ZUT - Polska Rama Kwalifikacji / Rok 2020/2021 / Wydział Informatyki / Informatyka (S2) / Projektowanie oprogramowania / Sylabus przedmiotu

Wydział Informatyki - Informatyka (S2)
specjalność: Projektowanie oprogramowania

Sylabus przedmiotu Cyfrowe systemy sterowania:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów	Informatyka
Forma studiów	studia stacjonarne	Poziom	drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta	magister inżynier
Obszary studiów	charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil	ogólnoakademicki
Moduł	—
Przedmiot	Cyfrowe systemy sterowania
Specjalność	przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca	Katedra Metod Sztucznej Inteligencji i Matematyki Stosowanej
Nauczyciel odpowiedzialny	Sławomir Jaszczak <Slawomir.Jaszczak@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele	Marcin Korzeń <Marcin.Korzen@zut.edu.pl>, Piotr Piela <Piotr.Piela@zut.edu.pl>
ECTS (planowane)	3,0	ECTS (formy)	3,0
Forma zaliczenia	zaliczenie	Język	polski
Blok obieralny	3	Grupa obieralna	1

Formy dydaktyczne

Forma dydaktyczna	KOD	Semestr	Godziny	ECTS	Waga	Zaliczenie
laboratoria	L	3	30	1,5	0,50	zaliczenie
wykłady	W	3	30	1,5	0,50	zaliczenie

Wymagania wstępne

KOD	Wymaganie wstępne
W-1	Matematyka stosowana ze statystyką.
W-2	Informatyka (umiejętność programowania na poziomie podstawowym)

Cele przedmiotu

KOD	Cel modułu/przedmiotu
C-1	Ukształtowanie umiejetności z zakresu doboru elementów cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe)
C-2	Ukształtowanie umiejetności z zakresu identyfikacji dynamiki obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście.
C-3	Zapoznanie studentów z metodyką projektowania i optymalizacji cyfrowych algorytmów sterowania.
C-4	Ukształtowanie umiejętności testowania i implementacji zaprojektowanego algorytm na wybranej platformie sprzętowej (metodyka hardware in the loop i rapid prototyping)
C-5	Ukształtowanie umiejetności z zakresu optymalizacji działania cyfrowych algorytmów sterowania (dobór czasu próbkowania, algorytmy strojenia)
C-6	Zapoznanie studentów z kryteriami oceny stabilności i jakości cyfrowych układów sterowania
C-7	Zapoznanie studentow z podstawowymi algorytmami sterowania cyfrowego oraz metodyka ich implementacji i optymalizacji
C-8	Uksztaltowanie umiejetnosci z zakresu projektowania i implementacji systemow HMI (Human Machine Interface) tj. interfejsu czlowiek-maszyna

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KOD	Treść programowa	Godziny
laboratoria
T-L-1	Dobór i konfiguracja sterowników PLC, dobór i konfiguracja urządzeń pomiarowych do zadanego procesu lub maszyny (dźwig towarowy, urządzenie do mieszania substancji, skrzyżowanie drogowe, urządzenie do sortowania materiału kolorowego)	1
T-L-2	Opracowanie algorytmów sterowania logicznego produkcją, funkcjami urządzeń, procesem itp.	2
T-L-3	Implementacja algorytmów w sterowniku PLC (sterowniki GeFanuc VersaMax Micro, Siemens S7-200, B&R)	4
T-L-4	Wykonanie dokumentacji oprogramowania oraz odrutowania.	2
T-L-5	Identyfikacja modeli obiektów dynamicznych	2
T-L-6	Synteza i implementacja cyfrowych algorytmów sterowania z obiektami rzeczywistymi	4
T-L-7	Analiza jakości i stabilności cyfrowego układu sterowania.	2
T-L-8	Opracowanie projektu i implementacja interfejsu maszyna – człowiek (HMI) – wizualizacja procesu.	2
T-L-9	Implementacja sprzęgu z systemami produkcji poprzez oprogramowanie komunikacyjne (serwery DDE, serwery OPC)	2
T-L-10	Opracowanie systemu obsługi alarmów i obsługi raportowania	4
T-L-11	Opracowanie systemu archiwizacji danych z procesu lub maszyny przy wykorzystaniu InSQL	2
T-L-12	Opracowanie dokumentacji oprogramowania	2
T-L-13	Zaliczenie koncowe	1
		30
wykłady
T-W-1	Wprowadzenie.	1
T-W-2	Struktura i zasada działania układu sterowania cyfrowego, elementy układu sterowania cyfrowego (przetworniki A/C, C/A, człony podtrzymania sygnału, urządzenia pomiarowe, urządzenia wykonawcze, urządzenia nastawcze),	4
T-W-3	Metody ciągłej i dyskretnej identyfikacji oraz opisu matematycznego obiektów sterowania	10
T-W-4	Podstawowe prawa regulacji (algorytm regulacji dwustawnej i PID)oraz sposoby projektowania i implementacji algorytmów sterowania cyfrowego	2
T-W-5	Kryteria oceny stabilności i jakości układu sterowania cyfrowego	2
T-W-6	Metodyka projektowania i implementacji algorytmów sterowania cyfrowego.	2
T-W-7	Architektura systemów sterowania (systemy tradycyjne- rozproszone, systemy DDC (Direct Digital Control)-scentralizowanie, systemy wielopoziomowe)	4
T-W-8	Procedury model in the loop (symulacja komputerowa), hardware in the loop (symulacja czasu rzeczywistego) i rapid prototyping w projektowaniu cyfrowych ukladow sterowania	4
T-W-9	Zaliczenie koncowe	1
		30

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KOD	Forma aktywności	Godziny
laboratoria
A-L-1	Uczestnictwo w zajęciach	30
A-L-2	Samodzielne rozwiazywanie postawionych zadan domowych i przygotowanie sie do laboratorium	6
A-L-3	Udział w konsultacjach	2
		38
wykłady
A-W-1	Udział w zajeciach	30
A-W-2	Przygotowanie do zaliczenia.	6
A-W-3	Konsultacje do wykladu	2
		38

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KOD	Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1	Wykład informacyjny z prezentacja
M-2	Cwiczenia laboratoryjne - samodzielna implementacja oprogramowania sterujacego z wykorzystaniem Proficy Machine Edition lub Automation Studio
M-3	Cwiczenia laboratoryjne - samodzielne rozwiazywanie postawionych problemow z wykorzystaniem stanowisk badawczych

Sposoby oceny

KOD	Sposób oceny
S-1	Ocena formująca: Krótkie zaliczenie pisemne lub ustne na poczatku każdych zajęc
S-2	Ocena formująca: Dokumentacja powykonawcza do stanowisk badawczych
S-3	Ocena formująca: Zaliczenie koncowe w formie ustnej i pisemnej

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia się	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
I_2A_C08.2_W01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student będzie w stanie scharakteryzować podstawowe elementy cyfrowych układów sterowania i standardy sygnałów wykorzystywanych w praktyce przemysłowej, metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, języki programowania przemysłowych urządzeń sterujących.	I_2A_W02, I_2A_W06, I_2A_W09	—	—	C-3, C-6, C-7	T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8	M-1	S-3

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia się	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
I_2A_C08.2_U01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć: dobierać elementy cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe), zidentyfikować dynamikę obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście, zaprojektować i zaimplementować cyfrowy algorytm sterowania, określić optymalny czas próbkowania, zoptymalizować układ sterujący w oparciu o założone kryterium jakości, przeprowadzić teoretyczną analizę stabilności układu sterowania, dobrać platformę wykonawczą dla algorymów cyfrowych (PC + karta DAQ, PLC, PAC itp), urządzenie wykonawczo-nastawcze, urządzenie pomiarowe, sporządzić dokumentację wykonawczą	I_2A_U02, I_2A_U04, I_2A_U11	—	—	C-1, C-2, C-4, C-5	—	M-2, M-3	S-2

Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty uczenia się	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
I_2A_C08.2_K01 W wyniku przeprowadzonych zajec student powinien umiec w sposob klarowny sporzadzac dokumentacje techniczna i wyjasniac w sposob ogolnie zrozumialy dzialanie skomplikowanych systemow technicznych i zaimplementowanyh algorytmow.	I_2A_K02	—	—	C-1, C-2, C-4, C-5, C-8	T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-7, T-L-8, T-L-9, T-L-10, T-L-11, T-L-12	M-2, M-3	S-3, S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia się	Ocena	Kryterium oceny
I_2A_C08.2_W01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student będzie w stanie scharakteryzować podstawowe elementy cyfrowych układów sterowania i standardy sygnałów wykorzystywanych w praktyce przemysłowej, metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, języki programowania przemysłowych urządzeń sterujących.	2,0	Student nie potrafi scharakteryzować w elementarny sposób podstawowych elementów cyfrowych układów sterowania i standardów sygnałów wykorzystywanych w praktyce przemysłowej, metodyki projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, języków programowania przemysłowych urządzeń sterujących.
	3,0	Student potrafi scharakteryzować na elementarnym poziomie podstawowe elementy cyfrowych układów sterowania i standardy sygnałów wykorzystywanych w praktyce przemysłowej, metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, języki programowania przemysłowych urządzeń sterujących.
	3,5	Student potrafi scharakteryzować i analizować podstawowe elementy cyfrowych układów sterowania i standardy sygnałów wykorzystywanych w praktyce przemysłowej, metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, języki programowania przemysłowych urządzeń sterujących.
	4,0	Student potrafi scharakteryzować wnikliwie podstawowe elementy cyfrowych układów sterowania i standardy sygnałów wykorzystywanych w praktyce przemysłowej, metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, języki programowania przemysłowych urządzeń sterujących. Student potrafi przedstawić przykłady praktyczne bez wnikliwej analizy.
	4,5	Student potrafi scharakteryzować wnikliwie podstawowe elementy cyfrowych układów sterowania i standardy sygnałów wykorzystywanych w praktyce przemysłowej, metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, języki programowania przemysłowych urządzeń sterujących. Student potrafi przedstawić przykłady praktyczne z wnikliwą analizą.
	5,0	Student potrafi scharakteryzować wnikliwie podstawowe elementy cyfrowych układów sterowania i standardy sygnałów wykorzystywanych w praktyce przemysłowej, metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, języki programowania przemysłowych urządzeń sterujących. Student potrafi przedstawić przykłady praktyczne z wnikliwą analizą i sposobami rozwiązywania problemów rzeczywistych.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia się	Ocena	Kryterium oceny
I_2A_C08.2_U01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć: dobierać elementy cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe), zidentyfikować dynamikę obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście, zaprojektować i zaimplementować cyfrowy algorytm sterowania, określić optymalny czas próbkowania, zoptymalizować układ sterujący w oparciu o założone kryterium jakości, przeprowadzić teoretyczną analizę stabilności układu sterowania, dobrać platformę wykonawczą dla algorymów cyfrowych (PC + karta DAQ, PLC, PAC itp), urządzenie wykonawczo-nastawcze, urządzenie pomiarowe, sporządzić dokumentację wykonawczą	2,0	Student nie potrafi : zestawić podanych elementów cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe), zidentyfikować dynamiki obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście wskazaną metodą, zaprojektować i zaimplementować cyfrowego algorytmu sterowania, określić optymalnego czasu próbkowania, zoptymalizować układu sterującego w oparciu o wskazane kryterium jakości, przeprowadzić teoretycznej analizy stabilności układu sterowania, skonfigurować wskazanej platformy wykonawczej dla algorymów cyfrowych (PC + karta DAQ, PLC, PAC itp), urządzenie wykonawczo-nastawcze, urządzenie pomiarowe, sporządzić dokumentacji wykonawczej.
	3,0	Student potrafi zestawić podane elementy cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe), zidentyfikować dynamikę obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście wskazaną metodą, zaprojektować i zaimplementować wskazany cyfrowy algorytm sterowania, określić optymalny czas próbkowania, zoptymalizować układ sterujący w oparciu o wskazane kryterium jakości, przeprowadzić teoretyczną analizę stabilności układu sterowania, skonfigurować wskazaną platformę wykonawczą dla algorymów cyfrowych (PC + karta DAQ, PLC, PAC itp), urządzenie wykonawczo-nastawcze, urządzenie pomiarowe, sporządzić dokumentację wykonawczą.
	3,5	Student potrafi dobrać elementy cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe), zidentyfikować dynamikę obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście wskazaną metodą, zaprojektować i zaimplementować wskazany cyfrowy algorytm sterowania, określić optymalny czas próbkowania, zoptymalizować układ sterujący w oparciu o wskazane kryterium jakości, przeprowadzić teoretyczną analizę stabilności układu sterowania, skonfigurować wskazaną platformę wykonawczą dla algorymów cyfrowych (PC + karta DAQ, PLC, PAC itp), urządzenie wykonawczo-nastawcze, urządzenie pomiarowe, sporządzić dokumentację wykonawczą.
	4,0	Student potrafi dobrać elementy cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe), zidentyfikować dynamikę obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście wybraną przez siebie metodą, zaprojektować i zaimplementować wskazany cyfrowy algorytm sterowania, określić optymalny czas próbkowania, zoptymalizować układ sterujący w oparciu o wskazane kryterium jakości, przeprowadzić teoretyczną analizę stabilności układu sterowania, skonfigurować wskazaną platformę wykonawczą dla algorymów cyfrowych (PC + karta DAQ, PLC, PAC itp), urządzenie wykonawczo-nastawcze, urządzenie pomiarowe, sporządzić dokumentację wykonawczą.
	4,5	Student potrafi dobrać elementy cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe), zidentyfikować dynamikę obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście wybraną przez siebie metodą, zaprojektować i zaimplementować wskazany cyfrowy algorytm sterowania, określić optymalny czas próbkowania, zoptymalizować układ sterujący w oparciu o wybrane przez siebie kryterium jakości, przeprowadzić teoretyczną analizę stabilności układu sterowania, skonfigurować wskazaną platformę wykonawczą dla algorymów cyfrowych (PC + karta DAQ, PLC, PAC itp), urządzenie wykonawczo-nastawcze, urządzenie pomiarowe, sporządzić dokumentację wykonawczą.
	5,0	Student potrafi dobrać elementy cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe), zidentyfikować dynamikę obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście wybraną przez siebie metodą, zaprojektować i zaimplementować wybrany przez siebie cyfrowy algorytm sterowania, określić optymalny czas próbkowania, zoptymalizować układ sterujący w oparciu o wybrane przez siebie kryterium jakości, przeprowadzić teoretyczną analizę stabilności układu sterowania, skonfigurować wskazaną platformę wykonawczą dla algorymów cyfrowych (PC + karta DAQ, PLC, PAC itp), urządzenie wykonawczo-nastawcze, urządzenie pomiarowe, sporządzić dokumentację wykonawczą.

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt uczenia się	Ocena	Kryterium oceny
I_2A_C08.2_K01 W wyniku przeprowadzonych zajec student powinien umiec w sposob klarowny sporzadzac dokumentacje techniczna i wyjasniac w sposob ogolnie zrozumialy dzialanie skomplikowanych systemow technicznych i zaimplementowanyh algorytmow.	2,0	Student nie potrafi na elementarnym poziomie sporzadzac dokumentacji technicznej i wyjasniac w sposob podstawowy dzialanie skomplikowanych systemow technicznych i zaimplementowanyh algorytmow sterowania.
	3,0	Student potrafi na elementarnympoziomie sporzadzac dokumentację techniczną i wyjasniac w sposob podstawowy dzialanie skomplikowanych systemow technicznych i zaimplementowanyh algorytmow sterowania.
	3,5	Student potrafi w klarowny sposób sporzadzac dokumentację techniczną i wyjasniac w sposob ogólnie zrozumiały dzialanie skomplikowanych systemow technicznych i zaimplementowanyh algorytmow sterowania.
	4,0	Student potrafi w klarowny sposób sporzadzac dokumentację techniczną i wyjasniac w sposob ogólnie zrozumiały dzialanie skomplikowanych systemow technicznych i zaimplementowanyh algorytmow sterowania, aktywnie angażując się w wyjaśnianie w przypadku wątpliwości.
	4,5	Student potrafi w klarowny sposób sporzadzac dokumentację techniczną w szerszym zakresie niż wskazany i wyjasniac w sposob ogólnie zrozumiały dzialanie skomplikowanych systemow technicznych i zaimplementowanyh algorytmow sterowania, aktywnie angażując się w wyjaśnianie w przypadku wątpliwości.
	5,0	Student potrafi w klarowny sposób sporzadzac dokumentację techniczną w szerszym zakresie niż wskazany i wyjasniac w sposob ogólnie zrozumiały dzialanie skomplikowanych systemow technicznych i zaimplementowanyh algorytmow sterowania, aktywnie angażując się w wyjaśnianie w przypadku wątpliwości oraz dokonując krytycznej analizy uzyskanych wyników.

Literatura podstawowa

Astrom K., Hagglund T., PID controllers : Theory, design and tuning, Instrument Society of America, NY, 1995
Brzózka J., Regulatory cyfrowe w automatyce, Mikom, Warszawa, 2002
Bishop R.H., Dorf R.C., Modern Control Systems, Pearson Prentice Hall, NY, 2008
Leigh J.R., Applied digital control, Prentice Hall, Londyn, 1985
Bryan L.A., Bryan E.A., Programmable Controllers Theory and implementation., Industrial Text Company, Marietta, 1997

Literatura dodatkowa

Bennet S., Real – Time Computer Control, Prentice/Hall International, Londyn, 1988
Wajs W., Byrski W., Grega W., Mikrokomputerowe systemy sterowania, Wydawnictwo AGH, Kraków, 1997
Broel-Plater B., Sterowniki programowalne właściwości i zasady stosowania, Wydział Elektryczny Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 2000
Jegierski T., Wyrwał J.,Kasprzak J., Hajda J., Programowanie sterowników PLC, Wydawnictwo pracowni komputerowej Jacka Skalmierskiego, Gliwice, 1998

Treści programowe - laboratoria

KOD	Treść programowa	Godziny
T-L-1	Dobór i konfiguracja sterowników PLC, dobór i konfiguracja urządzeń pomiarowych do zadanego procesu lub maszyny (dźwig towarowy, urządzenie do mieszania substancji, skrzyżowanie drogowe, urządzenie do sortowania materiału kolorowego)	1
T-L-2	Opracowanie algorytmów sterowania logicznego produkcją, funkcjami urządzeń, procesem itp.	2
T-L-3	Implementacja algorytmów w sterowniku PLC (sterowniki GeFanuc VersaMax Micro, Siemens S7-200, B&R)	4
T-L-4	Wykonanie dokumentacji oprogramowania oraz odrutowania.	2
T-L-5	Identyfikacja modeli obiektów dynamicznych	2
T-L-6	Synteza i implementacja cyfrowych algorytmów sterowania z obiektami rzeczywistymi	4
T-L-7	Analiza jakości i stabilności cyfrowego układu sterowania.	2
T-L-8	Opracowanie projektu i implementacja interfejsu maszyna – człowiek (HMI) – wizualizacja procesu.	2
T-L-9	Implementacja sprzęgu z systemami produkcji poprzez oprogramowanie komunikacyjne (serwery DDE, serwery OPC)	2
T-L-10	Opracowanie systemu obsługi alarmów i obsługi raportowania	4
T-L-11	Opracowanie systemu archiwizacji danych z procesu lub maszyny przy wykorzystaniu InSQL	2
T-L-12	Opracowanie dokumentacji oprogramowania	2
T-L-13	Zaliczenie koncowe	1
		30

Treści programowe - wykłady

KOD	Treść programowa	Godziny
T-W-1	Wprowadzenie.	1
T-W-2	Struktura i zasada działania układu sterowania cyfrowego, elementy układu sterowania cyfrowego (przetworniki A/C, C/A, człony podtrzymania sygnału, urządzenia pomiarowe, urządzenia wykonawcze, urządzenia nastawcze),	4
T-W-3	Metody ciągłej i dyskretnej identyfikacji oraz opisu matematycznego obiektów sterowania	10
T-W-4	Podstawowe prawa regulacji (algorytm regulacji dwustawnej i PID)oraz sposoby projektowania i implementacji algorytmów sterowania cyfrowego	2
T-W-5	Kryteria oceny stabilności i jakości układu sterowania cyfrowego	2
T-W-6	Metodyka projektowania i implementacji algorytmów sterowania cyfrowego.	2
T-W-7	Architektura systemów sterowania (systemy tradycyjne- rozproszone, systemy DDC (Direct Digital Control)-scentralizowanie, systemy wielopoziomowe)	4
T-W-8	Procedury model in the loop (symulacja komputerowa), hardware in the loop (symulacja czasu rzeczywistego) i rapid prototyping w projektowaniu cyfrowych ukladow sterowania	4
T-W-9	Zaliczenie koncowe	1
		30

Formy aktywności - laboratoria

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-L-1	Uczestnictwo w zajęciach	30
A-L-2	Samodzielne rozwiazywanie postawionych zadan domowych i przygotowanie sie do laboratorium	6
A-L-3	Udział w konsultacjach	2
		38

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-W-1	Udział w zajeciach	30
A-W-2	Przygotowanie do zaliczenia.	6
A-W-3	Konsultacje do wykladu	2
		38

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	I_2A_C08.2_W01	W wyniku przeprowadzonych zajęć student będzie w stanie scharakteryzować podstawowe elementy cyfrowych układów sterowania i standardy sygnałów wykorzystywanych w praktyce przemysłowej, metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, języki programowania przemysłowych urządzeń sterujących.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	I_2A_W02	Ma wiedzę z zakresu zaawansowanych technik programowania systemów informatycznych w wybranym obszarze zastosowań
	I_2A_W06	Posiada wiedzę o narzędziach sprzętowo-programowych wspomagających rozwiązywanie wybranych i złożonych problemów w różnych obszarach nauki i techniki
	I_2A_W09	Ma poszerzoną wiedzę dotyczącą trendów rozwojowych i możliwości zastosowania informatyki w wybranych obszarach nauki i techniki
Cel przedmiotu	C-3	Zapoznanie studentów z metodyką projektowania i optymalizacji cyfrowych algorytmów sterowania.
	C-6	Zapoznanie studentów z kryteriami oceny stabilności i jakości cyfrowych układów sterowania
	C-7	Zapoznanie studentow z podstawowymi algorytmami sterowania cyfrowego oraz metodyka ich implementacji i optymalizacji
Treści programowe	T-W-2	Struktura i zasada działania układu sterowania cyfrowego, elementy układu sterowania cyfrowego (przetworniki A/C, C/A, człony podtrzymania sygnału, urządzenia pomiarowe, urządzenia wykonawcze, urządzenia nastawcze),
	T-W-3	Metody ciągłej i dyskretnej identyfikacji oraz opisu matematycznego obiektów sterowania
	T-W-4	Podstawowe prawa regulacji (algorytm regulacji dwustawnej i PID)oraz sposoby projektowania i implementacji algorytmów sterowania cyfrowego
	T-W-5	Kryteria oceny stabilności i jakości układu sterowania cyfrowego
	T-W-6	Metodyka projektowania i implementacji algorytmów sterowania cyfrowego.
	T-W-7	Architektura systemów sterowania (systemy tradycyjne- rozproszone, systemy DDC (Direct Digital Control)-scentralizowanie, systemy wielopoziomowe)
	T-W-8	Procedury model in the loop (symulacja komputerowa), hardware in the loop (symulacja czasu rzeczywistego) i rapid prototyping w projektowaniu cyfrowych ukladow sterowania
Metody nauczania	M-1	Wykład informacyjny z prezentacja
Sposób oceny	S-3	Ocena formująca: Zaliczenie koncowe w formie ustnej i pisemnej
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	Student nie potrafi scharakteryzować w elementarny sposób podstawowych elementów cyfrowych układów sterowania i standardów sygnałów wykorzystywanych w praktyce przemysłowej, metodyki projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, języków programowania przemysłowych urządzeń sterujących.
	3,0	Student potrafi scharakteryzować na elementarnym poziomie podstawowe elementy cyfrowych układów sterowania i standardy sygnałów wykorzystywanych w praktyce przemysłowej, metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, języki programowania przemysłowych urządzeń sterujących.
	3,5	Student potrafi scharakteryzować i analizować podstawowe elementy cyfrowych układów sterowania i standardy sygnałów wykorzystywanych w praktyce przemysłowej, metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, języki programowania przemysłowych urządzeń sterujących.
	4,0	Student potrafi scharakteryzować wnikliwie podstawowe elementy cyfrowych układów sterowania i standardy sygnałów wykorzystywanych w praktyce przemysłowej, metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, języki programowania przemysłowych urządzeń sterujących. Student potrafi przedstawić przykłady praktyczne bez wnikliwej analizy.
	4,5	Student potrafi scharakteryzować wnikliwie podstawowe elementy cyfrowych układów sterowania i standardy sygnałów wykorzystywanych w praktyce przemysłowej, metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, języki programowania przemysłowych urządzeń sterujących. Student potrafi przedstawić przykłady praktyczne z wnikliwą analizą.
	5,0	Student potrafi scharakteryzować wnikliwie podstawowe elementy cyfrowych układów sterowania i standardy sygnałów wykorzystywanych w praktyce przemysłowej, metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, języki programowania przemysłowych urządzeń sterujących. Student potrafi przedstawić przykłady praktyczne z wnikliwą analizą i sposobami rozwiązywania problemów rzeczywistych.

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	I_2A_C08.2_U01	W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć: dobierać elementy cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe), zidentyfikować dynamikę obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście, zaprojektować i zaimplementować cyfrowy algorytm sterowania, określić optymalny czas próbkowania, zoptymalizować układ sterujący w oparciu o założone kryterium jakości, przeprowadzić teoretyczną analizę stabilności układu sterowania, dobrać platformę wykonawczą dla algorymów cyfrowych (PC + karta DAQ, PLC, PAC itp), urządzenie wykonawczo-nastawcze, urządzenie pomiarowe, sporządzić dokumentację wykonawczą
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	I_2A_U02	Ma umiejętność wykrywania związków i zależności zachodzących w systemach rzeczywistych i potrafi prawidłowo zaplanować i przeprowadzić proces modelowania
	I_2A_U04	Potrafi wykorzystywać poznane metody, techniki i modele do rozwiązywania złożonych problemów
	I_2A_U11	Ma umiejętność tworzenia interfejsów oraz wykorzystania różnych sposobów komunikacji międzysystemowej
Cel przedmiotu	C-1	Ukształtowanie umiejetności z zakresu doboru elementów cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe)
	C-2	Ukształtowanie umiejetności z zakresu identyfikacji dynamiki obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście.
	C-4	Ukształtowanie umiejętności testowania i implementacji zaprojektowanego algorytm na wybranej platformie sprzętowej (metodyka hardware in the loop i rapid prototyping)
	C-5	Ukształtowanie umiejetności z zakresu optymalizacji działania cyfrowych algorytmów sterowania (dobór czasu próbkowania, algorytmy strojenia)
Metody nauczania	M-2	Cwiczenia laboratoryjne - samodzielna implementacja oprogramowania sterujacego z wykorzystaniem Proficy Machine Edition lub Automation Studio
Metody nauczania	M-3	Cwiczenia laboratoryjne - samodzielne rozwiazywanie postawionych problemow z wykorzystaniem stanowisk badawczych
Sposób oceny	S-2	Ocena formująca: Dokumentacja powykonawcza do stanowisk badawczych
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	Student nie potrafi : zestawić podanych elementów cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe), zidentyfikować dynamiki obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście wskazaną metodą, zaprojektować i zaimplementować cyfrowego algorytmu sterowania, określić optymalnego czasu próbkowania, zoptymalizować układu sterującego w oparciu o wskazane kryterium jakości, przeprowadzić teoretycznej analizy stabilności układu sterowania, skonfigurować wskazanej platformy wykonawczej dla algorymów cyfrowych (PC + karta DAQ, PLC, PAC itp), urządzenie wykonawczo-nastawcze, urządzenie pomiarowe, sporządzić dokumentacji wykonawczej.
	3,0	Student potrafi zestawić podane elementy cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe), zidentyfikować dynamikę obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście wskazaną metodą, zaprojektować i zaimplementować wskazany cyfrowy algorytm sterowania, określić optymalny czas próbkowania, zoptymalizować układ sterujący w oparciu o wskazane kryterium jakości, przeprowadzić teoretyczną analizę stabilności układu sterowania, skonfigurować wskazaną platformę wykonawczą dla algorymów cyfrowych (PC + karta DAQ, PLC, PAC itp), urządzenie wykonawczo-nastawcze, urządzenie pomiarowe, sporządzić dokumentację wykonawczą.
	3,5	Student potrafi dobrać elementy cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe), zidentyfikować dynamikę obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście wskazaną metodą, zaprojektować i zaimplementować wskazany cyfrowy algorytm sterowania, określić optymalny czas próbkowania, zoptymalizować układ sterujący w oparciu o wskazane kryterium jakości, przeprowadzić teoretyczną analizę stabilności układu sterowania, skonfigurować wskazaną platformę wykonawczą dla algorymów cyfrowych (PC + karta DAQ, PLC, PAC itp), urządzenie wykonawczo-nastawcze, urządzenie pomiarowe, sporządzić dokumentację wykonawczą.
	4,0	Student potrafi dobrać elementy cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe), zidentyfikować dynamikę obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście wybraną przez siebie metodą, zaprojektować i zaimplementować wskazany cyfrowy algorytm sterowania, określić optymalny czas próbkowania, zoptymalizować układ sterujący w oparciu o wskazane kryterium jakości, przeprowadzić teoretyczną analizę stabilności układu sterowania, skonfigurować wskazaną platformę wykonawczą dla algorymów cyfrowych (PC + karta DAQ, PLC, PAC itp), urządzenie wykonawczo-nastawcze, urządzenie pomiarowe, sporządzić dokumentację wykonawczą.
	4,5	Student potrafi dobrać elementy cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe), zidentyfikować dynamikę obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście wybraną przez siebie metodą, zaprojektować i zaimplementować wskazany cyfrowy algorytm sterowania, określić optymalny czas próbkowania, zoptymalizować układ sterujący w oparciu o wybrane przez siebie kryterium jakości, przeprowadzić teoretyczną analizę stabilności układu sterowania, skonfigurować wskazaną platformę wykonawczą dla algorymów cyfrowych (PC + karta DAQ, PLC, PAC itp), urządzenie wykonawczo-nastawcze, urządzenie pomiarowe, sporządzić dokumentację wykonawczą.
	5,0	Student potrafi dobrać elementy cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe), zidentyfikować dynamikę obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście wybraną przez siebie metodą, zaprojektować i zaimplementować wybrany przez siebie cyfrowy algorytm sterowania, określić optymalny czas próbkowania, zoptymalizować układ sterujący w oparciu o wybrane przez siebie kryterium jakości, przeprowadzić teoretyczną analizę stabilności układu sterowania, skonfigurować wskazaną platformę wykonawczą dla algorymów cyfrowych (PC + karta DAQ, PLC, PAC itp), urządzenie wykonawczo-nastawcze, urządzenie pomiarowe, sporządzić dokumentację wykonawczą.

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	I_2A_C08.2_K01	W wyniku przeprowadzonych zajec student powinien umiec w sposob klarowny sporzadzac dokumentacje techniczna i wyjasniac w sposob ogolnie zrozumialy dzialanie skomplikowanych systemow technicznych i zaimplementowanyh algorytmow.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	I_2A_K02	Ma świadomość znaczenia aktualności wiedzy w rozwiązywaniu problemów, jest zdeterminowany do osiągania założonych celów, a w przypadku trudności w ich osiąganiu potrafi korzystać z pomocy ekspertów
Cel przedmiotu	C-1	Ukształtowanie umiejetności z zakresu doboru elementów cyfrowych układów sterowania (urządzenie sterujące, urządzenia wykonawczo-nastawcze, urządzenia pomiarowe)
	C-2	Ukształtowanie umiejetności z zakresu identyfikacji dynamiki obiektu sterowania na podstawie danych wejście/wyjście.
	C-4	Ukształtowanie umiejętności testowania i implementacji zaprojektowanego algorytm na wybranej platformie sprzętowej (metodyka hardware in the loop i rapid prototyping)
	C-5	Ukształtowanie umiejetności z zakresu optymalizacji działania cyfrowych algorytmów sterowania (dobór czasu próbkowania, algorytmy strojenia)
	C-8	Uksztaltowanie umiejetnosci z zakresu projektowania i implementacji systemow HMI (Human Machine Interface) tj. interfejsu czlowiek-maszyna
Treści programowe	T-L-1	Dobór i konfiguracja sterowników PLC, dobór i konfiguracja urządzeń pomiarowych do zadanego procesu lub maszyny (dźwig towarowy, urządzenie do mieszania substancji, skrzyżowanie drogowe, urządzenie do sortowania materiału kolorowego)
	T-L-2	Opracowanie algorytmów sterowania logicznego produkcją, funkcjami urządzeń, procesem itp.
	T-L-3	Implementacja algorytmów w sterowniku PLC (sterowniki GeFanuc VersaMax Micro, Siemens S7-200, B&R)
	T-L-4	Wykonanie dokumentacji oprogramowania oraz odrutowania.
	T-L-5	Identyfikacja modeli obiektów dynamicznych
	T-L-6	Synteza i implementacja cyfrowych algorytmów sterowania z obiektami rzeczywistymi
	T-L-7	Analiza jakości i stabilności cyfrowego układu sterowania.
	T-L-8	Opracowanie projektu i implementacja interfejsu maszyna – człowiek (HMI) – wizualizacja procesu.
	T-L-9	Implementacja sprzęgu z systemami produkcji poprzez oprogramowanie komunikacyjne (serwery DDE, serwery OPC)
	T-L-10	Opracowanie systemu obsługi alarmów i obsługi raportowania
	T-L-11	Opracowanie systemu archiwizacji danych z procesu lub maszyny przy wykorzystaniu InSQL
	T-L-12	Opracowanie dokumentacji oprogramowania
Metody nauczania	M-2	Cwiczenia laboratoryjne - samodzielna implementacja oprogramowania sterujacego z wykorzystaniem Proficy Machine Edition lub Automation Studio
Metody nauczania	M-3	Cwiczenia laboratoryjne - samodzielne rozwiazywanie postawionych problemow z wykorzystaniem stanowisk badawczych
Sposób oceny	S-3	Ocena formująca: Zaliczenie koncowe w formie ustnej i pisemnej
Sposób oceny	S-2	Ocena formująca: Dokumentacja powykonawcza do stanowisk badawczych
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	Student nie potrafi na elementarnym poziomie sporzadzac dokumentacji technicznej i wyjasniac w sposob podstawowy dzialanie skomplikowanych systemow technicznych i zaimplementowanyh algorytmow sterowania.
	3,0	Student potrafi na elementarnympoziomie sporzadzac dokumentację techniczną i wyjasniac w sposob podstawowy dzialanie skomplikowanych systemow technicznych i zaimplementowanyh algorytmow sterowania.
	3,5	Student potrafi w klarowny sposób sporzadzac dokumentację techniczną i wyjasniac w sposob ogólnie zrozumiały dzialanie skomplikowanych systemow technicznych i zaimplementowanyh algorytmow sterowania.
	4,0	Student potrafi w klarowny sposób sporzadzac dokumentację techniczną i wyjasniac w sposob ogólnie zrozumiały dzialanie skomplikowanych systemow technicznych i zaimplementowanyh algorytmow sterowania, aktywnie angażując się w wyjaśnianie w przypadku wątpliwości.
	4,5	Student potrafi w klarowny sposób sporzadzac dokumentację techniczną w szerszym zakresie niż wskazany i wyjasniac w sposob ogólnie zrozumiały dzialanie skomplikowanych systemow technicznych i zaimplementowanyh algorytmow sterowania, aktywnie angażując się w wyjaśnianie w przypadku wątpliwości.
	5,0	Student potrafi w klarowny sposób sporzadzac dokumentację techniczną w szerszym zakresie niż wskazany i wyjasniac w sposob ogólnie zrozumiały dzialanie skomplikowanych systemow technicznych i zaimplementowanyh algorytmow sterowania, aktywnie angażując się w wyjaśnianie w przypadku wątpliwości oraz dokonując krytycznej analizy uzyskanych wyników.