Katedra Inżynierii Mechanicznej i Automatyki

Katedra Inżynierii Mechanicznej i Automatyki prowadzi zajęcia dydaktyczne z następujących przedmiotów: Grafika inżynierska, Podstawy konstrukcji maszyn, Projektowanie systemów technicznych, Obsługa informatyczna produkcji, Bezpieczeństwo techniczne, Podstawy bezpieczeństwa przemysłowego, Niezawodność i bezpieczeństwo systemów inżynierskich, Systemy bezpieczeństwa, Automatyka, Automatyzacja i robotyzacja produkcji, Podstawy automatyki i miernictwa przemysłowego, Automatyzacja bioprocesów, Audyt w BHP, Audytor wewnętrzny systemów zarządzania jakością a także zajęcia fakultatywne z zakresu komputerowego wspomagania projektowania z wykorzystaniem oprogramowania AutoCAD oraz Inventor. Zajęcia te prowadzone są dla studentów kierunków realizowanych na trzech wydziałach.

Katedra Inżynierii Mechanicznej i Automatyki dysponuje trzema laboratoriami badawczo-dydaktycznymi.

Laboratorium sterowania, automatyki przemysłowej i bezpieczeństwa procesów wyposażone jest w 9 stanowisk do programowania sterowników PLC (GE, Siemens), wizualizacji procesów (Wonderware Platform) oraz obliczeń i symulacji (Matlab, Simulink, Scilab, Classic), a także stanowisko do programowania sterowników bezpieczeństwa – Siemens S7-1200F. Projektowanie układów sterowania realizowane jest z wykorzystaniem oprogramowania Matlab, Simulink, Scilab i Classic. Stanowiska laboratoryjne wyposażone są w sterowniki GE wraz z panelami operatorskimi oraz elementami końcowymi takimi jak wentylator, sygnalizator diodowy. Platforma systemowa Wonderware w programie InTouch umożliwia tworzenie synoptyk procesowych, które komunikują się ze sterownikami GE. Dokonywana jest wymiana danych pomiędzy modelem matematycznym procesu zapisanym w skryptach InTouch’a a sterownikiem. Sterowniki pobierając dane z modelu dokonują regulacji procesu zgodnie z założonym algorytmem sterowania. Synoptyki procesowe ułatwiają sterowanie i nadzór procesu, przetwarzanie i gromadzenie danych, kontrolę dostępu, alarmowanie oraz raportowanie.Laboratoriom wyposażone jest także w cztery modele obiektów przemysłowych, dwa manipulatory i stanowiska do projektowania systemów blokad, zabezpieczeń i sygnalizacji w budynkach.

Laboratorium mikroskopii sił atomowych wyposażone jest między innymi w mikroskop sił atomowych, AFM, (Ntegra Prima, NT-MDT), umożliwiający obrazowanie topografii powierzchni próbek różnego pochodzenia (m.in. materiałów biologicznych, metali, materiałów ceramicznych, polimerów i kompozytów). Oprócz analizy powierzchni możliwy jest też pomiar właściwości mechanicznych w skali nano (elastyczność, siły adhezji), elektrycznych i magnetycznych. Charakterystyki badanych próbek dopełniają informacje o strukturze i składzie chemicznym otrzymywane przy użyciu mikroskopu ramanowskiego (Ntegra Spectra, NT-MDT) . Mikroskop ten w sprzężeniu z AFM umożliwia jednoczesne badanie dynamiki molekularnej metodą rozpraszania światła Ramana (włącznie z mapowaniem wzbudzeń na powierzchni próbki), oraz własności fizycznych powierzchni z wykorzystaniem modów pomiarowych mikroskopu sił atomowych. W Katedrze Inżynierii Mechanicznej i Automatyki na wyżej wymienionej aparaturze prowadzone są m.in. badania procesu kawitacji stopów metali, analizy właściwości strukturalnych folii biodegradowalnych oraz próbek pochodzenia zwierzęcego.

W Laboratorium mechaniki materiałów pochodzenia biologicznego prowadzone są badania charakterystyk mechanicznych materiałów pochodzenia biologicznego w rożnych warunkach obciążeń mechanicznych. Główne wyposażenie laboratorium to maszyna wytrzymałościowa z komorą termiczną Peltiera oraz trzy stanowiska do badań udarowych. Wytworzona i zgromadzona aparatura pozwala na rejestrację z wysoką rozdzielczością i dokładnością przebiegów siły reakcji i przemieszczania w czasie. Zastosowanie niezależnego systemu kamery do szybkich zdjęć Phanton Miro M3205 oraz oprogramowania Tema Motion umożliwia uzyskanie unikalnych przebiegów siły reakcji próbki w funkcji przemieszczania podczas udaru. Dane z przebiegu udaru oraz skanowania powierzchni przy użyciu AFM umożliwiają analizę właściwości mechanicznych w skali makro i nano.

Katedra Inżynierii Mechanicznej i Automatyki prowadzi badania w zakresie:

identyfikacją charakterystyk mechanicznych materiałów roślinnych pod kątem ograniczania strat ilościowych i jakościowych podczas operacji technologicznych,
modelowaniem zachowania się materiałów roślinnych w różnych warunkach obciążeń mechanicznych
kinematyki i dynamiki maszyn w aspekcie oddziaływania na rośliny podczas zbioru i transportu.
modelowania dynamiki łańcuchów wieloczłonowych
komputerowych systemów wspomagających użytkownika podczas rozwiązywania problemów technicznych w odniesieniu do określonej sytuacji eksploatacyjnej z wykorzystaniem metod sztucznej inteligencji,
budowy, wdrażania, użytkowania i audytowania systemów:

o zarządzania jakością,

o zarządzania bezpieczeństwem informacji,

o zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy,

o zarządzania bezpieczeństwem żywności,

o zarządzania środowiskowego

wraz z analizą ryzyka w tych obszarach,

konstruowania nowych i adaptacja istniejących urządzeń i elementów maszyn dla potrzeb przedsiębiorstw w sektorze rolno – spożywczym z wykorzystaniem programów CAD,
identyfikacji zagrożeń i przeprowadzania analizy ryzyka procesów i wyrobów w przemyśle rolno – spożywczym,
analizy poziomu nienaruszalności bezpieczeństwa zawierające badania zagrożeń i zdolności do działania (badania HAZOP) i przyrządowe systemy bezpieczeństwa dla sektora przemysłu procesowego.

1. Modelowanie dynamiki maszyn manipulacyjnych w tym m. in.:

analiza strukturalna maszyn manipulacyjnych,
planowanie trajektorii ruchu,
analiza kinematyki otwartych łańcuchów kinematycznych maszyn manipulacyjnych,
analiza przestrzeni roboczych maszyn manipulacyjnych w aspekcie występowanie konfiguracji osobliwych,
analiza dynamiki otwartych łańcuchów kinematycznych uwzględniająca: siły wymuszające pochodzące od wykorzystanych procesów technologicznych, dynamikę jednostek napędowych, układów zasilania i sterowania,
analiza stateczności,

2. Systemy doradcze w zakresie eksploatacji maszyn w przemyśle rolno-spożywczym w tym m. in.

systemy ekspertowe w zakresie eksploatacji maszyn przemysłu rolno-spożywczego
modelowanie sytuacji awaryjnych z wykorzystaniem metod inżynierii wiedzy
systemy zarządzania jakością ISO

3. Automatyzacja procesów przemysłowych

Identyfikacja i sterowanie w systemach złożonych. Hierarchiczne systemy sterowania optymalnego stanem ustalonym w systemach złożonych. Metody obliczeniowe dekompozycji-koordynacji.
Zintegrowane systemy automatyzacji złożonych procesów produkcyjnych. Optymalny rozdział zasobów w złożonych procesach przemysłowych.
Systemy liniowe, sterowanie ze sprzężeniem zwrotnym, optymalna redukcja systemów.
Modelowanie bioprocesów, identyfikacja i sterowanie w bioreaktorach.
Sterowanie jakością produkcji.
Monitoring procesów technologicznych

4. Modelowanie materiałów roślinnych oraz procesów związanych z ich produkcją pod kątem ograniczenia strat ilościowych i jakościowych.

Określenie związków konstytutywnych materiałów roślinnych o dużej zawartości wody.
Ocena uszkodzeń mechanicznych warzyw i owoców.
Ocena jakości warzyw i owoców.
Modelowanie procesów technologicznych (zgniatanie, udary, itp.) oraz rozwijanie technik eksperymentalnych służących do ich weryfikacji.
Modelowanie procesu czyszczenia ziarna w kombajnach zbożowych.

Historia obecnej Katery Inżynierii Mechanicznej i Automatyki sięga 1 września 1970 roku, kiedy to w Wyższej Szkole Rolniczej w Lublinie powołano Wydział Techniki Rolniczej. W ramach Wydziału funkcjonował Instytut Mechanizacji Rolnictwa, w którym utworzono zespół dydaktyczny pod nazwą Zespół Maszynoznawstwa Ogólnego. 1 września 1972 roku Zespół przekształcono w Zakład Maszynoznawstwa Ogólnego. W 1980 roku Zakład Maszynoznawstwa Ogólnego przekształcono w Zakład Teorii Maszyn i Automatyki w ramach powołanego Instytutu Eksploatacji Maszyn Przemysłu Spożywczego. W roku 1987 Zakład wszedł w skład wyodrębnionego ze struktury Wydziału Techniki Rolniczej Instytutu Podstaw Techniki a od 1 września 2000 roku Katedry Podstaw Techniki.

W dniu 1 października 2011 roku uchwałą Senatu UP W Lublinie Zakład Teorii Maszyn i Automatyki został wyodrębniony z Katedry Podstaw Techniki i przekształcony w Katedrę Inżynierii Mechanicznej i Automatyki. Pierwszym kierownikiem Zakładu Maszynoznawstwa Ogólnego była Pani doc. dr inż. Zdzisława Rotter, która pełniła funkcję w latach 1972-1985. W okresie od roku 1994 do 1997 funkcje p.o. kierownika Zakładu pełnił dr inż. Ryszard Ochman. Od roku 1997 do chwili obecnej kierownikiem Zakładu a od roku 2011 Katedry jest prof. dr hab. inż. Krzysztof Gołacki.