Generuj PDF tej strony

Nazwa modułu:
Rok akademicki:
Wydział:
Kierunek:
Programowanie systemów kontrolno-pomiarowych
2016/2017
Kod: EME-1-504-s
Punkty ECTS:
6
Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej
Mikroelektronika w technice i medycynie
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Język wykładowy: Polski
Profil kształcenia:
Specjalność:
Forma i tryb studiów:
Ogólnoakademicki (A)
Semestr: 5
Strona www:
Osoba odpowiedzialna:
KMON Piotr ([email protected])
Osoby prowadzące: KMON Piotr ([email protected])
Maj Piotr ([email protected])
Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM
Student, który zaliczył moduł zajęć
wie/umie/potrafi
Powiązania z EKK
Sposób weryfikacji
efektów kształcenia
(forma zaliczeń)
M_W001
wie, jak zbudowany jest system kontrolnopomiarowy
ME1A_W07
Kolokwium, Aktywność
na zajęciach
M_W002
Potrafi scharakteryzować podstawowe platformy
do budowy systemów kontrolno-pomiarowych
ME1A_W07,
ME1A_W19
Kolokwium, Aktywność
na zajęciach
M_W003
Zna budowę i zasady działania oraz obszary
zastosowań podstawowych platform
programowalnych
ME1A_W07,
ME1A_W06,
ME1A_W19
Kolokwium, Aktywność
na zajęciach
M_W004
Zna i rozumie pojęcia związane z automatyką i
teorią sterowania.
ME1A_W12
Aktywność na
zajęciach, Kolokwium
M_U001
Umie napisać specyfikację systemu kontrolnopomiarowego w sposób czytelny dla innych
programistów
ME1A_U03
Aktywność na
zajęciach, Kolokwium
M_U002
Umie zaprogramować wybrane platformy
sprzętowe do pracy w systemach kontrolnopomiarowych
ME1A_U10, ME1A_U11
Aktywność na
zajęciach, Kolokwium
Wiedza
Umiejętności
1/5
Karta modułu - Programowanie systemów kontrolno-pomiarowych
M_U003
Umie poprawnie i świadomie wykorzystać
dostępne platformy sprzętowe do budowy
systemów kontrolno-pomiarowych
M_U004
Potrafi zaplanować pracę zespołu i sprawnie
oraz bezpiecznie w tym zespole pracować.
M_U005
Potrafi zaprojektować poprawnie działający
układ regulacji automatycznej.
ME1A_U01, ME1A_U10
Aktywność na
zajęciach, Kolokwium
Kolokwium, Aktywność
na zajęciach
ME1A_U25
Aktywność na
zajęciach, Kolokwium
ME1A_K04
Aktywność na
zajęciach, Kolokwium
Kompetencje społeczne
M_K001
Ma świadomość odpowiedzialności za pracę
własną i zespołu, a także jest gotowy
podporządkować się zasadom pracy zespołowej.
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Konwersatori
um
Zajęcia
seminaryjne
Zajęcia
praktyczne
Zajęcia
terenowe
Zajęcia
warsztatowe
wie, jak zbudowany jest
system kontrolno-pomiarowy
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
M_W002
Potrafi scharakteryzować
podstawowe platformy do
budowy systemów kontrolnopomiarowych
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
M_W003
Zna budowę i zasady
działania oraz obszary
zastosowań podstawowych
platform programowalnych
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
M_W004
Zna i rozumie pojęcia
związane z automatyką i
teorią sterowania.
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
M_U001
Umie napisać specyfikację
systemu kontrolnopomiarowego w sposób
czytelny dla innych
programistów
+
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
M_U002
Umie zaprogramować
wybrane platformy sprzętowe
do pracy w systemach
kontrolno-pomiarowych
-
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
M_U003
Umie poprawnie i świadomie
wykorzystać dostępne
platformy sprzętowe do
budowy systemów kontrolnopomiarowych
+
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
E-learning
Ćwiczenia
projektowe
M_W001
Inne
Ćwiczenia
laboratoryjne
Forma zajęć
Ćwiczenia
audytoryjne
Student, który zaliczył moduł
zajęć wie/umie/potrafi
Wykład
Kod EKM
Wiedza
Umiejętności
2/5
Karta modułu - Programowanie systemów kontrolno-pomiarowych
M_U004
Potrafi zaplanować pracę
zespołu i sprawnie oraz
bezpiecznie w tym zespole
pracować.
-
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
M_U005
Potrafi zaprojektować
poprawnie działający układ
regulacji automatycznej.
-
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
Kompetencje społeczne
M_K001
Ma świadomość
odpowiedzialności za pracę
własną i zespołu, a także jest
gotowy podporządkować się
zasadom pracy zespołowej.
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład
Wykład
WYKŁAD 12×45min
Omówienie programu przedmiotu w zakresie wykładu i laboratorium. Omówienie
poszczególnych zagadnień i związanych z nimi trudności, które należy rozwiązać.
Wprowadzenie do automatyki i teorii sterowania.
WYKŁAD 2/32×45min
Podstawowe pojęcia: obiekt sterowania, układ regulacji, rodzaje sprzężeń między
urządzeniem sterującym a obiektem, sterowanie w układzie otwartym i zamkniętym.
Transmitancja operatorowa, charakterystyki czasowe obiektów regulacji. Transmitancja
widmowa i charakterystyki częstotliwościowe obiektów regulacji. Stabilność liniowych
układów automatyki. Warunki stabilności. Regulatory i człony korekcyjne w układach
regulacji.
WYKŁAD 44×45min
Programowanie systemów kontrolno-pomiarowych. Przypomnienie podstawowych
typów danych, funkcji, sposobu pisania programów wraz z przykładami.
WYKŁAD 52×45min
Karty akwizycji danych. Rodzaje kart pomiarowych, budowa toru akwizycji sygnału
analogowego, toru generowania sygnału analogowego. Charakterystyka cyfrowych
wejść/wyjść oraz układów licznikowych oraz ich podstawowe parametry. Przykłady
zastosowania, Programowanie kart pomiarowych. Charakterystyka stertowników kart i
sposoby wykorzystania ich w oprogramowaniu. Wstęp do akwizycji sygnałów.
Przykłady akwizycji pojedynczej próbki sygnału, buforowanej akwizycji wielu próbek w
trybie ciągłym. Omówienie zasad dobrego budowania zadania akwizycji danych.
Generacja danych oraz operacje licznikowe. Przykłady wykorzystania budowanych
zadań akwizycji w wielowątkowej aplikacji.
WYKŁAD 6
2×45min
Komunikacja z przyrządami pomiarowymi. Definicja pomiaru zdalnego. Standardy
komunikacji z przyrządami. Omówienie RS-232 oraz GPIB. Programowanie
automatycznych testów z wykorzystaniem RS-232 oraz GPIB wraz ze stosownymi
przykładami.
WYKŁAD 7/8/96×45min
Systemy czasu rzeczywistego. Charakterystyka systemów RT i związane z nimi
nazewnictwo. Porównanie z systemami ogólnego przeznaczenia. Definicja zadania
(wątku) jako wydzielonej części oprogramowania i omówienie sposobów przydzielania
3/5
Karta modułu - Programowanie systemów kontrolno-pomiarowych
czasu procesora do poszczególnych zadań. Struktury priorytetowe, określanie
priorytetów programów. Komunikacja pomiędzy zadaniami. Omówienie kolejek RT,
struktury FGV. Pętla czasokrytyczna i zapewnienie jej determinizmu. Budowa aplikacji
wykonywalnej.
WYKŁAD 10/11/12/138×45min
Układy FPGA – omówienie architektury układów, definicji połączeń pomiędzy
zdefiniowanymi blokami. Sposoby programowania układów FPGA. Przeznaczenie
programów oraz charakterystyka zadań, do których stosowane są ww. układy.
Struktura programów oraz właściwości programów pisanych w FPGA, Programowanie
struktur FPGA: Sekwencjonowanie kodu, taktowanie układu, czasy wykonywania
poszczególnych funkcji i struktur, sposoby doboru zegara, wykonywanie szeregu
funkcji w jednym takcie zegara, debuggowanie kodu, obsługa wejść/wyjść.
Komunikacja pomiędzy zadaniami. Komunikacja pomiędzy wątkami. Komunikacja
układu z systemem nadrzędnym przez DMA FIFO, IRQ. Architektura programu w
systemie nadrzędnym
WYKŁAD 14
2×45min
Kamera w systemie kontrolno – pomiarowym. Konfiguracja projektu wykorzystującego
kamerę, deguggowanie programów.
Akwizycja obrazów. Rodzaje kamer i sposoby konfiguracji urządzeń i pozyskiwania z
nich danych. Podłączenie kamery do komputera, parametry akwizycji obrazu.
Akwizycja ciągła i akwizycja pojedynczych ramek obrazu. Zapis pojedynczych ramek
oraz fragmentu filmu z odpowiednimi parametrami.
WYKŁAD 152×45min
Podsumowanie – przykłady integrowania różnych urządzeń omawianych wcześniej w
jednym systemie kontrolno-pomiarowym. Wskazanie na problemy i sposoby ich
rozwiązywania. Przykład budowy systemu sterowania z wykorzystaniem systemu
czasu rzeczywistego.
Ćwiczenia laboratoryjne
Laboratorium
LABORATORIUM 4 × 45 min
1. Zapoznanie z metodami programowania, budowania projektu programowego
wykorzystującego zewnętrzne urządzenia i przyrządy pomiarowe,
2. Projektowanie układów automatyki z wykorzystaniem środowiska LabVIEW,
wyznaczanie charakterystyk czasowych oraz częstotliwościowych dla podstawowych
elementów automatyki. Działanie układu automatycznej regulacji. Rodzaje
regulatorów. Badanie jakości regulacji, statycznej i dynamicznej.
3. Karta pomiarowa w systemie kontrolno-pomiarowym – pomiar prędkości elementu
wirującego z wykorzystaniem analogowego wejścia oraz liczników zawartych na karcie
akwizycji danych
4. Zdalna kontrola przyrządów pomiarowych przez GPIB oraz pomiar
zautomatyzowany pomiar charakterystyki A-F urządzenia,
5. Systemy czasu rzeczywistego w systemie kontrolno-pomiarowym – zapoznanie z
determinizmem i porównanie wykonywania fragmentu kodu w systemie RT i w
systemie Windows,
6. FPGA w systemie kontrolno-pomiarowym – program generujący sygnał VGA, PDA w
systemie kontrolno-pomiarowym – budowa wirtualnego urządzenia mobilnego do
pomiaru częstotliwości dźwięku,
7. Kamera w systemie kontrolno-pomiarowym – metody akwizycji i rejestracji na dysk
obrazu z kamery podłączonej do komputera przez złącze USB,
8. Kolokwium zaliczeniowe, wystawienie ocen (2×45min)
4/5
Karta modułu - Programowanie systemów kontrolno-pomiarowych
Sposób obliczania oceny końcowej
Ocena z laboratorium jest obliczana na podstawie sumy punktów z kolokwiów i aktywności zgodnie z
regulaminem studiów, przy czym:
1. kolokwium I 30 pkt;
2. kolokwium II (niezależny egzamin certyfikacyjny) 30 pkt;
3. aktywność 10 pkt;
Ocena końcowa wystawiana jest na podstawie oceny z laboratorium.
Wymagania wstępne i dodatkowe
Znajomość podstaw programowania
Zalecana literatura i pomoce naukowe
1.Robert H. Bishop: LabVIEW Student Edition, Prentice Hall, 2009
2.Materiały szkoleniowe kursów LabVIEW Core I, LabVIEW Core II, LabVIEW Core III,
National
Instruments, Warszawa 2010
3.W. Nawrocki: Komputerowe Systemy Pomiarowe, WKŁ, 2002
4. Materiały szkoleniowe kursów programowania układów FPGA, systemów RT oraz Data Acquisition and
Signal Conditioning, National Instruments, Warszawa 2010,
Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu
Nie podano dodatkowych publikacji
Informacje dodatkowe
Brak
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta
Obciążenie
studenta
Udział w wykładach
28 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych
28 godz
Przygotowanie do zajęć
50 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć
50 godz
Sumaryczne obciążenie pracą studenta
156 godz
Punkty ECTS za moduł
6 ECTS
5/5