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 OBOR Ů

NA SŠT ŽĎÁR NAD SÁZAVOU

PLÁNOVANÝ OBSAH VÝUKY MECHATRONIKY podle oborů vzdělání dle RVP

obor vzdělání

mon

táž,

údr

žba

a o

prav

y m

echa

nick

ých

syst

émů (m

echa

nika

, pn

eum

atik

a, h

ydra

ulik

a)

mon

táž,

údr

žba

a o

prav

y el

ektric

kých

sys

témů

(el

ektric

ká a

říd

ící e

lekt

roni

cká čás

t)

prog

ram

ován

í sys

témů

(P

LC

auto

mat

y)

obsl

uha

mechanik strojů a zařízení ano seznámení ano ano

strojní mechanik ano seznámení částečně ano

nástrojař ano částečně ano

mechanik seřizovač ano ano

obráběč kovů částečně ano

mechanik elektrotechnik ano ano ano ano

elektrikář ano ano částečně ano

ostatní obory seznámení seznámení seznámení

Pilotní ověřování probíhá při výuce studijních oborů mechanik seřizovač – mechatronik a mechaniksilnoproudých zařízení, který se na základě RVP změní na obor mechanik elektrotechnik a dle ŠVPbude odborně zaměřen na výuku mechatroniky a automatizace.

Studijní obor: MECHANIK ELEKTROTECHNIKodborné zaměření pro mechatroniku a automatizaci

Přednosti specializace oboru mechanik elektrotechnik na mechatroniku:

• absolventi s elektrotechnickým vzděláním jako jediní mohou provádětkomplexní montáž, údržbu, servis a programování výrobníchstrojů a linek

• RVP poskytuje dostatečný prostor pro výuku elektroniky, optoelektronikya automatizace, které lze využít při koncipování ŠVP

• možnost specializace výuky na pneumatické a hydraulické systémy

• SŠT má několikaleté zkušenosti s výukou programování PLC automatů

Název projektu:

Implementace mechatroniky dovýuky technických oborů na SŠTŽďár nad Sázavou

Hlavní cíl projektu:

Vytvořit personální, organizačnía materiálně technické podmínkyk aplikaci základů mechatronikydo výuky technických oborůpodle potřeb jednotlivých profesía požadavků trhu práce.

Rozpočet projektu a schválenávýše 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 pro-gramování PLC automatů

• učební texty ve variantách proučební a studijní obory v provedenípro tisk a pro e-learning

• soubory výukových prací

• metodické příručky pro učitele

• ověřovací otázky (e-learningová databáze otázek a soubory testů najednotlivá 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 provýuku mechatroniky

• rozšíření vybavení pracovištěmechatroniky o 2 panely

• zvýšení kvalifikace učitelůodborných předmětů

• praktická realizace výuky nalince zapůjčené firmouHETTICH ČR, k.s.

Vytvořené výukové materiály budou předány k připomínkovánípartnerským školám, tj. VOŠ a SPŠ Žďár nad Sázavou a SŠT Jihlava.

Odborný tým projektu bude připomínky konzultovat a závěry z konzultacízapracuje do vytvořených dokumentů jako změny. Výsledné dokumentypilotně ověří a vyhodnotí.

OBSAH PROJEKTU OP VK

Rok 2008

Pracoviště pro učitele – učebnač. 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 investičníhofondu školy a 250 000,- Kč dotace zřizovatele

Výrobní linka INNOTECH – zap ůjčila firma HETTICH ČR, k.s.

DOSAVADNÍ FINAN ČNÍ NÁKLADY NA VYBAVENÍ VÝUKOVÉHO PRACOVIŠT Ě

Rok 2010

Učebna výpočetní techniky pro mechatroniku• výpočetní technika + SW(16 + 1 ks) 324 390,- Kč• dataprojektor 14 531,- Kč

Pracoviště mechatroniky• výpočetní technika + SW(6 ks) 97 772,- Kč• dataprojektor 14 531,- Kč• výukový panel pneumatiky (2 ks) 334 934,- Kč• sada 5 ks PLC automatů 23 392,- Kč

Software pro navrhování pneumatických obvodů 32 500,- Kč

Z celkových nákladů ve výši 827 519,- Kč bylo 807 365,- Kč hrazenoz finanční prostředků projektu.

DOSAVADNÍ FINAN ČNÍ NÁKLADY NA VYBAVENÍ VÝUKOVÉHO PRACOVIŠT Ě

Rok 2010

Pracoviště mechatroniky• hydropraktikátor 838 000,- Kč

Z celkových nákladů ve výši 2 880 398,- Kč bylo 807 365,- Kč hrazenoz finanční prostředků projektu a 250 000,- Kč poskytl zřizovatel.

Z uvedeného výčtu nákladů je zřejmé, že díky projektu Mechatronikazískala škola značný objem finančních prostředků nejen na vybavenípotřebné k jeho realizaci.

Díky prostředkům z projektu bylo možné zpracovat vzdělávacíprogramy pro výuku mechatroniky a postupně vytvářet učební texty adalší potřebné výukové dokumenty.

DOSAVADNÍ FINAN ČNÍ NÁKLADY NA VYBAVENÍ VÝUKOVÉHO PRACOVIŠT Ě

Rok 2011

Učebna mechatroniky:

• doplnění komponentů pro výuková pracoviště pneumatiky

• nákup druhého hydropraktikátoru pro rozší ření možností výukyhydrauliky

• pořízení výukového softwaru pro navrhování hydraulických systémů

Po roce 2011

• vytvoření podmínek pro výuku robotizace –řízení a programovánírobotů a manipulátorů

PLÁN VYBAVENÍ VÝUKOVÉHO PRACOVIŠT Ě MECHATRONIKY

Tekutinové mechanismy

Modul je zaměřen na poskytnutí základních informací z oblasti teorietekutinových mechanismů v objemu potřebném pro pochopenízákladních principů činnosti pneumatických a hydraulických systémů.Žáci se naučí porozumět základním fyzikálním veličinám, používatjejich jednotky a aplikovat základní fyzikální zákony v mechatronice.Získané poznatky dále využijí při navrhování a diagnosticepneumatických a hydraulických systémů.

Pneumatika 1

Vzdělávací modul navazuje na modul Tekutinové mechanismy. Získanévědomosti a dovednosti umožní žákovi samostatně sestavit pneumatickýobvod podle schématu a provést kontrolu správné funkce zapojení. Žákse naučí oživovat systémy a diagnostikovat chyby a problémy běhemchodu zařízení. Žáci získají poznatky o konstrukci a obsluze zařízení naúpravu stlačeného vzduchu, seznámí se s principyčinnosti jednotlivýchpneumatických komponentů a pneumatických obvodů.

VÝUKOVÉ MODULY MECHATRONIKY

Pneumatika 2

Vzdělávací modul navazuje na předcházející učivo a rozšiřuje je onavrhování pneumatických obvodů a simulaci jejich funkce na PC.Cílem je docílit takové úrovně vědomostí a dovedností, aby žák dokázalsamostatně navrhnout schéma pneumatického obvodu, následně provedljeho montáž na výukovém panelu, ověřil funk čnost systému, popř.provedl diagnostiku závad.

Elektropneumatika

Učivo modulu navazuje na znalosti z pneumatiky a elektrotechnikyzaměřené na problematiku základních výrazů a vztahů, elektrických apneumatických prvků, značek a schémat. Rozsah přípravy projednotlivé obory je stanoven ve vzdělávacích programech. Žáci seseznámí s principy základních elektrických přístrojů a možnostmi jejichvyužití v řídících obvodech elektropneumatických systémů. Naučí sekreslit schémata a zapojovat elektrické a elektropneumatické prvky azařazovat je společně do různých systémů.

VÝUKOVÉ MODULY MECHATRONIKY

Hydraulika

V tomto modulu získají žáci základní poznatky o zařízení na přípravu aúpravu stlačené kapaliny a o nejpoužívanějších komponentechhydraulických obvodů. Pochopí rozdíly ve vlastnostech hydraulických apneumatických systémů, budou umět posoudit jejich výhody anevýhody. 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 vevzdělávacích programech. Žáci se seznámí s principy základníchelektrických přístrojů a možnosti jejich využití v řídících obvodechelektrohydraulických systémů. Naučí se kreslit schémata a zapojovatelektrické a elektrohydraulické prvky a zařazovat je společně dorůzných 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 principyčinnosti a typyservopohonů (elektrické, hydraulické, rotační, přímočaré). Získajíucelené znalosti o problematice mechatronických systémů, tj . o regulaci,servopohonech, regulační technice, snímačích, polohy, rychlosti, síly(momentu), zpětnovazebních obvodech. Naučí se používat počítač přisimulaci a řízení v reálnémčase.

Programování PLC automatů

Programovatelné automaty jsouřídicí systémy umožňující automatizaciprůmyslových technologických systémů a procesů. Žáci se naučípohybovat v prostředí programování PLC automatů, ovládatprogramovací jazyk a logické funkce. Svoje programátorskédovednostisi prakticky ověří při zapojení PLC automatů do elektrických,mechanických, pneumatických nebo hydraulických systémů a spuštěnívytvořenéhořídícího programu.

VÝUKOVÉ MODULY MECHATRONIKY

Řízení obvodů PLC automatem

V průmyslových odvětvích bývá pneumatika a hydraulika převážnědoplněna automatizačními prvky. V tomto vzd ělávacím modulu žácivyužijí vědomosti a dovednosti z modulů pneumatiky, hydrauliky aprogramování PLC automatů. Na výukových elektropneumatických aelektrohydraulických panelech se naučí sestavovat jednodušší celky adílčí části komplexních automatizovaných provozů.

Řízení a regulace

Cílem vzdělávacího modulu je seznámit žáky s jednotlivými druhyautomatického řízení, tj. druhy, zpracováním a modulací signálůvyužívaných v automatizační technice. Budou jim objasněny základnípojmy regulační techniky, jako např. regulace, regulátor, regulačníobvod, regulační veličiny, regulační smyčka nebo regulační členy. Výukase dále zaměřuje na druhy a metody řízení automatizovaných procesů,strojů a linek s využitím PLC automatů a dalšíchřídicích systémů.

VÝUKOVÉ MODULY MECHATRONIKY

Měřící technika

V tomto modulu se žáci seznámí s principemměření elektrických aneelektrických veličin. Pochopí funkci senzorů a čidel, dokáží vybratvhodné typy senzorů a čidel do zadaných systémů. Naučí se používatrůzné druhy a typy měřících přístrojů, budou znát jejich funkci. Ovýsledcích měření zpracují měřící protokol. M ěřící technika je v obsahuvýuky mechatroniky významným prvkem, důležitým pro diagnostiku aodstraňování poruch v systémech.

Roboty a manipulátory

Cílem tohoto modulu je seznámit žáky s využitímprůmyslových robotůa manipulátorů v automatizované a robotizované výrobě. Seznámí se szákladními a odvozenými typy průmyslových robotů, jejich řízením aprogramováním. Získají přehled o různých typech a možnostechkoncovýchčlenů, tj. chapadel, technologických hlavic apod. Výuka budezaměřena na praktické ukázky konstrukcí průmyslových robotů azpůsoby jejich programování.

VÝUKOVÉ MODULY MECHATRONIKY

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 linkyINNOTECH pro pot řeby výuky mechatroniky

Zpracování vzdělávacích programů pro výuku mechatroniky a jejichimplementace do ŠVP jednotlivých oborů vzdělání

Tvorba učebních textů a zadání výukových prací v provedení pro tisk a proumístění na e-learnigový portál školy

Tvorba databází ověřovacích testových otázek a jejich umístění na e-learnigový portál školy

Pilotní ověřování zpracovaných programů a dokumentů při výuce

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

PODMÍNKY PRO REALIZACI PROJEKTU

ZKUŠENOSTI Z PILOTNÍHO OV ĚŘOVÁNÍ

• výuka je pro žáky zajímavá

• výuka je komplexní – od návrhu a simulace funkce na počítači popraktickou realizaci na výukovém panelu

• vědomosti a dovednosti získané na výukových panelech si žáci ověřujína skutečné výrobní lince INNOTECH

• dle dosavadních poznatků je obsah vzdělávacích programů pro výukumechatroniky správně nastaven, což je základnímcílemprojektu

• odborný tým postupně zpracovává učební texty a další výukovédokumenty, které se při výuce ověřují, upravují a dle pot řebydoplňují

• projekt Mechatronika p řispívá k modernizaci výuky a přizpůsobeníjejího obsahu potřebámjednotlivých profesí v regionu

• projekt Mechatronika zásadním způsobem přispívá k realizacivzdělávací koncepce školy

ZKUŠENOSTI Z PILOTNÍHO OV ĚŘOVÁNÍ

Výuka na pracovišti mechatroniky

ZKUŠENOSTI Z PILOTNÍHO OV ĚŘOVÁNÍ

Výuka na výrobní lince INNOTECH