Napędy w automatyce

stacjonarne

I stopnia

wybieralny

W 12/Zo, C 6/, L 12/+, razem: 30 godz., 3 pkt ECTS

1. Podstawy automatyki i robotyki/ wymagania wstępne: zrealizowane elementy automatyki i analizy układów automatyki.

2. Sterowanie w systemach mechatronicznych - wymagania wstępne: zrealizowane elementy analizy i projektowania, uruchamiania sterowanych serwomechanizmów oraz układów elektropneumatycznych

Semestr VI / kierunek Mechatronika / specjalność: Robotyka i automatyka przemysłowa

Dr inż. Marek Jaworowicz, dr inż. Michał Siwek

aktywność / obciążenie studenta w godz.

1. Udział w wykładach / 12

2. Udział w laboratoriach / 12

3. Udział w ćwiczeniach / 6

4. Udział w seminariach / 0

5. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 10

6. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 26

7. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 9

8. Samodzielne przygotowanie do seminarium /0

9. Realizacja projektu / 0

10. Udział w konsultacjach / 6

11. Przygotowanie do egzaminu / 0

12. Przygotowanie do zaliczenia / 0

13. Udział w egzaminie / 0

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 81godz./ 3,0ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli (1+2+3+10): 36godz./ 1,5ECTS

Zajęcia o charakterze praktycznym (2+6) 48godz./ 1,5 ECTS

Zajęcia powiązane z działalnością naukową/ 2.0ECTS

Moduł obejmuje zagadnienia związane z analizą, projektowaniem i uruchamianiem napędów DC i AC oraz napędów elektropneumatycznych i hydraulicznych w układach mechatronicznych. Studenci zapoznają się min. z metodami projektowania napędu dla konkretnej aplikacji oraz inżynierią jego wykonania, uruchomienia oraz testowania w oparciu o bezpośrednie badanie modelu fizycznego oraz specjalizowane programy narzędziowe

Wykłady

1. Rodzaje napędów stosowanych w manipulatorach i robotach przemysłowych: pneumatyczne, hydrauliczne i elektryczne. Klasyfikacja silników AC i ich parametry katalogowe. Elementy stykowych układów sterowania elektrycznego oraz zasady budowy schematów połączeń / 2/. Zagadnienia obejmują inżynierskie podejście do klasyfikacji elementów i urządzeń stosowanych w konstrukcji napędów mechanizmów i robotów ze

względu na konwersje energii oraz sposoby wytwarzania momentów i sił napędowych.

Studenci potrafią analizować dane katalogowe elementów i układów pod kątem metodyki projektowania konstrukcji napędów.

5. Metodyka projektowania stanowiska z robotem TT dla wybranego procesu przemysłowego / 2 / Studenci poznają metodykę projektowania inżynierskiego na podstawie doboru katalogowego – osi robota TT oraz ich napędów, sterownika PLC i elementów układu bezpieczeństwa.

6. Konstrukcja i metodyka uruchamiania oraz testowania napędu z silnikiem jedno- i trójfazowym AC / 2 /. Zagadnienie obejmuje konstrukcję i zasadę pracy napędu AC z regulacją prędkości w układzie z falownikiem skalarnym. Studenci poznają zasadę regulacji prędkości obrotowej napędu z silnikiem klatkowym i falownikiem skalarnym pod kątem metodyki projektowania konstrukcji napędów.

2. Napęd prędkościowy z silnikami BLDC i PMSM / 2 /. Zagadnienie obejmuje analizę struktury regulacji prędkości silników BLDC oraz PMSM z komutacja elektroniczną.

3. Elementy funkcjonalne i konstrukcyjne napędów płynowych /2/ Struktura i konstrukcja napędu elektrohydraulicznego i elektropneumatycznego, model matematyczny, podstawowe parametry i charakterystyki.

4. Elementy funkcjonalne i konstrukcyjne serwonapędów i napędów liniowych. Klasyfikacja i zestawienia katalogowe. Aplikacje przemysłowe serwonapędów i napędów liniowych / 2 /. Zagadnienie obejmuje analizę cech konstrukcyjnych serwonapędów oraz uwarunkowania ich stosowania.

Ćwiczenia /metoda obliczeń analitycznych

1.Obliczenia projektowe podstawowych parametrów napędu i sterowania elektrohydraulicznego/ 2/. Studenci stosując metody analityczne wykonują obliczenia parametrów roboczych napędu (ciśnienia, natężenia przepływu,); strat mocy (strat ciśnienia, strat objętościowych, strat hydrauliczno -mechanicznych, strat całkowitych),obciążeń i parametrów konstrukcyjnych napędu.

2. Obliczanie parametrów i dobór osi oraz silników napędowych robota TT / 2/. Studenci stosują metody analityczne do obliczania wymaganych parametrów osi i silników napędowych dla nich.

3. Wyznaczanie parametrów sygnału sterowania i obliczenia symulacyjne dla wybranego silnika skokowego / 2/. Studenci stosują uproszczone metody analityczne w połączeniu z opracowanym samodzielnie plikiem w Matlabie.

Laboratoria /metoda praktyczna/

1. Badanie i wyznaczanie podstawowych charakterystyk napędu elek-tropneumatycznego / 2/ Studenci na stanowisku dokonują pomiaru i wy-znaczają podstawowe charakterystyki napędu.

2. Badanie i wyznaczanie podstawowych charakterystyk napędu elektrohydraulicznego / 2/ Studenci na stanowisku dokonują pomiaru i wyznaczają podstawowe charakterystyki napędu.

3. Integracja i badanie parametrów układu napędowego z zastosowaniem napędu liniowego / 2/ Studenci przeprowadzają badanie na stanowisku z fizycznym napędem i oprogramowaniem DriveLab.

4. Integracja i badanie parametrów układu napędowego z zastosowaniem serwomechanizmu / 2/ Studenci przeprowadzają badanie na stano-wisku z fizycznym napędem i oprogramowaniem DriveLab.

5. Integracja i badanie parametrów układu napędowego z zastosowaniem silnika bocznikowego / 2/ Studenci przeprowadzają badanie na sta-nowisku z fizycznym napędem i oprogramowaniem DriveLab.

6. Integracja i badanie parametrów układu napędowego z zastosowaniem silnika 3-fazowego i 1-fazowego / 2/ Studenci przeprowadzają ba-danie na stanowisku z fizycznym napędem i oprogramowaniem DriveLab.

Basic /in Polish-English/:

1. J. Brzózka: Regulatory cyfrowe w automatyce, Micom.

2. A. Dębowski: Automatyka, Napęd elektryczny, WNT, Warszawa 2018.

3. W. Grega : Metody i algorytmy sterowania cyfrowego w układach scen-tralizowanych i rozproszonych, Akademia Górniczo- Hutnicza, Krków2004r.

4. M. Szymkat: Komputerowe wspomaganie w projektowaniu układów

regulacji, WNT.

5. Rabie M. G.: Fluid power engineering, New York: McGraw-Hill, New York, 2009

6. M. Jaworowicz: private lecture guide

7. M. Siwek: Instructions for exercises and laboratories.

8. P. Prusaczyk: Instructions for exercises and laboratories.

Supplementary /in English/:

9. Watton J.: Modelling, Monitoring and Diagnostic Techniques for Fluid Power Systems, Springer, London, 2007

10. MathWorks: documentary and video files

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

W1 / Zna i rozumie uwarunkowania strukturalne i funkcjonalne do zastosowania odpowiednich sposobów konfigurowania i uruchamiania napędów w układach mechatronicznych /Posiada ugruntowaną wiedzę z podstaw metodyki doboru i obliczania elementów wykonawczych dla napędu elektrycznego robota oraz napędu elektropneumatycznego, właściwie interpretuje powyższą problematykę w zagadnieniach ich użytkowania i modernizowania/ K_W10, K_W15.

U1 / Potrafi zastosować właściwe metody i narzędzia numeryczne do uruchamiania i przeprowadzenia testów napędów oraz opracować w zespole zalecenia do właściwego ich użytkowania/ K_U02, K_U17, K_U19.

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: „zaliczenia z oceną” na podstawie średniej ważonej oceny z laboratoriów i zadania grupowego.

Ćwiczenia zaliczane są na podstawie: obecności i aktywności na zajęciach.

Ćwiczenia laboratoryjne zaliczane są na podstawie: testu wejściowego, opracowanych i zaliczonych (obronionych) sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych.

Osiągnięcie efektów K_W10/15- weryfikowane jest na podstawie udziału w ćwiczeniach.

Osiągnięcie efektów K_U02/17/19- sprawdzane jest podczas ćwiczeń laboratoryjnych i zaliczania sprawozdań.

Warunkiem przystąpienia do „obrony sprawozdań” jest ich wykonanie zgodnie z wymaganym wzorem i metodyką zawartą w instrukcji do ćwiczeń laboratoryjnych.

Ocenę bardzo dobrą otrzymuje student, który z laboratorium uzyskał ocenę co najmniej dobrą plus oraz w ramach zadania grupowego potrafi w pełni uzasadnić poprawność inżynierską swojego rozwiązania.

Ocenę dobrą plus otrzymuje student, który z laboratorium uzyskał ocenę dobrą oraz w ramach zadania grupowego potrafi w pełni samodzielnie uzasadnić poprawność inżynierską swojego rozwiązania.

Ocenę dobrą otrzymuje student, który z laboratorium uzyskał ocenę dostateczny plus oraz w ramach zadania grupowego potrafi w pełni samodzielnie uzasadnić poprawność inżynierską swojego rozwiązania.

Ocenę dostateczny plus otrzymuje student, który z laboratorium uzyskał ocenę dostateczną oraz w ramach zadania grupowego potrafi samodzielnie uzasadnić poprawność inżynierską swojego rozwiązania.

Ocenę dostateczną otrzymuje student, który z laboratorium uzyskał ocenę co najmniej dostateczną oraz w ramach zadania grupowego potrafi z pomocą zespołu, uzasadnić poprawność inżynierską swojego rozwiązania.

nie dotyczy