

3. Silniki bezszczotkowe z elektroniczna komutacją i regulacja prędkości obrotowej. Liniowe silniki i napęd prądu przemiennego / 2 / Zagadnienia obejmują rozwiązania konstrukcyjne i sposoby regulacji prędkości oraz położenia w silnikach BLDC i napędach liniowych.

4. Przekładnie ruchu silników elektrycznych – zasady działania, własności i metody obliczania. Zabezpieczenia przeciążeniowe silników elektrycznych / 2 / Zagadnienie obejmuje wprowadzenie do obliczania doboru silnika do napędu AC windy osobowej.

5. Wprowadzenie do pneumatyki. Objaśnienie podstawowych pojęć i charakterystyk sterowania pneumatycznego / 2 / Zagadnienia obejmują przedstawienie podstawowych pojęć i problemów potrzebnych do zrozumienia układów pneumatycznych.

6. Elementy i zespoły sterujące. Przedstawienie i klasyfikacja pneumatycznych elementów sterujących / 4 / Zagadnienia obejmują podział i przedstawienie konstrukcji oraz sposobu działania pneumatycznych elementów sterujących.

7. Sposób przetwarzania energii sprężonego powietrza na energię mechaniczną. Siłowniki i silniki pneumatyczne – typy, budowa, charakterystyki / 4 / Zagadnienia obejmują podział i przedstawienie konstrukcji oraz sposobu działania pneumatycznych elementów wykonawczych.

8. Podstawy projektowania układów pneumatycznych w programie Matlab / 2 / Zagadnienia obejmują przedstawienie studentom programu Matlab wraz z toolboxami na potrzeby projektowania układów pneumatycznych.

9. Projektowanie i realizacja elektrycznych układów sterowania. Elementy stykowych USE. Zasady rysowania i projektowania schematów USE, meto-dy diagramów drogowych, stanu / 2 / Zagadnienia obejmują wstęp do metodyki projektowania układów sterowania stykowego napędami elektrycznymi.

10. Realizacje techniczne USE: układy łącznikowe, sygnalizacji stanu, stycznikowe. Układ sterowania załączaniem silników trójfazowych / 2 / Zagadnienie obejmuje przygotowanie do projektowania układów rozruchu i pracy silników trójfazowych w układach gwaiazda-trójkąt.

Ćwiczenia /metoda analityczno-praktyczna

1. Wyznaczanie podstawowych parametrów pracy silnika asynchronicznego / 2 / Studenci wyznaczają metodą analityczną parametry pracy wskazanego silnika.

2. Badanie wpływu zmian napięcia i częstotliwości na wartość momentu i poślizgu silnika / 2 / Studenci metodą praktyczną, wykorzystując oprogramowanie DriveLab badają charakterystyki regulacyjne silnika klatkowego.

3. Modelowanie układów pneumatycznych w programie Matlab i Simulink (warsztaty przy komputerach) / 2 / Studenci, wykorzystując środowisko komputerowe do modelowania układów pneumatycznych.

4. Modelowanie układów pneumatycznych w programie Matlab i Simscape (warsztaty przy komputerach) / 4 / Studenci, wykorzystując środowisko komputerowe do modelowania układów pneumatycznych.

5. Analiza schematów połączeń USE silnika trójfazowego napędu windy z elementami komutacji oraz identyfikacja systemu napędu windy z natury /2 /

Studenci analizują dokumentację układu elektrycznego napędu windy, a następnie identyfikują elementy napędu podczas wizji lokalnej.

6. Uproszczone projektowanie sterowania sekwencyjno-czasowego proce-sem wiercenia i zgrzewania / 2.

7. Analiza stanów i parametrów pracy silnika trójfazowego (gwiazda-trójkąt) na hamowni / 2 /.

Laboratoria /metoda praktyczna

1. Sterowanie napędem przenośnika XT za pomocą układu falownik-PLC / 4 / Studenci na podstawie instrukcji – łączą stanowisko, uruchamiają, integrują oraz przeprowadzają badania funkcjonalne i jakościowe.

2. Sterowanie zintegrowanym układem przenośnika z wykorzystaniem sterownika PLC / 4 / Studenci na podstawie instrukcji – łączą stanowisko, uruchamiają, integrują oraz przeprowadzają badania funkcjonalne i jakościowe.

3. Programowanie i symulacja pracy stanowiska magazynującego przy

wykorzystaniu środowiska FluidSIM / 4 / Studenci na podstawie instrukcji i środowiska komputerowego programują i badają sposób pracy dedykowanego stanowiska firmy FESTO.

4. Programowanie i symulacja pracy stanowiska montażowego przy wykorzystaniu środowiska FluidSIM / 4 / Studenci na podstawie instrukcji i

środowiska komputerowego programują i badają sposób pracy dedykowanego stanowiska firmy FESTO.

5. Programowanie i symulacja pracy stanowiska transportowego przy wykorzystaniu środowiska FluidSIM / 2 / Studenci na podstawie instrukcji i środowiska komputerowego programują i badają sposób pracy dedykowanego stanowiska firmy FESTO.

Podstawowa:

1. M. Olszewski i inni: Urządzenia i systemy mechatroniczne, Oficyna „rea”

2. J. Przepiórkowski: Silniki elektryczne, Oficyna „btc”.

3. A. Dębowski: Automatyka, napęd elektryczny, WNT Warszawa 2018.

4. Szenajch W.: Napęd i sterowanie pneumatyczne. WNT Warszawa 1992, 1997, 2003.

5. Szenajch W.: Napęd i sterowanie pneumatyczne, WNT, Warszawa 1997.

6. Świder J., Naier A., Kost G. Zdanowicz R.: Sterowanie i automatyzacja procesów technologicznych i układów mechatronicznych. Układy pneuma-tyczne i elektropneumatyczne ze sterowaniem logicznym (PLC), ZGliwice 2002.

7. Szenajch W.: Pneumatyczne i hydrauliczne manipulatory przemysłowe. WNT Warszawa 1992

Uzupełniająca:

6. Szenajch W.: Przyrządy, uchwyty i sterowanie pneumatyczne. WNT Warszawa 1983.

7. Gerhard Vogel, Euglen Mühlberger: Fascynujący świat pneumatyki. Opracowanie wersji polskiej Mariusz Olszewski. Warszawa Festo Polska, sierpień 2003.

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

W1 / Zna i rozumie uwarunkowania strukturalne i funkcjonalne do projektowania układów sterowania PLC oraz stykowego w napędach oraz w przemysłowych układach elektropneumatycznych /Posiada ugruntowaną wiedzę z podstaw metodyki doboru i obliczania warunków pracy napędu elektrycznego w aplikacjach przemysłowych oraz właściwie interpretuje powyższą problematykę w zagadnieniach ich eksploatacji i modernizowania/ K_W01, K_W03, K_W05

U1 / na podstawie danych literaturowych oraz sformułowanego zadania syntezy napędu oraz procesu przemysłowego, potrafi zastosować właściwe metody i narzędzia numeryczne do analizy i projektu struktury systemu z algorytmami sterowania i ich implementacji na platformie PLC oraz pneumatycznych i elektropneumatycznych elementów wykonawczych/ K_U01, K_U10, K_U14, K_U15.

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: egzaminu

Egzamin jest przeprowadzany w formie pisemnego testu sprawdzającego z zadaniami zamkniętymi i otwartymi.

Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest uzyskanie pozytywnych ocen z przygotowania i wykonania ćwiczeń laboratoryjnych oraz z wykonania i zaliczenia sprawozdań.

Ocena końcowa z przedmiotu jest średnią ważoną z ocen pisemnego testu egzaminacyjnego oraz zaliczenia zadań laboratoryjnych.

Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych na ocenę odbywa się na podstawie średniej z pozytywnych ocen za wszystkie wykonane i zaliczone ćwiczenia.

Efekty W1, W2, sprawdzane są na dwóch kolokwiach i egzaminie pisemnym w postaci testu sprawdzającego z zadaniami zamkniętymi oraz pod-czas rozwiązywania zadań laboratoryjnych.

Efekt U1 sprawdzany jest na kolokwiach oraz na podstawie zaliczenia zadań laboratoryjnych.

Efekt U2 sprawdzany jest praktycznie podczas ćwiczeń laboratoryjnych.

Efekt U3 sprawdzany jest praktycznie podczas ćwiczeń laboratoryjnych.

Efekty K1 i K2 sprawdzane są na podstawie oceny pracy zespołowej i zaliczenia sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych.

Ocenę bardzo dobrą otrzymuje student, który odpowie wyczerpująco na 5 pytań egzaminacyjnych.

Ocenę dobrą plus otrzymuje student, który odpowie wyczerpująco na 4,5 pytania egzaminacyjnego.

Ocenę dobrą otrzymuje student, który odpowie wyczerpująco na 4 pytania egzaminacyjne.

Ocenę dostateczną plus otrzymuje student, który odpowie na 3,5 pytania egzaminacyjnego.

Ocenę dostateczną otrzymuje student, który odpowie na 3 pytania egzaminacyjne.