STŘEDNÍ ŠKOLA TECHNICKÁ ŽĎÁR NAD SÁZAVOU
MECHATRONIKA
Střední škola technická je držitelem certifikátu kvality dle ČSN EN ISO 9001
PROJEKT OP VK
IMPLEMENTACE MECHATRONIKY DO VÝUKY TECHNICKÝCH OBORŮ NA SŠT ŽĎÁR NAD SÁZAVOU
PLÁNOVANÝ OBSAH VÝUKY MECHATRONIKY
seznámení seznámení
mechanik seřizovač obráběč kovů mechanik elektrotechnik elektrikář
ano ano
ostatní obory
seznámení
ano ano
obsluha
ano ano ano
programování systémů (PLC automaty)
mechanik strojů a zařízení strojní mechanik nástrojař
montáž, údržba a opravy elektrických systémů (elektrická a řídící elektronická část)
obor vzdělání
montáž, údržba a opravy mechanických systémů (mechanika, pneumatika, hydraulika)
podle oborů vzdělání dle RVP
ano částečně částečně
ano ano ano
ano částečně
ano ano
ano částečně
ano ano
seznámení
seznámení
Pilotní ověřování probíhá při výuce studijních oborů mechanik seřizovač – mechatronik a mechanik silnoproudých zařízení, který se na základě RVP změní na obor mechanik elektrotechnik a dle ŠVP bude odborně zaměřen na výuku mechatroniky a automatizace.
Studijní obor: MECHANIK ELEKTROTECHNIK odborné zaměření pro mechatroniku a automatizaci
Přednosti specializace oboru mechanik elektrotechnik na mechatroniku: • absolventi s elektrotechnickým vzděláním jako jediní mohou provádět komplexní montáž, údržbu, servis a programování výrobních strojů a linek • RVP poskytuje dostatečný prostor pro výuku elektroniky, optoelektroniky a automatizace, které lze využít při koncipování ŠVP • možnost specializace výuky na pneumatické a hydraulické systémy • SŠT má několikaleté zkušenosti s výukou programování PLC automatů
OBSAH PROJEKTU OP VK Název projektu: Implementace mechatroniky do výuky technických oborů na SŠT Žďár nad Sázavou Hlavní cíl projektu: Vytvořit personální, organizační a materiálně technické podmínky k aplikaci základů mechatroniky do výuky technických oborů podle potřeb jednotlivých profesí a požadavků trhu práce. Rozpočet projektu a schválená výše dotace: 3 572 412 Kč Období realizace: 1. 11. 2009 až 30. 6. 2012
OBSAH PROJEKTU OP VK Plánované výstupy projektu: • výukové moduly pro mechatroniku, tj. pneumatiku, hydrauliku a programování PLC automatů • učební texty ve variantách pro učební a studijní obory v provedení pro tisk a pro e-learning • soubory výukových prací • metodické příručky pro učitele • ověřovací otázky (e-learningová databáze otázek a soubory testů na jednotlivá témata) • metodická příručka k zadávání a vyhodnocování žákovských prací • vyhodnocení znalostí žáků při odborné praxi ve firmách
OBSAH PROJEKTU OP VK Plánované výstupy projektu: • výstavba učebny ICT pro výuku mechatroniky • rozšíření vybavení pracoviště mechatroniky o 2 panely • zvýšení kvalifikace učitelů odborných předmětů • praktická realizace výuky na lince zapůjčené firmou HETTICH ČR, k.s. Vytvořené výukové materiály budou předány k připomínkování partnerským školám, tj. VOŠ a SPŠ Žďár nad Sázavou a SŠT Jihlava. Odborný tým projektu bude připomínky konzultovat a závěry z konzultací zapracuje do vytvořených dokumentů jako změny. Výsledné dokumenty pilotně ověří a vyhodnotí.
DOSAVADNÍ FINANČNÍ NÁKLADY NA VYBAVENÍ VÝUKOVÉHO PRACOVIŠTĚ Rok 2008 Pracoviště pro učitele – učebna č. 24 teoretické vyučování Náklady:
399 967,- Kč; hrazeno z investičního fondu školy
Rok 2009 Pracoviště pro žáky – 4 ks Náklady:
814 912,- Kč; z toho hrazeno 564 912,- Kč z investičního fondu školy a 250 000,- Kč dotace zřizovatele
Výrobní linka INNOTECH – zapůjčila firma HETTICH ČR, k.s.
DOSAVADNÍ FINANČNÍ NÁKLADY NA VYBAVENÍ VÝUKOVÉHO PRACOVIŠTĚ Rok 2010 Učebna výpočetní techniky pro mechatroniku • výpočetní technika + SW (16 + 1 ks) • dataprojektor
324 390,- Kč 14 531,- Kč
Pracoviště mechatroniky • výpočetní technika + SW (6 ks) • dataprojektor • výukový panel pneumatiky (2 ks) • sada 5 ks PLC automatů
97 772,- Kč 14 531,- Kč 334 934,- Kč 23 392,- Kč
Software pro navrhování pneumatických obvodů
32 500,- Kč
Z celkových nákladů ve výši 827 519,- Kč bylo 807 365,- Kč hrazeno z finanční prostředků projektu.
DOSAVADNÍ FINANČNÍ NÁKLADY NA VYBAVENÍ VÝUKOVÉHO PRACOVIŠTĚ Rok 2010 Pracoviště mechatroniky • hydropraktikátor
838 000,- Kč
Z celkových nákladů ve výši 2 880 398,- Kč bylo 807 365,- Kč hrazeno z finanční prostředků projektu a 250 000,- Kč poskytl zřizovatel. Z uvedeného výčtu nákladů je zřejmé, že díky projektu Mechatronika získala škola značný objem finančních prostředků nejen na vybavení potřebné k jeho realizaci. Díky prostředkům z projektu bylo možné zpracovat vzdělávací programy pro výuku mechatroniky a postupně vytvářet učební texty a další potřebné výukové dokumenty.
PLÁN VYBAVENÍ VÝUKOVÉHO PRACOVIŠTĚ MECHATRONIKY Rok 2011 Učebna mechatroniky: • doplnění komponentů pro výuková pracoviště pneumatiky • nákup druhého hydropraktikátoru pro rozšíření možností výuky hydrauliky • pořízení výukového softwaru pro navrhování hydraulických systémů
Po roce 2011 • vytvoření podmínek pro výuku robotizace – řízení a programování robotů a manipulátorů
VÝUKOVÉ MODULY MECHATRONIKY Tekutinové mechanismy Modul je zaměřen na poskytnutí základních informací z oblasti teorie tekutinových mechanismů v objemu potřebném pro pochopení základních principů činnosti pneumatických a hydraulických systémů. Žáci se naučí porozumět základním fyzikálním veličinám, používat jejich jednotky a aplikovat základní fyzikální zákony v mechatronice. Získané poznatky dále využijí při navrhování a diagnostice pneumatických a hydraulických systémů. Pneumatika 1 Vzdělávací modul navazuje na modul Tekutinové mechanismy. Získané vědomosti a dovednosti umožní žákovi samostatně sestavit pneumatický obvod podle schématu a provést kontrolu správné funkce zapojení. Žák se naučí oživovat systémy a diagnostikovat chyby a problémy během chodu zařízení. Žáci získají poznatky o konstrukci a obsluze zařízení na úpravu stlačeného vzduchu, seznámí se s principy činnosti jednotlivých pneumatických komponentů a pneumatických obvodů.
VÝUKOVÉ MODULY MECHATRONIKY Pneumatika 2 Vzdělávací modul navazuje na předcházející učivo a rozšiřuje je o navrhování pneumatických obvodů a simulaci jejich funkce na PC. Cílem je docílit takové úrovně vědomostí a dovedností, aby žák dokázal samostatně navrhnout schéma pneumatického obvodu, následně provedl jeho montáž na výukovém panelu, ověřil funkčnost systému, popř. provedl diagnostiku závad. Elektropneumatika Učivo modulu navazuje na znalosti z pneumatiky a elektrotechniky zaměřené na problematiku základních výrazů a vztahů, elektrických a pneumatických prvků, značek a schémat. Rozsah přípravy pro jednotlivé obory je stanoven ve vzdělávacích programech. Žáci se seznámí s principy základních elektrických přístrojů a možnostmi jejich využití v řídících obvodech elektropneumatických systémů. Naučí se kreslit schémata a zapojovat elektrické a elektropneumatické prvky a zařazovat je společně do různých systémů.
VÝUKOVÉ MODULY MECHATRONIKY Hydraulika V tomto modulu získají žáci základní poznatky o zařízení na přípravu a úpravu stlačené kapaliny a o nejpoužívanějších komponentech hydraulických obvodů. Pochopí rozdíly ve vlastnostech hydraulických a pneumatických systémů, budou umět posoudit jejich výhody a nevýhody. Naučí se orientovat ve schématech hydraulických obvodů, automatizačních prvcích a diagnostice jejich funkce. Elektrohydraulika Výuka v tomto modulu navázuje na učivo elektrotechniky a hydrauliky. Rozsah přípravy v jednotlivých oborech vzdělání je stanoven ve vzdělávacích programech. Žáci se seznámí s principy základních elektrických přístrojů a možnosti jejich využití v řídících obvodech elektrohydraulických systémů. Naučí se kreslit schémata a zapojovat elektrické a elektrohydraulické prvky a zařazovat je společně do různých systémů. Získané poznatky uplatní při navrhování, zapojování, oživování a případné diagnostice systémů.
VÝUKOVÉ MODULY MECHATRONIKY Servotechnika a proporcionální technika Při výuce se žáci seznámí se základními principy činnosti a typy servopohonů (elektrické, hydraulické, rotační, přímočaré). Získají ucelené znalosti o problematice mechatronických systémů, tj . o regulaci, servopohonech, regulační technice, snímačích, polohy, rychlosti, síly (momentu), zpětnovazebních obvodech. Naučí se používat počítač při simulaci a řízení v reálném čase. Programování PLC automatů Programovatelné automaty jsou řídicí systémy umožňující automatizaci průmyslových technologických systémů a procesů. Žáci se naučí pohybovat v prostředí programování PLC automatů, ovládat programovací jazyk a logické funkce. Svoje programátorské dovednosti si prakticky ověří při zapojení PLC automatů do elektrických, mechanických, pneumatických nebo hydraulických systémů a spuštění vytvořeného řídícího programu.
VÝUKOVÉ MODULY MECHATRONIKY Řízení obvodů PLC automatem V průmyslových odvětvích bývá pneumatika a hydraulika převážně doplněna automatizačními prvky. V tomto vzdělávacím modulu žáci využijí vědomosti a dovednosti z modulů pneumatiky, hydrauliky a programování PLC automatů. Na výukových elektropneumatických a elektrohydraulických panelech se naučí sestavovat jednodušší celky a dílčí části komplexních automatizovaných provozů. Řízení a regulace Cílem vzdělávacího modulu je seznámit žáky s jednotlivými druhy automatického řízení, tj. druhy, zpracováním a modulací signálů využívaných v automatizační technice. Budou jim objasněny základní pojmy regulační techniky, jako např. regulace, regulátor, regulační obvod, regulační veličiny, regulační smyčka nebo regulační členy. Výuka se dále zaměřuje na druhy a metody řízení automatizovaných procesů, strojů a linek s využitím PLC automatů a dalších řídicích systémů.
VÝUKOVÉ MODULY MECHATRONIKY Měřící technika V tomto modulu se žáci seznámí s principem měření elektrických a neelektrických veličin. Pochopí funkci senzorů a čidel, dokáží vybrat vhodné typy senzorů a čidel do zadaných systémů. Naučí se používat různé druhy a typy měřících přístrojů, budou znát jejich funkci. O výsledcích měření zpracují měřící protokol. Měřící technika je v obsahu výuky mechatroniky významným prvkem, důležitým pro diagnostiku a odstraňování poruch v systémech. Roboty a manipulátory Cílem tohoto modulu je seznámit žáky s využitím průmyslových robotů a manipulátorů v automatizované a robotizované výrobě. Seznámí se s základními a odvozenými typy průmyslových robotů, jejich řízením a programováním. Získají přehled o různých typech a možnostech koncových členů, tj. chapadel, technologických hlavic apod. Výuka bude zaměřena na praktické ukázky konstrukcí průmyslových robotů a způsoby jejich programování.
PODMÍNKY PRO REALIZACI PROJEKTU Vybavení školy výukovými systémy • postupné pořizování výukových panelů z finančních prostředků
školy
• využití finanční dotace projektu na pořízení 2 výukových panelů, výpočetní techniky, softwaru a PLC automatů • vstřícný postoj firmy HETTICH ČR, k.s. – zapůjčení výrobní linky INNOTECH pro potřeby výuky mechatroniky Zpracování vzdělávacích programů pro výuku mechatroniky a jejich implementace do ŠVP jednotlivých oborů vzdělání Tvorba učebních textů a zadání výukových prací v provedení pro tisk a pro umístění na e-learnigový portál školy Tvorba databází ověřovacích testových otázek a jejich umístění na elearnigový portál školy Pilotní ověřování zpracovaných programů a dokumentů při výuce
PODMÍNKY PRO REALIZACI PROJEKTU E-learningový potrál – sekce projektu Mechatronika
PODMÍNKY PRO REALIZACI PROJEKTU Ukázka stránky vzdělávacího modulu Pneumatika 1
PODMÍNKY PRO REALIZACI PROJEKTU Prostředí e-learningových učebních textů
PODMÍNKY PRO REALIZACI PROJEKTU Příklad zadání výukových prací na e-learningovém portálu
PODMÍNKY PRO REALIZACI PROJEKTU E-learningové prostředí ověřovacích a testových otázek
PODMÍNKY PRO REALIZACI PROJEKTU Ukázka učebních textů v provedení pro tisk
ZKUŠENOSTI Z PILOTNÍHO OVĚŘOVÁNÍ • výuka je pro žáky zajímavá • výuka je komplexní – od návrhu a simulace funkce na počítači po praktickou realizaci na výukovém panelu • vědomosti a dovednosti získané na výukových panelech si žáci ověřují na skutečné výrobní lince INNOTECH • dle dosavadních poznatků je obsah vzdělávacích programů pro výuku mechatroniky správně nastaven, což je základním cílem projektu • odborný tým postupně zpracovává učební texty a další výukové dokumenty, které se při výuce ověřují, upravují a dle potřeby doplňují • projekt Mechatronika přispívá k modernizaci výuky a přizpůsobení jejího obsahu potřebám jednotlivých profesí v regionu • projekt Mechatronika zásadním způsobem přispívá k realizaci vzdělávací koncepce školy
ZKUŠENOSTI Z PILOTNÍHO OVĚŘOVÁNÍ Výuka na pracovišti mechatroniky
ZKUŠENOSTI Z PILOTNÍHO OVĚŘOVÁNÍ Výuka na výrobní lince INNOTECH
STŘEDNÍ ŠKOLA TECHNICKÁ ŽĎÁR NAD SÁZAVOU
DĚKUJEME ZA POZORNOST
