background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

 

 

 

 

 

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 

 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

Recenzenci: 
dr inŜ. Magdalena Rychlik 

dr inŜ. Sylwester Stawarz 

 

 

 

Opracowanie redakcyjne: 

mgr inŜ. Iwona Rabiej 

 

 

Konsultacja: 

mgr inŜ. 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 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

SPIS TREŚCI

 

 

1.

 

Wprowadzenie 

2.

 

Wymagania wstępne  

3.

 

Cele kształcenia 

4.

 

Przykładowe scenariusze zajęć  

5.

 

Ćwiczenia 

10 

5.1.

 

Podstawowe pojęcia automatyki 

10 

5.1.1.

 

Ć

wiczenia 

10 

5.2.

 

Obiekty regulacji 

13 

5.2.1.

 

Ć

wiczenia 

13 

5.3.

 

Urządzenia wykonawcze 

14 

5.3.1.

 

Ć

wiczenia 

14 

5.4.

 

Regulatory 

16 

5.4.1.

 

Ć

wiczenia 

16 

5.5.

 

Układy pomiarowe 

18 

5.5.1.

 

Ć

wiczenia 

18 

5.6.

 

Zasilanie układów regulacji. Zabezpieczenia, sygnalizacje i blokady 
stosowane w układach regulacji 

21 

5.6.1.

 

Ć

wiczenia 

21 

5.7.

 

Automatyzacja i robotyzacja procesów technologicznych 

23 

5.7.1.

 

Ć

wiczenia 

23 

6.

 

Ewaluacja osiągnięć ucznia 

25 

7.

 

Literatura 

40 

 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

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  róŜnymi  metodami  ze 

szczególnym uwzględnieniem: 

 

tekstu przewodniego, 

 

metody projektów, 

 

ć

wiczeń praktycznych. 

Formy  organizacyjne  pracy  uczniów  mogą  być  zróŜnicowane,  począwszy  od 

samodzielnej pracy uczniów do pracy zespołowej. 

W  celu  przeprowadzenia  sprawdzianu  wiadomości  i  umiejętności  ucznia,  nauczyciel 

moŜe posłuŜyć się zamieszczonym w rozdziale 6 zestawem zadań testowych i sprawdzianem 
praktycznym. W rozdziale 6 podano równieŜ: 

 

plan testu, 

 

punktację zadań, 

 

propozycje norm wymagań, 

 

instrukcję dla nauczyciela, 

 

instrukcję dla ucznia, 

 

kartę odpowiedzi, 

 

zestaw zadań testowych. 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 
 
 

Schemat układu jednostek modułowych 

815[01].Z1 

Techniczne podstawy 

chemicznych procesów 

przemysłowych

 

815[01].Z1.03 

Stosowanie maszyn, 

aparatów i urządzeń 

przemysłu chemicznego 

815[01].Z1.02 

Wykonywanie pomiarów 

parametrów procesowych 

815[01].Z1.04 

Eksploatacja maszyn, 

aparatów i urządzeń 

przemysłu chemicznego 

815[01].Z1.01 

Posługiwanie się 

dokumentacją techniczną 

815[01].Z1.05 

Stosowanie układów 

automatyki i sterowania 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

  

 

 

 

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej uczeń, powinien umieć: 

 

korzystać z róŜnych źródeł 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. 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

3. CELE KSZTAŁCENIA

    

 

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, 

 

rozróŜnić 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, 

 

rozróŜnić 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  przeciwpoŜarowej  podczas 
wykonywania prac laboratoryjnych i w warunkach przemysłowych. 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

4.  PRZYKŁADOWE SCENARIUSZE ZAJĘĆ

 

 

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  rozróŜniania  znormalizowanych  symboli  urządzeń 

stosowanych w automatyce. 

 

Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń powinien umieć: 

 

analizować normę, 

 

rozróŜniać znormalizowane symbole urządzeń stosowanych w automatyce, 

 

określać parametry fizyczne i chemiczne podlegające regulacji. 

 

Metody nauczania–uczenia się: 

 

ć

wiczenie 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. 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

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. 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

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:  

 

ć

wiczenie 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.

 

Ć

wiczenia 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. 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

10

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. 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

11

Zalecane metody nauczania–uczenia się: 

 

ć

wiczenie praktyczne. 

 

Ś

rodki 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 połoŜenia zaworu 

Regulator 

Zamiana zmierzonego czasu na sygnał prądowy 

Zawór 

Pomiar czasu potrzebnego na przebycie drogi od źródła do poziomu cieczy 
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. 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

12

Zalecane metody nauczania–uczenia się: 

 

ć

wiczenie praktyczne. 

 

Ś

rodki dydaktyczne: 

 

schemat regulacji dwustawnej poziomu, 

 

papier milimetrowy, 

 

przybory kreślarskie, 

 

literatura z rozdziału 7 poradnika dla nauczyciela. 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

13

 

5.2.  Obiekty regulacji   

 
5.2.1. Ćwiczenia    

 

 

Ćwiczenie 1 

W celu określenia wyznaczenia optymalnych nastaw regulatora przeprowadzono pomiary 

zaleŜności  temperatury  pieca  od  czasu.  Wyniki  pomiarów  przedstawione  zostały  w  tabeli. 
Narysuj wykres 

ϑ

 = f(t) i określ rodzaj wykreślonej charakterystyki. 

 

Tabela do ćwiczenia 1 

Czas t [min] 

Temperatura pieca 

ϑ

ϑϑ

ϑ

 [

o

C] 

 

Czas t [min] 

Temperatura pieca 

ϑ

ϑϑ

ϑ

 [

o

C] 

20 

 

20 

365 

24 

 

25 

387 

45 

 

30 

408 

74 

 

35 

422 

100 

 

40 

434 

133 

 

45 

441 

170 

 

50 

444 

195 

 

55 

451 

220 

 

60 

460 

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 zaleŜności,  

3)

 

określić rodzaj wykreślonej charakterystyki, 

4)

 

przedstawić wyniki pracy. 

 

Zalecane metody nauczania–uczenia się: 

 

ć

wiczenie praktyczne. 

 

Ś

rodki dydaktyczne: 

 

papier milimetrowy, 

 

przybory kreślarskie, 

 

literatura z rozdziału 7 poradnika dla nauczyciela. 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

14

5.3.  Urządzenia wykonawcze  

 
5.3.1. Ćwiczenia  

 

 

Ćwiczenie 1 

W tabeli przedstawiono dane katalogowe zaleŜności współczynnika przepływu Kv [m

3

/h] 

od  kąta  otwarcia  przepustnicy  PRS.  Oblicz  i  wpisz  do  tabeli  względny  współczynnik 
przepływu.  Narysuj  charakterystykę  przepływu  przepustnicy  kv  =  f(

α

).  Odczytaj 

z charakterystyki współczynnik przepływu dla kąta otwarcia równego 40

o

 

Tabela do ćwiczenia 1

 

Kąt otwarcia 

α

αα

α

 

[

o

Współczynnik przepływu 

Kv [m

3

/h] 

k

v

=K

v

/K

vs

 [%], 

K

vs

 = 69,9 [m

3

/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  równieŜ  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 zaleŜności,  

4)

 

określić rodzaj wykreślonej charakterystyki, 

5)

 

przedstawić wyniki pracy. 

 

Zalecane metody nauczania–uczenia się: 

 

ć

wiczenie praktyczne. 

 

Ś

rodki dydaktyczne: 

 

papier w kratkę, 

 

przybory kreślarskie, 

 

literatura z rozdziału 7 poradnika dla nauczyciela. 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

15

Ćwiczenie 2 

NatęŜenie

 

przepływu medium grzewczego zaleŜy od nastawy zaworu zamontowanego na 

rurociągu.  Zmiany  połoŜenia  zaworu  dokonuje  siłownik  elektryczny.  PołoŜenie  trzpienia 
siłownika  zamieniane  jest  na  wartość  natęŜenia  prądu.  Przy  pełnym  wysunięciu  trzpienia 
natęŜenie  prądu,  sygnalizującego  połoŜenie  trzpienia,  wynosi  4  mA.  Przy  schowanym 
trzpieniu – 20 mA. Wykonaj pomiary natęŜenia  prądu wyjściowego siłownika dla podanych 
w tabeli połoŜeń trzpienia. Wykreśl charakterystykę i określ jej rodzaj. 

 

Tabela do ćwiczenia 2 

PołoŜenie trzpienia [mm] 

NatęŜenie prądu [mA] 

 

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 równieŜ podać szczegółowe zasady sporządzenia sprawozdania. 

 
Sposób wykonania ćwiczenia  
 
Uczeń powinien:  

1)

 

określić  na  podstawie  treści  zadania,  w  jakim  stanie  (ustalonym  czy  przejściowym) 
naleŜy dokonać pomiarów połoŜenia trzpienia siłownika, 

2)

 

dokonać pomiarów natęŜenia prądu określającego połoŜenie trzpienia siłownika,  

3)

 

narysować  wykres  zaleŜności  natęŜenia  prądu  sygnalizacyjnego  siłownika  od  połoŜenia 
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: 

 

ć

wiczenie praktyczne.

 

 
Ś

rodki dydaktyczne: 

 

siłownik elektryczny, 

 

układ sterowania połoŜeniem trzpienia siłownika, 

 

miernik uniwersalny (miliamperomierz), 

 

przymiar liniowy, 

 

papier milimetrowy, 

 

przybory kreślarskie, 

 

literatura z rozdziału 7 poradnika dla nauczuciela.

 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

16

5.4.  Regulatory  

 
5.4.1. Ćwiczenia  

 

 

Ćwiczenie 1 

W  układzie  regulacji  dwustawnej  poziomu,  przedstawiony  na  rysunku,  zastosowano 

przetwornik  poziomu  z  czujnikiem  ultradźwiękowym.  Zarejestruj  i  wydrukuj  przebiegi 
sygnału  sterowanego  dla  trzech  róŜnych  wartości  zadanych  i  dwóch  róŜnych  wartości 
szerokości  pętli  histerezy  regulatora.  Zaznacz,  na  otrzymanych  przebiegach,  odpowiednią 
wartość zadaną i histerezę regulatora. Porównaj otrzymane przebiegi. 

 

Układ sterowania 

zaworem 

Regulator 

-H /2      H /2 

y

0

 

woda 

mA 

PC 

Układ regulacji poziomu z czujnikiem ultradźwiękowym 

   t  
       I 

 

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 równieŜ podać szczegółowe zasady sporządzenia sprawozdania. 

 
Sposób wykonania ćwiczenia  
 
Uczeń powinien:  

1)

 

określić  na  podstawie  treści  zadania,  w  jakim  stanie  (ustalonym  czy  przejściowym) 
naleŜy 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: 

 

ć

wiczenie praktyczne. 

 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

17

Ś

rodki dydaktyczne: 

 

zbiornik z przymiarem liniowym i odpływem,  

 

układ  sterowania  zaworem  doprowadzającym  wodę  do  zbiornika,  z  moŜliwością 
podłączenia sygnału wyjściowego z regulatora dwustawnego, 

 

przetwornik ultradźwiękowy 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. 

 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

18

5.5.  Układy pomiarowe 

 
5.5.1. Ćwiczenia  

 

 

Ćwiczenie 1 

Przeprowadź 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 równieŜ 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: 

 

ć

wiczenie praktyczne. 

 

Ś

rodki 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  waŜnym

 

parametrem 

w procesie  oczyszczania  ścieków.  W  czasach  ogromnego  zuŜycia  wody,  a  co  za  tym  idzie 
i duŜej  produkcji  ścieków  automatyzacja  procesu  oczyszczania  przy  minimalizacji  kosztów 
i zuŜycia  elementów  jest  powaŜnym  problemem.  Stosowana  dotąd  regulacja  dwustawna 
zawartości tlenu powoduje szybkie zuŜycie silników aeratorów i jest energochłonna. Stosując 
regulator  ciągły  PID  i  przetwornicę  częstotliwości  do  sterowania  silnikami  uzyskuje  się 
płynną regulację zmian natlenienia i duŜe 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 
sprzęŜenia  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. 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

19

 

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 równieŜ 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: 

 

ć

wiczenie praktyczne.

 

 
Ś

rodki 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.

 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

20

Ćwiczenie 3 

Zapoznaj się ze stosowanymi układami automatycznej regulacji w oczyszczalni ścieków. 

 

Wskazówki do realizacji 

 

W celu przeprowadzania poniŜszego 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.  NaleŜy  zwrócić  uwagę  na  konieczność  zadawania  pytań 
oprowadzającemu  grupę  personelowi  zakładu,  w  celu  zdobycia  potrzebnych,  do  wykonania 
ć

wiczenia, informacji. Przed wejściem na teren zakładu nauczyciel powinien równieŜ 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. 

 

Ś

rodki dydaktyczne: 

 

karta obserwacji, 

 

instrukcja dla ucznia. 

 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

21

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  spręŜone 
powietrze  do  siłownika  zgodnie  z  wymaganiami  procesu  technologicznego  zawór  moŜe 
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 równieŜ 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: 

 

ć

wiczenie praktyczne. 

 

Ś

rodki dydaktyczne: 

 

papier w kratkę, 

 

przybory kreślarskie, 

 

literatura z rozdziału 7 poradnika dla nauczyciela. 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

22

Ćwiczenie 2 

Na  rysunku  przedstawiono  fragment  układu  regulacji  ciśnienia  wody  w  zbiorniku. 

Dopływ  wody  do  zbiornika  jest  zaleŜny  od  obrotów  silnika.  WskaŜ,  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 równieŜ podać szczegółowe zasady sporządzenia sprawozdania. 

 
Sposób wykonania ćwiczenia  
 
Uczeń powinien:  

1)

 

rozpoznać  na  podstawie  rysunku  działanie  wyłącznika  ciśnieniowego  i  wyłącznika 
przeciąŜeniowego, 

2)

 

wskazać element automatycznej blokady, 

3)

 

wskazać element automatycznego zabezpieczenia, 

4)

 

przedstawić wyniki pracy. 

 

Zalecane metody nauczania–uczenia się: 

 

ć

wiczenie praktyczne.

 

 
Ś

rodki dydaktyczne: 

 

przybory kreślarskie, 

 

literatura z rozdziału 7 poradnika dla nauczyciela.

 

 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

23

5.7.  Automatyzacja i robotyzacja procesów technologicznych

 

 

 

5.7.1. Ćwiczenia  

 

 

Ćwiczenie 1 

Na rysunku przedstawiono schemat sterowania procesem rektyfikacji oparty na pomiarze 

stęŜenia  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 równowaŜy strumienie materiałowe na górze 
kolumny.  Regulacja  natęŜenia  przepływu  pary  grzejnej  wprowadzanej  do  kotła  steruje 
szybkością  odparowywania  w  kotle.  Regulacja  szybkości  odparowywania  odbywa  się  na 
podstawie pomiaru róŜnicy 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 równieŜ 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: 

 

ć

wiczenie praktyczne. 

 
Ś

rodki dydaktyczne: 

 

papier w kratkę, 

 

przybory kreślarskie, 

 

literatura z rozdziału 7 poradnika dla nauczyciela. 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

24

Ćwiczenie 2 

Podczas  wycieczki  do  oddziału  komponowania  benzyn  zapoznaj  się  z  przykładem 

sterowania  z  zastosowaniem  komputerowego  modelu  instalacji  komponowania  benzyn 
strumieniami róŜnych komponentów naftowych i syntetycznych. 

 

Wskazówki do realizacji 
W celu przeprowadzania poniŜszego 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.  NaleŜy  zwrócić  uwagę  na  konieczność  zadawania  pytań 
oprowadzającemu  grupę  personelowi  zakładu,  w  celu  zdobycia  potrzebnych,  do  wykonania 
ć

wiczenia, informacji. Przed wejściem na teren zakładu nauczyciel powinien równieŜ 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  złoŜoność  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.

 

 
Ś

rodki dydaktyczne: 

 

karta obserwacji, 

 

instrukcja dla ucznia. 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

25

6.  EWALUACJA OSIĄGNIĘĆ 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 kaŜdą 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 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 

zad. 

Cel operacyjny  

(mierzone osiągnięcia ucznia) 

Kategoria 

celu 

Poziom 

wymagań 

Poprawna 

odpowiedź 

1.  Wyjaśnić pojęcie uchyb regulacji 

2. 

Wyjaśnić pojęcie charakterystyki dynamicznej 
obiektu regulacji 

3.  Scharakteryzować działanie siłownika 

PP 

4.  Zidentyfikować układ regulacji 

5. 

Scharakteryzować działanie zestawu siłownik 
– zawór 

PP 

6. 

Rozpoznać, na podstawie wyglądu, siłownik 
pneumatyczny 

7. 

Rozpoznać cechy regulatorów bezpośredniego 
działania 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

26

8. 

Wskazać element regulatora bezpośredniego 
działania 

9.  Scharakteryzować działanie układu regulacji 

PP 

10.  Określić cechy układu z regulatorem PID 

PP 

11. 

Opisać charakterystyki regulatorów 
nieciągłych 

12. 

Scharakteryzować budowę układu regulacji 
pH 

PP 

13. 

Zaproponować miejsce montaŜu zaworu 
bocznikującego 

PP 

14.  Objaśnić zastosowanie zaworów kulowych 

15. 

Zidentyfikować czujnik temperatury na 
podstawie symbolu 

16. 

Zidentyfikować czujnik przepływ na 
podstawie zasady działania 

17.  Opisać nastawy regulatora  

18.  Rozpoznać czujnik manometru  

19. 

RozróŜnić, na podstawie funkcji, element 
układu regulacji 

20.  Wyjaśnić pojęcie sterowanie nadrzędne 

 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

27

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 moŜliwość 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 moŜliwości). 

8.

 

Kilka  minut  przed  zakończeniem  sprawdzianu  przypomnij  uczniom  o  zbliŜającym  się 
czasie zakończenia udzielania odpowiedzi. 

9.

 

Zbierz karty odpowiedzi oraz zestawy zadań testowych. 

10.

 

Sprawdź wyniki i wpisz do arkusza zbiorczego. 

11.

 

Przeprowadź  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 uwaŜnie instrukcję. 

2.

 

Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi. 

3.

 

Zapoznaj się z zestawem zadań testowych. 

4.

 

Test  zawiera  20  zadań  wielokrotnego  wyboru  o  róŜnym  stopniu  trudności.  W  kaŜdym 
zadaniu tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa.  

5.

 

Udzielaj  odpowiedzi  tylko  na  załączonej  karcie  odpowiedzi,  stawiając  w  odpowiedniej 
rubryce  znak  X.  W  przypadku  pomyłki  naleŜy  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  odłóŜ  jego 
rozwiązanie na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci czas wolny. 

8.

 

W czasie pracy moŜesz korzystać z kalkulatora do wykonywania niezbędnych obliczeń. 

9.

 

Na rozwiązanie testu masz 45 minut. 

Powodzenia! 

 
Materiały dla ucznia:

 

 

instrukcja, 

 

zestaw zadań testowych, 

 

karta odpowiedzi. 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

28

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH   

 

 
1.

 

Uchybem regulacji nazywamy 
a)

 

sygnał wyjściowy regulatora. 

b)

 

róŜnicę między wartością zadaną a sygnałem regulowanym. 

c)

 

sygnał sterujący połoŜeniem zaworu. 

d)

 

róŜnicę między sygnałem regulowanym a wartością zadaną. 

 

2.

 

Charakterystyką dynamiczną obiektu regulacji nazywamy 
a)

 

zaleŜność  sygnału  wyjściowego  od  wartości  sygnału  wejściowego  w  stanie 
przejściowym. 

b)

 

zaleŜność  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  zaleŜne  od  zmian  sygnału  wejściowego 
w stanie ustalonym.  

 

3.

 

Po zaniku ciśnienia sterującego trzpień jest wysunięty w siłowniku pneumatycznym 
a)

 

dwustronnego działania. 

b)

 

ze spręŜyną zwrotną o działaniu odwrotnym. 

c)

 

ze spręŜyną zwrotną o działaniu prostym. 

d)

 

dwustronnego działania z nastawnikiem. 

 

4.

 

Układ  regulacji,  w  którym  regulator  utrzymuje  stałą  wartość  wielkości  regulowanej 
nazywamy układem regulacji 
a)

 

nadąŜnej. 

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)

 

duŜa niezawodność. 

 

 

 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

29

8.

 

Na przedstawionym schemacie regulatora temperatury element oznaczany cyfrą 5 to 
a)

 

zawór.  

b)

 

spręŜyna. 

c)

 

mieszek. 

d)

 

czujnik. 

 
 
 
 
 

9.

 

Układ regulacji ciśnienia za zaworem przedstawiony jest na rysunku 

 

 

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 

 

 

 

 

 

12.

 

Wartość  zadana  pH  solanki  jest  nastawiana  przez  pH-metr  na  pH 7.  Przy  wyłączonym 
systemie  regulacyjnym  moŜna  wymaganą  do  neutralizacji  ilość  ługu  sodowego 
zadozować  poprzez  rotametr.  Z  przedstawionego  powyŜej  opisu  wynika,  Ŝe  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. 

 

 

Yo 

e

 

Yo 

e

a) 

b) 

c) 

d) 

 

Yo 

e

 

Yo 

e

a) 

b) 

c) 

d) 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

30

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 0

o

C. 

b)

 

platyny o rezystancji 100

 w 20

o

C. 

c)

 

miedzi o rezystancji 100

 w 0

o

C. 

d)

 

niklu o rezystancji 100

 w 20

o

C. 

 

16.

 

Rysunek przedstawia działanie czujnika przepływu 
a)

 

dozującego. 

b)

 

wiatraczkowego. 

c)

 

ultradźwiękowego. 

d)

 

indukcyjnego. 

 

17.

 

Czas zdwojenia występuje w regulatorze 
a)

 

dwustawnym. 

b)

 

proporcjonalnym. 

c)

 

proporcjonalno-całkowym. 

d)

 

proporcjonalno-róŜniczkującym. 

 
18.

 

Elementem spręŜystym manometru przedstawionego na rysunku jest 
a)

 

puszka. 

b)

 

mieszek. 

c)

 

membrana. 

d)

 

rurka Bourdona. 

 
19.

 

Układy,  które  uniemoŜliwiają  wykonanie  niedopuszczalnych  operacji  lub  wykonanie 
czynności w niedozwolonej kolejności to układy 
a)

 

kontroli. 

b)

 

blokady. 

c)

 

sygnalizacji. 

d)

 

regulacji. 

 

 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

31

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. 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

32

KARTA ODPOWIEDZI 

 

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

 
Stosowanie układów automatyki i sterowania 

 

 
Zakreśl poprawną odpowiedź 

 

Nr 

zadania 

Odpowiedź 

Punkty 

1

 

 

 

2

 

 

 

3

 

 

 

4

 

 

 

5

 

 

 

6

 

 

 

7

 

 

 

8

 

 

 

9

 

 

 

10

 

 

 

11

 

 

 

12

 

 

 

13

 

 

 

14

 

 

 

15

 

 

 

16

 

 

 

17

 

 

 

18

 

 

 

19

 

 

 

20

 

 

 

Razem:   

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

33

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 kaŜdą 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 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 

zad. 

Cel operacyjny  

(mierzone osiągnięcia ucznia) 

Kategoria 

celu 

Poziom 

wymagań 

Poprawna 

odpowiedź 

1.  Zdefiniować pojęcie sygnał sterujący 

2. 

RozróŜnić na podstawie odpowiedzi skokowej 
obiekt regulacji 

3.  Wskazać elementy układu regulacji 

4. 

RozróŜnić elementy budowy siłownika 
hydraulicznego 

5. 

Scharakteryzować działanie przekładni 
mechanicznych w siłownikach elektrycznych 

PP 

6.  Rozpoznać zawór na podstawie budowy 

7.  Dobrać element nastawczy 

PP 

8. 

Rozpoznać regulator na podstawie 
charakterystyki 

9.  Scharakteryzować układ regulacji 

PP 

10.  Scharakteryzować regulatory 

PP 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

34

11. 

Scharakteryzować działanie pojemnościowego 
czujnika poziomu 

PP 

12.  Rozpoznać poprawny sposób regulacji ręcznej 

PP 

13. 

Rozpoznać procesy przygotowania powietrza 
w układach pneumatycznych 

14.  RozróŜnić rodzaje sygnalizacji automatycznej 

15.  RozróŜnić znormalizowane symbole regulacji  

16.  Wyjaśnić skrót TAS 

17. 

Opisać elementy budowy hydraulicznego 
układu zasilającego 

18.  Rozpoznać czujnik na podstawie działania 

19.  Dobrać czujnik do pomiarów temperatury 

20. 

Rozpoznać elementy automatyki na podstawie 
wyglądu 

 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

35

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH   

 
1.

 

Sygnał sterujący to 
a)

 

sygnał wyjściowy regulatora. 

b)

 

sygnał wejściowy regulatora. 

c)

 

róŜnicę między wartością zadaną a sygnałem regulowanym. 

d)

 

róŜnicę między sygnałem regulowanym a wartością zadaną. 

 

2.

 

WskaŜ 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 

 

3 

4 

2 

sygnał standardowy 

sygnał  regulowany  

sygnał sterujący 

wartość zadana 

uchyb 

sygnał 

zakłócający  

sygnał nastawczy 

 

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)

 

duŜe siły i wielkie prędkości. 

b)

 

małe siły i wielkie prędkości. 

c)

 

duŜe siły i niewielkie prędkości. 

d)

 

małe siły i niewielkie prędkości. 

 
 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

36

6.

 

Rysunek przedstawia zawór 
a)

 

kulowy. 

b)

 

trójdroŜny. 

c)

 

grzybkowy. 

d)

 

membranowy. 

 
 

7.

 

Do regulacji przepływu materiałów sypkich moŜna stosować 
a)

 

dozownik taśmowy. 

b)

 

zawór typu Saunders. 

c)

 

przepustnice Ŝaluzjowe. 

d)

 

przepustnice obrotowe. 

 

8.

 

Rysunek przedstawia charakterystykę statyczną regulatora 
a)

 

P.  

b)

 

PI. 

c)

 

PD. 

d)

 

PID 

 
 

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 
a)

 

 zdwojenia. 

b)

 

 opóźnienia. 

c)

 

 wyprzedzenia. 

d)

 

 róŜniczkowania. 

 
 

11.

 

W  czujnikach  pojemnościowych  poziomu  zmianę  pojemności  kondensatora  złoŜonego 
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, jeŜeli wartość 
pH oczyszczonych ścieków powinna mieścić się w granicach 5–8 

 

 

Wartość pH ścieków przed oczyszczaniem 

Sposób nastawiania wartości pH 

a) 

dozowany HCl 

b) 

dozowany NaOH 

c) 

dozowany HCl 

d) 

10 

dozowany NaOH 

 

 

100

80

60

40

20

0

l[%] 

e=x

o

-x 

    2     4      6 

    -6     -4     -2 

 

2k

p

e

k

p

e

u(t) 

T

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

37

13.

 

Jednym z etapów przygotowania powietrza dla systemów pneumatycznych jest usunięcie 
zanieczyszczeń mechanicznych. Proces ten nosi nazwę 
a)

 

spręŜania. 

b)

 

osuszenia. 

c)

 

odoliwienia. 

d)

 

oczyszczenia. 

 

14.

 

Sygnał  akustyczny  poprzedzający  rozruch  urządzenia  naleŜy  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  natęŜenia  przepływu  strumienia  wykorzystuje  róŜnicę 
temperatur  między  dwoma  termorezystorami  (jednym  ogrzewanym,  a  drugim  mającym 
temperaturę czynnika) umieszczonymi w rurociągu, nosi nazwę przepływomierza  
a)

 

ultradźwiękowego. 

b)

 

indukcyjnego. 

c)

 

zwęŜkowego. 

d)

 

termicznego. 

 

19.

 

Do pomiarów zdalnych temperatury wykorzystywane są czujniki 
a)

 

rezystancyjne. 

b)

 

pirometryczne. 

c)

 

termoelektryczne. 

d)

 

rozszerzalnościowe. 

 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

38

20.

 

Na rysunku przedstawiono regulator dwupołoŜeniowy 
a)

 

poziomu. 

b)

 

ciśnienia. 

c)

 

przepływu. 

d)

 

temperatury. 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

39

KARTA ODPOWIEDZI 

 

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

 
Stosowanie układów automatyki i sterowania 

 

 
Zakreśl poprawną odpowiedź. 
 

 

Nr 

zadania 

Odpowiedź 

Punkty 

1

 

 

 

2

 

 

 

3

 

 

 

4

 

 

 

5

 

 

 

6

 

 

 

7

 

 

 

8

 

 

 

9

 

 

 

10

 

 

 

11

 

 

 

12

 

 

 

13

 

 

 

14

 

 

 

15

 

 

 

16

 

 

 

17

 

 

 

18

 

 

 

19

 

 

 

20

 

 

 

Razem:   

 
 
 

background image

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

40

7.

 

LITERATURA

 

 
1.

 

Aparatura  kontrolno-pomiarowa  w  przemyśle  chemicznym.  Praca  zbiorowa.  WSiP, 
Warszawa 1978 

2.

 

Ć

wiczenia  laboratoryjne  z  ogrzewnictwa,  wentylacji  i  klimatyzacji.  Część  III  Praca 

zbiorowa. Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź 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  spoŜywczym. 
Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź 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