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 | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
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 | Krzysztof Jaroszewski <Krzysztof.Jaroszewski@zut.edu.pl>, Paweł Waszczuk <Pawel.Waszczuk@zut.edu.pl> | ||
ECTS (planowane) | 5,0 | ECTS (formy) | 5,0 |
Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
KOD | Wymaganie wstępne |
---|---|
W-1 | Wcześniej należy uzyskać efekty wiedzy i umiejętności z matematyki, informatyki i fizyki. |
Cele przedmiotu
KOD | Cel modułu/przedmiotu |
---|---|
C-1 | Zapoznanie studentów z zadaniami układów regulacji automatycznej, stosowanymi rozwiązaniami i tendencjami rozwojowymi. |
C-2 | Zapoznanie studentów z podstawami opisu układów sterowania. |
C-3 | Zapoznanie studentów z właściwościami podstawowych elementów automatyki; ukształtowanie umiejętności rozróżniania podstawowych elementów. |
C-4 | Zapoznanie studentów z podstawowymi metodami syntezy układów sterowania i oceny jakości ich działania. |
C-5 | Zapoznanie studentów z modelem funkcjonalnym komputerowych układów sterowania i ukształtowanie na tym tle umiejętności dostrzegania poszczególnych funkcji w przykładowych rozwiązaniach układów regulacji automatycznej. |
C-6 | Zapoznanie studentów z podstawowymi zasadami programowania w języku graficznym LabVIEW. |
C-7 | Ukształtowanie umiejętności z zakresu programowania graficznego w języku LabVIEW. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
KOD | Treść programowa | Godziny |
---|---|---|
laboratoria | ||
T-L-1 | Wprowadzenie do zajęć laboratoryjnych - zasady BHP, sposób prowadzenia zajęć, zasady zalicznia poszczegółnych ćwiczeń i całej formy zajęć | 1 |
T-L-2 | Programowalne układy serowania | 2 |
T-L-3 | Roboty przemysłowe | 2 |
T-L-4 | Zastosowanie metod sztucznej inteligencji w automatyce | 4 |
T-L-5 | Sterowanie procesami ciągłymi | 6 |
T-L-6 | Podstawy programowania w języku graficznym LabVIEW (LV) | 4 |
T-L-7 | Nawigowanie w środowisku LV | 2 |
T-L-8 | Zasady dobrego kodowania oraz debuggowanie błędów w środowisku LV | 2 |
T-L-9 | Implementacja i dokumantacja programu w środowisku LV | 2 |
T-L-10 | Tworzenie aplikacji modułowej w środowisku LV | 2 |
T-L-11 | Tworzenie oraz posługiwanie się strukturami danych w środowisku LV | 2 |
T-L-12 | Działania na plikach (zapis/odczyt) w języku LV, wykorzystywanie zmiennych w środowisku LV | 2 |
T-L-13 | Implementacja architektury maszyny stanów w środowisku LV | 2 |
T-L-14 | Komunikacja asynchroniczna w LV - struktura event (event-driven programming) | 2 |
T-L-15 | Komunikacja asynchroniczna w LV - kolejkowanie zdarzeń (struktura producent-konsument) | 2 |
T-L-16 | Kontrola interfejsu użytkownika w środowisku LV | 2 |
T-L-17 | Rozwiązywanie zadań ujętych w specyfikacji CLAD - możliwość uzyskania certyfikatu. | 4 |
T-L-18 | Podsumowanie cyklu zajęć | 2 |
45 | ||
wykłady | ||
T-W-1 | Problematyka dyscypliny, pojęcia podstawowe, rys historyczny. Obszary zastosowań. Podział funkcjonalny układów automatyki i robotyki. | 3 |
T-W-2 | Komputerowe 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-3 | Modele 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-4 | Przykładowe elementy dynamiczne i ich wybrane charakterystyki. | 2 |
T-W-5 | Ujemne sprzężenie zwrotne. Struktura i podstawowe elementy układu regulacji automatycznej. Sposoby realizacji ciągłych układów regulacji automatycznej. | 2 |
T-W-6 | Kryteria jakości układów regulacji automatycznej. Podstawowe algorytmy i układy regulacji, idea regulacji rozmytej. | 2 |
T-W-7 | Nowoczesne narzędzia programistyczne – LabVIEW, Matlab/ Simulink. | 2 |
15 |
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
KOD | Forma aktywności | Godziny |
---|---|---|
laboratoria | ||
A-L-1 | Udział w zajęciach laboratoryjnych | 45 |
A-L-2 | Przygotowanie się do ćwiczeń | 5 |
A-L-3 | Przygotowanie sprawozdań z ćwiczeń | 15 |
A-L-4 | Przygotowanie do zaliczenia | 20 |
85 | ||
wykłady | ||
A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
A-W-2 | Uzupełnianie wiedzy z literatury | 15 |
A-W-3 | Przygotowanie się do egzaminu | 10 |
40 |
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
---|---|
M-1 | Metody podające: wykład informacyjny, opis, objaśnienie. |
M-2 | Metody aktywizujące: dyskusja dydaktyczna. |
M-3 | Metody programowane z użyciem komputera. |
M-4 | Metody praktyczne: pokaz, ćwiczenia laboratoryjne, symulacje. |
Sposoby oceny
KOD | Sposób oceny |
---|---|
S-1 | Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na zakończenie cyklu ćwiczeń laboratoryjnych na podstawie pisemnego zaliczenia oraz aktywności i pracy poszczególnych członków zespołu podczas realizacji ćwiczeń. |
S-2 | Ocena podsumowująca: Ocena podsumowująca pod koniec przedmiotu podsumowująca osiągnięte efekty uczenia się. Egzamin pisemny i ustny. |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób 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 i kryteria oceny jakości układów regulacji automatycznej. Zna podstawowe elementy układu regulacji automatycznej. Zna czterowarstwowy model funkcjonalny systemów SCADA. Zna w podstawowym zakresie nowoczesne narzędzia programowe projektowania i badania układów automatyki – LabVIEW, Matlab/ Simulink. | AR_1A_W09 | — | — | C-1, C-2, C-4 | T-W-6, T-W-7, T-W-1, T-W-3, T-W-2, T-W-5, T-W-4 | M-2, M-3, M-4, M-1 | S-2, S-1 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|---|
AR_1A_C01_U01 Student potrafi przypisać poszczególne elementy układu do odpowiedniego poziomu systemu automatycznego sterowania, zaproponować meodę sztucznej inteligencji do rozwiązania zadania w obszarze sterowania, uruchomić manipulator przemysłowy, zaprojektować i ocenic jakość układu regulacji. | AR_1A_U19 | — | — | C-1, C-2, C-3, C-4 | T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-1 | M-2, M-3, M-4 | S-1 |
AR_1A_C01_U02 Student potrafi utworzyć i rozróżnić podstawowe typy danych w środowisku LabVIEW. Zna zasady poprawnego wykonywania kodu w języku graficznym oraz możliwości jego debbugowania. Umie poprawnie wykorzystać pętle oraz struktury warunkowe. Potrafi zaimplementować funkcjonalność zapisu/odczytu do/z pliku. Potrafi zaimplementować prostą aplikację w języku graficznym. | AR_1A_U03 | — | — | C-6, C-7 | T-L-6, T-L-7, T-L-8, T-L-9, T-L-10, T-L-11 | M-3, M-4 | S-1 |
AR_1A_C01_U03 Student potrafi poprawnie wykorzystać i zaimplementować architekrurę maszyny stanów. Umie wykorzystać i zaimplementować zagadnienia z zakresu komunikacji asynchronicznej. Potrafi zaimplementować podstawowe funkcjonalności związane z kontrolą interfejsu użytkownika w języku graficznym. | AR_1A_U03 | — | — | C-5, C-7 | T-L-18, T-L-12, T-L-13, T-L-14, T-L-15, T-L-16, T-L-17 | M-3, M-4 | S-1 |
Kryterium oceny - wiedza
Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium 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 i kryteria oceny jakości układów regulacji automatycznej. Zna podstawowe elementy układu regulacji automatycznej. Zna czterowarstwowy model funkcjonalny systemów SCADA. Zna w podstawowym zakresie nowoczesne narzędzia programowe projektowania i badania układów automatyki – LabVIEW, Matlab/ Simulink. | 2,0 | Student nie zna podstawowych pojęć automatyki. Nie potrafi nazwać różnych typów układów automatyki. Nie rozumie idei sprzężenia zwrotnego. Nie zna podstawowych opisów układów dynamicznych. Nie zna definicji stabilności i kryteriów oceny jakości układów regulacji automatycznej. Nie zna podstawowych elementów układu regulacji automatycznej. Nie zna czterowarstwowego modelu funkcjonalnego systemów SCADA. Uzyskał poniżej 50% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. |
3,0 | Student zna podstawowe pojęcia automatyki. Potrafi nazwać różne rodzaje układów automatyki. Rozumie ideę sprzężenia zwrotnego. Zna podstawowe opisy układów dynamicznych. Zna definicję stabilności i kryteria oceny jakości układów regulacji automatycznej. Zna podstawowe elementy układu regulacji automatycznej. Zna czterowarstwowy model funkcjonalny systemów SCADA. Uzyskał 50-60% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
3,5 | Student zna podstawowe pojęcia automatyki. Potrafi nazwać różne rodzaje układów automatyki. Rozumie ideę sprzężenia zwrotnego. Zna podstawowe opisy układów dynamicznych. Zna definicję stabilności i kryteria oceny jakości układów regulacji automatycznej. Zna podstawowe elementy układu regulacji automatycznej. Zna czterowarstwowy model funkcjonalny systemów SCADA. Uzyskał 61-70% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
4,0 | Student zna podstawowe pojęcia automatyki. Potrafi nazwać różne rodzaje układów automatyki. Rozumie ideę sprzężenia zwrotnego. Zna podstawowe opisy układów dynamicznych. Zna definicję stabilności i kryteria oceny jakości układów regulacji automatycznej. Zna podstawowe elementy układu regulacji automatycznej. Zna czterowarstwowy model funkcjonalny systemów SCADA. Uzyskał 71-80% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
4,5 | Student zna podstawowe pojęcia automatyki. Potrafi nazwać różne rodzaje układów automatyki. Rozumie ideę sprzężenia zwrotnego. Zna podstawowe opisy układów dynamicznych. Zna definicję stabilności i kryteria oceny jakości układów regulacji automatycznej. Zna podstawowe elementy układu regulacji automatycznej. Zna czterowarstwowy model funkcjonalny systemów SCADA. Uzyskał 81-90% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
5,0 | Student zna podstawowe pojęcia automatyki. Potrafi nazwać różne rodzaje układów automatyki. Rozumie ideę sprzężenia zwrotnego. Zna podstawowe opisy układów dynamicznych. Zna definicję stabilności i kryteria oceny jakości układów regulacji automatycznej. Zna podstawowe elementy układu regulacji automatycznej. Zna czterowarstwowy model funkcjonalny systemów SCADA. Uzyskał 91-100% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. |
Kryterium oceny - umiejętności
Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
AR_1A_C01_U01 Student potrafi przypisać poszczególne elementy układu do odpowiedniego poziomu systemu automatycznego sterowania, zaproponować meodę sztucznej inteligencji do rozwiązania zadania w obszarze sterowania, uruchomić manipulator przemysłowy, zaprojektować i ocenic jakość układu regulacji. | 2,0 | Student nie potrafi przypisać poszczególnych elementów układu do odpowiedniego poziomu systemu automatycznego sterowania, zaproponować meody sztucznej inteligencji do rozwiązania zadania w obszarze sterowania, uruchomić manipulatora przemysłowego, zaprojektować i ocenić jakości układu regulacji. Uzyskał poniżej 50% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. |
3,0 | Student potrafi przypisać poszczególne elementy układu do odpowiedniego poziomu systemu automatycznego sterowania, zaproponować meodę sztucznej inteligencji do rozwiązania zadania w obszarze sterowania, uruchomić manipulator przemysłowy, zaprojektować i ocenic jakość układu regulacji. Uzyskał 50-60% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
3,5 | Student potrafi przypisać poszczególne elementy układu do odpowiedniego poziomu systemu automatycznego sterowania; zaproponować meodę sztucznej inteligencji do rozwiązania zadania w obszarze sterowania; uruchomić manipulator przemysłowy, zaprojektować i ocenic jakość układu regulacji. Uzyskał 61-70% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
4,0 | Student potrafi przypisać poszczególne elementy układu do odpowiedniego poziomu systemu automatycznego sterowania, zaproponować meodę sztucznej inteligencji do rozwiązania zadania w obszarze sterowania, uruchomić manipulator przemysłowy, zaprojektować i ocenic jakość układu regulacji. Uzyskał 71-80% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
4,5 | Student potrafi przypisać poszczególne elementy układu do odpowiedniego poziomu systemu automatycznego sterowania, zaproponować meodę sztucznej inteligencji do rozwiązania zadania w obszarze sterowania, uruchomić manipulator przemysłowy, zaprojektować i ocenic jakość układu regulacji. Uzyskał 81-90% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
5,0 | Student potrafi przypisać poszczególne elementy układu do odpowiedniego poziomu systemu automatycznego sterowania, zaproponować meodę sztucznej inteligencji do rozwiązania zadania w obszarze sterowania, uruchomić manipulator przemysłowy, zaprojektować i ocenic jakość układu regulacji. Uzyskał 91-100% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
AR_1A_C01_U02 Student potrafi utworzyć i rozróżnić podstawowe typy danych w środowisku LabVIEW. Zna zasady poprawnego wykonywania kodu w języku graficznym oraz możliwości jego debbugowania. Umie poprawnie wykorzystać pętle oraz struktury warunkowe. Potrafi zaimplementować funkcjonalność zapisu/odczytu do/z pliku. Potrafi zaimplementować prostą aplikację w języku graficznym. | 2,0 | Student nie potrafi utworzyć podstawowych typów danych w środowisku LabVIEW. Nie umie wykonać debbugowanie kodu w języku graficznym ani poprawnie wykorzystać pętli i struktur warunkowych. Nie potrafi zaimplementować funkcjonalności zapisu/odczytu do/z pliku. Uzyskał mniej niż 30% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. |
3,0 | Student potrafi utworzyć podstawowe typy danych w środowisku LabVIEW. Umie wykonać debbugowanie kodu w języku graficznym. Umie poprawnie wykorzystać pętle oraz struktury warunkowe. Potrafi zaimplementować funkcjonalność zapisu/odczytu do/z pliku. Potrafi zaimplementować prostą aplikację w języku graficznym. Uzyskał 30-40% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
3,5 | Student potrafi utworzyć podstawowe typy danych w środowisku LabVIEW. Umie wykonać debbugowanie kodu w języku graficznym. Umie poprawnie wykorzystać pętle oraz struktury warunkowe. Potrafi zaimplementować funkcjonalność zapisu/odczytu do/z pliku. Potrafi zaimplementować prostą aplikację w języku graficznym. Uzyskał 41-50% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
4,0 | Student potrafi utworzyć podstawowe typy danych w środowisku LabVIEW. Umie wykonać debbugowanie kodu w języku graficznym. Umie poprawnie wykorzystać pętle oraz struktury warunkowe. Potrafi zaimplementować funkcjonalność zapisu/odczytu do/z pliku. Potrafi zaimplementować prostą aplikację w języku graficznym. Uzyskał 51-60% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
4,5 | Student potrafi utworzyć podstawowe typy danych w środowisku LabVIEW. Umie wykonać debbugowanie kodu w języku graficznym. Umie poprawnie wykorzystać pętle oraz struktury warunkowe. Potrafi zaimplementować funkcjonalność zapisu/odczytu do/z pliku. Potrafi zaimplementować prostą aplikację w języku graficznym. Uzyskał 61-70% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
5,0 | Student potrafi utworzyć podstawowe typy danych w środowisku LabVIEW. Umie wykonać debbugowanie kodu w języku graficznym. Umie poprawnie wykorzystać pętle oraz struktury warunkowe. Potrafi zaimplementować funkcjonalność zapisu/odczytu do/z pliku. Potrafi zaimplementować prostą aplikację w języku graficznym. Uzyskał więcej niż 70% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
AR_1A_C01_U03 Student potrafi poprawnie wykorzystać i zaimplementować architekrurę maszyny stanów. Umie wykorzystać i zaimplementować zagadnienia z zakresu komunikacji asynchronicznej. Potrafi zaimplementować podstawowe funkcjonalności związane z kontrolą interfejsu użytkownika w języku graficznym. | 2,0 | Student nie potrafi poprawnie wykorzystać i zaimplementować architekrurę maszyny stanów. Nie umie wykorzystać i zaimplementować zagadnienia z zakresu komunikacji asynchronicznej. Nie potrafi zaimplementować podstawowe funkcjonalności związane z kontrolą interfejsu użytkownika w języku graficznym. Uzyskał mniej niż 30% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. |
3,0 | Student potrafi poprawnie wykorzystać i zaimplementować architekrurę maszyny stanów. Umie wykorzystać i zaimplementować zagadnienia z zakresu komunikacji asynchronicznej. Potrafi zaimplementować podstawowe funkcjonalności związane z kontrolą interfejsu użytkownika w języku graficznym. Uzyskał 30-40% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
3,5 | Student potrafi poprawnie wykorzystać i zaimplementować architekrurę maszyny stanów. Umie wykorzystać i zaimplementować zagadnienia z zakresu komunikacji asynchronicznej. Potrafi zaimplementować podstawowe funkcjonalności związane z kontrolą interfejsu użytkownika w języku graficznym. Uzyskał 41-50% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
4,0 | Student potrafi poprawnie wykorzystać i zaimplementować architekrurę maszyny stanów. Umie wykorzystać i zaimplementować zagadnienia z zakresu komunikacji asynchronicznej. Potrafi zaimplementować podstawowe funkcjonalności związane z kontrolą interfejsu użytkownika w języku graficznym. Uzyskał 51-60% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
4,5 | Student potrafi poprawnie wykorzystać i zaimplementować architekrurę maszyny stanów. Umie wykorzystać i zaimplementować zagadnienia z zakresu komunikacji asynchronicznej. Potrafi zaimplementować podstawowe funkcjonalności związane z kontrolą interfejsu użytkownika w języku graficznym. Uzyskał 61-70% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
5,0 | Student potrafi poprawnie wykorzystać i zaimplementować architekrurę maszyny stanów. Umie wykorzystać i zaimplementować zagadnienia z zakresu komunikacji asynchronicznej. Potrafi zaimplementować podstawowe funkcjonalności związane z kontrolą interfejsu użytkownika w języku graficznym. Uzyskał więcej niż 70% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. |
Literatura podstawowa
- Kaczorek T., Teoria układów regulacji automatycznej, WNT, Warszawa, 1974
- de Larminat P., Thomas Y., Automatyka-układy liniowe. Tom 1-2, WNT, Warszawa, 1983
- Żuchowski A., Modele dynamiki i identyfikacja, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 2003, Skrypt Uczelniany
- Tłaczała W., Środowisko LabVIEW w eksperymencie wspomaganym komputerowo, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2018, ISBN: 9788301194147
- Chruściel M., LabVIEW w praktyce, BTC, Legionowo, 2012, ISBN: 978-83-602-3332-0
Literatura dodatkowa
- Kaczorek T., Dzieliński A., Dąbrowski W., Łopatka R., Podstawy teorii sterowania, WNT, Warszawa, 2005
- Tatjewski P., Sterowanie zaawansowane obiektów przemysłowych. Struktury i algorytmy., Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa, 2002, Monografie KAiR PAN, Tom 5
- Brzózka J., Regulatory cyfrowe w automatyce., MIKOM, Warszawa, 2002
- Skoczowski S., Dwustawna regulacja temperatury, WNT, Warszawa, 1977
- Broel-Plater B., Sterowniki Programowalne - właściwości i zasady stosowania, Wyd. Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 2003, 2