monter elektronik 725[01] z3 01 n

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Urszula Ran

Instalowanie urządzeń automatyki i obsługa prostych
układów automatycznej regulacji

725[01].Z3.01

Poradnik dla nauczyciela

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji–Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Recenzenci:
mgr inż. Anna Tąpolska
mgr inż. Grzegorz Śmigielski

Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Danuta Pawełczyk

Konsultacja:
mgr inż. Gabriela Poloczek

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 725[01].Z3.01
„Instalowanie urządzeń automatyki i obsługa prostych układów automatycznej regulacji”

zawartego w modułowym programie nauczania dla zawodu monter elektronik.

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji–Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Przykładowe scenariusze zajęć

5. Ćwiczenia

5.1. Zasada działania układów automatycznej regulacji

5.1.1. Ćwiczenia

5.2. Elementy składowe układu automatycznej regulacji i ich funkcje

5.2.1. Ćwiczenia

5.3. Czujniki i przetworniki pomiarowe – budowa i zasada działania

5.3.1. Ćwiczenia

5.4. Regulatory – budowa i zasada działania

5.4.1. Ćwiczenia

5.5. Sterowniki PLC – budowa i zasada działania

5.5.1

Ćwiczenia

5.6. Urządzenia rejestrujące – budowa i zasada działania

6.1.

Ćwiczenia

5.7. Elementy przełączające – budowa i zasada działania

5.7.1

Ćwiczenia

5.8. Przetworniki elektrooptyczne – budowa i zasada działania

5.8.1

Ćwiczenia

5.9. Układy regulacji wielkości nieelektrycznych (temperatura, ciśnienie,

przepływ) – budowa i zasada działania

5.9.1.

Ćwiczenia

5.10. Instalacja i obsługa urządzeń regulacji

5.10.1

Ćwiczenia

5.11. Zabezpieczenia w układach automatyki

5.11.1.

Ćwiczenia

6. Ewaluacja osiągnięć ucznia

7. Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Przekazuję Państwu Poradnik dla nauczyciela „Instalowanie urządzeń automatyki

i obsługa prostych układów automatycznej regulacji”, który będzie pomocny w prowadzeniu
zajęć dydaktycznych w szkole kształcącej w zawodzie monter elektronik 725[01].

W poradniku zamieszczono:

−

wymagania wstępne,

−

wykaz umiejętności, jakie uczeń opanuje podczas zajęć,

−

przykładowe scenariusze zajęć,

−

propozycje ćwiczeń, które mają na celu ukształtowanie u uczniów umiejętności
praktycznych,

−

ewaluację osiągnięć ucznia,

−

wykaz literatury, z jakiej można korzystać podczas zajęć.
Wskazane jest, aby zajęcia dydaktyczne były prowadzone różnymi metodami ze

szczególnym uwzględnieniem:

−

pokazu z objaśnieniem,

−

tekstu przewodniego,

−

metody projektów,

−

ćwiczeń praktycznych.
Formy organizacyjne pracy uczniów mogą być zróżnicowane, począwszy od samodzielnej

pracy uczniów do pracy zespołowej.

W celu przeprowadzenia sprawdzianu wiadomości i umiejętności ucznia, nauczyciel może

posłużyć się zamieszczonym w rozdziale 6 zestawem zadań testowych, zawierającym różnego
rodzaju zadania.

W tym rozdziale podano również:

−

plan testu w formie tabelarycznej,

−

punktacje zadań,

−

propozycje norm wymagań,

−

instrukcję dla nauczyciela,

−

instrukcję dla ucznia,

−

kartę odpowiedzi,

−

zestaw zadań testowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

725[01].Z3

Instalacja urządzeń elektronicznych

725[01].Z3.01

Instalowanie urządzeń automatyki

i obsługa prostych układów

automatycznej regulacji

725[01].Z3.02

Instalowanie sterowników i regulatorów

mikroprocesorowych

725[01].Z3.03

Instalowanie urządzeń elektronicznych

powszechnego użytku

Schemat układu jednostek modułowych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej uczeń powinien umieć:

−

dobierać przyrządy pomiarowe,

−

obsługiwać podstawowe przyrządy pomiarowe,

−

mierzyć wielkości elektryczne,

−

rozróżniać elementy i podzespoły elektroniczne na podstawie oznaczeń i wyglądu,

−

montować elementy elektroniczne,

−

uruchamiać i testować proste układy cyfrowe i analogowe,

−

objaśniać budowę i działanie podstawowych układów cyfrowych i analogowych,

−

korzystać z różnych źródeł informacji,

−

korzystać z jednostek układu SI,

−

stosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej i ochrony
środowiska.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej uczeń powinien umieć:

−

scharakteryzować elementy stosowane w układzie automatyki, takie jak: czujniki,
przetworniki, regulatory, elementy wykonawcze,

−

wyjaśnić działanie układu automatycznej regulacji,

−

rozróżnić typy regulatorów oraz określić ich zastosowanie,

−

zmontować i zainstalować prosty układ automatycznej regulacji w typowym
zastosowaniu,

−

posłużyć się normami, katalogami, dokumentacją techniczną,

−

odczytać schematy blokowe, ideowe i montażowe urządzeń automatyki,

−

sporządzić wstępny kosztorys wykonania montażu układu automatyki,

−

ocenić jakość wykonanej pracy,

−

zademonstrować poprawność wykonywanego montażu układu automatyki,

−

zorganizować stanowisko pracy zgodnie z wymaganiami ergonomii, zasadami
bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej oraz ochrony środowiska,

−

zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej
i ochrony środowiska podczas montażu urządzeń automatyki,

−

przewidzieć zagrożenia występujące podczas montażu układów automatyki.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. PRZYKŁADOWE SCENARIUSZE ZAJĘĆ

Scenariusz zajęć 1

Osoba prowadząca

…………………………………………….

Modułowy program nauczania:

Monter elektronik 725[01]

Moduł:

Instalacja urządzeń elektronicznych 725[01].Z3

Jednostka modułowa:

Instalowanie urządzeń automatyki i obsługa prostych
układów automatycznej regulacji 725[01].Z3.01

Temat: Dobór czujników termorezystancyjnych i termoelektrycznych.

Cel ogólny: Ukształtowanie umiejętności doboru czujników pomiarowych do określonych

warunków technicznych.

Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń powinien umieć:

−

dobrać czujnik do określonego układu pomiarowego i warunków eksploatacyjnych,

−

zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bezpieczeństwa i higieny pracy,

−

skorzystać z kart katalogowych, katalogów producentów,

−

wyszukać w zasobach Internetu informacji.

Metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Formy organizacyjne pracy uczniów:

−

zespoły dwuosobowe (liczebność zespołu uzależniona od liczby komputerów).

Czas trwania zajęć:

−

90 minut.

Środki dydaktyczne:

−

kartki z opisem układu i danymi do doboru czujnika,

−

karty katalogowe,

−

katalogi firm,

−

komputer PC z dostępem do Internetu,

−

wykaz adresów stron Internetowych producentów czujników rezystancyjnych i termopar

−

drukarka, skaner,

−

papier do drukarki,

−

przybory do pisania.

Uczestnicy:

−

uczniowie zasadniczej szkoły zawodowej kształcącej w zawodzie monter elektronik.

Przebieg zajęć:
1. Sprawy organizacyjne.
2. Nawiązanie do tematu, omówienie celów zajęć i sposobu wykonania ćwiczenia

z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.

3. Zorganizowanie stanowiska pracy do wykonania ćwiczenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. Realizacja tematu:

−

każdy zespół otrzymuje przykład układu, do którego ma dobrać czujnik
termorezystancyjny lub termoelektryczny (analiza wstępna treści zadania – 10 min.),

−

zespoły po uszczegółowieniu wymagań zadania uzgadniają sposób poszukiwań
(w razie trudności korzystają z pomocy nauczyciela),

−

przez cały czas trwania ćwiczenia (40 min.) uczniowie korzystają z różnych źródeł
informacji, poszukując czujnika spełniającego określone wymagania,

−

nauczyciel nadzoruje pracę uczniów i pomaga w poszukiwaniach, zwraca uwagę czy
zespoły korzystają z różnych źródeł informacji.

5. Po znalezieniu odpowiedniego czujnika przygotowują prezentację (budowa i zasada

działania czujnika, parametry techniczne, producent, zakresy pomiarowe, warunki
eksploatacyjne) – czas 10 min.

6. Nauczyciel analizuje pracę zespołów podczas przygotowywanej prezentacji.
7. Zespoły prezentują efekty swoich poszukiwań.
8. Uczniowie wspólnie z nauczycielem dokonują oceny prac.

Zakończenie zajęć

Praca domowa

Wyszukaj pięć przykładów zastosowań czujników poznanych w trakcie realizacji

ćwiczenia do pomiarów przemysłowych.

Sposób uzyskania informacji zwrotnej od ucznia po zakończonych zajęciach:

−

anonimowe ankiety ewaluacyjne dotyczące sposobu prowadzenia zajęć i opanowanych
umiejętności.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Scenariusz zajęć 2

Osoba prowadząca

……………………………………….

Modułowy program nauczania:

Monter elektronik 725[01]

Moduł:

Instalacja urządzeń elektronicznych 725[01].Z3

Jednostka modułowa:

Instalowanie urządzeń automatyki i obsługa
prostych

układów

automatycznej

regulacji

725[01].Z3.01

Temat: Programowa realizacja regulatora dwustawnego w sterowniku PLC.

Cel ogólny: Ukształtowanie umiejętności programowania sterowników PLC

Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń powinien umieć:

−

zaprogramować regulator dwustawny,

−

zrealizować układ regulacji dwustawnej z wykorzystaniem sterownika PLC,

−

zorganizować stanowisko do programowania sterownika PLC zgodnie z zasadami
bezpieczeństwa i higieny pracy,

−

zinterpretować otrzymane wyniki.

Metody nauczania–uczenia się:

−

metoda przewodniego tekstu.

Formy organizacyjne pracy uczniów:

−

grupy 2–3 osobowe w zależności od liczby stanowisk ze sterownikiem PLC.

Czas trwania zajęć:

−

180 minut.

Środki dydaktyczne:

−

sterownik PLC (np. S400),

−

instrukcja obsługi,

−

komputer z oprogramowaniem,

−

mierniki uniwersalne,

−

rejestrator,

−

drukarka,

−

papier do drukarki,

−

literatura wskazana przez nauczyciela,

−

materiały i przybory do pisania.

Uczestnicy:

−

uczniowie zasadniczej szkoły zawodowej kształcącej w zawodzie monter elektronik.

Przebieg zajęć:

Zadanie dla ucznia

Zaprogramuj w sterowniku PLC układ regulacji dwustanowej ogrzewania. Opis układu:

w pewnym procesie chemicznym temperatura powinna być utrzymywana na stałym poziomie
80

C z tolerancją ± 3

C. Czujnik mierzy temperaturę rzeczywistą, która jest w przetworniku

pomiarowym przetwarzana na napięcie stałe 0–10 V. Napięcie to podawane jest na wejście

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

EA 0.00 sterownika. Sterowanie ogrzewaniem odbywa się za pomocą wyjścia A 0.00
sterownika. W układzie znajdują się dwie lampki sygnalizacyjne: H1–sygnalizuje temperaturę
niższą, a lampka H dwutemperaturę wyższą od zadanej. Opracuj listę przyporządkowującą,
przelicz temperaturę na wartości binarne oraz opracuj listę rozkazów AWL z komentarzem.

FAZA WSTĘPNA

Czynności organizacyjno-porządkowe, określenie tematu zajęć, zaznajomienie uczniów

z pracą metodą przewodniego tekstu.

FAZA WŁAŚCIWA

INFORMACJE
1. Co to jest lista rozkazów AWL?
2. Z jakich części składa się rozkaz AWL?
3. Na jaki sygnał napięciowy przetwarzane są w module analogowym sterownika wyniki

wielkości analogowych?

4. Jak jest przetwarzany sygnał napięciowy w przetworniku A/C na sygnał binarny?
5. Jak działa moduł komparatora w sterowniku i jak się go programuje?
6. Jakie urządzenia masz do dyspozycji?

PLANOWANIE
1. Ustal, w jaki sposób zaprogramujesz regulator dwustawny w sterowniku.
2. Ustal, jakie dane z zadania masz zaprogramować.
3. Ustal, jakie zarejestrujesz przebiegi.
4. Zaplanuj kolejność wykonania czynności.

UZGODNIENIE
1. Omów wszystkie punkty z fazy planowania z nauczycielem.
2. Odnieś się do uwag i propozycji nauczyciela.

WYKONANIE
1. Narysuj charakterystykę statyczną regulatora.
2. Opracuj listę przyporządkowującą wynikającą z treści zadania.
3. Przelicz wartości maksymalne i minimalne na wartości binarne.
4. Opracuj listę rozkazów AWL z komentarzem.
5. Zaprogramuj układ regulacji temperatury z regulatorem dwustawnym.
6. Dokonaj symulacji działania układu regulacji wykorzystując dostępne urządzenia.
7. Zarejestruj przebieg zmian temperatury w układzie.
8. Zinterpretuj otrzymane wyniki.
9. Przygotuj się do zaprezentowania swojej pracy. Zespoły uczniów wyznaczają osobę, która

dokonuje prezentacji ćwiczenia.

SPRAWDZANIE
1. Czy poprawnie zostały opracowane lista przyporządkowująca, lista rozkazów AWL,

przeliczenie temperatur na wartości binarne?

2. Czy prawidłowo został zaprogramowany regulator dwustawny?
3. Czy zarejestrowane przebiegi zmian temperatury są zgodne z oczekiwaniami?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

FAZA KOŃCOWA

Uczniowie wraz z nauczycielem wskazują, które etapy ćwiczenia sprawiły im najwięcej

trudności. Nauczyciel podsumowuje całe ćwiczenie, wskazuje jakie nowe, ważne umiejętności
zostały wykształcone, jakie wystąpiły nieprawidłowości i jak ich unikać w przyszłości.

Zakończenie zajęć

Sposób uzyskania informacji zwrotnej od ucznia po zakończonych zajęciach:

−

anonimowe ankiety ewaluacyjne dotyczące sposobu prowadzenia zajęć, trudności podczas
realizowania zadania i opanowanych umiejętności.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. ĆWICZENIA

5.1. Zasada działania układów automatycznej regulacji

5.1.1 Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Ze względu na realizowane zadania sklasyfikuj poniższe układy regulacji:

−

radarowe układy lotnicze,

−

zmywarka do naczyń,

−

ARW (układ automatycznej regulacji wzmocnienia) w radioodbiorniku,

−

lodówka,

−

obrabiarka dorabiająca klucze.

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracując indywidualnie przeprowadzają klasyfikację układów regulacji i na tej

podstawie rozwiązują pisemnie zadanie. Pięciu uczniów, którzy najszybciej wykonają zadanie,
oddaje zeszyty do sprawdzenia nauczycielowi. Otrzymują oceny za poprawnie rozwiązane
zadanie. Czas wykonania zadania określa nauczyciel np. 15 minut.

Uwaga: Jeśli proponowane przez ucznia rozwiązanie jest błędne nie otrzymuje on oceny

negatywnej. Po upływie wyznaczonego czasu na wykonanie ćwiczenia pozostali
uczniowie przedstawiają rozwiązanie zadania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się materiałem teoretycznym o układach regulacji,
2) przeprowadzić analizę działania wymienionych urządzeń,
3) określić zadanie sterowania realizowane przez poszczególne urządzenia,
4) zaprezentować wykonane ćwiczenie,

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

–

zeszyt,

–

przybory do pisania,

–

literatura wskazana przez nauczyciela.

Ćwiczenie 2

Rozpatrz dwa przypadki:

−

statek po zderzeniu z górą lodową ma uszkodzoną burtę, przez którą wlewa się woda, co
powoduje zatapianie statku i jeszcze intensywniejsze wlewanie się wody;

−

kierowca „dodaje gazu”, samochód przyspiesza i po chwili osiąga nową stałą prędkość.

Czy występuje w obu tych przypadkach zjawisko sprzężenia zwrotnego? Jeśli tak, to jaki

znak mają te sprzężenia?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracując indywidualnie przeprowadzają analizę podanych przypadków i na tej

negatywnej. Po upływie wyznaczonego czasu na wykonanie ćwiczenia pozostali
uczniowie przedstawiają rozwiązanie zadania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z materiałem teoretycznym o układach regulacji,
2) przeanalizować zachowanie się statku w chwili katastrofy,
3) określić, czy występuje zależność pomiędzy ilością wlewającej się wody a szybkością

zatapiania statku, jeżeli tak, to jaka to jest zależność,

4) przeanalizować zachowanie się samochodu po „dodaniu gazu”,
5) określić czy występuje zależność pomiędzy „dodaniem gazu” a nową prędkością

samochodu,

6) określić jaka różnica występuje pomiędzy tymi przypadkami,
7) określić rodzaj sprzężenia zwrotnego,
8) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

–

zeszyt,

–

przybory do pisania,

–

literatura wskazana przez nauczyciela.

Ćwiczenie 3

Dla żelazka z termoregulatorem określ:

−

wielkość regulowaną, wartość zadaną, sygnał sterujący i sygnał zakłócający,

−

obiekt regulacji, urządzenie pomiarowe i urządzenie regulujące.

Określ zadanie sterowania realizowane przez żelazko. Jakie skutki pociągnie za sobą

zaspawanie styków wyłącznika bimetalowego?

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.
Uczniowie pracują w dwuosobowych zespołach. Po zakończeniu ćwiczenia uczniowie
prezentują swoją pracę. Czas wykonania 30 minut.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się materiałem teoretycznym dotyczącym układów regulacji,
2) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
3) zaobserwować sposób działania żelazka z termoregulatorem,
4) określić zadanie sterowania realizowane przez żelazko z termoregulatorem podczas

prasowania,

5) określić sygnały zadany, sterujący, zakłócający i regulowany,
6) podać, które elementy żelazka pełnią rolę obiektu regulacji, urządzenia pomiarowego

i urządzenia wykonawczego,

7) przeanalizować skutki zaspawania styków wyłącznika bimetalowego,
8) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

żelazko z termoregulatorem,

−

deska do prasowania (ew. kocyk),

−

szmatka do prasowania,

–

zeszyt,

–

przybory do pisania,

–

literatura wskazana przez nauczyciela.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5.2. Elementy składowe układu automatycznej regulacji i ich

funkcje

5.2.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wybierz, korzystając z katalogu czujniki, które można zastosować w układzie sterowania

bramą garażową. Sterowanie odbywa się za pośrednictwem pilota: brama może otworzyć się
do połowy lub na całą szerokość.

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracują w dwuosobowych zespołach Po zakończeniu ćwiczenia uczniowie

prezentują swoją pracę. Czas wykonania 30 minut.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przeanalizować opisaną sytuację,
2) dobrać rodzaje czujników,
3) zaproponować ilość i miejsce instalacji czujników,
4) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

–

katalogi elementów automatyki,

–

zeszyt,

–

przybory do pisania,

–

literatura wskazana przez nauczyciela.

Ćwiczenie 2

Podaj trzy przykłady układów regulacji stosowanych w znanych Ci urządzeniach elektrycznych

i elektronicznych. Określ, jaki rodzaj regulacji automatycznej został wykorzystany.

Wskazówki do realizacji

Uczniowie pracując indywidualnie odszukują, z dokumentacji urządzeń elektronicznych,

układy regulacji, rysują ich schematy blokowe, rozpoznają poszczególne elementy układu,
określają typ regulacji. Po zakończeniu ćwiczenia uczniowie prezentują swoją pracę. Czas
wykonania zadania określa nauczyciel np. 30 minut.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przeanalizować treść zadania,
2) zapoznać się z przygotowaną dokumentacją techniczną wybranych urządzeń elektrycznych

i elektronicznych,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3) narysować

blokowe

schematy

poglądowe

układów

regulacji

zastosowanych

w analizowanych urządzeniach,

4) wyodrębnić elementy układów regulacji,
5) określić rodzaj regulacji,
6) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

–

dokumentacja techniczna wybranych urządzeń elektrycznych i elektronicznych,

–

zeszyt,

–

przybory do pisania,

–

literatura wskazana przez nauczyciela.

Ćwiczenie 3

Rozpoznaj termometry. Zaklasyfikuj do odpowiedniej grupy ze względu na sposób

pomiaru temperatury, podaj ich producenta, dane techniczne oraz rodzaj sygnału wyjściowego.

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracują w dwuosobowych zespołach Po zakończeniu ćwiczenia uczniowie

prezentują swoją pracę. Czas wykonania 30 minut.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przygotować stanowisko do pracy,
2) rozpoznać przyrządy do pomiaru temperatury,
3) znaleźć karty katalogowe termometrów lub odpowiednie normy,
4) określić sposób pomiaru temperatury: stykowy czy bezstykowy,
5) określić zasadę działania czujnika,
6) określić ich właściwości pomiarowe: zakres, działka elementarna, klasa dokładności,
7) określić rodzaj sygnału wyjściowego z czujnika,
8) określić zakres zastosowania czujnika,
9) zaprezentować wykonane ćwiczenie,

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

–

termometry: szklane cieczowe, bimetalowy, manometryczny, czujniki rezystancyjne,
termoelementy, termistory, pirometr,

–

karty katalogowe,

–

normy,

–

kartki papieru,

–

przybory do pisania,

–

literatura wskazana przez nauczyciela.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5.3. Czujniki i przetworniki pomiarowe – budowa i zasada

działania

5.3.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dobierz czujnik temperatury do pomiaru temperatury gazów i cieczy w rurociągach

i zbiornikach ciśnieniowych, dla P= 10–1000 Mpa i t = –20–400ºC. Wymagania dodatkowe:
wymienny wkład, linia 2, 3 lub 4 przewodowa.

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracują w dwuosobowych zespołach Po zakończeniu ćwiczenia uczniowie

prezentują swoją pracę. Czas wykonania 90 minut.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z materiałem teoretycznym o pomiarach temperatury,
2) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
3) skorzystać z dostępnych kart katalogowych i norm,
4) skorzystać z zasobów sieci Internet,
5) określić typ czujnika i jego producenta (producentów),
6) podać podstawowe dane techniczne,
7) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

karty katalogowe różnych czujników temperatury,

−

komputer osobisty klasy PC z dostępem do sieci Internet,

−

materiały i przybory do pisania,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

Ćwiczenie 2

Zmontuj i uruchom elektroniczny termometr z czujnikiem rezystancyjnym i termoparą.

Wyjaśnij funkcje poszczególnych elementów i bloków termometru. Podaj parametry
elementów stosowanych w układzie termometru.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z materiałem teoretycznym o pomiarach temperatury,
2) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
3) skorzystać z dostępnych kart katalogowych i instrukcji,
4) zapoznać z przyrządem pomiarowym i czujnikami,
5) zmontować układ do pomiaru temperatury,
6) zmontować i uruchomić elektroniczny termometr,
7) dokonać pomiarów temperatury wody w naczyniu z grzałką,
8) przeanalizować działanie poszczególnych układów pomiarowych,
9) przeanalizować działanie analizatora spalin pod kątem skrócenia jego czasu opóźnienia,
10) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
11) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

–

elektroniczny miernik temperatury,

–

czujniki rezystancyjne, czujniki termoelektryczne,

–

przewody linii pomiarowej,

–

naczynie z lodem,

–

naczynie z wodą,

–

termometr do porównywania wyników,

–

grzałka o małej mocy,

–

instrukcja obsługi miernika, karty katalogowe czujników,

–

materiały i przybory do pisania,

–

literatura wskazana przez nauczyciela.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5.4. Regulatory – budowa i zasada działania

5.4.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie rysunku zinterpretuj wpływ własności dynamicznych regulatorów na

tłumienie zakłóceń i własności dynamiczne układu regulacji. Podaj jaki obiekt podlega
procesowi regulacji?

Rysunek 1 do ćwiczenia 1. Schemat blokowy układu regulacji [8, s. 81]

Odpowiedź na skok zakłócenia z Odpowiedź na skok wartości zadanej y

Rysunek 2 do ćwiczenia 1. Wpływ członów dynamicznych regulatora na tłumienie

zakłóceń i właściwości dynamiczne układu regulacji: a)
odpowiedź skokowa obiektu; b), c) odpowiedzi skokowe
układu z regulatorem typu P; d), e) odpowiedzi skokowe
układu z regulatorem typu PD; f), g) odpowiedzi skokowe
układu z regulatorem typu PI; h), i) odpowiedzi skokowe
układu z regulatorem typu PID [8, s. 81]

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracując indywidualnie przeprowadzają analizę poszczególnych przebiegów

i na tej podstawie rozwiązują pisemnie zadanie. Pięciu uczniów, którzy najszybciej wykonają
zadanie, oddaje zeszyty do sprawdzenia nauczycielowi. Otrzymują oceny za poprawnie
rozwiązane zadanie. Czas wykonania zadania określa nauczyciel np. 15 minut.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Uwaga: Jeśli proponowane przez ucznia rozwiązanie jest błędne nie otrzymuje on oceny

negatywnej. Po upływie wyznaczonego czasu na wykonanie ćwiczenia pozostali
uczniowie przedstawiają rozwiązanie zadania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z materiałem teoretycznym o regulatorach P, PD,PI i PID,
2) rozpoznać na podstawie odpowiedzi skokowej obiekt regulacji (model dynamiczny),
3) zinterpretować wpływ poszczególnych regulatorów (ich członów) na tłumienie zakłócenia

na wejściu obiektu,

4) zinterpretować wpływ poszczególnych regulatorów (ich członów) na właściwości

dynamiczne układu regulacji,

5) wyciągnąć wnioski z powyższej analizy,
6) zaprezentować wykonane ćwiczenie,

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

zeszyt,

−

przybory do pisania,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

Ćwiczenie 2

Na rysunku przedstawiono przebieg uchybu regulacji U

. Narysuj przebieg sygnału

sterującego U

regulatora PI. Wartości nastaw regulatora wynoszą: K

= 2, T

= 1s.

Rysunek do ćwiczenia 2. [3, s. 252]

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracując indywidualnie przeprowadzają analizę podanego przebiegu uchybu

regulacji i na tej podstawie rysują przebieg sygnału sterującego regulatora PI. Pięciu uczniów,
którzy najszybciej wykonają zadanie, oddaje zeszyty do sprawdzenia nauczycielowi. Otrzymują
oceny za poprawnie rozwiązane zadanie. Czas wykonania zadania określa nauczyciel np. 10
minut.

Uwaga: Jeśli proponowane przez ucznia rozwiązanie jest błędne nie otrzymuje on oceny

negatywnej. Po upływie wyznaczonego czasu na wykonanie ćwiczenia pozostali
uczniowie przedstawiają rozwiązanie zadania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z materiałem teoretycznym o regulatorze PI i jego nastawach,
2) narysować przebieg sygnału sterującego,
3) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

zeszyt,

−

przybory do pisania i rysowania,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

Ćwiczenie 3

Rysunek przedstawia przebieg czasowy poziomu cieczy w zbiorniku w układzie regulacji

z regulatorem dwustawnym. Wiedząc, że proces regulacji rozpoczął się w chwili t

, oblicz

częstotliwość przełączania regulatora w stanie ustalonym.

Rysunek do ćwiczenia 3. [3, s.246]

Wskazówki do realizacji

Uczniowie pracując indywidualnie przeprowadzają analizę rysunku i na tej podstawie

rozwiązują pisemnie zadanie. Pięciu uczniów, którzy najszybciej wykonają zadanie, oddaje
zeszyty do sprawdzenia nauczycielowi. Otrzymują oceny za rozwiązane poprawniezadanie.
Czas wykonania zadania określa nauczyciel np. 10 minut.

Uwaga: Jeśli proponowane przez ucznia rozwiązanie jest błędne nie otrzymuje on oceny

negatywnej. Po upływie wyznaczonego czasu na wykonanie ćwiczenia pozostali
uczniowie przedstawiają rozwiązanie zadania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się materiałem teoretycznym o regulacji dwustawnej,
2) przerysować podany rysunek na kartkę papieru milimetrowego,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3) odczytać z rysunku czas opóźnienia obiektu regulacji,
4) określić górną i dolną wartość przełączania regulatora,
5) obliczyć szerokość pętli histerezy,
6) określić czas włączenia i wyłączenia regulatora,
7) obliczyć częstotliwość przełączania regulatora,
8) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

–

zeszyt,

–

kartki papieru milimetrowego,

–

przybory do pisania i rysowania,

–

literatura wskazana przez nauczyciela.

Ćwiczenie 4

Dokonaj badania przemysłowego regulatora dwustawnego. Sporządź charakterystyki

i dokumentacje regulatora.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się materiałem teoretycznym dotyczącym regulatorów dwustawnych,
2) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
3) zapoznać się ze strukturą regulatora, rodzajem i zakresem nastaw oraz możliwością

wyłączenia korekcyjnego sprzężenia zwrotnego,

4) zmontować układ do zdejmowania charakterystyki statycznej regulatora,
5) dokonać pomiarów a wyniki zanotować w przygotowanej tabelce,
6) wykreślić charakterystykę statyczną regulatora bez korekcyjnego sprzężenia zwrotnego,
7) wyznaczyć zakres strojenia histerezy H,
8) sporządzić charakterystykę u

śr

= f(ε) dla kilku nastaw regulatora [u

śr

= t

/(t

+ t

)],

9) sporządzić dokumentację techniczną z wykonanych badań,
10) sporządzić wnioski z przeprowadzonych badań.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

regulator dwustawny,

−

instrukcja obsługi, karta katalogowa,

−

miernik uniwersalny,

−

instrukcja ćwiczenia,

−

stoper,

−

kartki papieru,

−

przybory do pisania i rysowania,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5.5. Sterowniki PLC – budowa i zasada działania

5.5.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Określ rodzaj wyjść sterownika oraz parametry sygnałów wyjściowych na podstawie

dokumentacji technicznej. Jakimi urządzeniami może on sterować?

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracują w dwuosobowych zespołach Po zakończeniu ćwiczenia uczniowie

prezentują swoją pracę. Czas wykonania 30 minut.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z przygotowaną dokumentacją techniczną sterownika,
2) wypisać dane techniczne,
3) wyjaśnić do sterowania jakimi urządzeniami może służyć ten typ sterownika,
4) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

dokumentacja techniczna sterownika,

−

zeszyt,

−

przybory do pisania,

–

literatura wskazana przez nauczyciela.

Ćwiczenie 2

Na podstawie kart katalogowych oraz informacji z Internetu podaj jakie występują

konstrukcje sterowników PLC oraz w jaki sposób należy je instalować.

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracują w dwuosobowych zespołach Po zakończeniu ćwiczenia uczniowie

prezentują swoją pracę. Czas wykonania 60 minut.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z przygotowaną dokumentacją techniczną sterowników,
2) wyszukać w internecie sterowniki PLC,
3) wypisać dane techniczne i sposoby ich instalowania,
4) zaprezentować wykonane ćwiczenie,

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Środki dydaktyczne:

−

dokumentacje techniczne sterowników,

−

komputer PC z dostępem do Internetu,

−

zeszyt,

−

przybory do pisania,

–

literatura wskazana przez nauczyciela.

Ćwiczenie 3

Wykonaj połączenia pomiędzy sterownikiem i urządzeniami zewnętrznymi na podstawie

schematu połączeń zacisków sterownika.

Rysunek do ćwiczenia 3. Schemat połączeń zacisków sterownika [14]

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przygotować stanowisko do pracy,
2) zapoznać się z przygotowaną dokumentacją techniczną sterownika,
3) wykonać wskazane połączenia,
4) zaprezentować wyniki swojej pracy.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

dokumentacja techniczna sterownika,

−

sterownik PLC,

−

schemat połączeń zacisków sterownika,

−

2 przyciski zwierne, 2 przyciski rozwierne,

−

2 lampki sygnalizacyjne,

−

katalogi elementów automatyki,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5.6. Urządzenia rejestrujące–budowa i zasada działania

5.6.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Zbadaj automatyczny rejestrator elektryczny.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przygotować stanowisko do pracy,
2) sprawdzić, czy rejestrator jest odłączony od sieci zasilającej,
3) otworzyć pokrywę rejestratora w celu zapoznania się z jego budową,
4) przygotować rejestrator do pracy,
5) założyć papier,
6) sprawdzić napełnienie banieczki tuszem,
7) oczyścić pióro,
8) uzupełnić w zbiorniczku zapas tuszu,
9) włączyć rejestrator do sieci zasilającej,
10) włączyć napęd papieru,
11) zmienić szybkość przesuwu papieru,
12) dołączyć do przewodów rejestratora napięcie elektryczne powodujące przesunięcie pióra

na środek podziałki,

13) zarejestrować skokowe zmiany tego napięcia,
14) powtórzyć pomiary ustalając mniejszą, a następnie większą wartość współczynnika

wzmocnienia wzmacniacza rejestratora,

15) zmierzyć minimalny czas przesuwu pióra rejestratora wzdłuż całej podziałki,
16) określić parametry statyczne i dynamiczne charakteryzujące rejestrator,
17) podać dane rejestratorów, które powinny być zamieszczone w katalogu przyrządów

pomiarowych,

18) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

automatyczny rejestrator elektryczny,

−

taśma papierowa,

−

tusz,

−

spirytus,

−

stoper,

−

sieć zasilająca,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

źródło napięcia zasilającego przewody wejściowe rejestratora,

−

materiały i przybory do pisania,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

Ćwiczenie 2

Podaj zasadę działania, parametry techniczne rejestratorów oraz na podstawie kart

katalogowych i instrukcji określ wymagania eksploatacyjne badanych rejestratorów.

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracują w dwuosobowych zespołach Po zakończeniu ćwiczenia uczniowie

prezentują swoją pracę. Czas wykonania 30 minut.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przygotować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) określić typ rejestratora,
3) podać nazwę producenta,
4) odczytać zakresy pomiarowe oraz klasę dokładności,
5) wskazać gdzie mogą być stosowane,
6) podać wymagania eksploatacyjne badanych rejestratorów,
7) zaprezentować efekty swojej pracy.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

–

rejestratory,

–

regulatory z wbudowanymi rejestratorami,

–

karty katalogowe,

–

instrukcje obsługi,

–

zeszyt,

–

przybory do pisania,

–

literatura wskazana przez nauczyciela.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5.7. Elementy przełączające – budowa i zasada działania

5.7.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Zapoznaj się z działaniem bezstykowych elementów przełączających.

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracując w dwuosobowych zespołach przeprowadzają niezbędne obliczenia,

opracowują algorytm programu, analizują program i uruchamiają go przy użyciu zestawu
uruchomieniowego. Po zakończeniu ćwiczenia uczniowie prezentują swoją pracę. Czas
wykonania 90 minut.

Sposób wykonania ćwiczenia:

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z materiałem dotyczącym bezstykowych elementów przełączających,
2) przygotować stanowisko pracy,
3) wyszukać w katalogu dane użytkowe badanych elementów,
4) zanotować parametry badanych elementów,
5) zaproponować układ do sprawdzenia niektórych parametrów badanych elementów,
6) zapoznać się ze schematami i budową układów zasilania zawierających tyrystory i triaki,
7) zaobserwować na ekranie oscyloskopu przebiegi napięć w wybranych punkach układów

zasilania,

8) narysować te przebiegi,
9) wyznaczyć charakterystykę sterowania jako zależność prądu w odbiorniku w funkcji

położenia nastawnika kąta załączenia tyrystora,

10) porównać wyniki z danymi katalogowymi,
11) zaprezentować wynik swojej pracy.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

zestaw elementów przełączających,

−

nastawniki kąta załączania tyrystorów i triaków,

−

rezystory regulowane,

−

generator,

−

oscyloskop dwukanałowy,

−

woltomierz cyfrowy,

−

autotransformator,

−

katalogi elementów,

−

instrukcja obsługi oscyloskopu,

−

przybory do pisania i rysowania, papier,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Na rysunku przedstawione są schematy łączników elektronicznych z tranzystorami

polowymi. Opisz zasadę działania układów.

Rysunek do ćwiczenia 2

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracując indywidualnie przeprowadzają analizę schematów i na tej podstawie

rozwiązują pisemnie zadanie. Pięciu uczniów, którzy najszybciej wykonają zadanie, oddaje
zeszyty do sprawdzenia nauczycielowi. Otrzymują oceny za rozwiązane zadanie. Czas
wykonania zadania określa nauczyciel np. 12 minut.

Uwaga: Jeśli proponowane przez ucznia rozwiązanie jest błędne nie otrzymuje on oceny

negatywnej. Po upływie wyznaczonego czasu na wykonanie ćwiczenia pozostali
uczniowie przedstawiają rozwiązanie zadania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z materiałem dotyczącym zasady działania łączników elektronicznych,
2) zorganizować stanowisko pracy,
3) przeanalizować działanie przedstawionych układów,
4) opisać działanie układów,
5) zaprezentować efekty swojej pracy.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

zeszyt,

−

przybory do pisania i rysowania,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5.8. Przetworniki elektrooptyczne – budowa i zasada działania

5.8.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Spośród podanych czujników wybierz czujniki optoelektroniczne. Na podstawie oznaczeń

określ ich typy. Odnajdź w Internecie notę katalogową każdego czujnika i odczytaj parametry
oraz

zastosowanie

czujnika.

Odszukaj

sklepy

Internetowe

oferujące

czujniki

optoelektroniczne, porównaj ich ceny.

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracują w dwuosobowych zespołach Po zakończeniu ćwiczenia uczniowie

prezentują swoją pracę. Czas wykonania 30 minut.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) wybrać czujniki optoelektroniczne spośród wszystkich dostępnych czujników,
2) odczytać typ każdego z nich,
3) odnaleźć w internecie kartę katalogową czujnika optoelektronicznego,
4) odczytać parametry poszczególnych czujników oraz ich zastosowanie,
5) porównać ceny czujników,
6) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

–

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

–

różne typy czujników, w tym czujniki optoelektroniczne różnych typów,

–

komputer PC z dostępem do Internetu,

–

oprogramowanie umożliwiające przeglądanie dokumentacji w postaci plików PDF,

–

materiały i przybory do pisania

–

literatura wskazana przez nauczyciela.

Ćwiczenie 2

podstawie

zadanego

schematu

układu

wyznaczania

charakterystyk

prądowo-napięciowych i oświetleniowych wykonaj badanie fototranzystora.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.
Uczniowie pracują w dwuosobowych zespołach. Czas wykonania 60 minut.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z materiałem teoretycznym o elementach optoelektronicznych,
2) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3) zapoznać się z elementami składowymi układu do badania fototranzystora,
4) zaznajomić się z danymi katalogowymi badanego fototranzystora,
5) zanotować najważniejsze dane katalogowe fototranzystora,
6) zmontować układ pomiarowy zgodnie z podanym schematem,
7) zgłosić gotowość wykonania ćwiczenia prowadzącemu,
8) przystąpić, po sprawdzeniu poprawności projektu i połączeń przez nauczyciela oraz

otrzymaniu zezwolenia, do wykonywania pomiarów,

9) wyznaczyć charakterystyki prądowo–napięciowe fototranzystora,
10) wyznaczyć charakterystykę oświetleniową fototranzystora,
11) wykreślić zdjęte charakterystyki,
12) omówić przebiegi otrzymanych charakterystyk,
13) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

–

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

–

fototranzystor,

–

ogniwo fotoelektryczne,

–

woltomierz elektroniczny,

–

luksomierz,

–

zasilacz stabilizowany,

–

materiały i przybory do pisania,

–

literatura wskazana przez nauczyciela.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5.9. Układy regulacji wielkości nieelektrycznych (temperatura,

ciśnienie, przepływ) – budowa i zasada działania

5.9.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj montażu i badanie układu automatycznej regulacji temperatury z regulatorem

dwustawnym.

Rysunek do ćwiczenia 1. Schemat

układu

dwustawnej

regulacji

temperatury

pieca

elektrycznego: 1 – termoelement, dwuelektromagnes, 3 – zwora
elektromagnesu, 4 – grzejnik

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z materiałem teoretycznym o regulacji dwustawnej,
2) przygotować stanowisko do pracy,
3) zapoznać się z elementami składowymi układu regulacji (sprawdzić czy układ jest

odłączony od sieci zasilającej),

4) zbadać właściwości dynamiczne obiektu włączając ręcznie uzwojenie grzejnika,
5) zdjąć charakterystykę obiektu

= f(t),

6) powtórzyć pomiary dla innej mocy grzejnika i dla innego umiejscowienia czujnika

temperatury,

7) wyjaśnić różnice przebiegu otrzymanych krzywych

= f(t),

8) określić wartość temperatury zadanej

równej w przybliżeniu połowie wartości

maksymalnej, dla grzejnika o mniejszej mocy,

9) połączyć układ dwustawnej regulacji temperatury według załączonego schematu na rys.

do ćwiczenia,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

10) zgłosić gotowość wykonania ćwiczenia prowadzącemu,
11) przystąpić, po sprawdzeniu poprawności projektu i połączeń przez nauczyciela oraz

otrzymaniu zezwolenia, do sprawdzenia poprawności działania układu,

12) zarejestrować wahania temperatury i napięcia grzejnika,
13) zmienić moc grzejnika oraz umiejscowienie czujnika,
14) obserwować wpływ powyższych zmian na amplitudę wahań temperatury rejestrowanej,
15) powtórzyć pomiary dla wartości zadanej

większej i mniejszej o 30% od dotychczasowej

wartości zadanej,

16) narysować na papierze milimetrowym otrzymane przebiegi regulacji temperatury,
17) odczytać z wykresu okres zmian, amplitudę zmian,
18) wyznaczyć wartość średnią temperatury dla wartości zadanych,
19) porównać i uzasadnić otrzymane wyniki i wykresy,
20) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

—

piec elektryczny,

—

termoelement,

—

wzmacniacz,

—

przekaźnik,

—

miernik uniwersalny,

—

stoper,

—

przewody łączące,

—

papier milimetrowy,

—

przybory do pisania i rysowania,

—

literatura wskazana przez nauczyciela.

Ćwiczenie 2

Zmontuj i zbadaj układ regulacji dwustawnej poziomu cieczy w zbiorniku z wypływem

wymuszonym.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się materiałem teoretycznym dotyczącym regulatorów dwustawnych,
2) przygotować stanowisko do pracy,
3) zapoznać się ze sposobem użycia rejestratora,
4) zapoznać się ze strukturą regulatora, rodzajem i zakresem nastaw oraz możliwością

wyłączenia korekcyjnego sprzężenia zwrotnego,

5) zmontować układ do zdejmowania charakterystyki statycznej regulatora,
6) dokonać pomiarów a wyniki zanotować w przygotowanej tabelce,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

7) wykreślić charakterystykę statyczną regulatora bez korekcyjnego sprzężenia zwrotnego,

8) wyznaczyć zakres strojenia histerezy H,
9) sporządzić charakterystykę u

śr

= f(ε) dla kilku nastaw regulatorów [u

śr

= t

/(t

+ t

)],

10) wyznaczyć

charakterystykę skokową obiektu przeznaczonego do współpracy

z regulatorem dwustawnym,

11) połączyć układ regulacji z możliwością rejestracji przebiegu poziomu cieczy

w zbiorniku,

12) zanotować czasy załączenia i wyłączenia regulatora oraz amplitudę oscylacji,
13) zarejestrować przebiegi poziomu cieczy dla różnych wartości histerezy H regulatora oraz

wielkości natężenia strumienia wypływającego cieczy,

14) sporządzić dokumentację techniczną z wykonanych badań,
15) sporządzić wnioski z przeprowadzonych badań.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

regulator dwustawny (alternatywnie regulator wielofunkcyjny lub sterownik PLC),

−

instalacja zbiornika cieczy z wypływem wymuszonym,

−

poziomomierz pływakowy,

−

instrukcje obsługi, karty katalogowe, Dokumentacja Techniczno–Ruchowa urządzeń,

−

miernik uniwersalny (alternatywnie układ do rejestracji zmiennych procesowych, np.
miernik uniwersalny z interfejsem, komputer z oprogramowaniem, drukarka),

−

rejestrator,

−

stoper,

−

przybory do pisania i rysowania,

−

literatura wskazanaprzez nauczyciela.

Ćwiczenie 3

Wykonaj badanie układu regulacji trójstawnej i krokowej oraz wpływu parametrów

poszczególnych elementów na jakość regulacji.

Rysunek do ćwiczenia 3.

Układ regulacji z regulatorem krokowym: 1 – wzmacniacz,
2, 3 – styczniki, 4 – piec, 5 – silnik nawrotny, 6 – zawór
[1 s. 222]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) zapoznać się z właściwościami układu badanego w ćwiczeniu (funkcjami, sposobem

łączenia elementów, możliwością rejestrowania przebiegów),

3) zapoznać się ze sposobem użycia rejestratora,
4) zapoznać się z dokumentacją i konstrukcją regulatora,
5) przygotować układ do badań,
6) wyznaczyć zakres nastaw: strefy nieczułości Δ i histerezy H w elemencie trójstawnym,
7) zapoznać się z silnikiem współpracującym z regulatorem trójstawnym,
8) wyznaczyć czas przejścia pełnego zakresu przez silnik współpracujący z regulatorem

trójstawnym,

9) wyznaczyć charakterystykę statyczną i dynamiczną serwomechanizmu przekaźnikowego,
10) zbadać wpływ parametrów strefy nieczułości Δ i histerezy H na właściwości silnika,
11) wyznaczyć dla regulatora krokowego w układzie otwartym charakterystykę

impulsowania–wypełnienie t

/(t

+ t

) w funkcji uchybu ε (t

, t

–czasy załączenia

i wyłączenia wyjścia przełączanego w jednym okresie impulsowania),

12) zbadać wpływ parametrów Δ i H i nastaw dynamicznych na kształt charakterystyki

impulsowania,

13) wyznaczyć czas przejścia pełnego zakresu przesunięcia silnika współpracującego

z regulatorem krokowym,

14) zarejestrować odpowiedź obiektu na skokową zmianę wartości zadanej oraz na zmianę

zakłócenia w obiekcie dla układu z regulatorem krokowym,

15) sformułować wnioski,
16) wykonać dokumentację ćwiczenia,
17) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

regulator trójstawny (alternatywnie regulator wielofunkcyjny wraz z oprogramowaniem
do konfigurowania regulatora lub sterownik PLC),

−

obiekt regulacji (piec ogrzewany gazem),

−

silnik,

−

instrukcje obsługi, karty katalogowe, Dokumentacja Techniczno-Ruchowa (DTR),

−

miernik uniwersalny,

−

rejestrator (alternatywnie układ do rejestracji zmiennych procesowych, np. miernik
uniwersalny z interfejsem, komputer z oprogramowaniem, drukarka),

−

stoper,

−

przybory do pisania i rysowania,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5.10.

Instalacja i obsługa urządzeń regulacji

5.10.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na rysunku poniżej przedstawiono sposób zainstalowania czujnika oporowego do

pomiaru temperatury gazu w rurociągu. Określ czy podany przykład budowy gniazda czujnika
zapewni prawidłowy pomiar temperatury gazu? Odpowiedź uzasadnij.

Rysunek do ćwiczenia 1. Budowa gniazda czujnika oporowego: 1 – korpus (osłona) czujnika, 2 – dospawana

rura [10, s. 511]

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracując indywidualnie przeprowadzają analizę budowy gniazda czujnika

rezystancyjnego i na tej podstawie rozwiązują pisemnie zadanie. Pięciu uczniów, którzy
najszybciej wykonają zadanie, oddaje zeszyty do sprawdzenia nauczycielowi. Otrzymują oceny
za rozwiązane poprawnie zadanie. Czas wykonania zadania określa nauczyciel np. 5 minut.

Uwaga: Jeśli proponowane przez ucznia rozwiązanie jest błędne nie otrzymuje on oceny

negatywnej. Po upływie wyznaczonego czasu na wykonanie ćwiczenia pozostali
uczniowie przedstawiają rozwiązanie zadania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przeanalizować zasady montażu czujników i przyrządów pomiarowych,
2) ocenić poprawność budowy gniazda czujnika rezystancyjnego,
3) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

–

treść zadania dla każdego ucznia,

–

materiały i przybory do pisania,

–

literatura wskazana przez nauczyciela.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Na rysunku poniżej przedstawiono różne zakończenia przewodu sygnałowego.

Przeanalizuj, które zakończenie jest prawidłowe w przypadku gdy:

−

przyrządem pomiarowym jest manometr różnicowy mierzący bardzo małą różnicę
ciśnienia między wnętrzem przewodu (część zakropkowana) i otaczającą atmosferą,

−

przyrządem odbiorczym jest sygnalizator spalin.

Rysunek do ćwiczenia 2 [9, s. 511]

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracując indywidualnie przeprowadzają analizę zakończeń przewodów

sygnałowych pod kątem podanych przypadków pomiarowych i na tej podstawie rozwiązują
pisemnie zadanie. Pięciu uczniów, którzy najszybciej wykonają zadanie, oddaje zeszyty do
sprawdzenia nauczycielowi. Otrzymują oceny za poprawnie rozwiązane zadanie. Czas
wykonania zadania określa nauczyciel np. 10 minut.

Uwaga: Jeśli proponowane przez ucznia rozwiązanie jest błędne nie otrzymuje on oceny

negatywnej. Po upływie wyznaczonego czasu na wykonanie ćwiczenia pozostali
uczniowie przedstawiają rozwiązanie zadania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przeanalizować rysunek pod kątem zakłóceń powodujących fałszywy odczyt,
2) wybrać prawidłowe zakończenie przewodu sygnałowego w przypadku instalowania

manometru różnicowego,

3) przeanalizować działanie analizatora spalin pod kątem skrócenia jego czasu opóźnienia,
4) wybrać prawidłowe zakończenie przewodu sygnałowego w przypadku instalowania

analizatora spalin,

5) uzasadnić swoje wybory,
6) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

treść zadania dla każdego ucznia,

−

materiały i przybory do pisania,

−

literatura wskazana przez nauczyciela

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 3

Pomiary natężenia przepływu cieczy, gazów i par wymagają szczególnej staranności. Na

rysunku poniżej zamieszczono szkice instalacji manometru różnicowego dla dwóch
przypadków pomiaru natężenia przepływu za pomocą zwężki:

−

gdy instalowany manometr znajduje się poniżej zwężki,

−

gdy instalowany manometr znajduje się powyżej zwężki.

Uzasadnij poprawność montażu manometru w obu przypadkach oraz wyjaśnij

konieczność instalacji dodatkowych elementów oraz sposób prowadzenia przewodów.

Rysunek do ćwiczenia 3. Pomiar natężenia przepływu cieczy: a) manometr różnicowy

(1) znajduje się poniżej zwężki (2), b) manometr różnicowy
(1) znajduje się powyżej zwężki (2); 3 – przewody łączące,
4 – zbiorniki na gaz wydzielany z cieczy, 5 – odprowadzenia
i zawory do przedmuchiwania przewodów sygnałowych [10, s. 512]

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracując indywidualnie przeprowadzają analizę przedstawionych sposobów

montażu manometrów i na tej podstawie rozwiązują pisemnie zadanie. Pięciu uczniów, którzy
najszybciej wykonają zadanie, oddaje zeszyty do sprawdzenia nauczycielowi. Otrzymują oceny
za poprawnie rozwiązane zadanie. Czas wykonania zadania określa nauczyciel np. 12 minut.

Uwaga: Jeśli proponowane przez ucznia rozwiązanie jest błędne nie otrzymuje on oceny

negatywnej. Po upływie wyznaczonego czasu na wykonanie ćwiczenia pozostali
uczniowie przedstawiają rozwiązanie zadania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przeanalizować rysunek pod kątem konieczności odprowadzenia pęcherzyków gazu

zawartych w cieczy do rurociągu (zwrócić uwagę na nachylenie przewodów łączących 3
oraz zainstalowanie zbiorników 4),

2) podać jakie skutki pociągnęłoby nie odprowadzenie gazu we wskazaniach przyrządu

pomiarowego,

3) podać w jakim celu zainstalowano zawory,
4) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
5) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

treść zadania dla każdego ucznia,

−

materiały i przybory do pisania,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5.11.

Zabezpieczenia w układach automatyki

5.11.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Zbadaj zabezpieczenia zwarciowe i przeciążenowe w układach zasilających ze stabilizacją

napięcia.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przygotować stanowisko do pracy,
2) zapoznać się z opisem oraz danymi technicznymi regulowanego zasilacza stabilizowanego,
3) zmontować układ do pomiaru napięcia wyjściowego przy U

= const,

4) wykonać pomiary dla dwóch różnych wartości U

5) wyniki pomiarów zestawić w tabelce,
6) narysować wykresy zmian U

= f(I

) dla dwóch różnych wartości U

7) opracować wyniki,
8) dokonać oceny zadziałania zabezpieczenia zwarciowego i przeciążeniowego,
9) zaprezentować ćwiczenie.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

zasilacz laboratoryjny regulowany z miernikiem napięcia i prądu,

−

multimer U / I / DC–2 szt.,

−

rezystor regulowany 150 Ω/2 A,

−

zestaw przewodów połączeniowych,

−

instrukcja zasilacza, karta katalogowa,

−

materiały i przybory do pisania,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

Ćwiczenie 2

Rozpoznaj czujki alarmowe. Określ ich dane techniczne oraz zasady instalacji.

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracują w dwuosobowych zespołach Po zakończeniu ćwiczenia uczniowie

prezentują swoją pracę. Czas wykonania 60 minut.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przygotować stanowisko do pracy,
2) określić rodzaje czujek,
3) podać nazwę producenta,
4) podać ich dane techniczne,
5) porównać ceny poszczególnych czujek,
6) podać wymagania dotyczące montażu oraz warunki stosowania,
7) określić zasadę ich działania,
8) zaprezentować efekty swojej pracy,
9) dokonać oceny ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

czujki: ruchu, dymu, wysokiej temperatury,

−

karty katalogowe,

−

komputer osobisty z dostępem do Internetu,

−

norma PN 93/E–08390: Systemy alarmowe,

−

kartki papieru A4

−

przybory do pisania,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

Ćwiczenie 3

Przygotuj prezentację multimedialną dotyczącą czujników jednego wybranego typu (np.

czujników dymu, czujników spalin, czujników ruchu, itp.). Powinna ona stanowić przegląd
dostępnych na rynku rozwiązań czujników oferowanych przez różnych producentów.

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracują w dwuosobowych zespołach Po zakończeniu ćwiczenia uczniowie

prezentują swoją pracę. Czas wykonania 90 minut.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) dokonać poszukiwań w różnych źródłach informacji,
2) wykonać prezentację multimedialną w programie PowerPoint pakietu Microsoft Office,
3) dokonać prezentacji swojej pracy,
4) dokonać oceny ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

katalogi, dokumentacja techniczna,

−

publikacje w specjalistycznych pismach,

−

komputer osobisty z dostępem do Internetu,

−

skaner,

−

dyskietka (płyta CD),

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. EWALUACJA OSIĄGNIĘĆ UCZNIA

Przykłady narzędzi pomiaru dydaktycznego

Test dwustopniowy do jednostki modułowej „Instalowanie urządzeń
automatyki i obsługa prostych układów automatycznej regulacji”

Test składa się z 20 zadań, z których:

−

zadania 1, 2, 3, 4, 7, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 16, 17, 18, 19 i 20 są z poziomu
podstawowego,

−

zadania 5, 6, 8 i 15 są z poziomu ponadpodstawowego.

Punktacja zadań: 0 lub 1 punkt

Za każdą prawidłową odpowiedź uczeń otrzymuje 1 punkt. Za złą odpowiedź lub jej brak

uczeń otrzymuje 0 punktów.

Proponuje się następujące normy wymagań – uczeń otrzyma następujące
oceny szkolne:

—

dopuszczający – za rozwiązanie co najmniej 8 zadań, z poziomu podstawowego,

—

dostateczny – za rozwiązanie co najmniej 10 zadań,

—

dobry – za rozwiązanie 15 zadań, w tym co najmniej 2 z poziomu ponadpodstawowego,

—

bardzo dobry – za rozwiązanie 17 zadań, w tym co najmniej 3 z poziomu

ponadpodstawowego.

Klucz odpowiedzi: 1. b, 2. a, 3. d, 4. d, 5. c, 6. b, 7. a, 8. d, 9. d, 10. c, 11. c,
12. c, 13. c, 14. d, 15. a, 16. b, 17. b, 18. d, 19. d, 20. b.

Plan testu

Nr
zad.

Cel operacyjny
(mierzone osiągnięcia ucznia)

Kategoria

celu

Poziom

wymagań

Poprawna

odpowiedź

Określić sygnały standardowe elektryczne

Zastosować

odpowiednią

czujkę

do określonego zadania

Rozpoznać

sygnał

pneumatyczny

standardowy

Określić elementy automatyki

Określić

podstawową

własność

regulatorów PI i PID

Rozpoznać

przyrząd

pomiarowy

podstawie rysunku

Rozpoznać

schemat

układu

regulacji

automatycznej

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rozpoznać

zadanie

sterowania

realizowane przez układ

Rozpoznać

odpowiedź

skokową

regulatora PID

Określić urządzenia automatyki

Określić zadanie sterowania realizowane
przez termostat

Rozpoznać układy regulacji dwustawnej

Wskazać sygnał do którego odnosi się
pojęcie regulacji dwustawnej

Określić zadanie sterowania realizowane
przez zasilacz stabilizowany

Dobrać

zakończenie

przewodu

sygnałowego do celu pomiaru

Rozpoznać

odpowiedź

skokową

regulatora PD

Określić

przeznaczenie

elementów

pneumatycznych

Określić zadania bloków funkcjonalnych

Określić dodatkowe funkcje sygnałów
standardowych

Opisać

strukturę

budowy

bloku

funkcjonalnego

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Przebieg testowania

Instrukcja dla nauczyciela

1. Ustal z uczniami termin przeprowadzenia sprawdzianu z co najmniej jednotygodniowym

wyprzedzeniem.

2. Omów z uczniami cel stosowania pomiaru dydaktycznego.
3. Zapoznaj uczniów z rodzajem zadań podanych w zestawie oraz z zasadami punktowania.
4. Przeprowadź z uczniami próbę udzielania odpowiedzi na typy zadań testowych, jakie będą

w teście.

5. Omów z uczniami sposób udzielania odpowiedzi (karta odpowiedzi).
6. Zapewnij uczniom możliwość samodzielnej pracy.
7. Rozdaj uczniom zestawy zadań testowych i karty odpowiedzi, określ czas przeznaczony

na udzielanie odpowiedzi.

8. Postaraj się stworzyć odpowiednią atmosferę podczas przeprowadzania pomiaru

dydaktycznego (rozładuj niepokój, zachęć do sprawdzenia swoich możliwości).

9. Kilka minut przed zakończeniem sprawdzianu przypomnij uczniom o zbliżającym się

czasie zakończenia udzielania odpowiedzi.

10. Zbierz karty odpowiedzi oraz zestawy zadań testowych.
11. Sprawdź wyniki i wpisz do arkusza zbiorczego.
12. Przeprowadź analizę uzyskanych wyników sprawdzianu i wybierz te zadania, które

sprawiły uczniom największe trudności.

13. Ustal przyczyny trudności uczniów w opanowaniu wiadomości i umiejętności.
14. Opracuj wnioski do dalszego postępowania, mającego na celu uniknięcie niepowodzeń

dydaktycznych-niskich wyników przeprowadzonego sprawdzianu.

Instrukcja dla ucznia

1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 20 zadań o różnym stopniu trudności: zadania 5, 6, 8 i 15 są z poziomu

ponadpodstawowego, a pozostałe – z poziomu podstawowego. Wszystkie zadania są
zadaniami wielokrotnego wyboru i tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa.

5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi – zaznacz prawidłową

odpowiedź znakiem X (w przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć
kółkiem, a następnie ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową).

6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie

na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci czas wolny. Trudności mogą przysporzyć Ci
zadania: 5, 6, 8 i 25, gdyż są one na poziomie trudniejszym niż pozostałe. Przeznacz na ich
rozwiązanie więcej czasu.

8. Na rozwiązanie testu masz 40 minut.

Powodzenia!

Materiały dla ucznia:

−

instrukcja,

−

zestaw zadań testowych,

−

karta odpowiedzi.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Standardowym sygnałem elektrycznym nie jest sygnał

a) 0–5 mA.
b) 20–100 mA.
c) 0–20 mA.
d) 4–20 mA.

2. Czujki pyroelektryczne służą do

a) wykrywania obecności człowieka.
b) wykrywania spalin.
c) ochrony drzwi i okien.
d) sygnalizacji pożaru.

3. Sygnałem pneumatycznym standardowym jest sygnał o wartości z zakresu

a) 0–50 kPa.
b) 0–100 kPa.
c) 10–100 kPa.
d) 20–100 kPa.

4. Do elementów automatyki nie zalicza się

a) przekaźnika.
b) silnika.
c) zaworu.
d) stacyjki komputerowej.

5. Regulatory które sprowadzają uchyb regulacji w stanie ustalonym do zera to

a) P i PI.
b) P i PD.
c) PI i PID.
d) PI i PD.

6. Czujniki do pomiaru temperatury które wykorzystują zjawisko powstania siły

termoelektrycznej pod wpływem zmiany temperatury to

7. Wskaż schemat, przedstawiający układ regulacji automatycznej

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

8. Pozycjonowanie (regulacja położenia) sań suportu narzędziowego tokarki jest zadaniem

sterowania
a) stałowartościowego.
b) sekwencyjnego.
c) ekstremalnego.
d) nadążnego.

9. Charakterystykę dynamiczną regulatora PID przedstawia rysunek

10. Do urządzeń automatyki zalicza się

a) wzmacniacz.
b) prądnicę.
c) regulator.
d) siłownik.

11. Zadanie sterowania realizowane przez termostat to

a) optymalizacja przy zmiennych warunkach zewnętrznych.
b) śledzenie i wykonanie programu.
c) utrzymywanie punktu pracy zapewniającego maksimum wartości temperatury.
d) utrzymanie stałej wartości temperatury.

12. Układem regulacji dwustawnej nie jest układ

a) regulacji temperatury żelazka.
b) regulacji poziomu cieczy w zbiorniku.
c) regulacji silnika elektrycznego służącego do przestawiania zaworów.
d) regulacji temperatury w chłodziarce.

13. Pojęcie regulacji dwustawnej odnosi się do sygnału

a) zadanego.
b) odchyłki błędu.
c) sterującego.
d) regulowanego.

14. Zasilacz stabilizowany realizuje zadanie sterowania

a) realizacji zadanego algorytmu zmiany napięcia.
b) optymalizacji przy zmiennych warunkach zewnętrznych.
c) nadążnego.
d) utrzymania stałej wartości napięcia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

15. Zakończenie przewodu sygnałowego przedstawione na rysunku, które jest prawidłowe,

gdy mierzonym medium są spalin to

16. Przebieg, który z przedstawia regulator PD to

17. Systemy pneumatyczne umożliwiają przesył sygnału na odległość do

a) 1 km.
b) 300 m.
c) 3 km.
d) 1,5 km.

18. Organ pomiarowy przetwarza

a) wielkość zadaną.
b) wielkość regulowaną na sygnał napięciowy.
c) wielkość zadaną na sygnał prądowy.
d) wielkość regulowaną na sygnał dogodny do wprowadzenia do regulatora.

19. Sygnały, które zapewniają większą odporność na zakłócenia to sygnały:

a) napięciowe:–5–+ 5 V.
b) napięciowe: 0–10 V.
c) napięciowe: 0–5 V.
d) prądowe: 4–20 mA.

20. Organ wykonawczy nie składa się

a) ze wzmacniacza mocy.
b) z urządzenia pomiarowego.
c) z elementu napędowego.
d) z elementu nastawczego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko ……………………………………………………..

Instalowanie

urządzeń

automatyki

obsługa

prostych

układów

automatycznej regulacji

Zakreśl poprawną odpowiedź.

zadania

Odpowiedź

Punkty

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

TEST 2

Test dwustopniowy do jednostki modułowej „Instalowanie urządzeń
automatyki i obsługa prostych układów automatycznej regulacji”

Test składa się z 20 zadań, z których:

−

zadania 1, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 19 i 20 są z poziomu podstawowego,

−

zadania 2, 5, 17 i 18 są z poziomu ponadpodstawowego.

Punktacja zadań: 0 lub 1 punkt

Za każdą prawidłową odpowiedź uczeń otrzymuje 1 punkt. Za złą odpowiedź lub jej brak

uczeń otrzymuje 0 punktów.

Proponuje się następujące normy wymagań – uczeń otrzyma następujące
oceny szkolne:

—

dopuszczający – za rozwiązanie co najmniej 9 zadań, z poziomu podstawowego,

—

dostateczny – za rozwiązanie co najmniej 11 zadań,

—

dobry – za rozwiązanie 15 zadań, w tym co najmniej 2 z poziomu ponadpodstawowego,

—

bardzo dobry – za rozwiązanie 17 zadań, w tym co najmniej 3 z poziomu

ponadpodstawowego,

Klucz odpowiedzi: 1. d, 2. c, 3. c, 4. a, 5. b, 6. b 7. c, 8. d, 9. a, 10. d, 11.d,
12. a, 13. a, 14. c, 15. b, 16. b, 17. d, 18. c, 19. d, 20. b.

Plan testu

Nr
zad.

Cel operacyjny
(mierzone osiągnięcia ucznia)

Kategoria

celu

Poziom

wymagań

Poprawna

odpowiedź

Rozpoznać układ pomiarowy na podstawie
schematu

Określić zasadę działania czujnika

Dobrać przyrząd do pomiaru w określonych
warunkach

Rozpoznać właściwy kierunek przepływu
sygnału sterującego

Określić w jaki sposób można zmniejszyć
amplitudę oscylacji

Określić zadania układów pomiarowych

Rozpoznać odpowiedź skokową regulatora PI

Opisać budowę i przeznaczenie bloków
funkcjonalnych w układzie automatyki

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Znać zasady montażu mikrokontrolerów

Określić

dodatkowe

funkcje

sygnałów

standardowych

Opisać

strukturę

budowy

bloku

funkcjonalnego

Określić

przeznaczenie

układów

hydraulicznych

Rozpoznać symbole stosowane na schemacie
KOP

Określić zadania poszczególnych bloków
funkcjonalnych sterownika

Określić funkcje AWL

Rozróżnić funkcje pełnione przez systemy
sygnalizacji, blokad, zabezpieczeń

Określić od czego zależy amplituda oscylacji

Określić

przeznaczenie

poszczególnych

elementów w mechanizmie rejestratora

Znać zasady eksploatacyjne rejestratorów

Określić nastawy regulatorów

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Przebieg testowania

Instrukcja dla nauczyciela

1. Ustal z uczniami termin przeprowadzenia sprawdzianu z co najmniej jednotygodniowym

wyprzedzeniem.

będą w teście.

udzielanie odpowiedzi.

8. Postaraj się stworzyć odpowiednią atmosferę podczas przeprowadzania pomiaru

dydaktycznego (rozładuj niepokój, zachęć do sprawdzenia swoich możliwości).

9. Kilka minut przed zakończeniem sprawdzianu przypomnij uczniom o zbliżającym się

czasie zakończenia udzielania odpowiedzi.

10. Zbierz karty odpowiedzi oraz zestawy zadań testowych.
11. Sprawdź wyniki i wpisz do arkusza zbiorczego.
12. Przeprowadź analizę uzyskanych wyników sprawdzianu i wybierz te zadania, które

sprawiły uczniom największe trudności.

13. Ustal przyczyny trudności uczniów w opanowaniu wiadomości i umiejętności.
14. Opracuj wnioski do dalszego postępowania, mającego na celu uniknięcie niepowodzeń

dydaktycznych-niskie wyniki przeprowadzonego sprawdzianu.

Instrukcja dla ucznia

ponadpodstawowego, a pozostałe – z poziomu podstawowego. Wszystkie zadania są
zadaniami wielokrotnego wyboru i tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa.

5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi – zaznacz prawidłową

odpowiedź znakiem X (w przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć
kółkiem, a następnie ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową).

6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie

na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci czas wolny. Trudności mogą przysporzyć Ci
zadania: 2, 5, 17 i 18, gdyż są one na poziomie trudniejszym niż pozostałe. Przeznacz na
ich rozwiązanie więcej czasu.

8. Na rozwiązanie testu masz 40 minut.

Powodzenia!

Materiały dla ucznia:

−

instrukcja,

−

zestaw zadań testowych,

−

karta odpowiedzi.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Rysunek przedstawia

a) mostek termometryczny z kompensacją temperaturowych zmian przewodów

łączących.

b) układ termoelementu z termostatowanym złączem odniesienia.
c) układ kompensatora zmian temperatury złącza odniesienia.
d) układ termoelementu z przewodami kompensacyjnymi.

2. Zjawisko jonizacji występujące w płomieniu wykorzystuje się w

a) czujnikach przeciwpożarowych.
b) czujkach dymu.
c) układach zabezpieczenia przed wypływem nie spalonego gazu.
d) pirometrach radiacyjnych.

3. Do pomiaru temperatury wewnątrz pieca hutniczego stosujemy

a) termometr oporowy platynowy.
b) czujnik termoelektryczny o małej bezwładności.
c) pirometr monochromatyczny.
d) termometr dylatacyjny.

4. Kierunek przepływu sygnału sterującego oznaczono właściwie na schemacie

5. Zmniejszenie amplitudy oscylacji w układzie regulacji dwustanowej można uzyskać przez

a) częstszą zmianę sygnału sterującego.
b) ujemne sprzężenie zwrotne z elementem inercyjnym w układzie regulatora.
c) dodatnie sprzężenie zwrotne z elementem całkującym w układzie regulatora.
d) ujemne sprzężenie zwrotne z elementem różniczkującym w układzie regulatora.

6. Do zadań układów pomiarowych nie należy

a) rejestrowanie wyników pomiarów.
b) porównywanie rzeczywistej wielkości regulowanej z wartością zadaną.
c) sygnalizowanie nadmiernych odchyłek.
d) opracowanie wyników pomiarów.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

7. Odpowiedź skokową regulatora PI przedstawiona jest na rysunku

8. Regulatory dwustanowe z histerezą umożliwiają

a) zwiększenie dokładności regulacji.
b) zmniejszenie amplitudy oscylacji temperatury.
c) zwiększenie liczby przełączeń styków przekaźników dwustanowych.
d) zmniejszenie liczby przełączeń styków przekaźników dwustanowych.

9. Organ pomiarowy stanowi część

a) regulatora.
b) obiektu.
c) elementu wykonawczego.
d) układu regulacji automatycznej.

10. Wykrycie przerw w linii transmisyjnej umożliwiają sygnały standardowe

a) napięciowe: –5–+ 5 V.
b) prądowe: 0–20 mA.
c) napięciowe: 0–5 V.
d) prądowe: 4–20 mA.

11. Organ pomiarowy przetwarza

a) wielkość zadaną.
b) wielkość regulowaną na sygnał napięciowy.
c) wielkość zadaną na sygnał prądowy.
d) wielkość regulowaną na sygnał dogodny do wprowadzenia do regulatora.

12. Stosunkowo duże siły i moce siłowników są charakterystyczne dla urządzeń

a) hydraulicznych.
b) pneumatycznych.
c) elektrycznych.
d) elektropneumatycznych.

13. Spośród symboli stosowanych na schemacie stykowym KOP, symbol niezanegowanego

sygnału wejściowego to

a) –– ] [–– .
b) –– ()–– .
c) –– (/)–– .
d) –– ] / [–– .

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

14. Zmienne (operandy), na których wykonywane są operacje programu w sterownikach PLC,

znajdują się w
a) pamięci danych.
b) pamięci roboczej.
c) pamięci systemowej.
d) module sygnałów wejściowych.

15. AWL oznacza

a) schemat logiczny.
b) listę rozkazów.
c) schemat stykowy.
d) listę przyporządkowującą.

16. Użycie blokady ma na celu

a) zwrócenie uwagi operatora procesu na zaistniałe zdarzenie przez sygnalizację

świetlną.

b) uniemożliwić środkami technicznymi użycie aparatu w warunkach niezgodnych z jego

przeznaczeniem.

c) chronić instalację przed szkodliwymi warunkami eksploatacji zabezpieczanego

aparatu.

d) przekazanie do operatora sygnału dźwiękowego.

17. Amplituda oscylacji temperatury w układach regulacji dwustawnej zależy tylko od

a) szerokości pętli histerezy przekaźnika dwustanowego i wartości zadanej.
b) stosunku opóźnienia do stałej czasowej obiektu i wartości zadanej.
c) szerokości pętli histerezy przekaźnika dwustanowego i stosunku opóźnienia do stałej

czasowej obiektu.

d) szerokości pętli histerezy przekaźnika dwustanowego, stosunku opóźnienia do stałej

czasowej obiektu, wartości zadanej.

18. Stały naciąg taśmy papierowej w rejestratorze zapewnia

a) rolka ciągnąca.
b) rolka nawijająca.
c) sprzęgło cierne.
d) dziurki na krawędzi taśmy papierowej.

19. Pisak w rejestratorze możemy przemywać

a) letnią wodą.
b) benzyną.
c) denaturatem.
d) acetonem.

20. Regulator nastawny PD to

a) k

, T

b) k

, T

c) χ

, T

d) k

, T

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko ……………………………………………………..

Instalowanie

urządzeń

automatyki

obsługa

prostych

układów

automatycznej regulacji

Zakreśl poprawną odpowiedź.

zadania

Odpowiedź

Punkty

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

7. LITERATURA

1. Dębski S.: Pracownia automatyki dla zasadniczych szkół zawodowych. PWSZ, Warszawa

1973

2. Findeisen Wł. (red.): Poradnik inżyniera automatyka. WNT, Warszawa 1973
3. Hörnemann E., Hübscher H., Klaue J., Schierack K., Stolzenburg R.: Elektrotechnika.

Instalacje elektryczne i elektronika przemysłowa. WSiP, Warszawa 1998

4. Komor Z.: Pracownia automatyki. WSiP, Warszawa 1996
5. Kordowicz–Sot A.: Automatyka i robotyka. Elementy aparatury kontrolno pomiarowej.

WSiP, Warszawa 1999

6. Kordowicz–Sot A.: Automatyka i robotyka. Układy regulacji automatycznej. WSiP,

Warszawa 1999

7. Kostro J.: Elementy, urządzenia i układy automatyki. WSiP, Warszawa 1997
8. Marusak A.: Urządzenia elektroniczne. Cz. III. Budowa i działanie urządzeń. WSiP,

Warszawa 2000

9. Płoszajski G.: Automatyka. WSiP, Warszawa 1995
10. Pułaczewski J.: Automatyka. PWSZ, Warszawa 1969
11. Pułaczewski J.: Automatyka w przemyśle chemicznym. WSiP, Warszawa 1975
12. Schmid D. (red): Mechatronika. REA, Warszawa 2002
13. Siemianko Fr., Gawrysiak M.: Automatyka i robotyka. WSiP, Warszawa 1996
14. Technika sterowników z programowalną pamięcią. WSiP, Warszawa 1998
15. Technika sterowników z programowalną pamięcią. Ćwiczenia. WSiP, Warszawa 1998
16. Katalog Dacpolu. Podzespoły do automatyki. 2006

LITERATURA METODYCZNA
1. Krogulec–Sobowiec M., Rudziński M.: Poradnik dla autorów pakietów edukacyjnych.

KOWEZiU, Warszawa 2003

2. Niemierko B.: Pomiar wyników kształcenia zawodowego. Biuro Koordynacji Kształcenia

Kadr, Fundusz Współpracy, Warszawa 1997

3. Szlosek F.: Wstęp do dydaktyki przedmiotów zawodowych. Instytut Technologii

Eksploatacji, Radom 1998