到達目標
本科目は、プログラマブル・ロジック・コントローラ(PLC)を用いたシーケンス制御の基本と制御工学の基礎として、制御対象を数学的に表現するために使用するラプラス変換及びブロック線図、伝達関数を学習する。
到達目標は下記のようである。
・シーケンス制御 ①シーケンス制御用電気機器を説明できる。 ②シーケンス制御の基本制御回路のシーケンス図（ラダー図）を作ることができる。 ③スイッチやモータなどの制御用のシーケンス図を作ることができる。
・制御工学の基礎 ①ラプラス変換と逆ラプラス変換ができる。②ブロック線図を用いたシステムの表現を論理的に説明できる。③システムの伝達関数を求めることができる。
ルーブリック
| ・シーケンス制御
理想的な到達レベルの目安 | ・シーケンス制御
標準的な到達レベルの目安 | ・シーケンス制御
未到達レベルの目安 | ・制御工学の基礎
理想的な到達レベルの目安 | ・制御工学の基礎
標準的な到達レベルの目安 | ・制御工学の基礎
未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | シーケンス制御用電気機器の名称と記号及び機構と動作の説明ができる。 | シーケンス制御用電気機器の名称と記号を描くことができる。 | シーケンス制御用電気機器の名称又は記号を書くことがでない。 | ラプラス変換と逆ラプラス変換を用いて微分方程式を解くことができる。 | 関数のラプラス変換と逆ラプラス変換ができる。 | ラプラス変換と逆ラプラス変換の定義が説明できない。 |
| 評価項目2 | 自己保持回路又はインターロック回路を組み込んだシーケンス図を作ることができる。 | 自己保持回路又はインターロック回路を使用したシーケンス図を作ることができる。 | シーケンス図を作ることができない。 | ブロック線図の等価変換ができる。 | ブロック線図を作成できる。 | ブロック線図に用いる記号の説明ができない。 |
| 評価項目3 | スイッチやモータなどを使った課題に対して、自己保持回路やインターロック回路を使用してシーケンス図を作ることができる。 | スイッチやモータなどを使った課題に対して、シーケンス図を作ることができる。 | スイッチやモータなどを使った課題に対して、シーケンス図を作ることができない。 | システムの入出力関係を表す微分方程式を導出し、伝達関数を求めることができる。 | ラプラス変換されたシステムの入出力関係を表す式から、伝達関数を求めることができる。 | 伝達関数の説明ができない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
第１学期開講（新型コロナウイルス感染症対策によるオンデマンド授業）
制御とは、装置などの動作を利用者の目的にかなったものとするために、操作を行い調整することである。
生産現場で一般的に利用されているシーケンス制御の基本を学習する。
制御工学に必要なラプラス変換とブロック線図および伝達関数を学習する。
授業の進め方・方法:
授業の前半では、シーケンス制御に必要な機器やシーケンス図について学ぶ。
後半は、制御工学に必要な、ラプラス変換・逆ラプラス変換とブロック線図および伝達関数について学ぶ。
注意点:
微分方程式の解法と部分積分法を理解しておくこと。
評価方法のレポートは、自学自習で行なった「復習」を簡潔にまとめて提出すること。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
授業の進め方
制御の分類と接点の種類について |
・授業のスケジュールと評価方法を説明できる。
・制御の分類と接点の種類を説明できる。
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| 2週 |
シーケンス制御に用いる機器について |
・シーケンス制御に用いられる主な電気機器と制御用器具の動作と図記号について説明できる。
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| 3週 |
シーケンス図の書き方と
論理回路のシーケンス図 |
・シーケンス制御の制御回路図であるシーケンス図の書き方を説明できる。
・論理回路のシーケンス図を作ることができる。
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| 4週 |
自己保持回路 |
・シーケンス制御の独自な回路である自己保持回路を作ることができる。
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| 5週 |
インターロック回路 |
・シーケンス制御の独自な回路であるインターロック回路を作ることができる。
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| 6週 |
シーケンス制御回路の応用例
三相誘導モータの始動停止回路 |
・1台の電動機始動停止制御回路について説明できる。
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| 7週 |
シーケンス制御 まとめレポート |
・シーケンス制御の問題を
解くことができる。
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| 8週 |
自動制御の概要と
制御工学で用いられる代表的な関数 |
・自動制御の概要について説明できる。
・デルタ関数とステップ関数について説明できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
ラプラス変換について |
・ラプラス変換の定義と定理を説明できる。
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| 10週 |
逆ラプラス変換について |
・逆ラプラス変換の定義が説明できる。
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| 11週 |
ラプラス変換と逆ラプラス変換の例 |
・ラプラス変換と逆ラプラス変換の例題を解くことができる。
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| 12週 |
伝達関数について |
・システムの入出力表現に使用される伝達関数について説明できる。
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| 13週 |
ブロック線図について |
・制御要素の結合を表すブロック線図と
その等価変換について理解できる。
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| 14週 |
自動制御の基礎 まとめレポート |
・問題から重要な箇所を確認できる。
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| 15週 |
授業のまとめ |
・シーケンス制御と自動制御の基礎について重要な箇所を確認できる。
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| 16週 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 制御 | 伝達関数を用いたシステムの入出力表現ができる。 | 4 | 前12 |
| ブロック線図を用いてシステムを表現することができる。 | 4 | |
| システムの過渡特性について、ステップ応答を用いて説明できる。 | 4 | |
| システムの定常特性について、定常偏差を用いて説明できる。 | 4 | |
| システムの周波数特性について、ボード線図を用いて説明できる。 | 4 | |
| フィードバックシステムの安定判別法について説明できる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | レポート | 合計 |
| 総合評価割合 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 70 | 70 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 | 30 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |