Urządzenia i systemy mechatroniczne to pierwszy na polskim rynku wydawniczym podręcznik zgodny z podstawą programową dla zawodu technik mechatronik.

Przeznaczony jest do nauczania w następujących typach szkół: czteroletnim technikum, trzyletnim technikum uzupełniającym, dwuletniej szkole policealnej i rocznej szkole policealnej na podbudowie liceum profilowanego o profilu mechatronicznym.

Książka powinna zainteresować również studentów szkół wyższych studiujących na wydziale mechatroniki oraz inżynierów i kadrę techniczną firm zajmujących się produkcją i eksploatacją urządzeń i systemów mechatronicznych, ich sprzedażą i serwisem.

Ze względu na szeroki zakres materiału podręcznik został podzielony na dwie części z zachowaniem kolejności rozdziałów odpowiadającej działom tematycznym podstawy programowej.

Część pierwsza obejmuje cztery rozdziały dotyczące:
• Sterowania i napędu elektrycznego;
• Sterowania pneumatycznego i elektropneumatycznego;
• Sterowania hydraulicznego i elektrohydraulicznego;
• Sterowników programowalnych.

Część druga obejmuje pięć rozdziałów dotyczących:
• Sensoryki;
• Manipulatorów i robotów przemysłowych;
• Techniki regulacji i procesów;
• Telekomunikacji informacyjnej;
• Zasad projektowania, montażu, uruchomienia i eksploatacji urządzeń i systemów mechatronicznych.

Podręcznik został przygotowany bardzo starannie i przystępnie, ze zwróceniem szczególnej uwagi na praktyczną stronę przedstawionych zagadnień. Powstał we współpracy z niemieckim wydawnictwem Verlag Europa – Lehrmittel, specjalizującym się w przygotowaniu nowoczesnych podręczników szkolnych.

Podręcznik ma atrakcyjną szatę graficzną ułatwiającą przyswajanie prezentowanych treści programowych. Zawiera liczne, kolorowe ilustracje, rysunki, wykresy i tabele. Został opracowany przez pracowników naukowych Politechniki Warszawskiej Wydziału Mechatroniki.

Spis treści
1      Układy sterowania elektrycznego
 
1.1.    Zasilanie elektryczne urządzeń i systemów mechatronicznych      
1.1.1.1    Budowa i sposób działania   
1.1.1.2    Warunki pracy transformatorów   
1.1.1.3    Transformatory trójfazowe      
1.1.1.4    Transformatory specjalne   
1.1.2.1    Układy prostownikowe    
1.1.2.2    Układy stabilizujące      
1.1.3    Zabezpieczenie przeciążeniowe i przeciwzwarciowe   
1.1.3.1      Bezpieczniki instalacyjne i niskonapięciowe mocy     
1.1.3.2.    Bezpieczniki aparatowe      
1.1.3.3.    Nadmiarowe wyłączniki instalacyjne      
1.1.4    Baterie i akumulatory   
1.2.1.1    Zasada działania   
1.2.1.2    Właściwości silników   
1.2.1.3    Rodzaje ochrony silników   
1.2.1.4    Rodzaje pracy silników       
1.2.2    Silniki prądu przemiennego      
1.2.2.1    Asynchroniczne silniki trójfazowe   
1.2.2.2    Sterowanie prędkością obrotową silników trójfazowych   
1.2.2.3    Asynchroniczne silniki trójfazowe z przełączaną liczbą biegunów     
1.2.2.4.    Silnik trójfazowy zasilany jednofazowo      
1.2.2.5.    Synchroniczne i asynchroniczne silniki trójfazowe z elektroniczną komutacją
1.2.2.6    Silniki jednofazowe   
1.2.3    Liniowe silniki prądu przemiennego   
1.2.3.1    Budowa silnika liniowego, indukcyjnego   
1.2.3.2    Zasada działania silnika liniowego   
1.2.4    Silniki prądu stałego    
1.2.4.1    Silnik obcowzbudny     
1.2.4.2    Silnik samowzbudny bocznikowy   
1.2.4.3    Silnik szeregowy   
1.2.4.4    Silnik samowzbudny szeregowo-bocznikowy    
1.2.4.5    Nastawianie prędkości obrotowej i zmiana kierunku wirowania   
1.2.5    Przekładnie ruchu silników elektrycznych      
1.2.5.1    Przekładnie obrotowe o stałym przełożeniu   
1.2.5.2    Przekładnie liniowe o stałym przełożeniu   
1.2.5.3    Przekładnie nastawialne   
1.2.5.4    Przekładnie o zmiennym przełożeniu   
1.2.5.5    Przekładnie z ruchem przerywanym   
1.2.6    Elektromagnesy i sprzęgła elektromagnetyczne    
1.2.7    Zabezpieczenie przeciążeniowe silników elektrycznych     
1.2.7.1    Wyłączniki silnikowe   
1.2.7.2    Przekaźniki termiczne silników   
1.2.7.3    Termistorowe zabezpieczenie silników   
1.3     Projektowanie i realizacja elektrycznych układów sterowania     
1.3.1      Elementy stykowych układów sterowania elektrycznego      
 1.3.2    Zasady rysowania schematów układów elektrycznych         89
1.3.3    Zasady projektowania elektrycznych układów sterowania           91
1.3.3.1    Projektowanie z wykorzystaniem diagramów drogowych        92
1.3.3.2    Projektowanie z wykorzystaniem diagramów stanu           93
1.3.4    Realizacja elektrycznych układów sterowania        94
1.3.4.1    Układy łącznikowe           96
1.3.4.2    Układy sygnalizacji stanu        98
1.3.4.3    Układy z obwodami sterującymi i roboczymi (energetycznymi)         98
1.3.4.4    Układy stycznikowe           99
1.3.4.5    Układy kolejnościowe i układy z blokadami        100
1.3.5    Przykłady projektowania i zastosowania elektrycznych układów sterowania        101
1.3.5.1    Układy sterowania załączaniem silników trójfazowych (układ gwiazda-trójkąt)  .    101
1.3.5.2    Układ sterowania silnikami trójfazowymi o dwóch prędkościach
obrotowych (układ Dahlandera)            102
1.3.5.3    Układ sterowania sekwencyjnego urządzeniem
technologicznym (wiercenie)          102
1.3.5.4    Układ sterowania sekwencyjnego manipulatorem podajnikowym          103
1.3.6    Warunki pracy i wykonania obwodów układów sterowania elektrycznego          105
 
2 Układy sterowania pneumatycznego i elektropneumatycznego
 
2.1    Wytwarzanie, rozprowadzanie i przygotowanie sprężonego powietrza    .
2.1.1    Budowa instalacji pneumatycznej
2.1.2    Wytwarzanie sprężonego powietrza   
2.1.2.1      Metody osuszania sprężonego powietrza    
2.1.3    Rozprowadzanie sprężonego powietrza   
2.1.4    Przygotowanie sprężonego powietrza    
2.2    Silniki i siłowniki pneumatyczne       
2.2.1    Silniki pneumatyczne      
2.2.2    Siłowniki pneumatyczne       
2.2.3    Siłowniki pneumatyczne wahadłowe     
2.2.4    Specjalne siłowniki pneumatyczne      
2.2.5    Parametry siłowników pneumatycznych i zasady doboru siłowników
2.3    Zawory pneumatyczne    
2.3.1    Cechy funkcjonalne zaworów rozdzielających, symbolika zaworów .
2.3.2    Typowe konstrukcje zaworów rozdzielających   
2.3.3    Inne zawory sterujące kierunkiem przepływu   
2.3.4    Zawory sterujące natężeniem przepływu    
2.3.5    Zawory sterujące ciśnieniem i zawory odcinające   
2.3.6    Zawory elektropneumatyczne   
2.3.7    Elektropneumatyczne zawory proporcjonalne   
2.3.7.1    Proporcjonalne zawory ciśnieniowe   
2.3.7.2    Proporcjonalne zawory rozdzielające   
2.4    Zasady projektowania pneumatycznych układów sterowania   
2.4.1      Zasady rysowania schematów układów pneumatycznych      
2.4.2.     Diagramy funkcyjne      
2.4.2.1.    Diagram drogowy       
2.4.2.2.    Diagram stanów     
2.4.2.3.    Projektowanie i realizacja przebiegu procesu sterowania pneumatycznego z wykorzystaniem diagramów stanów  
2.4.3     Przykłady projektowania i zastosowania pneumatycznych układów sterowania         154
2.4.3.1    Sterowanie ruchem siłownika pneumatycznego         154
2.4.3.2    Sterowanie prędkością ruchu siłownika pneumatycznego         159
2.4.3.3    Sterowanie z uwzględnieniem wartości ciśnienia           162
2.4.3.4    Realizacja zależności czasowych        164
2.4.3.5    Sterowanie taktowo-stopniowe        166
2.5    Elektropneumatyczne układy sterowania        168
2.5.1    Elementy elektryczne układów elektropneumatycznych        169
2.5.1.1      Elementy operatorskie          169
2.5.1.3     Przetworniki pneumoelektryczne i przekaźniki ciśnienia        170
2.5.2    Projektowanie i realizacja przebiegu procesu sterowania elektropneumatycznego        171
2.6    Urządzenia pneumohydrauliczne          174
2.6.1    Pneumatyczne zespoły napędowe z hamulcami hydraulicznymi          175
2.6.2    Napędy pneumohydrauliczne        176
 
3 Układy sterowania hydraulicznego i elektrohydraulicznego
 
3.1    Sterowanie energią hydrauliczną     
3.2    Hydrauliczne stacje zasilające      
3.2.1    Ciecze hydrauliczne     
3.2.2    Pompy hydrauliczne    
3.2.3    Akumulatory hydrauliczne   
3.2.4    Zbiorniki i filtry cieczy roboczej   
3.2.5    Osprzęt łączeniowy instalacji hydraulicznej   
3.3    Napędy hydrauliczne     
3.3.1    Silniki hydrauliczne    
3.3.2    Siłowniki hydrauliczne   
3.3.3    Zasady doboru i parametry silników i siłowników hydraulicznych
3.4    Zawory hydrauliczne i elektrohydrauliczne    
3.4.1    Zawory ciśnieniowe   
3.4.2    Zawory rozdzielające   
3.4.3    Zawory odcinające      
3.4.4    Zawory sterujące natężeniem przepływu    
3.4.5    Elektrohydrauliczne zawory proporcjonalne      
3.4.6    Serwozawory elektrohydrauliczne      
3.4.7    Elektronika zaworów proporcjonalnych i serwozaworów      
3.5    Zasady projektowania układów elektrohydraulicznych     
3.5.1    Zasady budowy układów elektrohydraulicznych   
3.5.2    Przykłady realizacji układów elektrohydraulicznych   
3.5.2.1    Elektrohydrauliczny układ sterowania posuwem   
3.5.2.2    Elektrohydrauliczny układ napędowy manipulatora  
 
4 Sterowniki programowalne (PLC)
 
4.1    Konwencjonalne i programowalne układy automatyki
4.2    Rodzaje sterowników programowalnych      
4.3    Budowa sterownika programowalnego    
4.4    Zasada działania sterowników PLC     
4.5    Programowanie sterowników PLC     
4.5.1     Języki programowania sterowników PLC    
4.5.2    Budowa programu           236
4.5.3    Podstawowe funkcje logiczne (AND, OR, NOT)         239
4.5.4    Kolejność wykonywania funkcji logicznych         243
4.5.5.    Funkcje wprowadzania i przekazania         243
4.5.6    Funkcje pamięci – przerzutniki RS i SR          245
4.5.7    Funkcje detekcji zbocza sygnału         246
4.5.8    Funkcje czasowe – timery           247
4.5.9    Funkcje zliczające – liczniki         248
4.6    Programowanie sterowników nano-PLC          250
4.7    Projektowanie układów sterowania sekwencyjnego           252
4.7.1    Projektowanie metodą Grafcet         252
4.7.2    Projektowanie w języku SFC           256
4.8    Wymagania bezpieczeństwa pracy sterowników programowalnych         260
Skorowidz          263
Słownik angielsko-polsko-niemiecki wybranych terminów mechatroniki          268
Wykaz firm i instytucji