Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (S1)

Sylabus przedmiotu Wprowadzenie do automatyki i robotyki:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Automatyka i robotyka
Forma studiów studia stacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów nauk technicznych, studiów inżynierskich
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Wprowadzenie do automatyki i robotyki
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Automatyki Przemysłowej i Robotyki
Nauczyciel odpowiedzialny Stefan Domek <Stefan.Domek@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Michał Brasel <Michal.Brasel@zut.edu.pl>, Rafał Osypiuk <Rafal.Osypiuk@zut.edu.pl>, Paweł Waszczuk <Pawel.Waszczuk@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 4,0 ECTS (formy) 4,0
Forma zaliczenia egzamin Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW1 15 2,00,50egzamin
laboratoriaL1 15 2,00,50zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Wcześniej należy uzyskać efekty wiedzy i umiejętności z matematyki, informatyki i fizyki.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Zapoznanie studentów z zadaniami układów regulacji automatycznej, stosowanymi rozwiązaniami i tendencjami rozwojowymi.
C-2Zapoznanie studentów z podstawami opisu układów sterowania.
C-3Zapoznanie studentów z właściwościami podstawowych elementów automatyki; ukształtowanie umiejętności rozróżniania podstawowych elementów.
C-4Zapoznanie studentów z podstawowymi metodami syntezy układów sterowania i oceny jakości ich działania.
C-5Zapoznanie studentów z modelem funkcjonalnym komputerowych układów sterowania i ukształtowanie na tym tle umiejętności dostrzegania poszczególnych funkcji w przykładowych rozwiązaniach układów regulacji automatycznej.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Wprowadzenie do zajęć laboratoryjnych - zasady BHP, sposób prowadzenia zajęć, zasady zalicznia poszczegółnych ćwiczeń i całej formy zajęć1
T-L-2Sterowanie procesami dyskretnymi2
T-L-3Roboty przemysłowe2
T-L-4Zastosowanie metod sztucznej inteligencji w automatyce2
T-L-5Systemy HMI2
T-L-6Sterowanie procesami ciągłymi2
T-L-7Systemy diagnostyki2
T-L-8Zaliczanie cyklu ćwiczeń laboratoryjnych i całej formy zajęć2
15
wykłady
T-W-1Problematyka dyscypliny, pojęcia podstawowe, rys historyczny. Obszary zastosowań. Podział funkcjonalny układów automatyki i robotyki.3
T-W-2Komputerowe systemy czasu rzeczywistego, scentralizowane i rozproszone systemy automatyki. Czterowarstwowy model funkcjonalny systemów SCADA, przykładowe elementy systemu SCADA: serwonapędy, roboty i manipulatory, sterowniki PLC, sieci przemysłowe.2
T-W-3Modele obiektów. Układy statyczne i dynamiczne, nieliniowości i linearyzacja, systemy ciągłe, dyskretne i hybrydowe. Pojęcie stabilności, sterowalności i obserwowalności. Podstawy opisu układów ciągłych i dyskretnych, uniwersalność opisów.2
T-W-4Przykładowe elementy dynamiczne i ich wybrane charakterystyki.2
T-W-5Ujemne sprzężenie zwrotne. Struktura i podstawowe elementy układu regulacji automatycznej. Sposoby realizacji ciągłych układów regulacji automatycznej.2
T-W-6Kryteria jakości układów regulacji automatycznej. Podstawowe algorytmy i układy regulacji, idea regulacji rozmytej.2
T-W-7Nowoczesne narzędzia programistyczne – Matlab/ Simulink.2
15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Udział w zajęciach laboratoryjnych15
A-L-2Przygotowanie się do ćwiczeń15
A-L-3Przygotowanie sprawozdań z ćwiczeń15
A-L-4Przygotowanie do zaliczenia15
60
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-W-2Uzupełnianie wiedzy z literatury30
A-W-3Przygotowanie się do egzaminu15
60

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Metody podające: wykład informacyjny, opis, objaśnienie.
M-2Metody aktywizujące: dyskusja dydaktyczna.
M-3Metody programowane z użyciem komputera.
M-4Metody praktyczne: pokaz, ćwiczenia laboratoryjne, symulacje.

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na zakończenie cyklu ćwiczeń laboratoryjnych na podstawie pisemnego zaliczenia oraz aktywności i pracy poszczególnych członków zespołu podczas realizacji ćwiczeń.
S-2Ocena podsumowująca: Ocena podsumowująca pod koniec przedmiotu podsumowująca osiągnięte efekty uczenia się. Egzamin pisemny i ustny.

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
AR_1A_C01_W01
Zna rys historyczny rozwoju automatyki. Zna podstawowe pojęcia automatyki. Zna rodzaje układów automatyki. Zna ideę sprzężenia zwrotnego. Zna podstawy opisu układów dynamicznych. Zna definicję stabilności. Zna podstawowe elementy układu regulacji automatycznej. Zna czterowarstwowy model funkcjonalny systemów SCADA. Zna kryteria oceny jakości układów regulacji automatycznej.
AR_1A_W09T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07C-1, C-2, C-4T-W-6, T-W-7, T-W-1, T-W-3, T-W-2, T-W-5, T-W-4M-2, M-3, M-4, M-1S-2, S-1

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
AR_1A_C01_U01
Potrafi odróżnić podstawowe rodzaje układów automatyki. Umie wymienić korzyści wynikające ze sprzężenia zwrotnego. Umie posługiwać się w podstawowym zakresie nowoczesnym narzędziem programistycznym do badania układów automatyki – Matlab/ Simulink. Potrafi omówić podstawowe funkcje systemów SCADA.
AR_1A_U19T1A_U07, T1A_U08, T1A_U09, T1A_U10C-5, C-3T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-7, T-L-1M-2, M-3, M-4S-1

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
AR_1A_C01_W01
Zna rys historyczny rozwoju automatyki. Zna podstawowe pojęcia automatyki. Zna rodzaje układów automatyki. Zna ideę sprzężenia zwrotnego. Zna podstawy opisu układów dynamicznych. Zna definicję stabilności. Zna podstawowe elementy układu regulacji automatycznej. Zna czterowarstwowy model funkcjonalny systemów SCADA. Zna kryteria oceny jakości układów regulacji automatycznej.
2,0
3,0Zna rys historyczny rozwoju automatyki. Zna podstawowe pojęcia automatyki. Zna rodzaje układów automatyki. Zna ideę sprzężenia zwrotnego. Zna podstawy opisu układów dynamicznych. Zna definicję stabilności. Zna podstawowe elementy układu regulacji automatycznej. Zna czterowarstwowy model funkcjonalny systemów SCADA. Zna kryteria oceny jakości układów regulacji automatycznej.
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
AR_1A_C01_U01
Potrafi odróżnić podstawowe rodzaje układów automatyki. Umie wymienić korzyści wynikające ze sprzężenia zwrotnego. Umie posługiwać się w podstawowym zakresie nowoczesnym narzędziem programistycznym do badania układów automatyki – Matlab/ Simulink. Potrafi omówić podstawowe funkcje systemów SCADA.
2,0
3,0Potrafi odróżnić podstawowe rodzaje układów automatyki. Umie wymienić korzyści wynikające ze sprzężenia zwrotnego. Umie posługiwać się w podstawowym zakresie nowoczesnym narzędziem programistycznym do badania układów automatyki – Matlab/ Simulink. Potrafi omówić podstawowe funkcje systemów SCADA.
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. Kaczorek T., Teoria układów regulacji automatycznej, WNT, Warszawa, 1974
  2. de Larminat P., Thomas Y., Automatyka-układy liniowe. Tom 1-2, WNT, Warszawa, 1983
  3. Findeisen W., Technika regulacji automatycznej, PWN, Warszawa, 1993
  4. Żuchowski A., Modele dynamiki i identyfikacja, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 2003, Skrypt Uczelniany

Literatura dodatkowa

  1. Kaczorek T., Dzieliński A., Dąbrowski W., Łopatka R., Podstawy teorii sterowania, WNT, Warszawa, 2005
  2. Tatjewski P., Sterowanie zaawansowane obiektów przemysłowych. Struktury i algorytmy., Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa, 2002, Monografie KAiR PAN, Tom 5
  3. Brzózka J., Regulatory cyfrowe w automatyce., MIKOM, Warszawa, 2002
  4. Skoczowski S., Dwustawna regulacja temperatury, WNT, Warszawa, 1977
  5. Broel-Plater B., Sterowniki Programowalne - właściwości i zasady stosowania, Wyd. Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 2003, 2

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Wprowadzenie do zajęć laboratoryjnych - zasady BHP, sposób prowadzenia zajęć, zasady zalicznia poszczegółnych ćwiczeń i całej formy zajęć1
T-L-2Sterowanie procesami dyskretnymi2
T-L-3Roboty przemysłowe2
T-L-4Zastosowanie metod sztucznej inteligencji w automatyce2
T-L-5Systemy HMI2
T-L-6Sterowanie procesami ciągłymi2
T-L-7Systemy diagnostyki2
T-L-8Zaliczanie cyklu ćwiczeń laboratoryjnych i całej formy zajęć2
15

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Problematyka dyscypliny, pojęcia podstawowe, rys historyczny. Obszary zastosowań. Podział funkcjonalny układów automatyki i robotyki.3
T-W-2Komputerowe systemy czasu rzeczywistego, scentralizowane i rozproszone systemy automatyki. Czterowarstwowy model funkcjonalny systemów SCADA, przykładowe elementy systemu SCADA: serwonapędy, roboty i manipulatory, sterowniki PLC, sieci przemysłowe.2
T-W-3Modele obiektów. Układy statyczne i dynamiczne, nieliniowości i linearyzacja, systemy ciągłe, dyskretne i hybrydowe. Pojęcie stabilności, sterowalności i obserwowalności. Podstawy opisu układów ciągłych i dyskretnych, uniwersalność opisów.2
T-W-4Przykładowe elementy dynamiczne i ich wybrane charakterystyki.2
T-W-5Ujemne sprzężenie zwrotne. Struktura i podstawowe elementy układu regulacji automatycznej. Sposoby realizacji ciągłych układów regulacji automatycznej.2
T-W-6Kryteria jakości układów regulacji automatycznej. Podstawowe algorytmy i układy regulacji, idea regulacji rozmytej.2
T-W-7Nowoczesne narzędzia programistyczne – Matlab/ Simulink.2
15

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Udział w zajęciach laboratoryjnych15
A-L-2Przygotowanie się do ćwiczeń15
A-L-3Przygotowanie sprawozdań z ćwiczeń15
A-L-4Przygotowanie do zaliczenia15
60
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-W-2Uzupełnianie wiedzy z literatury30
A-W-3Przygotowanie się do egzaminu15
60
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaAR_1A_C01_W01Zna rys historyczny rozwoju automatyki. Zna podstawowe pojęcia automatyki. Zna rodzaje układów automatyki. Zna ideę sprzężenia zwrotnego. Zna podstawy opisu układów dynamicznych. Zna definicję stabilności. Zna podstawowe elementy układu regulacji automatycznej. Zna czterowarstwowy model funkcjonalny systemów SCADA. Zna kryteria oceny jakości układów regulacji automatycznej.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_1A_W09Ma podstawową wiedzę z zakresu praktycznych zastosowań automatyki i robotyki.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_W03ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną obejmującą kluczowe zagadnienia z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_W04ma szczegółową wiedzę związaną z wybranymi zagadnieniami z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_W07zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu prostych zadań inżynierskich z zakresu studiowanego kierunku studiów
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie studentów z zadaniami układów regulacji automatycznej, stosowanymi rozwiązaniami i tendencjami rozwojowymi.
C-2Zapoznanie studentów z podstawami opisu układów sterowania.
C-4Zapoznanie studentów z podstawowymi metodami syntezy układów sterowania i oceny jakości ich działania.
Treści programoweT-W-6Kryteria jakości układów regulacji automatycznej. Podstawowe algorytmy i układy regulacji, idea regulacji rozmytej.
T-W-7Nowoczesne narzędzia programistyczne – Matlab/ Simulink.
T-W-1Problematyka dyscypliny, pojęcia podstawowe, rys historyczny. Obszary zastosowań. Podział funkcjonalny układów automatyki i robotyki.
T-W-3Modele obiektów. Układy statyczne i dynamiczne, nieliniowości i linearyzacja, systemy ciągłe, dyskretne i hybrydowe. Pojęcie stabilności, sterowalności i obserwowalności. Podstawy opisu układów ciągłych i dyskretnych, uniwersalność opisów.
T-W-2Komputerowe systemy czasu rzeczywistego, scentralizowane i rozproszone systemy automatyki. Czterowarstwowy model funkcjonalny systemów SCADA, przykładowe elementy systemu SCADA: serwonapędy, roboty i manipulatory, sterowniki PLC, sieci przemysłowe.
T-W-5Ujemne sprzężenie zwrotne. Struktura i podstawowe elementy układu regulacji automatycznej. Sposoby realizacji ciągłych układów regulacji automatycznej.
T-W-4Przykładowe elementy dynamiczne i ich wybrane charakterystyki.
Metody nauczaniaM-2Metody aktywizujące: dyskusja dydaktyczna.
M-3Metody programowane z użyciem komputera.
M-4Metody praktyczne: pokaz, ćwiczenia laboratoryjne, symulacje.
M-1Metody podające: wykład informacyjny, opis, objaśnienie.
Sposób ocenyS-2Ocena podsumowująca: Ocena podsumowująca pod koniec przedmiotu podsumowująca osiągnięte efekty uczenia się. Egzamin pisemny i ustny.
S-1Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na zakończenie cyklu ćwiczeń laboratoryjnych na podstawie pisemnego zaliczenia oraz aktywności i pracy poszczególnych członków zespołu podczas realizacji ćwiczeń.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Zna rys historyczny rozwoju automatyki. Zna podstawowe pojęcia automatyki. Zna rodzaje układów automatyki. Zna ideę sprzężenia zwrotnego. Zna podstawy opisu układów dynamicznych. Zna definicję stabilności. Zna podstawowe elementy układu regulacji automatycznej. Zna czterowarstwowy model funkcjonalny systemów SCADA. Zna kryteria oceny jakości układów regulacji automatycznej.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaAR_1A_C01_U01Potrafi odróżnić podstawowe rodzaje układów automatyki. Umie wymienić korzyści wynikające ze sprzężenia zwrotnego. Umie posługiwać się w podstawowym zakresie nowoczesnym narzędziem programistycznym do badania układów automatyki – Matlab/ Simulink. Potrafi omówić podstawowe funkcje systemów SCADA.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_1A_U19Umie sformułować zadanie sterowania, zaprojektować układ sterowania i zoptymalizować jego działanie.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_U07potrafi posługiwać się technikami informacyjno-komunikacyjnymi właściwymi do realizacji zadań typowych dla działalności inżynierskiej
T1A_U08potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
T1A_U09potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich metody analityczne, symulacyjne oraz eksperymentalne
T1A_U10potrafi - przy formułowaniu i rozwiązywaniu zadań inżynierskich - dostrzegać ich aspekty systemowe i pozatechniczne
Cel przedmiotuC-5Zapoznanie studentów z modelem funkcjonalnym komputerowych układów sterowania i ukształtowanie na tym tle umiejętności dostrzegania poszczególnych funkcji w przykładowych rozwiązaniach układów regulacji automatycznej.
C-3Zapoznanie studentów z właściwościami podstawowych elementów automatyki; ukształtowanie umiejętności rozróżniania podstawowych elementów.
Treści programoweT-L-2Sterowanie procesami dyskretnymi
T-L-3Roboty przemysłowe
T-L-4Zastosowanie metod sztucznej inteligencji w automatyce
T-L-5Systemy HMI
T-L-6Sterowanie procesami ciągłymi
T-L-7Systemy diagnostyki
T-L-1Wprowadzenie do zajęć laboratoryjnych - zasady BHP, sposób prowadzenia zajęć, zasady zalicznia poszczegółnych ćwiczeń i całej formy zajęć
Metody nauczaniaM-2Metody aktywizujące: dyskusja dydaktyczna.
M-3Metody programowane z użyciem komputera.
M-4Metody praktyczne: pokaz, ćwiczenia laboratoryjne, symulacje.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na zakończenie cyklu ćwiczeń laboratoryjnych na podstawie pisemnego zaliczenia oraz aktywności i pracy poszczególnych członków zespołu podczas realizacji ćwiczeń.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Potrafi odróżnić podstawowe rodzaje układów automatyki. Umie wymienić korzyści wynikające ze sprzężenia zwrotnego. Umie posługiwać się w podstawowym zakresie nowoczesnym narzędziem programistycznym do badania układów automatyki – Matlab/ Simulink. Potrafi omówić podstawowe funkcje systemów SCADA.
3,5
4,0
4,5
5,0