MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Iwona Rabiej
Stosowanie układów automatyki i sterowania
815[01].Z1.05
Poradnik dla nauczyciela
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
Recenzenci:
dr in\
. Magdalena Rychlik
dr in\
. Sylwester Stawarz
Opracowanie redakcyjne:
mgr in\
. Iwona Rabiej
Konsultacja:
mgr in\
. Halina Bielecka
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 815[01].Z1.05
 Stosowanie układów automatyki i sterowania , zawartego w modułowym programie
nauczania dla zawodu operator urządzeń przemysłu chemicznego.
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
1
SPIS TREŚCI
1. Wprowadzenie 3
2. Wymagania wstępne 5
3. Cele kształcenia 6
4. Przykładowe scenariusze zajęć 7
5. Ćwiczenia 10
5.1. Podstawowe pojęcia automatyki 10
5.1.1. Ćwiczenia 10
5.2. Obiekty regulacji 13
5.2.1. Ćwiczenia 13
5.3. Urządzenia wykonawcze 14
5.3.1. Ćwiczenia 14
5.4. Regulatory 16
5.4.1. Ćwiczenia 16
5.5. Układy pomiarowe 18
5.5.1. Ćwiczenia 18
5.6. Zasilanie układów regulacji. Zabezpieczenia, sygnalizacje i blokady
stosowane w układach regulacji 21
5.6.1. Ćwiczenia 21
5.7. Automatyzacja i robotyzacja procesów technologicznych 23
5.7.1. Ćwiczenia 23
6. Ewaluacja osiągnięć ucznia 25
7. Literatura 40
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
2
1. WPROWADZENIE
Przekazujemy Państwu Poradnik dla nauczyciela, który będzie pomocny w prowadzeniu
zajęć dydaktycznych w szkole kształcącej w zawodzie operator urządzeń przemysłu
chemicznego w jednostce modułowej  Stosowanie układów automatyki i sterowania .
W poradniku zamieszczono:
- wymagania wstępne,
- wykaz umiejętności, jakie uczeń opanuje podczas zajęć,
- przykładowe scenariusze zajęć,
- propozycje ćwiczeń, które mają na celu ukształtowanie umiejętności praktycznych
uczniów,
- wykaz literatury, z jakiej uczniowie mogą korzystać podczas nauki.
Wskazane jest, aby zajęcia dydaktyczne były prowadzone ró\
nymi metodami ze
szczególnym uwzględnieniem:
- tekstu przewodniego,
- metody projektów,
- ćwiczeń praktycznych.
Formy organizacyjne pracy uczniów mogą być zró\
nicowane, począwszy od
samodzielnej pracy uczniów do pracy zespołowej.
W celu przeprowadzenia sprawdzianu wiadomości i umiejętności ucznia, nauczyciel
mo\
e posłu\
yć się zamieszczonym w rozdziale 6 zestawem zadań testowych i sprawdzianem
praktycznym. W rozdziale 6 podano równie\
:
- plan testu,
- punktację zadań,
- propozycje norm wymagań,
- instrukcję dla nauczyciela,
- instrukcję dla ucznia,
- kartę odpowiedzi,
- zestaw zadań testowych.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
3
 815[01].Z1
Techniczne podstawy
chemicznych procesów
przemysłowych
815[01].Z1.01
Posługiwanie się
dokumentacją techniczną
815[01].Z1.03 815[01].Z1.02
Stosowanie maszyn, Wykonywanie pomiarów
aparatów i urządzeń parametrów procesowych
przemysłu chemicznego
815[01].Z1.04 815[01].Z1.05
Eksploatacja maszyn, Stosowanie układów
aparatów i urządzeń automatyki i sterowania
przemysłu chemicznego
Schemat układu jednostek modułowych
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
4
2. WYMAGANIA WST
PNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej uczeń, powinien umieć:
- korzystać z ró\
nych z
ródeł informacji,
- stosować się do przepisów bhp obowiązujących w czasie wykonywania ćwiczeń,
- zorganizować stanowisko pracy zgodnie z wymogami ergonomii,
- określać zastosowanie podstawowych procesów chemicznych i fizycznych w technologii
chemicznej,
- czytać proste schematy blokowe.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
5
3. CELE KSZTAA
CENIA
W wyniku realizacji jednostki modułowej, uczeń powinien umieć:
- wyjaśnić pojęcia: regulacja, obiekt regulacji, charakterystyka obiektu regulacji, regulator,
siłownik, element wykonawczy, sterowanie układy sterowania,
- scharakteryzować budowę i zasadę działania urządzeń regulacji i sterowania,
- rozró\
nić znormalizowane symbole urządzeń regulacji i sterowania,
- scharakteryzować zasady regulacji podstawowych parametrów procesowych,
- zorganizować stanowisko pracy laboratoryjnej,
- dokonać regulacji podstawowych parametrów procesowych,
- określić zasady sterowania podstawowymi procesami fizycznymi i chemicznymi,
- rozró\
nić na schematach urządzenia sterowania i regulacji,
- określić przemysłowe zastosowanie urządzeń regulacji i sterowania,
- podać przykłady stosowania urządzeń regulacji i sterowana w podstawowych procesach
fizycznych i chemicznych przemysłu chemicznego,
- zastosować wymagane przepisy bhp oraz ochrony przeciwpo\
arowej podczas
wykonywania prac laboratoryjnych i w warunkach przemysłowych.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
6
4. PRZYKA
ADOWE SCENARIUSZE ZAJ
Ć
Scenariusz zajęć 1
Osoba prowadząca & & & & & & & & & & & & & & & & & & & ..
Modułowy program nauczania: Operator urządzeń przemysłu chemicznego 815[01]
Moduł: Techniczne podstawy chemicznych procesów
przemysłowych 815[01].Z1
Jednostka modułowa: Stosowanie układów automatyki i sterowania
815[01].Z1.05
Temat: Znormalizowane symbole urządzeń regulacji i sterowania.
Cel ogólny: Kształtowanie umiejętności rozró\
niania znormalizowanych symboli urządzeń
stosowanych w automatyce.
Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń powinien umieć:
- analizować normę,
- rozró\
niać znormalizowane symbole urządzeń stosowanych w automatyce,
- określać parametry fizyczne i chemiczne podlegające regulacji.
Metody nauczania uczenia się:
- ćwiczenie praktyczne.
Formy organizacyjne pracy uczniów:
- grupowa jednolita.
Czas trwania zajęć: 1 godzina dydaktyczna.
Środki dydaktyczne:
- norma PN-89/M-42007.01  Automatyka i pomiary przemysłowe. Oznaczenia na
schematach. Podstawowe symbole graficzne i postanowienia ogólne ,
- schemat automatyzacji kolumny destylacyjnej,
- literatura z rozdziału 7 poradnika dla nauczyciela.
Przebieg zajęć:
1. Sprawy organizacyjne.
2. Nawiązanie do tematu, omówienie celów zajęć.
3. Zorganizowanie stanowiska pracy do wykonania ćwiczenia.
4. Realizacja zajęć:
- zapoznanie się z normą PN-89/M-42007.01 Automatyka i pomiary przemysłowe
Oznaczenia na schematach. Podstawowe symbole graficzne i postanowienia ogólne ,
- zapoznanie się ze schematem automatyzacji kolumny destylacyjnej,
- porównanie symboli znajdujących się na schemacie z oznaczeniami zawartymi
w normie,
- wypisanie elementów automatyki oznaczonych na schemacie,
- określenie miejsc, w których znajdują się elementy podane w punkcie 4.
5. Po wykonaniu ćwiczenia uczeń określa, jakie parametry fizyczne i chemiczne są
regulowane na schemacie automatyzacji kolumny destylacyjnej.
6. Uczeń wskazuje swoje mocne i słabe strony.
7. Nauczyciel analizuje prace uczniów.
8. Grupa, wspólnie z nauczycielem, dokonuje oceny prac.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
7
Zakończenie zajęć
Praca domowa
Odszukaj w literaturze schemat automatyzacji kolumny rektyfikacyjnej i na podstawie normy
PN-89/M-42007.01  Automatyka i pomiary przemysłowe. Oznaczenia na schematach.
Podstawowe symbole graficzne i postanowienia ogólne i schematu określ, jakie elementy
automatyki wykorzystywane są do automatyzacji procesu.
Sposób uzyskania informacji zwrotnej od ucznia po zakończonych zajęciach:
- anonimowe ankiety ewaluacyjne dotyczące sposobu prowadzenia zajęć i zdobytych
umiejętności.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
8
Scenariusz zajęć 2
Osoba prowadząca & & & & & & & & & & & & & & & & & & & ..
Modułowy program nauczania: Operator urządzeń przemysłu chemicznego 815[01]
Moduł: Techniczne podstawy chemicznych procesów
przemysłowych 815[01].Z1
Jednostka modułowa: Stosowanie układów automatyki i sterowania
815[01].Z1.05
Temat: Regulacja poziomu wody z wykorzystaniem czujnika hydrostatycznego.
Cel ogólny: Kształtowanie umiejętności regulacji podstawowych parametrów procesowych.
Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń powinien umieć:
- zmierzyć poziom wody za pomocą czujnika hydrostatycznego,
- dobierać nastawy regulatora na podstawie przebiegu regulacji,
- regulować poziom wody.
Metody nauczania-uczenia się:
- ćwiczenie praktyczne.
Formy organizacyjne pracy uczniów:
- indywidualna.
Czas trwania zajęć: 2 godziny dydaktyczne.
Środki dydaktyczne:
- stanowisko do pomiaru poziomu,
- Poradnik dla ucznia,
- literatura z rozdziału 7 poradnika dla nauczyciela.
Przebieg zajęć:
1. Czynności porządkowe.
2. Omówienie celów lekcji oraz przepisów bhp.
3. Omówienie szczegółowych zasad sporządzania sprawozdania.
4. Ćwiczenia praktyczne:
- pomiar sygnału wyjściowego przetwornika z czujnikiem hydrostatycznym dla
wskazanych poziomów wody,
- wykonanie regulacji poziomu zgodnie z instrukcją zamieszczoną w Poradniku dla
ucznia,
- rejestracja przebiegu regulacji,
- analiza uzyskanych przebiegów  wpływ parametrów regulatora na przebieg
regulacji.
5. Przygotowanie tabeli wyników.
6. Uporządkowanie stanowisk pracy.
Zakończenie zajęć
Praca domowa
Przygotuj sprawozdanie z dzisiejszego ćwiczenia. Pamiętaj o podaniu wniosków.
Sposób uzyskania informacji zwrotnej od ucznia po zakończonych zajęciach:
- anonimowe ankiety ewaluacyjne dotyczące sposobu prowadzenia zajęć, trudności
podczas realizowania zadania i zdobytych umiejętności.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
9
5. ĆWICZENIA
5.1. Podstawowe pojęcia automatyki
5.1.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Na podstawie normy PN-89/M-42007.01  Automatyka i pomiary przemysłowe
Oznaczenia na schematach. Podstawowe symbole graficzne i postanowienia ogólne
i schematu przedstawiającego automatyzację kolumny destylacyjnej określ, jakie elementy
automatyki wykorzystywane są do automatyzacji procesu destylacji.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni
fragment rozdziału Materiał nauczania. Nauczyciel powinien omówić zakres i technikę
wykonania ćwiczenia oraz sposób prezentacji wyników pracy.
Rysunek do ćwiczenia 1
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zapoznać się z normą PN-89/M-42007.01,
2) zapoznać się ze schematem automatyzacji kolumny destylacyjnej,
3) porównać symbole znajdujące się na schemacie z oznaczeniami zawartymi w normie,
4) podać elementy automatyki oznaczone na schemacie,
5) zakreślić miejsce na schemacie, w którym znajdują się elementy podane w punkcie 4,
6) zapisać wnioski.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
10
Zalecane metody nauczania uczenia się:
 ćwiczenie praktyczne.
Środki dydaktyczne:
- norma PN-89/M-42007.01  Automatyka i pomiary przemysłowe Oznaczenia na
schematach. Podstawowe symbole graficzne i postanowienia ogólne ,
- schemat automatyzacji kolumny destylacyjnej,
- literatura z rozdziału 7 poradnika dla nauczyciela.
Ćwiczenie 2
Na rysunku przedstawiono układ regulacji poziomu cieczy w zbiorniku, a w tabeli
wymienione zostały elementy składowe układu oraz ich funkcje w układzie regulacji. Narysuj
i uzupełnij schemat blokowy oraz przyporządkuj elementom układu ich funkcje.
Tabela do ćwiczenia 2
Element Funkcja
Czujnik poziomu Zamknięcie lub otwarcie dopływu cieczy do zbiornika
Przetwornik pomiarowy Zmiana poło\
enia zaworu
Regulator Zamiana zmierzonego czasu na sygnał prądowy
Pomiar czasu potrzebnego na przebycie drogi od z
ródła do poziomu cieczy
Zawór
i z powrotem
Układ sterowania zaworem Analiza uchybu, załączanie lub wyłączanie układu sterowania zaworem
Rysunek do ćwiczenia 2
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni
fragment rozdziału Materiał nauczania. Nauczyciel powinien omówić zakres i technikę
wykonania ćwiczenia oraz sposób prezentacji wyników pracy.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) dopasować na podstawie treści zadania, elementy układu automatycznej regulacji do ich
oznaczeń na schemacie,
2) narysować schemat blokowy układu regulacji poziomu cieczy w zbiorniku, wpisując
w odpowiednie bloki nazwy elementów z tabeli,
3) dopasować wymienionym elementom układu ich funkcje, np. połączyć kreskami,
4) przedstawić wyniki pracy.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
11
Zalecane metody nauczania uczenia się:
 ćwiczenie praktyczne.
Środki dydaktyczne:
 schemat regulacji dwustawnej poziomu,
 papier milimetrowy,
 przybory kreślarskie,
 literatura z rozdziału 7 poradnika dla nauczyciela.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
12
5.2. Obiekty regulacji
5.2.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
W celu określenia wyznaczenia optymalnych nastaw regulatora przeprowadzono pomiary
zale\
ności temperatury pieca od czasu. Wyniki pomiarów przedstawione zostały w tabeli.
Narysuj wykres Ń = f(t) i określ rodzaj wykreślonej charakterystyki.
Tabela do ćwiczenia 1
Czas t [min] Czas t [min]
Temperatura pieca Ń [oC] Temperatura pieca Ń [oC]
Ń Ń
Ń Ń
Ń Ń
0 20 20 365
1 24 25 387
2 45 30 408
3 74 35 422
4 100 40 434
5 133 45 441
6 170 50 444
7 195 55 451
8 220 60 460
9 242 70 460
10 260 75 460
15 321 80 460
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni
fragment rozdziału Materiał nauczania. Nauczyciel powinien omówić zakres i technikę
wykonania ćwiczenia oraz sposób prezentacji wyników pracy.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) określić na podstawie analizy treści zadania, w jakim stanie (ustalonym czy
przejściowym) przeprowadzono pomiary,
2) narysować wykres zmierzonej zale\
ności,
3) określić rodzaj wykreślonej charakterystyki,
4) przedstawić wyniki pracy.
Zalecane metody nauczania uczenia się:
 ćwiczenie praktyczne.
Środki dydaktyczne:
 papier milimetrowy,
 przybory kreślarskie,
 literatura z rozdziału 7 poradnika dla nauczyciela.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
13
5.3. Urządzenia wykonawcze
5.3.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
W tabeli przedstawiono dane katalogowe zale\
ności współczynnika przepływu Kv [m3/h]
od kąta otwarcia przepustnicy PRS. Oblicz i wpisz do tabeli względny współczynnik
przepływu. Narysuj charakterystykę przepływu przepustnicy kv = f(ą). Odczytaj
z charakterystyki współczynnik przepływu dla kąta otwarcia równego 40o.
Tabela do ćwiczenia 1
Kąt otwarcia ą kv=Kv/Kvs [%],
ą
ą Współczynnik przepływu
ą
[o] Kv [m3/h] Kvs = 69,9 [m3/h]
25 2,6
30 4,3
40 9,5
50 15,5
60 22,5
70 38,8
75 47,5
80 60,4
90 69,0
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni
fragment rozdziału Materiał nauczania. Powinien równie\
podać szczegółowe zasady
sporządzenia sprawozdania.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) określić na podstawie analizy treści zadania, w jakim stanie (ustalonym czy
przejściowym) przeprowadzono pomiary,
2) obliczyć zgodnie z podanym w tabeli wzorem względny współczynnik przepływu
i wpisać wyniki do tabeli,
3) narysować wykres zmierzonej zale\
ności,
4) określić rodzaj wykreślonej charakterystyki,
5) przedstawić wyniki pracy.
Zalecane metody nauczania uczenia się:
 ćwiczenie praktyczne.
Środki dydaktyczne:
- papier w kratkę,
- przybory kreślarskie,
- literatura z rozdziału 7 poradnika dla nauczyciela.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
14
Ćwiczenie 2
Natę\
enie przepływu medium grzewczego zale\
y od nastawy zaworu zamontowanego na
rurociągu. Zmiany poło\
enia zaworu dokonuje siłownik elektryczny. Poło\
enie trzpienia
siłownika zamieniane jest na wartość natę\
enia prądu. Przy pełnym wysunięciu trzpienia
natę\
enie prądu, sygnalizującego poło\
enie trzpienia, wynosi 4 mA. Przy schowanym
trzpieniu  20 mA. Wykonaj pomiary natę\
enia prądu wyjściowego siłownika dla podanych
w tabeli poło\
eń trzpienia. Wykreśl charakterystykę i określ jej rodzaj.
Tabela do ćwiczenia 2
Poło\
enie trzpienia [mm] Natę\
enie prądu [mA]
0
10
20
30
40
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres
i technikę wykonania ćwiczenia oraz przepisy bhp obowiązujące podczas wykonywania
pomiarów. Powinien równie\
podać szczegółowe zasady sporządzenia sprawozdania.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) określić na podstawie treści zadania, w jakim stanie (ustalonym czy przejściowym)
nale\
y dokonać pomiarów poło\
enia trzpienia siłownika,
2) dokonać pomiarów natę\
enia prądu określającego poło\
enie trzpienia siłownika,
3) narysować wykres zale\
ności natę\
enia prądu sygnalizacyjnego siłownika od poło\
enia
trzpienia,
4) określić, jaki rodzaj funkcji (liniowej czy innej) przedstawia przygotowany wykres,
5) określić rodzaj wykreślonej charakterystyki,
6) przedstawić wyniki pracy.
Zalecane metody nauczania uczenia się:
 ćwiczenie praktyczne.
Środki dydaktyczne:
- siłownik elektryczny,
- układ sterowania poło\
eniem trzpienia siłownika,
- miernik uniwersalny (miliamperomierz),
- przymiar liniowy,
- papier milimetrowy,
- przybory kreślarskie,
- literatura z rozdziału 7 poradnika dla nauczuciela.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
15
5.4. Regulatory
5.4.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
W układzie regulacji dwustawnej poziomu, przedstawiony na rysunku, zastosowano
przetwornik poziomu z czujnikiem ultradz
więkowym. Zarejestruj i wydrukuj przebiegi
sygnału sterowanego dla trzech ró\
nych wartości zadanych i dwóch ró\
nych wartości
szerokości pętli histerezy regulatora. Zaznacz, na otrzymanych przebiegach, odpowiednią
wartość zadaną i histerezę regulatora. Porównaj otrzymane przebiegi.
Regulator
y0 Układ sterowania
u
e
zaworem
-H /2 H /2
woda
C
h
mA
t
PC
I
y
Układ regulacji poziomu z czujnikiem ultradz
więkowym
Rysunek do ćwiczenia 1
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres
i technikę wykonania ćwiczenia oraz przepisy bhp obowiązujące podczas wykonywania
pomiarów. Powinien równie\
podać szczegółowe zasady sporządzenia sprawozdania.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) określić na podstawie treści zadania, w jakim stanie (ustalonym czy przejściowym)
nale\
y przeprowadzić rejestrację,
2) ustawić wartość zadaną i histerezę regulatora,
3) zarejestrować przebiegi w układzie regulacji,
4) powtórzyć punkty 3 i 4 dla innych nastaw regulatora,
5) wydrukować zarejestrowane przebiegi,
6) wrysować odpowiednie wartości zadane i histerezy regulatora,
7) przedstawić wyniki pracy.
Zalecane metody nauczania uczenia się:
 ćwiczenie praktyczne.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
16
Środki dydaktyczne:
 zbiornik z przymiarem liniowym i odpływem,
 układ sterowania zaworem doprowadzającym wodę do zbiornika, z mo\
liwością
podłączenia sygnału wyjściowego z regulatora dwustawnego,
 przetwornik ultradz
więkowy z prądowym sygnałem wyjściowym,
 regulator dwustawny ze standardowym sygnałem wejściowym (np. 4 20 mA)
i dwustawnym sygnałem wyjściowym, oba sygnały dostosowane do urządzeń
współpracujących  przetwornika i układu sterowania zaworem,
 miernik uniwersalny współpracujący z komputerem,
 komputer PC z drukarką i oprogramowaniem do rejestracji przebiegów dynamicznych
(współpracujący z zastosowanym miernikiem),
 przybory kreślarskie,
 literatura z rozdziału 7 poradnika dla nauczyciela.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
17
5.5. Układy pomiarowe
5.5.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przeprowadz
kalibrację automatyczną pH-metru. Wykonaj pomiary kontrolne dla dwóch
roztworów buforowych o znanym pH. Wykonaj pomiary pH nieznanych roztworów.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres
i technikę wykonania ćwiczenia oraz przepisy bhp obowiązujące podczas wykonywania
pomiarów. Powinien równie\
podać szczegółowe zasady sporządzenia sprawozdania.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zapoznać się z instrukcją obsługi pH-metru,
2) dokonać kalibracji pH-metru,
3) wykonać pomiary kontrolne dla roztworów o znanym pH,
4) wykonać pomiary pH nieznanych roztworów,
5) przedstawić wyniki pracy.
Zalecane metody nauczania uczenia się:
 ćwiczenie praktyczne.
Środki dydaktyczne:
- pH-metr,
- płyny buforowe,
- instrukcja obsługi pH-metru,
- miernik uniwersalny dla pH-metru z wyjściem prądowym,
- literatura z rozdziału 7 poradnika dla nauczyciela.
Ćwiczenie 2
Utrzymanie odpowiedniej zawartości tlenu w wodzie jest bardzo wa\
nym parametrem
w procesie oczyszczania ścieków. W czasach ogromnego zu\
ycia wody, a co za tym idzie
i du\
ej produkcji ścieków automatyzacja procesu oczyszczania przy minimalizacji kosztów
i zu\
ycia elementów jest powa\
nym problemem. Stosowana dotąd regulacja dwustawna
zawartości tlenu powoduje szybkie zu\
ycie silników aeratorów i jest energochłonna. Stosując
regulator ciągły PID i przetwornicę częstotliwości do sterowania silnikami uzyskuje się
płynną regulację zmian natlenienia i du\
e oszczędności energii elektrycznej.
Na rysunku przedstawiono układ regulacji zawartości tlenu, realizowany przez regulator
ciągły PID, wykorzystujący przetwornicę częstotliwości jako element wykonawczy,
która reguluje wydajność napowietrzania wentylatora. Pomiar zawartości tlenu jest sygnałem
sprzę\
enia zwrotnego dla regulatora PID i jest rejestrowany na włączonym w układzie
rejestratorze. Zadany poziom tlenu nastawiany jest w regulatorze.
Zarejestruj działanie układu regulacji natlenienia w układzie przedstawionym na rysunku.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
18
Rysunek do ćwiczenia 2. Schemat układu regulacji natlenienia
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres
i technikę wykonania ćwiczenia oraz przepisy bhp obowiązujące podczas wykonywania
pomiarów. Powinien równie\
podać szczegółowe zasady sporządzenia sprawozdania.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zapoznać się z instrukcją obsługi tlenomierza,
2) zapoznać się z instrukcją regulatora,
3) wprowadzić nastawy regulatora,
4) uruchomić układ regulacji,
5) zarejestrować przebiegi w układzie regulacji,
6) przedstawić wyniki pracy w postaci sprawozdania.
Zalecane metody nauczania uczenia się:
 ćwiczenie praktyczne.
Środki dydaktyczne:
- tlenomierz,
- falownik,
- regulator PID,
- silnik połączony z dmuchawą, sterowany falownikiem,
- zbiornik z zamontowanym tlenomierzem i dmuchawą,
- miernik uniwersalny współpracujący z komputerem,
- komputer PC z drukarką i oprogramowaniem do rejestracji przebiegów dynamicznych
(współpracujący z zastosowanym miernikiem),
- literatura z rozdziału 7 poradnika dla nauczyciela.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
19
Ćwiczenie 3
Zapoznaj się ze stosowanymi układami automatycznej regulacji w oczyszczalni ścieków.
Wskazówki do realizacji
W celu przeprowadzania poni\
szego ćwiczenia konieczne jest zorganizowanie wycieczki
po zautomatyzowanych oddziałach oczyszczalni ścieków.
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien zapoznać uczniów
z przepisami bhp obowiązującymi na terenie zakładu przemysłowego. Powinien omówić
zakres i technikę wykonania ćwiczenia, ze szczególnym uwzględnieniem sposobu
wypełnienia karty obserwacji. Nale\
y zwrócić uwagę na konieczność zadawania pytań
oprowadzającemu grupę personelowi zakładu, w celu zdobycia potrzebnych, do wykonania
ćwiczenia, informacji. Przed wejściem na teren zakładu nauczyciel powinien równie\
rozdać
instrukcje i karty obserwacji.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zapoznać się z obowiązującymi na terenie oddziału przepisami bhp i stosować się do
nich,
2) pobrać od nauczyciela instrukcję i kartę obserwacji,
3) zapoznać się z istniejącymi w zakładzie układami automatycznej regulacji,
4) wypisać urządzenia potrzebne do realizacji pracujących tam układów regulacji
parametrów chemicznych i fizycznych,
5) zebrać maksimum informacji o stosowanych urządzeniach do regulacji parametrów
chemicznych i fizycznych,
6) zaprezentować wyniki pracy w postaci sprawozdania.
Zalecane metody nauczania uczenia się:
 wycieczka dydaktyczna.
Środki dydaktyczne:
- karta obserwacji,
- instrukcja dla ucznia.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
20
5.6. Zasilanie układów regulacji. Zabezpieczenia, sygnalizacje
i blokady stosowane w układach regulacji
5.6.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Na rysunku przedstawiono sposoby łączenia siłowników pneumatycznych z zaworami
stosowane w układach regulacji. W przypadku awarii układu doprowadzającego sprę\
one
powietrze do siłownika zgodnie z wymaganiami procesu technologicznego zawór mo\
e
całkowicie zamykać lub otwierać przepływ. Podaj przykłady zastosowania poszczególnych
połączeń trzpień siłownika  zawór.
Rysunek do ćwiczenia 1
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres
i technikę wykonania ćwiczenia oraz przepisy bhp obowiązujące podczas wykonywania
pomiarów. Powinien równie\
podać szczegółowe zasady sporządzenia sprawozdania.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) rozpoznać na podstawie rysunku działanie układu siłownik zawór,
2) podać przykłady układów regulacji, w których siłownik w sytuacji awaryjnej powinien
odcinać dopływ substancji,
3) podać przykłady układów regulacji, w których siłownik w sytuacji awaryjnej powinien
otwierać dopływ substancji,
4) przedstawić wyniki pracy.
Zalecane metody nauczania uczenia się:
 ćwiczenie praktyczne.
Środki dydaktyczne:
- papier w kratkę,
- przybory kreślarskie,
- literatura z rozdziału 7 poradnika dla nauczyciela.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
21
Ćwiczenie 2
Na rysunku przedstawiono fragment układu regulacji ciśnienia wody w zbiorniku.
Dopływ wody do zbiornika jest zale\
ny od obrotów silnika. Wska\
, który z elementów
układu przedstawiony na rysunku spełnia zadania automatycznego zabezpieczenia, a który
automatycznej blokady.
Rysunek do ćwiczenia 2
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres
i technikę wykonania ćwiczenia oraz przepisy bhp obowiązujące podczas wykonywania
pomiarów. Powinien równie\
podać szczegółowe zasady sporządzenia sprawozdania.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) rozpoznać na podstawie rysunku działanie wyłącznika ciśnieniowego i wyłącznika
przecią\
eniowego,
2) wskazać element automatycznej blokady,
3) wskazać element automatycznego zabezpieczenia,
4) przedstawić wyniki pracy.
Zalecane metody nauczania uczenia się:
 ćwiczenie praktyczne.
Środki dydaktyczne:
 przybory kreślarskie,
 literatura z rozdziału 7 poradnika dla nauczyciela.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
22
5.7. Automatyzacja i robotyzacja procesów technologicznych
5.7.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Na rysunku przedstawiono schemat sterowania procesem rektyfikacji oparty na pomiarze
stę\
enia jednego ze składników. W tym celu zastosowano analizator automatyczny. Jakość
destylatu regulowana jest przez regulację przepływu skroplin zawracanych do kolumny.
Regulacja poziomu w zbiorniku uśredniającym równowa\
y strumienie materiałowe na górze
kolumny. Regulacja natę\
enia przepływu pary grzejnej wprowadzanej do kotła steruje
szybkością odparowywania w kotle. Regulacja szybkości odparowywania odbywa się na
podstawie pomiaru ró\
nicy ciśnień pomiędzy dołem a górą kolumny.
Rysunek do ćwiczenia 1
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres
i technikę wykonania ćwiczenia oraz przepisy bhp obowiązujące podczas wykonywania
pomiarów. Powinien równie\
podać szczegółowe zasady sporządzenia sprawozdania.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) określić, jakie parametry procesu są mierzone w przedstawionym układzie regulacji,
2) wskazać na schemacie poszczególne układy regulacji podstawowej,
3) określić funkcje realizowane przez poszczególne układy regulacji,
4) zaprezentować wykonanie ćwiczenia w postaci sprawozdania.
Zalecane metody nauczania uczenia się:
 ćwiczenie praktyczne.
Środki dydaktyczne:
 papier w kratkę,
 przybory kreślarskie,
 literatura z rozdziału 7 poradnika dla nauczyciela.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
23
Ćwiczenie 2
Podczas wycieczki do oddziału komponowania benzyn zapoznaj się z przykładem
sterowania z zastosowaniem komputerowego modelu instalacji komponowania benzyn
strumieniami ró\
nych komponentów naftowych i syntetycznych.
Wskazówki do realizacji
W celu przeprowadzania poni\
szego ćwiczenia konieczne jest zorganizowanie wycieczki
po oddziale komponowania benzyn na terenie rafinerii lub zakładu rafineryjno-
petrochemicznego.
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien zapoznać uczniów
z przepisami bhp obowiązującymi na terenie zakładu przemysłowego. Powinien omówić
zakres i technikę wykonania ćwiczenia, ze szczególnym uwzględnieniem sposobu
wypełnienia karty obserwacji. Nale\
y zwrócić uwagę na konieczność zadawania pytań
oprowadzającemu grupę personelowi zakładu, w celu zdobycia potrzebnych, do wykonania
ćwiczenia, informacji. Przed wejściem na teren zakładu nauczyciel powinien równie\
rozdać
instrukcje i karty obserwacji.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zapoznać się z obowiązującymi na terenie oddziału przepisami bhp i stosować się do
nich,
2) pobrać od nauczyciela instrukcję i kartę obserwacji,
3) zapoznać się z instalacją komputerowo sterowanego procesu komponowania benzyn,
4) wypisać niezbędny zestaw urządzeń potrzebnych do realizacji komputerowego systemu
sterowania,
5) zebrać maksimum informacji o stosowanych urządzeniach do regulacji i sterowania
wielkością strumieni masy poszczególnych komponentów,
6) wyjaśnić zło\
oność technologiczną procesu komponowania benzyn wysokooktanowych
z kilkunastu strumieni składników naftowych i syntetycznych,
7) zaprezentować wyniki pracy w postaci sprawozdania.
Zalecane metody nauczania uczenia się:
 wycieczka dydaktyczna.
Środki dydaktyczne:
 karta obserwacji,
 instrukcja dla ucznia.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
24
6. EWALUACJA OSI
GNI
Ć UCZNIA
Przykłady narzędzi pomiaru dydaktycznego
TEST 1
Test dwustopniowy do jednostki modułowej  Stosowanie układów
automatyki i sterowania
Test składa się z 20 zadań wielokrotnego wyboru, z których:
- zadania 1, 2, 4, 6, 7, 8, 11, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, są z poziomu podstawowego,
- zadania 3, 5, 9, 10, 12, 13 są z poziomu ponadpodstawowego.
Punktacja zadań: 0 lub 1 punkt
Za ka\
dą prawidłową odpowiedz
uczeń otrzymuje 1 punkt. Za złą odpowiedz
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 13 zadań z poziomu podstawowego,
- dobry  za rozwiązanie 16 zadań, w tym co najmniej 3 z poziomu ponadpodstawowego,
- bardzo dobry  za rozwiązanie 19 zadań, w tym co najmniej 5 z poziomu
ponadpodstawowego.
Klucz odpowiedzi: 1. b, 2. c, 3. c, 4. d, 5. a, 6. a, 7. b, 8. d, 9. c, 10. b, 11. a,
12. d, 13. a, 14. d, 15. a, 16. a, 17. c, 18. d, 19. b, 20. a.
Plan testu
Nr Kategoria Poziom Poprawna
Cel operacyjny
zad. celu
(mierzone osiągnięcia ucznia)
wymagań odpowiedz

1. Wyjaśnić pojęcie uchyb regulacji B P b
Wyjaśnić pojęcie charakterystyki dynamicznej
2. B P c
obiektu regulacji
3. Scharakteryzować działanie siłownika C PP c
4. Zidentyfikować układ regulacji A P d
Scharakteryzować działanie zestawu siłownik
5. C PP a
 zawór
Rozpoznać, na podstawie wyglądu, siłownik
6. C P a
pneumatyczny
Rozpoznać cechy regulatorów bezpośredniego
7. C P b
działania
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
25
Wskazać element regulatora bezpośredniego
8. A P d
działania
9. Scharakteryzować działanie układu regulacji C PP c
10. Określić cechy układu z regulatorem PID B PP b
Opisać charakterystyki regulatorów
11. B P a
nieciągłych
Scharakteryzować budowę układu regulacji
12. D PP d
pH
Zaproponować miejsce monta\
u zaworu
13. C PP a
bocznikującego
14. Objaśnić zastosowanie zaworów kulowych B P d
Zidentyfikować czujnik temperatury na
15. A P a
podstawie symbolu
Zidentyfikować czujnik przepływ na
16. A P a
podstawie zasady działania
17. Opisać nastawy regulatora B P c
18. Rozpoznać czujnik manometru C P d
Rozró\
nić, na podstawie funkcji, element
19. B P b
układu regulacji
20. Wyjaśnić pojęcie sterowanie nadrzędne B P a
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
26
Przebieg testowania
Instrukcja dla nauczyciela
1. Ustal z uczniami termin przeprowadzenia sprawdzianu z wyprzedzeniem co najmniej
jednotygodniowym.
2. Omów cel stosowania pomiaru dydaktycznego.
3. Zapoznaj uczniów z rodzajem zadań podanych w zestawie oraz z zasadami punktowania.
4. Omów z uczniami sposób udzielania odpowiedzi (karta odpowiedzi).
5. Zapewnij uczniom mo\
liwość samodzielnej pracy.
6. Rozdaj uczniom zestawy zadań testowych i karty odpowiedzi, podaj czas przeznaczony
na udzielanie odpowiedzi.
7. Postaraj się stworzyć odpowiednią atmosferę podczas przeprowadzania pomiaru
dydaktycznego (rozładuj niepokój, zachęć do sprawdzenia swoich mo\
liwości).
8. Kilka minut przed zakończeniem sprawdzianu przypomnij uczniom o zbli\
ającym się
czasie zakończenia udzielania odpowiedzi.
9. Zbierz karty odpowiedzi oraz zestawy zadań testowych.
10. Sprawdz
wyniki i wpisz do arkusza zbiorczego.
11. Przeprowadz
analizę uzyskanych wyników sprawdzianu i wybierz te zadania, które
sprawiły uczniom największe trudności.
12. Ustal przyczyny trudności uczniów w opanowaniu wiadomości i umiejętności.
13. Opracuj wnioski do dalszego postępowania, mającego na celu uniknięcie niepowodzeń
dydaktycznych  niskie wyniki przeprowadzonego sprawdzianu.
Instrukcja dla ucznia
1. Przeczytaj uwa\
nie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 20 zadań wielokrotnego wyboru o ró\
nym stopniu trudności. W ka\
dym
zadaniu tylko jedna odpowiedz
jest prawidłowa.
5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej
rubryce znak X. W przypadku pomyłki nale\
y błędną odpowiedz
zaznaczyć kółkiem,
a następnie ponownie zakreślić odpowiedz
prawidłową.
6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłó\
jego
rozwiązanie na póz
niej i wróć do niego, gdy zostanie Ci czas wolny.
8. W czasie pracy mo\
esz korzystać z kalkulatora do wykonywania niezbędnych obliczeń.
9. Na rozwiązanie testu masz 45 minut.
Powodzenia!
Materiały dla ucznia:
- instrukcja,
- zestaw zadań testowych,
- karta odpowiedzi.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
27
ZESTAW ZADAC
TESTOWYCH
1. Uchybem regulacji nazywamy
a) sygnał wyjściowy regulatora.
b) ró\
nicę między wartością zadaną a sygnałem regulowanym.
c) sygnał sterujący poło\
eniem zaworu.
d) ró\
nicę między sygnałem regulowanym a wartością zadaną.
2. Charakterystyką dynamiczną obiektu regulacji nazywamy
a) zale\
ność sygnału wyjściowego od wartości sygnału wejściowego w stanie
przejściowym.
b) zale\
ność sygnału wejściowego od wartości sygnału wyjściowego w warunkach
ustalonych.
c) zmiany sygnału wyjściowego obiektu w czasie wywołane skokową zmianą sygnału
wejściowego.
d) zmiany sygnału wyjściowego obiektu zale\
ne od zmian sygnału wejściowego
w stanie ustalonym.
3. Po zaniku ciśnienia sterującego trzpień jest wysunięty w siłowniku pneumatycznym
a) dwustronnego działania.
b) ze sprę\
yną zwrotną o działaniu odwrotnym.
c) ze sprę\
yną zwrotną o działaniu prostym.
d) dwustronnego działania z nastawnikiem.
4. Układ regulacji, w którym regulator utrzymuje stałą wartość wielkości regulowanej
nazywamy układem regulacji
a) nadą\
nej.
b) ekstremalnej.
c) programowej.
d) stałowartościowej.
5. Na przedstawionym schemacie połączenia siłownika pneumatycznego z zaworem
regulacyjnym wzrost ciśnienia powoduje
a) wysunięcie trzpienia i otwarcie zaworu.
b) wysunięcie trzpienia i zamknięcie zaworu.
c) wsunięcie trzpienia i otwarcie zaworu.
d) wsunięcie trzpienia i zamknięcie zaworu.
6. Na rysunku przedstawiono siłownik
a) pneumatyczny tłokowy.
b) pneumatyczny membranowy.
c) hydrauliczny tłokowy.
d) hydrauliczny membranowy.
7. Wadą regulatorów bezpośredniego działanie jest
a) niski koszt.
b) mała dokładność.
c) prostota wykonania.
d) du\
a niezawodność.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
28
8. Na przedstawionym schemacie regulatora temperatury element oznaczany cyfrą 5 to
a) zawór.
b) sprę\
yna.
c) mieszek.
d) czujnik.
9. Układ regulacji ciśnienia za zaworem przedstawiony jest na rysunku
d)
b) c)
a)
10. Zerowy uchyb regulacji w stanie ustalonym występuje przy zastosowaniu regulatorów
a) PD i PI.
b) PI i PID.
c) P i PD.
d) P i PI.
11. Charakterystyka statyczna regulatora dwustawnego ze strefą niejednoznaczności
(histerezą) przedstawiona jest na rysunku
a) b) c) d)
u
u
u
u
e
e
e
e
Yo
Yo
Yo
Yo
12. Wartość zadana pH solanki jest nastawiana przez pH-metr na pH 7. Przy wyłączonym
systemie regulacyjnym mo\
na wymaganą do neutralizacji ilość ługu sodowego
zadozować poprzez rotametr. Z przedstawionego powy\
ej opisu wynika, \
e system
regulacyjny składa się
a) z pH- metru.
b) z rotametru i dozownika.
c) z pH  metru i rotametru.
d) z pH  metru, rotametru i dozownika.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
29
13. W celu zapewnienia ciągłej pracy obiektu w czasie konserwacji lub wymiany zaworów
nastawczych w instalacjach technologicznych konieczne jest właściwe zamontowanie
zaworów odcinających i bocznikujących. Zawór bocznikujący montowany jest
a) równolegle z zaworem nastawczym.
b) szeregowo za zaworem nastawczym.
c) szeregowo przed zaworem nastawczym.
d) równolegle lub szeregowo z zaworem nastawczym.
14. Zawory kulowe stosowane są jako zawory
a) regulacyjne.
b) nastawcze.
c) tradycyjne.
d) odcinające.
15. W układzie regulacji do pomiaru temperatury zastosowano czujnik Pt100. Jest to czujnik
wykonany z
a) platyny o rezystancji 100&! w 0oC.
b) platyny o rezystancji 100&! w 20oC.
c) miedzi o rezystancji 100&! w 0oC.
d) niklu o rezystancji 100&! w 20oC.
16. Rysunek przedstawia działanie czujnika przepływu
a) dozującego.
b) wiatraczkowego.
c) ultradz
więkowego.
d) indukcyjnego.
17. Czas zdwojenia występuje w regulatorze
a) dwustawnym.
b) proporcjonalnym.
c) proporcjonalno-całkowym.
d) proporcjonalno-ró\
niczkującym.
18. Elementem sprę\
ystym manometru przedstawionego na rysunku jest
a) puszka.
b) mieszek.
c) membrana.
d) rurka Bourdona.
19. Układy, które uniemo\
liwiają wykonanie niedopuszczalnych operacji lub wykonanie
czynności w niedozwolonej kolejności to układy
a) kontroli.
b) blokady.
c) sygnalizacji.
d) regulacji.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
30
20. W sterowaniu nadrzędnym komputer nadzoruje przebieg procesu technologicznego
poprzez
a) zmianę nastaw regulatorów.
b) własne urządzenia pośredniczące.
c) zmianę ustawień czujników.
d) własne urządzenia nadzorujące.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
31
KARTA ODPOWIEDZI
Imię i nazwisko..................................................................................................................
Stosowanie układów automatyki i sterowania
Zakreśl poprawną odpowiedz

Nr
Odpowiedz
Punkty
zadania
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem:
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
32
TEST 2
Test dwustopniowy do jednostki modułowej  Stosowanie układów
automatyki i sterowania
Test składa się z 20 zadań wielokrotnego wyboru, z których:
- zadania 1 4, 6, 8, 13 20 są z poziomu podstawowego,
- zadania 5, 7, 9 12 są z poziomu ponadpodstawowego.
Punktacja zadań: 0 lub 1 punkt
Za ka\
dą prawidłową odpowiedz
uczeń otrzymuje 1 punkt. Za złą odpowiedz
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 13 zadań z poziomu podstawowego,
- dobry  za rozwiązanie 16 zadań, w tym co najmniej 3 z poziomu ponadpodstawowego,
- bardzo dobry  za rozwiązanie 19 zadań, w tym co najmniej 5 z poziomu
ponadpodstawowego.
Klucz odpowiedzi: 1. a, 2. b, 3. c, 4. c, 5. c, 6. d, 7. a, 8. a, 9. b, 10. a, 11. c,
12. a, 13. d, 14. d, 15. b, 16. c, 17. d, 18. d, 19. b, 20. a
Plan testu
Nr Kategoria Poziom Poprawna
Cel operacyjny
zad. celu
(mierzone osiągnięcia ucznia)
wymagań odpowiedz

1. Zdefiniować pojęcie sygnał sterujący A P a
Rozró\
nić na podstawie odpowiedzi skokowej
2. B P b
obiekt regulacji
3. Wskazać elementy układu regulacji B P c
Rozró\
nić elementy budowy siłownika
4. B P c
hydraulicznego
Scharakteryzować działanie przekładni
5. C PP c
mechanicznych w siłownikach elektrycznych
6. Rozpoznać zawór na podstawie budowy C P d
7. Dobrać element nastawczy C PP a
Rozpoznać regulator na podstawie
8. B P a
charakterystyki
9. Scharakteryzować układ regulacji C PP b
10. Scharakteryzować regulatory C PP a
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
33
Scharakteryzować działanie pojemnościowego
11. C PP c
czujnika poziomu
12. Rozpoznać poprawny sposób regulacji ręcznej C PP a
Rozpoznać procesy przygotowania powietrza
13. C P d
w układach pneumatycznych
14. Rozró\
nić rodzaje sygnalizacji automatycznej B P d
15. Rozró\
nić znormalizowane symbole regulacji B P b
16. Wyjaśnić skrót TAS A P c
Opisać elementy budowy hydraulicznego
17. B P d
układu zasilającego
18. Rozpoznać czujnik na podstawie działania C P d
19. Dobrać czujnik do pomiarów temperatury B P b
Rozpoznać elementy automatyki na podstawie
20. C P a
wyglądu
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
34
ZESTAW ZADAC
TESTOWYCH
1. Sygnał sterujący to
a) sygnał wyjściowy regulatora.
b) sygnał wejściowy regulatora.
c) ró\
nicę między wartością zadaną a sygnałem regulowanym.
d) ró\
nicę między sygnałem regulowanym a wartością zadaną.
2. Wska\
obiekt regulacji, którego charakterystykę pokazano na rysunku
a) inercyjny.
b) całkujący.
c) oscylacyjny.
d) proporcjonalny.
3. Na rysunku przedstawiono schemat blokowy układu regulacji. Numerami 1, 2, 3 i 4
oznaczono poszczególne elementy układu w następującej kolejności
sygnał
zakłócający
sygnał regulowany
sygnał nastawczy
3
4
2
sygnał standardowy
_
1
sygnał sterujący
wartość zadana
uchyb +
a) regulator, obiekt regulacji, urządzenie wykonawcze, urządzenie nastawcze.
b) urządzenie nastawcze, urządzenie wykonawcze, regulator, obiekt regulacji.
c) regulator, urządzenie wykonawcze, obiekt regulacji, urządzenie nastawcze.
d) urządzenie wykonawcze, obiekt regulacji, regulator, urządzenie nastawcze.
4. Rysunek przedstawia budowę siłownika hydraulicznego. Numerem 2 oznaczono
a) tłok.
b) cylinder.
c) tłoczysko.
d) doprowadzenie ciśnienia.
5. Przekładnie mechaniczne w elektrycznych siłownikach silnikowych stosowane są, by
uzyskać
a) du\
e siły i wielkie prędkości.
b) małe siły i wielkie prędkości.
c) du\
e siły i niewielkie prędkości.
d) małe siły i niewielkie prędkości.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
35
6. Rysunek przedstawia zawór
a) kulowy.
b) trójdro\
ny.
c) grzybkowy.
d) membranowy.
7. Do regulacji przepływu materiałów sypkich mo\
na stosować
a) dozownik taśmowy.
b) zawór typu Saunders.
c) przepustnice \
aluzjowe.
d) przepustnice obrotowe.
8. Rysunek przedstawia charakterystykę statyczną regulatora
l[%]
a) P.
100
b) PI.
80
c) PD.
60
40
d) PID
20
e=xo-x
0
-6 -4 -2
2 4 6
9. Schemat przedstawia układ regulacji
a) ciśnienia na dopływie.
b) ciśnienia na odpływie.
c) strumienia na dopływie.
d) strumienia na odpływie.
10. Rysunek przedstawia definicję czasu
u(t)
a) zdwojenia.
b) opóz
nienia.
2kpe
c) wyprzedzenia.
kpe
d) ró\
niczkowania.
t
Ti
11. W czujnikach pojemnościowych poziomu zmianę pojemności kondensatora zło\
onego
z elektrody i zbiornika uzyskuje się przez
a) odsunięcie elektrody od ścianek zbiornika.
b) przysunięcie elektrody do ścianek zbiornika.
c) zmianę wypełnienia zbiornika medium.
d) zmianę powierzchni ścianek zbiornika.
12. Które sposoby nastawiania wartości pH, zawarte w tabeli, są prawidłowe, je\
eli wartość
pH oczyszczonych ścieków powinna mieścić się w granicach 5 8
Wartość pH ścieków przed oczyszczaniem Sposób nastawiania wartości pH
a) 4 dozowany HCl
b) 9 dozowany NaOH
c) 3 dozowany HCl
d) 10 dozowany NaOH
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
36
13. Jednym z etapów przygotowania powietrza dla systemów pneumatycznych jest usunięcie
zanieczyszczeń mechanicznych. Proces ten nosi nazwę
a) sprę\
ania.
b) osuszenia.
c) odoliwienia.
d) oczyszczenia.
14. Sygnał akustyczny poprzedzający rozruch urządzenia nale\
y do automatycznej
sygnalizacji
a) awarii.
b) zakłóceń.
c) informacyjnej.
d) ostrzegawczej.
15. Na rysunku przedstawiono układ regulacji jakości pary wodnej. W układzie tym
zastosowano układy regulacji
a) temperatury i przepływu.
b) ciśnienia i temperatury.
c) ciśnienia i przepływu.
d) ciśnienia i poziomu.
16. Skrót TAS oznacza system
a) częściowej Automatyki Chemicznej.
b) całkowitej Automatyki Chemicznej.
c) całkowitej Analizy Chemicznej.
d) częściowej Analizy Chemicznej.
17. W hydraulicznym układzie zasilającym cyfrą 9 oznaczono
a) filtr wstępny.
b) filtr wyjściowy.
c) zawór odcinający.
d) czujnik ciśnienia.
18. Czujnik, który do pomiaru natę\
enia przepływu strumienia wykorzystuje ró\
nicę
temperatur między dwoma termorezystorami (jednym ogrzewanym, a drugim mającym
temperaturę czynnika) umieszczonymi w rurociągu, nosi nazwę przepływomierza
a) ultradz
więkowego.
b) indukcyjnego.
c) zwę\
kowego.
d) termicznego.
19. Do pomiarów zdalnych temperatury wykorzystywane są czujniki
a) rezystancyjne.
b) pirometryczne.
c) termoelektryczne.
d) rozszerzalnościowe.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
37
20. Na rysunku przedstawiono regulator dwupoło\
eniowy
a) poziomu.
b) ciśnienia.
c) przepływu.
d) temperatury.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
38
KARTA ODPOWIEDZI
Imię i nazwisko..................................................................................................................
Stosowanie układów automatyki i sterowania
Zakreśl poprawną odpowiedz
.
Nr
Odpowiedz
Punkty
zadania
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem:
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
39
7. LITERATURA
1. Aparatura kontrolno-pomiarowa w przemyśle chemicznym. Praca zbiorowa. WSiP,
Warszawa 1978
2. Ćwiczenia laboratoryjne z ogrzewnictwa, wentylacji i klimatyzacji. Część III Praca
zbiorowa. Wydawnictwo Politechniki A
ódzkiej, A
ódz
1985
3. Kordowicz-Sot A.: Automatyka i robotyka. Układy regulacji automatycznej. WSiP,
Warszawa 1999
4. Kostro J.: Elementy, urządzenia i układy automatyki. WSiP, Warszawa 1994
5. Kostro J.: Podstawy automatyki. WSiP, Warszawa 1988
6. Ludwicki M.: Laboratorium pomiarów i automatyki w przemyśle spo\
ywczym.
Wydawnictwo Politechniki A
ódzkiej, A
ódz
1986
7. Niederliński A.: Systemy cyfrowe automatyki przemysłowej. t. 2, WNT, Warszawa 1977
8. PN-89/M-42007.01  Automatyka i pomiary przemysłowe Oznaczenia na schematach.
Podstawowe symbole graficzne i postanowienia ogólne .
9. Pochopień B.: Automatyka przemysłowa dla elektroników. WSiP, Warszawa 1985
10. Pułaczewski J.: Automatyka w przemyśle chemicznym. WSiP, Warszawa 1975
11. Pułaczewski J.: Podstawy regulacji automatycznej. WSiP, Warszawa 1986
12. Tomczak A.: Stosowanie układów automatyki i sterowania 311[31].Z2.05 Poradnik dla
ucznia. Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006
13. Trybalski Z.: Zasady automatyki dla chemików. PWN, Warszawa 1978
14. Tuszyński K.: Pomiary i automatyka w przemyśle chemicznym. WSiP, Warszawa 1982
15. terminator.ia.polsl.gliwice.pl/dydaktyka- Instytut Automatyki Politechniki Śląskiej
16. www.pg.gda.pl/chem/Katedry/Analityka
17. www.polna.com.pl  Zakłady Automatyki  Polna S.A.
18. www.metalwork.pl
19. www.hydromar.com.pl
20. www.controlmatica.com.pl
21. www.esbe.pl
22. www.bajk.com.pl/saunders
23. www.zsp.polsl.pl/przedmioty//d_mp_ele
24. www.energomet.com.pl
25. www.introl.pl
26. www.termen.com.pl
27. www.kfap.pl
28. www.tu.kielce.pl/~cltm/studenci/wzimk/pa/lab-04.pdf
29. www.bipromasz.pl/silownik-dwustronnego-dzialania-cb,start.html
30. www.it.pw.edu.pl/~zab/wyklad001/wyklad001.htm
31. 157.158.12.1/kss/index.php?m1=2&m2=4&DirPath=APC
32. www.di-box.com.pl/pomiar-konduktywnosci.htm
33. www.teleko.pl
34. www.piap.pl/roboty_przemyslowe_inne.php
35. csrg.ch.pw.edu.pl/tutorials
36. pl.wikipedia.org/wiki/Termopara
37. www.tu.kielce.pl/~cltm/studenci/wzimk/pa/lab-01.pdf
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
40