Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (N1)

Sylabus przedmiotu Systemy informatyczne w automatyce:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Automatyka i robotyka
Forma studiów studia niestacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów nauk technicznych, studiów inżynierskich
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Systemy informatyczne w automatyce
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Automatyki Przemysłowej i Robotyki
Nauczyciel odpowiedzialny Paweł Dworak <Pawel.Dworak@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Paweł Dworak <Pawel.Dworak@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 3,0 ECTS (formy) 3,0
Forma zaliczenia egzamin Język polski
Blok obieralny 2 Grupa obieralna 2

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW4 10 2,00,62egzamin
laboratoriaL4 10 1,00,38zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Podstawy informatyki, języki programowania C, C++

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Poznanie struktur komputerowych systemów sterowania oraz funkcji i mechanizmów stosowanych w systemach operacyjnych czasu rzeczywistego (RTOS), występujących w warstwach aplikacyjnych systemów automatyki.
C-2Zdobycie umiejętności konfiguracji protokołów komunikacyjnych w systemach automatyki przemysłowej.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Poznanie podstawowych funkcji systemowych systemu QNX6 (Neutrino): tworzenie i usuwanie zadań, komunikacja między zadaniami, tworzenie semaforów i działania na semaforach, przykładowe procedury obsługi przerwań.7
T-L-2Komunikacja w systemach rozproszonych automatyki przemysłowej3
10
wykłady
T-W-1Podstawowe pojęcia i charakterystyczne cechy systemów cyfrowych, komputerowe systemy sterowania, narzędzia do projektowania układów sterowania cyfrowego. Urządzenia wejściowo/wyjściowe, interfejsy standardowe (szeregowe i równoległe), uniwersalne karty połączeń z procesami.3
T-W-2Komunikacja w systemach rozproszonych: ogólna charakterystyka przemysłowych sieci komunikacyjnych, topologie i zasady dostępu do medium transmisyjnego, modele wymiany danych.3
T-W-3Systemy operacyjne czasu rzeczywistego (RTOS) stosowane w rozproszonych systemach automatyki. Zasada działania i przegląd wybranych systemów uniwersalnych: QNX, VxWorks, OS-9 oraz firmowych: B&R, GE. Struktura systemów RTOS: jądro i zadania, warstwy, moduły i biblioteki. Funkcje realizowane przez jądro: szeregowanie (statyczne i dynamiczne przydzielanie priorytetów), zarządzanie zadaniami, przydział i ochrona zasobów (semafory), zarządzanie komunikacją między zadaniami, obsługa przerwań i sygnałów.4
10

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach10
A-L-2Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych15
A-L-3Przygotowanie sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych5
30
wykłady
A-W-1uczestnictwo w zajęciach10
A-W-2Studia literaturowe35
A-W-3Przygotowania do egzaminu15
60

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1wykład informacyjny z użyciem komputera
M-2wykład problemowy
M-3wykład konwersatoryjny
M-4ćwiczenia laboratoryjne z użyciem komputera
M-5zachęcenie do pogłębienia wiedzy i rozszerzenia umiejętności

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: na podstawie zaangażowania w wykonywanie prac zespołowych
S-2Ocena podsumowująca: na podstawie egzaminu pisemnego i ustnego
S-3Ocena podsumowująca: na podstawie sprawodań

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_O04-2_W01
Ma wiedzę z informatyki niezbędną do praktycznej implementacji systemu sterowania procesem przemysłowym, pracującym w reżymie czasu rzeczywistego. W szczególności: zna struktury oraz podstawowe definicje i pojęcia związane z systemami sterowania cyfrowego w czasie rzeczywistym. Zna standardowe interfejsy i urządzenia wejściowo/wyjściowe. Ma wiedzę o sposobach kodowania i transmisji danych cyfrowych, topologiach i zasadach dostępu do medium transmisyjnego oraz modele wymiany danych stosowanych w sieciach przemysłowych.
AR_1A_W03, AR_1A_W18T1A_W01, T1A_W02, T1A_W04, T1A_W07InzA_W02C-1, C-2T-L-1, T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-L-2M-1, M-2, M-3, M-5S-2

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_O04-2_U01
Umie wykorzystywać podstawowe funkcje systemów czasu rzeczywistego, dobrać interfejs i protokół komunikacyjny w systemie automatycznego sterowania.
AR_1A_U15, AR_1A_U17T1A_U13, T1A_U15, T1A_U16InzA_U05, InzA_U07, InzA_U08C-1, C-2T-L-1, T-W-2, T-W-3, T-L-2M-4, M-5S-1, S-2, S-3

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
AR_1A_O04-2_W01
Ma wiedzę z informatyki niezbędną do praktycznej implementacji systemu sterowania procesem przemysłowym, pracującym w reżymie czasu rzeczywistego. W szczególności: zna struktury oraz podstawowe definicje i pojęcia związane z systemami sterowania cyfrowego w czasie rzeczywistym. Zna standardowe interfejsy i urządzenia wejściowo/wyjściowe. Ma wiedzę o sposobach kodowania i transmisji danych cyfrowych, topologiach i zasadach dostępu do medium transmisyjnego oraz modele wymiany danych stosowanych w sieciach przemysłowych.
2,0
3,0Ma wiedzę z informatyki niezbędną do praktycznej implementacji systemu sterowania procesem przemysłowym, pracującym w reżymie czasu rzeczywistego z zapewnieniem bezpieczeństwa wymiany danych procesowych i archiwizacji danych. W szczególności: zna struktury oraz podstawowe definicje i pojęcia związane z systemami sterowania cyfrowego w czasie rzeczywistym. Zna standardowe interfejsy i urządzenia wejściowo/wyjściowe. Ma wiedzę o sposobach kodowania i transmisji danych cyfrowych, topologiach i zasadach dostępu do medium transmisyjnego oraz modele wymiany danych stosowanych w sieciach przemysłowych.
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
AR_1A_O04-2_U01
Umie wykorzystywać podstawowe funkcje systemów czasu rzeczywistego, dobrać interfejs i protokół komunikacyjny w systemie automatycznego sterowania.
2,0
3,0Umie wykorzystywać podstawowe funkcje systemów czasu rzeczywistego, dobrać interfejs i protokół komunikacyjny w systemie automatycznego sterowania.
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. Grega W., Metody i algorytmy sterowania cyfrowego w układach scentralizowanych i rozproszonych, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH w Krakowie, Kraków, 2004, Monografie KAiR PAN, Tom 7
  2. Ułasiewicz J., Systemy czasu rzeczywistego. QNX6 Neutrino., BTC, Warszawa, 2007
  3. Szymczyk P., Systemy operacyjne czasu rzeczywistego, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH w Krakowie, Kraków, 2003

Literatura dodatkowa

  1. Laplante Philips A., Real time systems. Design and analysis (3rd ed.), IEEE Press, J. Willey & Sons Publication, New York, 2004

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Poznanie podstawowych funkcji systemowych systemu QNX6 (Neutrino): tworzenie i usuwanie zadań, komunikacja między zadaniami, tworzenie semaforów i działania na semaforach, przykładowe procedury obsługi przerwań.7
T-L-2Komunikacja w systemach rozproszonych automatyki przemysłowej3
10

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Podstawowe pojęcia i charakterystyczne cechy systemów cyfrowych, komputerowe systemy sterowania, narzędzia do projektowania układów sterowania cyfrowego. Urządzenia wejściowo/wyjściowe, interfejsy standardowe (szeregowe i równoległe), uniwersalne karty połączeń z procesami.3
T-W-2Komunikacja w systemach rozproszonych: ogólna charakterystyka przemysłowych sieci komunikacyjnych, topologie i zasady dostępu do medium transmisyjnego, modele wymiany danych.3
T-W-3Systemy operacyjne czasu rzeczywistego (RTOS) stosowane w rozproszonych systemach automatyki. Zasada działania i przegląd wybranych systemów uniwersalnych: QNX, VxWorks, OS-9 oraz firmowych: B&R, GE. Struktura systemów RTOS: jądro i zadania, warstwy, moduły i biblioteki. Funkcje realizowane przez jądro: szeregowanie (statyczne i dynamiczne przydzielanie priorytetów), zarządzanie zadaniami, przydział i ochrona zasobów (semafory), zarządzanie komunikacją między zadaniami, obsługa przerwań i sygnałów.4
10

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach10
A-L-2Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych15
A-L-3Przygotowanie sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych5
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1uczestnictwo w zajęciach10
A-W-2Studia literaturowe35
A-W-3Przygotowania do egzaminu15
60
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaAR_1A_O04-2_W01Ma wiedzę z informatyki niezbędną do praktycznej implementacji systemu sterowania procesem przemysłowym, pracującym w reżymie czasu rzeczywistego. W szczególności: zna struktury oraz podstawowe definicje i pojęcia związane z systemami sterowania cyfrowego w czasie rzeczywistym. Zna standardowe interfejsy i urządzenia wejściowo/wyjściowe. Ma wiedzę o sposobach kodowania i transmisji danych cyfrowych, topologiach i zasadach dostępu do medium transmisyjnego oraz modele wymiany danych stosowanych w sieciach przemysłowych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_1A_W03Ma wiedzę z informatyki i jej zastosowań przemysłowych niezbędną w nowoczesnej automatyce i robotyce.
AR_1A_W18Ma uporządkowaną wiedzę o systemach nadzoru i wizualizacji procesów przemysłowych.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_W01ma wiedzę z zakresu matematyki, fizyki, chemii i innych obszarów właściwych dla studiowanego kierunku studiów przydatną do formułowania i rozwiązywania prostych zadań z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_W02ma podstawową wiedzę w zakresie kierunków studiów powiązanych ze studiowanym kierunkiem 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
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA_W02zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu prostych zadań inżynierskich z zakresu studiowanego kierunku studiów
Cel przedmiotuC-1Poznanie struktur komputerowych systemów sterowania oraz funkcji i mechanizmów stosowanych w systemach operacyjnych czasu rzeczywistego (RTOS), występujących w warstwach aplikacyjnych systemów automatyki.
C-2Zdobycie umiejętności konfiguracji protokołów komunikacyjnych w systemach automatyki przemysłowej.
Treści programoweT-L-1Poznanie podstawowych funkcji systemowych systemu QNX6 (Neutrino): tworzenie i usuwanie zadań, komunikacja między zadaniami, tworzenie semaforów i działania na semaforach, przykładowe procedury obsługi przerwań.
T-W-1Podstawowe pojęcia i charakterystyczne cechy systemów cyfrowych, komputerowe systemy sterowania, narzędzia do projektowania układów sterowania cyfrowego. Urządzenia wejściowo/wyjściowe, interfejsy standardowe (szeregowe i równoległe), uniwersalne karty połączeń z procesami.
T-W-2Komunikacja w systemach rozproszonych: ogólna charakterystyka przemysłowych sieci komunikacyjnych, topologie i zasady dostępu do medium transmisyjnego, modele wymiany danych.
T-W-3Systemy operacyjne czasu rzeczywistego (RTOS) stosowane w rozproszonych systemach automatyki. Zasada działania i przegląd wybranych systemów uniwersalnych: QNX, VxWorks, OS-9 oraz firmowych: B&R, GE. Struktura systemów RTOS: jądro i zadania, warstwy, moduły i biblioteki. Funkcje realizowane przez jądro: szeregowanie (statyczne i dynamiczne przydzielanie priorytetów), zarządzanie zadaniami, przydział i ochrona zasobów (semafory), zarządzanie komunikacją między zadaniami, obsługa przerwań i sygnałów.
T-L-2Komunikacja w systemach rozproszonych automatyki przemysłowej
Metody nauczaniaM-1wykład informacyjny z użyciem komputera
M-2wykład problemowy
M-3wykład konwersatoryjny
M-5zachęcenie do pogłębienia wiedzy i rozszerzenia umiejętności
Sposób ocenyS-2Ocena podsumowująca: na podstawie egzaminu pisemnego i ustnego
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Ma wiedzę z informatyki niezbędną do praktycznej implementacji systemu sterowania procesem przemysłowym, pracującym w reżymie czasu rzeczywistego z zapewnieniem bezpieczeństwa wymiany danych procesowych i archiwizacji danych. W szczególności: zna struktury oraz podstawowe definicje i pojęcia związane z systemami sterowania cyfrowego w czasie rzeczywistym. Zna standardowe interfejsy i urządzenia wejściowo/wyjściowe. Ma wiedzę o sposobach kodowania i transmisji danych cyfrowych, topologiach i zasadach dostępu do medium transmisyjnego oraz modele wymiany danych stosowanych w sieciach przemysłowych.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaAR_1A_O04-2_U01Umie wykorzystywać podstawowe funkcje systemów czasu rzeczywistego, dobrać interfejs i protokół komunikacyjny w systemie automatycznego sterowania.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_1A_U15Umie wybrać odpowiedni interfejs i protokół komunikacyjny wykorzystywany w układach automatyki i robotyki oraz skonfigurować i uruchomić bezpieczną wymianę danych pomiędzy różnymi urządzeniami.
AR_1A_U17Umie wykorzystywać podstawowe funkcje systemów czasu rzeczywistego stosowanych w automatyce i robotyce.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_U13potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania i ocenić - zwłaszcza w powiązaniu ze studiowanym kierunkiem studiów - istniejące rozwiązania techniczne, w szczególności urządzenia, obiekty, systemy, procesy, usługi
T1A_U15potrafi ocenić przydatność rutynowych metod i narzędzi służących do rozwiązania prostego zadania inżynierskiego o charakterze praktycznym, charakterystycznego dla studiowanego kierunku studiów oraz wybrać i zastosować właściwą metodę i narzędzia
T1A_U16potrafi - zgodnie z zadaną specyfikacją - zaprojektować oraz zrealizować proste urządzenie, obiekt, system lub proces, typowe dla studiowanego kierunku studiów, używając właściwych metod, technik i narzędzi
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA_U05potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania i ocenić - zwłaszcza w powiązaniu ze studiowanym kierunkiem studiów - istniejące rozwiązania techniczne, w szczególności urządzenia, obiekty, systemy, procesy, usługi
InzA_U07potrafi ocenić przydatność rutynowych metod i narzędzi służących do rozwiązania prostego zadania inżynierskiego o charakterze praktycznym, charakterystycznego dla studiowanego kierunku studiów oraz wybrać i zastosować właściwą metodę i narzędzia
InzA_U08potrafi - zgodnie z zadaną specyfikacją - zaprojektować proste urządzenie, obiekt, system lub proces, typowe dla studiowanego kierunku studiów, używając właściwych metod, technik i narzędzi
Cel przedmiotuC-1Poznanie struktur komputerowych systemów sterowania oraz funkcji i mechanizmów stosowanych w systemach operacyjnych czasu rzeczywistego (RTOS), występujących w warstwach aplikacyjnych systemów automatyki.
C-2Zdobycie umiejętności konfiguracji protokołów komunikacyjnych w systemach automatyki przemysłowej.
Treści programoweT-L-1Poznanie podstawowych funkcji systemowych systemu QNX6 (Neutrino): tworzenie i usuwanie zadań, komunikacja między zadaniami, tworzenie semaforów i działania na semaforach, przykładowe procedury obsługi przerwań.
T-W-2Komunikacja w systemach rozproszonych: ogólna charakterystyka przemysłowych sieci komunikacyjnych, topologie i zasady dostępu do medium transmisyjnego, modele wymiany danych.
T-W-3Systemy operacyjne czasu rzeczywistego (RTOS) stosowane w rozproszonych systemach automatyki. Zasada działania i przegląd wybranych systemów uniwersalnych: QNX, VxWorks, OS-9 oraz firmowych: B&R, GE. Struktura systemów RTOS: jądro i zadania, warstwy, moduły i biblioteki. Funkcje realizowane przez jądro: szeregowanie (statyczne i dynamiczne przydzielanie priorytetów), zarządzanie zadaniami, przydział i ochrona zasobów (semafory), zarządzanie komunikacją między zadaniami, obsługa przerwań i sygnałów.
T-L-2Komunikacja w systemach rozproszonych automatyki przemysłowej
Metody nauczaniaM-4ćwiczenia laboratoryjne z użyciem komputera
M-5zachęcenie do pogłębienia wiedzy i rozszerzenia umiejętności
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: na podstawie zaangażowania w wykonywanie prac zespołowych
S-2Ocena podsumowująca: na podstawie egzaminu pisemnego i ustnego
S-3Ocena podsumowująca: na podstawie sprawodań
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Umie wykorzystywać podstawowe funkcje systemów czasu rzeczywistego, dobrać interfejs i protokół komunikacyjny w systemie automatycznego sterowania.
3,5
4,0
4,5
5,0