Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Inżynieria chemiczna i procesowa (S1)
Sylabus przedmiotu Tworzenie systemów technologicznych i podstawy eksploatacji:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Inżynieria chemiczna i procesowa | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Tworzenie systemów technologicznych i podstawy eksploatacji | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Rafał Rakoczy <Rafal.Rakoczy@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | |||
| ECTS (planowane) | 2,0 | ECTS (formy) | 2,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | 3 | Grupa obieralna | 2 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Znajomość elementów matematyki wyższej stosowanej, podstaw automatyki i dynamiki procesowej. |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Student zdobywa wiedzę i umiejętności w zakresie omawianych treści programowych przydatnych do tworzenia elementarnych struktur topologicznych ST oraz analizy ich funkcjonowania w zakresie teoretycznej symulacji. |
| C-2 | Student potrafi wykorzystać zdobytą wiedzę do analizy i syntezy ST z symulacją komputerową w zakresie statyki i dynamiki funkcjonowania llinii technologicznej. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Tworzenie struktur topologicznych wybranych schematów ideowych przy użyciu podstawowych operatorów technologicznych. | 2 |
| T-A-2 | Tworzenie struktór topologicznych ST w oparciu o treść opisującą przebiegi procesów w wybranych schematach technologicznych. | 1 |
| T-A-3 | Zapis struktur ST w postaci grafu: węzeł (element) i odpowiadające im relacje (strumienie). | 1 |
| T-A-4 | Agregatyzacja wybranych struktur ST. Macierz recykli. | 2 |
| T-A-5 | Graf i macierz cykliczna wybranych ST. | 1 |
| T-A-6 | Zapis wybranych struktur topologicznych ST przy użyciu współczynników strukturalnego rozdziału strumieni. Formułowanie matematyczne. Macierze funkcjonowania ST. | 2 |
| T-A-7 | Bilanse materiałowe i energetyczne wybranych struktur topologicznych ST. Macierz wrażliwości parametrycznej. Równania więzi funkcjonalnych. | 2 |
| T-A-8 | Tworzenie struktur topologicznych ST w oparciu o równania kinetryki zachodzących reakcji chemicznych z uwzględnieniem wariantów przebiegu procesu technologicznego. Wariant funcjonowania ST w obrazach struktur tiologicznych. | 1 |
| T-A-9 | Macierze przejścia dla elementów ST. Więzi macierzy złożonych struktur topologicznych ST. Modele logiczne elementów ST. | 2 |
| T-A-10 | Grafy symboliczne w opisie złożonych ST. | 1 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Pojęcia charakteryzujące system technologiczny (ST). Elementy i więzi w ST. Funkcjonowanie elementów ST. Kryteria oceny ST. Algorytmy w zagadnieniach projektowania systemów technologicznych. | 1 |
| T-W-2 | Czynnki określające funkcjonowanie ST (informacje,efektywność, niezawodność, jakość sterowania, stopień odporności na zakłócenie, samoorganizacja, złożoność) | 1 |
| T-W-3 | Graficzny zapis elementyarnych schematów technologicznych (grafy: strukturalny, sygnałowy, strumieniowy, symboliczny). | 1 |
| T-W-4 | Tryb postępowania przy opracowaniu ST. Ograniczenia w ST. Specyficzne właściwości charakterystyk funkcjonowania ST. Algorytm obliczenia. Cykl projektowania ST. | 1 |
| T-W-5 | Podstawowe operatory technologiczne. Podstawowe więzi i warianty struktur topologicznych ST. Tworzenie struktur topologicznych ST. | 1 |
| T-W-6 | Grafy strumieniowe ST. Macierze grafów. Agregatyzacja. Macierz rzędu recyklu. Graf cykliczny. Macierz cykliczna. | 1 |
| T-W-7 | Równania bilansowe. Algorytm obliczenia bilansów. Strumienie technologiczne i umowne. Strumienie uogólnione. Więzi funkcjonalne. Macierz niezależnych równań bilansowych. Elementy systemu z niepełną przemianą chemiczna. | 1 |
| T-W-8 | Synteza ST. Współczynniki strukturalnego rozdziału strumieni. Funkcjonowanie ST. Formułowanie matematyczne. | 1 |
| T-W-9 | Liniowe modele matematyczne ST. Poziom uogólnienia. Macierze przekształcenia ze wspólczynnikami więzi funkcjonalnych dla schematów strukturalnych. | 1 |
| T-W-10 | Opis elementów ST za pomocą funkcji logicznych. Koniunkcyjne i dysjunkcyjne modele elementów ST. Alternatywne rozwiązania. | 1 |
| T-W-11 | Hierarchia modeli ST. Uogólniony model ST. Macierze więzi ST o dużej wymiarowości. Schematy blokowe struktur. Macierzowe funkcje przejścia. Wykorzystanie teorii grafów technologicznych w zapisie ST. | 1 |
| T-W-12 | Formułowanie ogólnego modelu procesu funkcjionowania ST. Charakter funkcjionowania ST. Procesy wejściowe, sterujące i wyjściowe. Funkcjonowanie ST w stanie ustalonym. | 1 |
| T-W-13 | Funkcjonowanie ST jako układu dynamicznego. Przestrzeń stanów ST. | 1 |
| T-W-14 | Eksploatacja SP. Elementy działania. | 1 |
| T-W-15 | Ekonomixczna analiza SP. Ekonomiczne problemy optymalizacji SP. | 1 |
| 15 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 15 |
| A-A-2 | Pobranie typowych schematów technologicznych z dostępnych źródeł (np. Kalendarz Chemiczny,PWN, W-wa,1955.Część II, 14. Dział schematów technologicznych. str. 599/1040). | 1 |
| A-A-3 | Analiza realizacji treści problemów rozwiązywanych na ćwiczeniach audytoryjnych koniecznych do realizacji zadania zaliczeniowego ćwiczenia (bez sprawdzianów pośrednich). | 10 |
| A-A-4 | Uzupełnienie lub korekta elementów ujętych w treści końcowego zadania zaliczającego ćwiczenie audytoryjne. | 4 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 15 |
| A-W-2 | Analiza informacji prezentowanych na wykładach. | 5 |
| A-W-3 | Przygotowanie do sprawdzianu. | 5 |
| A-W-4 | Studiowanie literatury. | 5 |
| 30 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Metody praktyczne (ćwiczenia przedmiotowe) |
| M-2 | Metody podające: wykład informacyjny, objaśnienie lub wyjaśnienie |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie wykładów na zakończenie semestru w formie pisemnego sprawdzianu o tresci teoretycznej i analizy symulacyjnej. |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie zajęć audytoryjnych w oparciu o sprawozdanie zawierające transformację wybranego schematu technologicznego z wykorzystaniem procedur teorii systemów złożonych. |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Ocena końcowa za przedmiot jest oceną średnią ważoną z ocen wszystkich form zajęć. |
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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_1A_D03a_W01 Student zdobywa wiedzę w zakresie omawianych treści programowych przydatnych do tworzenia elementarnych struktur topologicznych ST oraz analizy ich funkcjonowania w zakresie teoretycznej symulacji | ICHP_1A_W04, ICHP_1A_W07, ICHP_1A_W11 | — | — | C-1, C-2 | T-W-1, T-W-2, T-W-8, T-W-5, T-W-6, T-W-4, T-W-7, T-W-9, T-W-10, T-W-11, T-W-12, T-W-13 | M-1, M-2 | S-2, S-3, S-1 |
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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_1A_D03a_U01 Student potrafi w stopniu ogólnym elementarnym wykorzystać zdobytą wiedzę do analizy i syntezy ST z symulacją komputerową w zakresie statyki i dynamiki funkcjonowania linii technologicznej. | ICHP_1A_U01 | — | — | C-2 | T-A-1, T-A-2, T-A-3, T-A-5, T-A-4, T-A-6, T-A-7, T-A-9, T-A-8, T-A-10 | M-1 | S-2, S-3, S-1 |
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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_1A_D03a_K06 Student ma świadomość, że zdobyta wiedza i zdolności jej stosowania podniesie jego umiejętności przydatne w pracy lub nauce i w karierze zawodowej. | ICHP_1A_K06, ICHP_1A_K03 | — | — | C-1, C-2 | T-A-1, T-A-2, T-A-3, T-A-5, T-A-4, T-A-6, T-A-7, T-A-9, T-A-8, T-A-10, T-W-1, T-W-2, T-W-8, T-W-5, T-W-6, T-W-4, T-W-7, T-W-9, T-W-10, T-W-11, T-W-12, T-W-13, T-W-3, T-W-14, T-W-15 | M-1 | S-2, S-3, S-1 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_1A_D03a_W01 Student zdobywa wiedzę w zakresie omawianych treści programowych przydatnych do tworzenia elementarnych struktur topologicznych ST oraz analizy ich funkcjonowania w zakresie teoretycznej symulacji | 2,0 | Student nie ma wiedzy w zakresie omawianych treści programowych przydatynych do tworzenia elementarnych struktur topologicznych ST oraz analizy ich funkcjonowania w zakresie teoretycznej symulacji. |
| 3,0 | Student ma wiedzę w zakresie omawianych treści programowych przydatnych do tworzenia elementarnych struktur topologicznych ST oraz powinien być w stanie przeprowadzić ogólną analizę ich funkcjonowania w zakresie teoretycznej symulacji. | |
| 3,5 | Student ma wiedzę w zakresie teorii ST i jest w stanie interpretować schematy technologiczne w postaci struktur topologicznych. | |
| 4,0 | Student ma wiedzę w zakresie teorii ST i jest w stanie interpretować schematy technologiczne w postaci struktur topologicznych z uwzględnieniem więzi i warunków procesowych funkcjonowania linii technologicznych. | |
| 4,5 | Student ma wiedzę w zakresie teorii ST z uwzględnieneim operatorów funkcjonowania oraz z zapisem macierzowym elementarnych struktur topologicznych ST. | |
| 5,0 | Student ma wiedzę w zakresie teorii ST i jest w stanie tworzyć symulacyjne struktury topologiczne dowolnych procesów kinetycznych przy narzuconych wymaganiach eksploatacyjnych. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_1A_D03a_U01 Student potrafi w stopniu ogólnym elementarnym wykorzystać zdobytą wiedzę do analizy i syntezy ST z symulacją komputerową w zakresie statyki i dynamiki funkcjonowania linii technologicznej. | 2,0 | Student nie jest w stanie w stopniu ogólnym wykorzystać zdobytej wiedzy do analizy i syntezy ST (dotyczy wybranego schematu technologicznego). |
| 3,0 | Student potrafi w stopniu ogólnym wykorzystać zdobytą wiedzę do analizy i syntezy symulacyjnej funkcjonowania elementarnych linii technologicznej (dla wybranego schematu technologicznego potrafi podać schemat blokowy, schemat z symbolami POT. agregatyzacja, macierze wejscie-wyjście). | |
| 3,5 | Student potrafi zastosować w stopniu ogólnym zdobytą wiedzę do zapisu zadanych prostych elementarnych ST zgodnie z zasadami transformacji systemów złożonych (dla wybranego schematu technologicznego potrafi jak na ocenę 3,0 oraz dodatkowo opis tekstowy ST, napisać graf z elementami ST, schematy POT po kolejnych etapach agregatyzacji, graf i macierz cyklicza). | |
| 4,0 | Student potrafi tworzyć i transformować proste ST zadane w różnych postaciach informacyjnych (dla wybranego schematu technologicznego potrafi jak na ocenę 3,5 oraz dodatkowo schemat z symbolami POT i współczynnikami strukturalnego podziału więzi technologicznych,tablicę i zapis macierzowy więzi technologicznych wraz z rozwiązaniem analitycznym). | |
| 4,5 | Student umie wykorzystać zdobytą wiedzę w konkretnych przypadkach ST z zadaną kinetyką procesową i potrafi zastosować prawa matematyki stosowanej do matematycznego opisu elementów ST (dla wybranego schematu technologicznego potrafi jak na ocenę 4,0 oraz.dodatkowo bilanse masowe i ciepolne więzi technologicznych i fikcyjnych, macierz wrażliwości paraemtrycznej, zapis elementów ST z wykorzystaniem funkcji przypadkowych). | |
| 5,0 | Student potrafi wykorzystać wszechstronnie pełny zakres zdobytej wiedzy w syntezie i analizie ST niezależnie od stopnia złożoności struktur topologicznych (dla wybranego schematu technologicznego potrafi jak na ocenę 4,5 oraz. dodatkowo macierze wejście-wyjście dlai elementów ST w zapisie ogólnym w dziedzinie oryginału i obrazu). |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_1A_D03a_K06 Student ma świadomość, że zdobyta wiedza i zdolności jej stosowania podniesie jego umiejętności przydatne w pracy lub nauce i w karierze zawodowej. | 2,0 | Student nie jest świadomy, że zdobyta wiedza i umiejętności pozwolą zrozumieć pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżynieryjnej. |
| 3,0 | Student jest świadomy, że zdobyta wiedza i umiejętności pozwolą zrozumieć gówne pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżynieryjnej. | |
| 3,5 | Student jest świadomy, że zdobyta wiedza i umiejętności pozwolą zrozumieć głowne pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżynieryjnej ale nie jest w stanie odpowiednio zdefiniować priorytety służące realizacji określonego przez siebie zadania. | |
| 4,0 | Student jest świadomy, że zdobyta wiedza i umiejętności pozwolą zrozumieć głowne pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżynieryjnej oraz jest w stanie odpowiednio zdefiniować priorytety i ustalic głowne wymagania i ograniczenia służące poprawnej realizacji określonego przez siebie zadania. | |
| 4,5 | Student jest świadomy, że zdobyta wiedza i umiejętności pozwolą zrozumieć szeroki wachlarz pozatechnicznych aspektów i skutków działalności inżynieryjnej oraz jest w stanie sprecyzować, odpowiednio zdefiniować i ocenic wieloznaczne priorytety służące realizacji określonego przez siebie. | |
| 5,0 | Student jest świadomy, że zdobyta wiedza i umiejętności pozwolą zrozumieć pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżynieryjnej w obszarzew konkretnych zagadnień oraz jest w stanie odpowiednio zdefiniować priorytety, ograniczenia, warunki i wymagania optymalizujace mozliwość realizacji praktycznej stawianego zadania. |
Literatura podstawowa
- Findejsen W., Analiza systemowa-podstawy metodologiczne, PWN, Warszawa, 1985
- Gutenbaun J., Modele matematyczne systemów, Omnitech, Warszawa, 1992
- S. Bretsznajder, Zagadnienia projektowania procesów przemysłu chemicznego, PWT, Warszawa, 1956
- Masiuk S., Rysunek techniczny dla chemików, WPS, Szczecin, 1986
Literatura dodatkowa
- Konieczny J., Inżynieria systemów działania, WNT, Warszawa, 1983
- Sage A.p., System engineering, John Wiley, N.Y., 1992
- Bertalanty von L., Ogólna teoria systemów, PWN, Warszawa, 1984
- Kir G.J., Ogólna teoria systemów, PWN, Warszawa, 19762011
- E.J. Henley, R.A. Williams, Graph theory in modern engineering:computer aided design, control, optimization,reliability analysiis, Academic Press, New York, 1073