- Nazwa przedmiotu:
- Sterowanie i regulacja procesów biotechnologicznych
- Koordynator przedmiotu:
- dr hab. inż. Łukasz Makowski
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia II stopnia
- Program:
- Biotechnologia
- Grupa przedmiotów:
- Obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- brak
- Semestr nominalny:
- 1 / rok ak. 2014/2015
- Liczba punktów ECTS:
- 4
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 1. godziny kontaktowe 45 h, w tym:
a) obecność na wykładach - 15 h,
b) obecność na zajęciach laboratoryjnych - 30 h
2. zapoznanie z literaturą - 10 h
3. przygotowanie do zajęć laboratoryjnych - 10 h
4. przygotowanie do zaliczeń pisemnych i ustnych - 15 h
Razem nakład pracy studenta: 80 h, co odpowiada 3 punktom ECTS.
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 1. obecność na wykładach - 15 h,
2. obecność na zajęciach laboratoryjnych - 30 h
Razem: 45 h, co odpowiada 2 punktom ECTS.
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- 1. obecność na zajęciach laboratoryjnych - 30 h
Razem: 30 h, co odpowiada 1 punktowi ECTS.
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład30h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium30h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- brak
- Limit liczby studentów:
- brak
- Cel przedmiotu:
- Po ukończeniu kursu student powinien:
• mieć ogólną wiedzę teoretyczną na temat zasad działania układów sterowania i regulacji w przemyśle biotechnologicznym,
• posiadać znajomość zasad działania przemysłowych przetworników pomiarowych, urządzeń wykonawczych oraz regulatorów z ciągłym i nieciągłym sygnałem wyjściowym,
• poprawnie interpretować przebieg procesów regulacji i wpływ nastaw regulatorów na przebiegi czasowe wielkości wyjściowych z układów regulacji.
- Treści kształcenia:
- Omówienie zasad działania układów automatyki przemysłowej stosowanych w procesach biotechnologicznych. Przedstawienie struktur układów regulacji automatycznej oraz zasady działania elementów składowych układów regulacji automatycznej.
Wykład obejmuje omówienie następujących zagadnień:
1. Pojęcia podstawowe (obiekt sygnały sterujące i zakłócające, charakterystyki statyczne i dynamiczne, sprzężenie zwrotne, struktury układów regulacji i jej rodzaje).
2. Pomiary i miernictwo (pomiary pośrednie i bezpośrednie, statyczne i dynamiczne błędy pomiarowe, warunki znamionowe, rzeczywiste i idealne charakterystyki statyczne urządzeń pomiarowych).
3. Budowa i zasada działania czujników pomiarowych parametrów procesowych: temperatury, ciśnienia, przepływu, poziomu i stężenia.
4. Urządzenia wykonawcze: zawory, siłowniki pneumatyczne i hydrauliczne (membranowe i tłokowe), grzałki elektryczne.
5. Zasada działania regulatorów (z ciągłym i nieciągłym sygnałem wyjściowym) oraz prawa regulacji. Regulatory bezpośredniego działania .
6. Przykłady układów regulacji automatycznej wykorzystujących omawiane rodzaje regulatorów.
7. Dynamika regulatorów z ciągłym sygnałem wyjściowym
8. Dynamika układów regulacji automatycznej
Laboratorium – wykonanie ćwiczeń praktycznych:
1. Regulacja dwupołożeniowa temperatury w bioreaktorze.
2. Badanie własności dynamicznych kaskady mieszalników i mieszalnika rurowego.
3. Badanie własności dynamicznych przetworników temperatury.
4. Regulacja poziomu cieczy w bioreaktorze przepływowym przy użyciu regulatorów z ciągłym sygnałem wyjściowym.
5. Sterowanie przepływem cieczy w instalacjach przemysłowych.
6. Badanie własności statycznych przetworników temperatury
- Metody oceny:
- Zaliczenie pisemne (wykład) + zaliczenia ustne/pisemne (laboratorium)
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- 1. Jerzy Kostro, Elementy, urządzenia i układy automatyki, WSiP.
2. Bohdan Chorowski, Mirosław Werszko, Mechaniczne urządzenia automatyki, WNT.
3. Andrzej Burghardt, Grażyna Bartelmus, Inżynieria reaktorów chemicznych, Wydawnictwo Naukowe PWN
- Witryna www przedmiotu:
- ch.pw.edu.pl
- Uwagi:
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Efekt W01
- zna strukturę i zasady działania układów sterowania i regulacji, w tym także ich elementów składowych: przetworników pomiarowych, regulatorów oraz urządzeń wykonawczych
Weryfikacja: zaliczenie pisemne, zaliczenie ustne
Powiązane efekty kierunkowe:
K_W01, K_W09
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_W01, T2A_W03, T2A_W05, T2A_W06
- Efekt W02
- zna zasady projektowania i optymalizacji układów automatyki w przemyśle biotechnologicznym
Weryfikacja: zaliczenie pisemne, zaliczenie ustne
Powiązane efekty kierunkowe:
K_W08, K_W09
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_W02, T2A_W04, T2A_W06, T2A_W07, T2A_W06
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Efekt U01
- posiada umiejętność oceny efektywności funkcjonowania przemysłowych układów sterowania i regulacji
Weryfikacja: zaliczenie pisemne, zaliczenie ustne
Powiązane efekty kierunkowe:
K_U09, K_U17
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_U05, T2A_U08, T2A_U09, T2A_U10, T2A_U13, T2A_U15
- Efekt U02
- potrafi dobrać odpowiednią strukturę układu sterowania dla biotechnologicznego obiektu regulacji
Weryfikacja: zaliczenie ustne
Powiązane efekty kierunkowe:
K_U09, K_U10, K_U17
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_U05, T2A_U08, T2A_U09, T2A_U10, T2A_U08, T2A_U13, T2A_U15, T2A_U16
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Efekt K01
- potrafi pracować w zespole w zakresie projektowania i optymalizacji układów automatyki przemysłowej
Weryfikacja: zaliczenie ustne
Powiązane efekty kierunkowe:
K_K02
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_K06