Projekt UNIV Uznávání výsledkůneformálního vzdělávání a informálního učení v sítích škol poskytujících vzdělávací služby pro dospělé VZDĚLÁVÁCÍ PROGRAM CELOŽIVOTNÍHO VZDĚLÁVÁNÍ KURZ PROGRAMOVÁNÍ LOGICKÝCH AUTOMATŮ
KURZ PROGRAMOVÁNÍ LOGICKÝCH AUTOMATŮ Autorský tým: Národní ústav odborného vzdělávání Praha, 2006
Obsah OBSAH... 3 1. IDENTIFIKAČNÍ ÚDAJE PROGRAMU DALŠÍHO VZDĚLÁVÁNÍ... 4 2. PROFIL ABSOLVENTA... 5 VÝSLEDKY VZDĚLÁVÁNÍ... 5 MOŽNOSTI PRACOVNÍHO UPLATNĚNÍ ABSOLVENTA... 5 3. CHARAKTERISTIKA VZDĚLÁVACÍHO PROGRAMU... 6 POJETÍ A CÍLE VZDĚLÁVACÍHO PROGRAMU... 6 CHARAKTERISTIKA OBSAHU VZDĚLÁVACÍHO PROGRAMU... 6 ORGANIZACE VÝUKY... 6 METODICKÉ POSTUPY... 6 VSTUPNÍ PŘEDPOKLADY... 6 4. UČEBNÍ PLÁN... 7 5. MODULY VZDĚLÁVACÍHO PROGRAMU....8 3
1. Identifikační údaje programu dalšího vzdělávání Název školy SOŠE, COP, Hluboká nad Vltavou Adresa školy Zvolenovská 537 373 41 Hluboká nad Vltavou Zřizovatel školy Typ právnické osoby Název programu dalšího vzdělávání Typ programu dalšího vzdělávání Podmínky zdravotní způsobilosti uchazeče Vstupní požadavky na uchazeče Forma studia Řádná délka studia vzdělávacího programu Způsob ukončení dalšího vzdělávání Získaná kvalifikace Certifikát Jihočeský kraj se sídlem v Českých Budějovicích Příspěvková organizace Programování logických automatů Kurz Nevyžadujeme Vyučen, střední vzdělání, vysokoškolské vzdělání Kurz v uvedeném počtu hodin 71 hodin Závěrečná zkouška Absolvent kurzu Certifikát o absolvování 4
2. Profil absolventa Po absolvování tohoto vzdělávacího programu získá absolvent kompetence pro instalaci, nastavení a základní znalosti programování logických automatů(dále PLC), které jsou určeny zejména pro řízení technologických procesův průmyslu. Předpokládáme, že absolvent bude schopen samostatněřešit jednoduché úlohy průmyslové automatizace. Výsledky vzdělávání - rozumí základním principům teorie řízení, - rozeznává typy regulovaných soustav, - dokáže vysvětlit a rozlišit princip řízení v otevřené a uzavřené smyčce, - chápe pojem záporné a kladné zpětné vazby, - rozumí pojmu stabilita - dovede naprogramovat základní úlohy v oblasti PLC, - orientuje se v technické dokumentaci, - dodržuje předpisy BOZP a používá ochranné pomůcky. Po ukončení programu dalšího vzdělávání je absolvent schopen: - nainstalovat a připojit PLC, - připojit vstupní a výstupní členy PLC, - napsat jednoduchý program pro řídící aplikaci, - oživit zařízení jako celek a provést korekce vedoucí ke správné funkci systému. Možnosti pracovního uplatnění absolventa Absolvent je připraven pracovat jako vysoce kvalifikovaný technik na pozicích: 724-1 Elektromechanik, opravářa seřizovač elektrických zařízení, přístrojů, motorů, generátorů, napájecích a spínacích stanic elektrických částí výtahů - elektromechanik - opravářelektrických přístrojů - elektromechanik seřizovač - opravářelektrických zařízení. 5
3. Charakteristika vzdělávacího programu Pojetí a cíle vzdělávacího programu Cílem je naučit absolventy kurzu systémovému pohledu na problematiku řízení technologických procesů, a následněaplikovat konkrétní zařízení, které řeší daný problém v oblasti řízení. Charakteristika obsahu vzdělávacího programu Tento vzdělávací program obsahuje pouze úzce specializovanou odbornou složku a předpokládá uchazeče se zájmem o danou problematiku. Vzdělávací program je rozdělen na teoretickou a praktickou část. Skladba učiva je volena tak, aby se jednotlivé složky vzájemnědoplňovaly. Důraz při výuce je kladem na samostatné komplexní řešení předpokládaných problémů. Cílem kurzu je získání znalostí v oboru, ale i pochopení souvislostí mezi jednotlivými moduly a získání přehledu o celé problematice. Organizace výuky Výuka je rozdělena na teoretickou a praktickou část. Celková dotace činí 71 hodin, teoretická část je 36 hodin a praktická část činí 35 hodin. Podrobnější rozpis hodinové dotace předmětu je uveden v učebním plánu. Při odborném výcviku jsou dodržovány předpisy BOZP podle platné legislativy. Odborný výcvik je realizován v dílnách SOŠE, COP, nebo při práci na zakázkách na venkovních pracovištích. Metodické postupy Ve vzdělávacím programu je uplatňováno činnostní pojetí výuky, která naprosto převládá při odborném výcviku a v největší možné míře je uplatňováno i v teoretických předmětech. Tímto způsobem se snažíme připravit frekventanty k samostatnému přístupu při řešení konkrétních problémů. Neoddělitelnou součástí výuky je problematika BOZP, která vychází z platné legislativy. Vstupní předpoklady Vzdělávací program je určen pro muže i ženy s ukončeným učebním oborem, středním vzděláním nebo vysokoškolským vzděláním elektrotechnického a strojírenského charakteru. 6
4. Učební plán SOŠE, COP, Hluboká nad Vltavou Zvolenovská 537, Hluboká nad Vltavou Programování logických automatů POVINNÉ MODULY Název modulu Kód Hodinová dotace Ukončení modulu modulu Teorie(samostudium) /praxe T S Px Základy automatizace I. ZA1 10 Závěrečná modulová zkouška. Základy automatizace II. ZA2 10 Závěrečná modulová zkouška. Technické a programové vybavení počítače TPVP 4 Závěrečná modulová zkouška. Elektrické měření I. EM1 4 Závěrečná modulová zkouška. Základy elektroniky I. EN1 8 Závěrečná modulová zkouška. Programovatelné logické automaty OV5 35 Závěrečná modulová zkouška. CELKEM 36 35 POVINNĚ VOLITELNÉ MODULY CELKEM VOLITELNÉ MODULY CELKEM Optimální trajektorie ZE1, EM1, ZA1, ZA2, TPVP, OV5 7
Název modulu: ZÁKLADY AUTOMATIZACE I. Kód modulu: ZA1 Nominální délka: 10 hodin Počet kreditů*: Typ modulu: Povinný, poznatkověorientovaný Platnost od: Vstupní Znalost základůelektrotechniky, elektroniky, elektrických měření předpoklady: Stručná anotace vymezující cíle modulu: Zabezpečení kvality provozu elektrických zařízení,využívajících ke své činnosti elektrickou energii ve velkém rozsahu, zařízení pro rozvod elektrické energie se neobejdou bez využívání prvkůautomatizační techniky. Žáci musí být seznámeni se základními principy automatické regulace,nejčastěji používanými senzory, základními druhy řídicích systémůnejen co do funkčních principůa provedení ale i způsob zapojení, přenosem informací v regulačních obvodech. U řídicích systémůbude kladen důraz na číslicové a logické řízení. Předpokládané výsledky výuky: Po absolvování modulu žák: - dokáže vysvětlit pojmy řízení, ovládání regulace; - charakterizuje spojitou a nespojitou regulaci,zásady pro volbu způsobu regulace a zásady pro volbu řídicího prvku; - zná senzory neelektrických veličin s důrazem na senzory teploty, tlaku, průtoku, výšky hladiny, polohy a otáček, jejich funkční principy, provedení a způsob přenosu signálu mezi senzorem a řídicím prvkem. Obsah modulu: Regulační obvod - pojmy řízení, ovládání regulace; - pojmy regulační obvod, účel, základní části a veličiny regulačního obvodu. Senzory neelektrických veličin - principy, provedení,výstupní veličiny, zapojení.senzorůteploty, tlaku, průtoku, výšky hladiny, polohy a otáček. Spojitá a nespojitá regulace - pojmy nespojitá regulace, druhy a vlastnosti regulátorů; - pojmy spojitá regulace, druhy a vlastnost spojitých regulátorů; - pojmy číslicové a logické řízení, používané řídicí prvky, výhody a nevýhody, možnosti použití. Doporučené postupy výuky: - přednášky k vybraným obsahovým celkům; - prezentace videomateriálů; - diskuse skupinová k vybraným problémům. Způsob ukončení modulu: Závěrečná modulová zkouška. Hodnocení výsledkůvýuky: Klasifikace převodem z bodového nebo percentuálního hodnocení: 90-100 % 1 80-89 % 2 66-79 % 3 40-65 % 4 0-39 % 5 Žák: - dokáže vysvětlit pojmy řízení, ovládání regulace (10 %); - dovede charakterizovat členy a veličiny regulačního obvodu (10 %); - dovede navrhnout regulační obvod pro zadaný účel (15 %); - charakterizuje dané senzory, vlastnosti, použití, zapojení (15 %); 8
- dokáže navrhnout obvod pro měření dané neelektrické veličiny určeným druhem senzoru (10 %); - dovede realizovat regulační obvod spojité nebo nespojité regulace dle požadovaných podmínek (20 %); - dovede charakterizovat rozdíl mezi číslicovým a logickým řízením (20 %). Doporučená literatura: Literatura bude určena vyučujícím. * prozatím nevyplňovat 9
Název modulu: ZÁKLADY AUTOMATIZACE II. Kód modulu: ZA2 Nominální délka: 10 hodin Počet kreditů*: Typ modulu: Volitelný, specializačněorientovaný Platnost od: Vstupní předpoklady: znalost teoretické elektrotechniky, elektroniky, elektrických měření a znalost učiva modulu A1 Stručná anotace vymezující cíle modulu: Pro montáž, údržbu a kontrolu řídicích prvkůregulačních obvodůmusí být žáci podrobněji seznámeni se současněpoužívanými řídicími členy číslicovým a logickým řízením a přenosem informace mezi senzory, řídicími a akčními členy u distribuovaného řízení. Předpokládané výsledky výuky: Po absolvování modulu žák: - dokáže vysvětlit princip číslicového řízení, charakteristiky řídicích počítačů, popsat výhody číslicového řízení; - zná principy logického řízení, strukturu PLC, příklady používaných systémůlogického řízení; - charakterizuje způsob přenosu informací mezi senzory a akčními členy u systémů distribuovaného řízení průmyslovými komunikačními systémy; - dovede se orientovat v aplikacích jednotlivých druhůprůmyslových komunikačních systémů. Obsah modulu: Číslicové řízení - základní prvky obvodůčíslicového řízení; - charakteristické vlastnosti, struktura řídicích počítačů; - řídicí systémy s centrálním počítačem; - distribuované řídicí systémy. Programovatelné logické automaty (PLC) - pojem, účel a rozdělení PLC; - struktura PLC; - zapojení PLC do regulačního obvodu; Průmyslové komunikační systémy - význam, vlastnosti, provedení; - charakteristické vlastnosti průmyslových komunikačních systémů; - příklady používaných komunikačních systémů. Doporučené postupy výuky: - přednášky k vybraným obsahovým celkům; - prezentace videomateriálů; - diskuse skupinová k vybraným problémům; - praktická cvičení. Způsob ukončení modulu: Závěrečná modulová zkouška. Hodnocení výsledkůvýuky: Klasifikace převodem z bodového nebo percentuálního hodnocení: 90-100 % 1 80-89 % 2 66-79 % 3 40-65 % 4 0-39 % 5 Žák: - dokáže vysvětlit principy číslicového řízení(10%); - dokáže vysvětlit systém řízení s centrálním počítačem, obvody jednotky pro styk s prostředím(20%); 10
- dokáže popsat systémy distribuovaného řízení (10%); - dokáže vysvětlit principy logického řízení (15%); - dovede popsat vnitřní strukturu PLC (25%); - dovede vysvětlit účel, použití a příklady průmyslových komunikačních systémů(20 %). Doporučená literatura: Doc. Ing. P. Beneš, CSc.: Automatizace a automatizační technika. Praha: Press Praha 2000. 250s. ISBN 80-7226-248-3 Další literatura bude doplněna vyučujícím. * prozatím nevyplňovat 11
Název modulu: TECHNICKÉ A PROGRAMOVÉ Kód modulu: TPVP VYBAVENÍ POČÍTAČE Nominální délka: 4 hodiny Počet kreditů*: Typ modulu: Povinný, obecněteoretický Platnost od: Vstupní Ovládání operačního systému na základní úrovni, základní znalost předpoklady: Internetu. Stručná anotace vymezující cíle modulu: Technické a programové vybavení počítače je základem pro správnou funkci počítačůa počítačových sítí. Informace o sestavěosobního počítače je základem pro žáky jako budoucí uživatele výpočetní techniky a informačních komunikačních technologii. Tyto znalosti a dovednosti by měli být jedny z klíčových pro další vzdělávání. Předpokládané výsledky výuky: Po absolvování modulu žák: - rozumí základním pojmům z oboru informačních a komunikačních technologii a chápe vztah mezi technickým (HW) a programovým (SW) vybavením; - zná blokové schéma počítače, význam jednotlivých bloků, základní komponenty a periferní zařízení; - samostatněpožívá počítača jeho periferie (obsluhuje je, detekuje chyby, vyměňuje spotřební materiál); - je si vědom možností a výhod, ale i rizik a omezení spojených s používáním prostředkůikt; - orientuje se v běžném operačním systému, chápe strukturu dat a možnosti jejich uložení, rozumí systému složek a orientuje se v něm, ovládá operace se soubory, rozpoznává běžné typy souborůa umí s nimi pracovat; - má vytvořeny předpoklady učit se používat nové aplikace, zejména za pomoci manuálu a nápovědy, uvědomuje si analogie ve funkcích a způsobu ovládání různých aplikací. Obsah modulu: - základní pojmy, technické a programové vybavení počítače, základní a aplikační programové vybavení počítače; - blokové schéma počítače, význam jednotlivých bloků, cesty dat, řídících signálůa celková činnost počítače jako celku, periferní zařízení počítače, (monitor, klávesnice, myš, mechanické jednotky apod.); - operační systémy, jejich charakteristiky funkce a základní vlastnosti; - zabezpečení dat před zneužitím, šifrování dat, přístupová práva, práce s hesly; - data, složka, soubor, souborový manažer, (Total Commander 32, Průzkumník Windows,) práce se soubory, vyhledání, kopírování, přesun, mazání, editace; - požití nápovědy, studium manuálů, příklady použití nových aplikací s podobným nebo shodným ovládáním, samostatná orientace v neznámých aplikacích. Doporučené postupy výuky: - přednášky k vybraným obsahovým celkům s využitím SmartBoardu; - souborný projekt. Způsob ukončení modulu: Závěrečná modulová zkouška. Hodnocení výsledkůvýuky: Klasifikace převodem z bodového nebo percentuálního hodnocení: 90-100 % 1 80-89 % 2 66-79 % 3 40-65 % 4 0-39 % 5 Žák: 12
- Zná blokové schéma počítače a dovede jej popsat (30 %); - Uvede příklady O.S. a zná jejich definici a vlastnosti při používání (30 %); - Ovládá popis jednotlivých částí počítače a dovede je popsat (40%); Doporučená literatura: Další literatura bude doplněna vyučujícím. * prozatím nevyplňovat 13
Název modulu: ELEKTRICKÉ MĚŘENÍ I. Kód modulu: EM1 Nominální délka: 4 hodiny Počet kreditů*: Typ modulu: Základní odborný Platnost od: Vstupní Znalosti základůelektroniky 2. ročník předpoklady: Stručná anotace vymezující cíle modulu: Nastavování parametrů je nezbytnou podmínkou pro konstruování, montáž a opravy elektronických zařízení. Student si osvojí měření voltampérových charakteristik klasicky pomocí voltmetru a ampérmetru. K tomu se naučí používat odpovídající měřící přístroje. Upevní si praktické dovednosti potřebné pro praktické uplatnění v oboru elektroniky. Předpokládané výsledky výuky: Po absolvování modulu student: ovládá metody a postupy měření voltampérových charakteristik a základních parametrů jednotlivých druhůpolovodičových diod, tyristoru, diaku, triaku. Obsah modulu: - modul obsahuje pravidla a postupy při měření V-A charakteristik; - parametry polovodičových prvků. Doporučené postupy výuky: Výklad, praktická měření, práce s katalogem polovodičových součástek. Zpracování výsledkůměření do protokolu. Způsob ukončení modulu: Závěrečný modulový test, klasifikovaná řízená diskuse, praktická zkouška. Hodnocení výsledkůvýuky: Klasifikace převodem z bodového nebo percentuálního hodnocení: 90-100 % 1 80-89 % 2 66-79 % 3 40-65 % 4 0-39 % 5 Žák : - provede volbu měřící metody, sestaví schéma zapojení a provede změření voltampérové charakteristiky usměrňovací diody, Zenerovy diody; - pomocí katalogu určí základní parametry diody, tyristoru, diaku, triaku. Doporučená literatura: Elektrická měření autor M. ŠrotýřSNTL 1982 kapitola 17 str. 182-197 Další literatura bude doplněna vyučujícím. * prozatím nevyplňovat 14
Název modulu: ZÁKLADY ELEKTRONIKY I. Kód modulu: EN1 Nominální délka: 8 hodin Počet kreditů*: Typ modulu: Povinný, specificky odborný Platnost od: Vstupní znalost teoretické elektrotechniky, základy elektroniky, fyziky předpoklady: Stručná anotace vymezující cíle modulu: Polovodičové součástky jsou základními stavebními prvky složitějších elektronických celků. Jsou používány jak v diskrétní podobě, tak v podoběintegrovaných obvodů. Jejich znalost je nezbytně nutná pro zvládnutí další učební látky v předmětu elektronika a předmětůdalších, využívajících tyto vědomosti. Cílem je rozumět, naučit se je používat a znát jejich využití v odborné praxi. Předpokládané výsledky výuky: Po absolvování modulu žák: - dokáže vysvětlit princip polovodičové diody, zná typy diod, jejich vlastnosti a způsob jejich použití, nakreslí usměrňovač; - dokáže popsat tranzistorový jev, zná bipolární a unipolární tranzistory, jejich principy, dělení a praktické použití; - ovládá fyzikální princip tyristoru, triaku, diaku. Obsah modulu: Polovodičové diody: - princip polovodičové diody, druhy diod a jejich použití - volt-ampérová charakteristika, speciální typy diod, práce s katalogem, řešení jednoduchých obvodů Tranzistory: - princip tranzistoru, tranzistorový jev, dělení tranzistorů - bipolární tranzistory, značení napětí a proudu, praktické použití - unipolární tranzistory, značení, princip, druhy, praktické použití Tyristory: - princip tyristoru, nákres, způsoby spouštění a uzavírání, praktické použití - princip triaku a diaku, nákres, rozdíl mezi nimi a tyristorem, praktické využití. Doporučené postupy výuky: - praktická cvičení - přednášky k vybraným obsahovým celkům - prezentace videomateriálů - diskuse (skupinová i plenární) k vybraným problémům. Způsob ukončení modulu: Závěrečná modulová zkouška. Hodnocení výsledkůvýuky: Klasifikace převodem z bodového nebo percentuálního hodnocení: 90-100 % 1 80-89 % 2 66-79 % 3 40-65 % 4 0-39 % 5 Žák: - vysvětlí princip použití polovodičové diody, zná ostatní typy diod, vysvětlí způsob jejich použití, nakreslí usměrňovač( 15%); - vysvětlí některé typy speciálních diod Zenerova, Varikap, LED, výpočtem řeší hodnotu předřadného rezistoru, používá katalog součástek (15%); - dovede vysvětlit způsob dělení tranzistorů, jejich typy ( 20%); 15
- vysvětlí princip bipolárního tranzistoru, pojem tranzistorový jev, saturace, výhody a nevýhody, způsoby použití v praxi (25%); - vysvětlí princip tyristoru, VA charakteristiku, způsoby spouštění a uzavírání, praktické použití ( 15%); - vysvětlí princip triaku a diaku, uvede rozdíly mezi tyristorem, a triakem, popř. diakem, uvede způsoby praktického použití (10%). Doporučená literatura: KESL, : ELEKTRONIKA učebnice. Fragment 1998. ISBN 80-7200-261-9. BEZDĚK, : ELEKTRONIKA učebnice. České Budějovice, 2002 Nakladatelství KOOP LÁNÍČEK, : ELEKTRONIKA,obvody, součástky, děje. BEN TECHNICKÁ LITERATURA, PRAHA, 1988. ISBN 80-86056-25-2 Další literatura bude doplněna vyučujícím. * prozatím nevyplňovat 16
Název modulu: PROGRAMOVATELNÉ Kód modulu: OV5 LOGICKÉ AUTOMATY Nominální délka: 35 hodin Počet kreditů*: Typ modulu: Povinný, prakticky orientovaný Platnost od: Vstupní Základy elektrotechniky předpoklady: Stručná anotace vymezující cíle modulu: Po absolvování tohoto modulu žák získá přehled o funkci, možnostech použití a způsobech programování PLA pro použití při řízení technologických procesův průmyslu. Předpokládané výsledky výuky: Po absolvování modulu žák: - dovede sestavit jednoduchý program pro PLA; - dovede naprogramovat PLA z hlediska vstupůa výstupů; - dovede připojit PLA do systému s ohledem na specifické potřeby PLA. Obsah modulu: Úvod: - reléová logika; - polovodičová logika; - program. systémy. Zapojení PLA + typická zapojení vstupůa výstupů. Rozdělení PLA: - kompaktní; - modulační; - rackové. Dodržení zásad pro připojení PLA z hlediska určení a překročení mezních parametrů. Adresování PLA Siemens S7-200. Seznámí se s vývojovým prostředí (na PC) pro vytváření programů Programovací metody PLA: - LAD; - FBD; - STL; Struktura programu Step7 Micro/Win: - vstupy, výstupy; - logické operace, matematické operace (AND, OR, NOT, XOR); - časovače; - čítače. Doporučené postupy výuky: Praktická činnost na konkrétnězadaném úkolu s následným ověřením funkce a měřením zadaných veličin. Způsob ukončení modulu: Závěrečná modulová zkouška. Hodnocení výsledkůvýuky: Klasifikace převodem z bodového nebo percentuálního hodnocení: 90-100 % 1 80-89 % 2 66-79 % 3 40-65 % 4 17
0-39 % 5 Žák: - připojí PLA k napájení, vstupům a výstupům; - napíše jednoduchý řídící program závislý na stavu vstupu; - napíše program pro časovou smyčku; - napíše program s možností rozhodování dle stavu vnějších vstupů. Doporučená literatura: Materiály výrobcůpla Další literatura bude doplněna vyučujícím. * prozatím nevyplňovat 18