Automatyka i Robotyka

Wydanie: 1, 2025
Format: B5
Stron: 190
ISBN 978-83-8156-778-7 (druk)

Celem monografii jest przekazanie czytelnikowi podstawowej wiedzy o metodach i narzędziach wspierających projektowanie i eksploatację systemów w zakresie rozwiązywania skomplikowanych zagadnień związanych z szacowaniem niezawodności i wyznaczaniem wskaźników bezpieczeństwa w systemach sterowania ruchem kolejowym, mających istotny wpływ na bezpieczeństwo prowadzenia ruchu kolejowego, szczególnie jako środek niezbędny do planowania działania
awaryjnego w sytuacjach losowych.
Przedstawiona została metodologia i narzędzia do oceny bezpieczeństwa i niezawodności systemów w fazie projektowania, eksploatacji i utrzymania. Kolejno w poszczególnych rozdziałach zawarto:
– charakterystykę systemów srk, przedstawiając definicje i obszary podsystemu sterowanie, uwzględniając podział urządzeń ze względu na przeznaczenie funkcjonalne i według poziomu nienaruszalności bezpieczeństwa SIL (rozdz. 1),
– podstawy teorii niezawodności i bezpieczeństwa, poprzez zrozumienie awaryjności systemów i cykl życia systemu (rozdz. 2),
– wprowadzenie do wymagań kolejowych RAMS, przedstawiając definicje i wskaźniki RAMS oraz podstawowe metody i narzędzia wykorzystywane do analizy bezpieczeństwa systemów srk (rozdz. 3),
– metodę oceny niezawodności, a tym samym bezpieczeństwa systemów srk poprzez analizę strategii utrzymywania i monitoringu, uwzględniającą rzeczywiste warunki eksploatacji każdego systemu/urządzenia (rozdz. 4),
– ogólną koncepcję modelowania bezpieczeństwa, głównie z wykorzystaniem metod probabilistycznych, a także zasady oraz procedury modelowania i analizowania bezpieczeństwa i niezawodności systemów srk. Modelowanie zostało przeprowadzone z wykorzystaniem procesów Markowa na przykładach zarówno systemów instalowanych w infrastrukturze, jak i na pojeździe kolejowym: systemy sygnalizacji przejazdowej, system dodatkowego ostrzegania czy system wspomagający koordynację działań służb ratowniczych przy usuwaniu skutków katastrof i wypadków kolejowych (rozdz. 5).

Podręcznik skierowany jest do studentów kierunku informatyka studiów
I stopnia oraz osób zainteresowanych wykorzystaniem środowisk symulacyjnych do przyswajania elementarnej wiedzy z zakresu podstaw automatyki. Stanowi zbiór ćwiczeń laboratoryjnych realizowanych z wykorzystaniem ogólnodostępnego darmowego środowiska symulacyjnego Scilab 6.1.1 (stan na wrzesień 2023 r.) w wersji desktopowej (https://www.scilab.org). Od października 2023 r. dostępna jest najnowsza wersja środowiska –
Scilab 2024.0.0.

Spis treści
Wykaz symboli 8
Wprowadzenie 12
Główne pojęcia z zakresu podstaw automatyki 14
1. Środowisko symulacyjne Scilab 16
1.1. Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego 16
1.2. Podstawowe wiadomości 16
1.3. Przebieg ćwiczenia laboratoryjnego 17
1.3.1. Pierwsze uruchomienie środowiska 17
1.3.2. Edytor skryptów 18
1.3.3. Edytor schematów 20
2. Modelowanie i analiza właściwości dynamicznych obiektów automatyki 24
2.1. Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego 24
2.2. Podstawowe wiadomości 24
2.3. Przebieg ćwiczenia laboratoryjnego 25
2.3.1. Model matematyczny elementu automatyki 25
2.3.2. Model matematyczny układu elektrycznego – czwórnik RC 26
2.3.3. Model czwórnika RC w środowisku Scilab/Xcos 27
2.3.4. Model matematyczny układu hydraulicznego – zbiornik ze swobodnym wypływem 33
2.3.5. Model zbiornika ze swobodnym wypływem w środowisku Scilab/Xcos 34
2.3.6. Zadania do samodzielnego wykonania 36
2.3.7. Sprawozdanie 36
3. Charakterystyki czasowe 37
3.1. Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego 37
3.2. Podstawowe wiadomości 37
3.3. Przebieg ćwiczenia laboratoryjnego 37
3.3.1. Transmitancja operatorowa 38
3.3.2. Wyznaczenie transmitancji operatorowej G(s) czwórnika RC 39
3.3.3. Charakterystyka czasowa 39
3.3.4. Charakterystyka skokowa 40
3.3.5. Charakterystyka impulsowa 41
3.3.6. Charakterystyki czasowe czwórnika RC 42
3.3.7. Modelowanie czwórnika RC w Xcos z wykorzystaniem bloków CLR – mo-del transmitancyjny 45
3.3.8. Porównanie modelu różniczkowego czwórnika RC z modelem transmi¬tan-cyj¬nym czwórnika RC 45
3.3.9. Analityczne wyznaczenie odpowiedzi skokowej i impulsowej czwórnika RC 47
3.3.10. Zadania do samodzielnego wykonania 49
3.3.11. Sprawozdanie 50
4. Charakterystyki częstotliwościowe 52
4.1. Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego 52
4.2. Podstawowe wiadomości 52
4.3. Przebieg ćwiczenia laboratoryjnego 53
4.3.1. Analityczna metoda wyznaczania transmitancji widmowej z transmitancji operatorowej 54
4.3.2. Wykreślanie charakterystyki częstotliwościowej 54
4.3.3. Charakterystyki częstotliwościowe członów automatyki 61
4.3.4. Zadania do samodzielnego wykonania 62
4.3.5. Sprawozdanie 62
5. Wprowadzenie do układów regulacji automatycznej 63
5.1. Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego 63
5.2. Podstawowe wiadomości 63
5.2.1. Sterowanie w strukturze otwartej 63
5.2.2. Sterowanie w strukturze zamkniętej 64
5.2.3. Regulator typu P 66
5.2.4. Regulator typu I 67
5.2.5. Regulator typu D 68
5.2.6. Regulator typu PI 68
5.2.7. Regulator typu PD 69
5.2.8. Regulator typu PID 70
5.2.9. Dobór regulatorów i ich nastaw 70
5.2.10. Jakość regulacji 73
5.3. Przebieg ćwiczenia laboratoryjnego 77
5.3.1. Badanie odpowiedzi skokowej wybranego obiektu 77
5.3.2. URA z regulatorem typu P 79
5.3.3. URA z regulatorem typu PI 82
5.3.4. URA z regulatorem typu PID 83
5.3.5. Jakość regulacji i koszty regulacji dla URA z regulatorem typu PID 85
5.3.6. Zadania do samodzielnego wykonania 86
5.3.7. Sprawozdanie 86
6. Układ regulacji automatycznej poziomu cieczy w zbiorniku 88
6.1. Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego 88
6.2. Podstawowe wiadomości 88
6.3. Przebieg ćwiczenia laboratoryjnego 89
6.3.1. URA z regulatorem typu P 89
6.3.2. URA z regulatorem typu PID 90
6.3.3. Jakość i koszty regulacji dla URA z regulatorem typu PID 91
6.3.4. URA z regulatorem typu PID, ograniczeniami i zakłóceniami sygnału re-gu¬lującego 92
6.3.5. URA z regulatorem dwupołożeniowym 94
6.3.6. Zadania do samodzielnego wykonania 97
6.3.7. Sprawozdanie 97
7. Badanie stabilności 99
7.1. Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego 99
7.2. Podstawowe wiadomości 99
7.2.1. Badanie stabilności z wykorzystaniem analizy równania charakte¬rys-tycznego 100
7.2.2. Kryterium Hurwitza 101
7.2.3. Kryterium Routha 102
7.2.4. Kryterium Nyquista 105
7.3. Przebieg ćwiczenia laboratoryjnego 105
7.3.1. Badanie reakcji wybranych obiektów na sygnał impulsowy 105
7.3.2. Badanie stabilności układów zamkniętych z wykorzystaniem analizy rów-nania charakterystycznego 107
7.3.3. Badanie stabilności układów zamkniętych z wykorzystaniem kryterium Hurwitza 112
7.3.4. Badanie stabilności układów zamkniętych z wykorzystaniem kryterium Routha 116
7.3.5. Badanie stabilności układów zamkniętych z wykorzystaniem kryterium Nyquista 120
7.3.6. Zadania do samodzielnego wykonania 122
7.3.7. Sprawozdanie 124
8. Analiza wybranych URA 125
8.1. Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego 125
8.2. Podstawowe wiadomości 125
8.2.1. Silnik prądu stałego 126
8.2.2. Pomieszczenie zamknięte 128
8.3. Przebieg ćwiczenia laboratoryjnego 132
8.3.1. Zadania do samodzielnego wykonania 132
8.3.2. Sprawozdanie 133
Bibliografia 134
Aneks 137
Transformata Laplace’a 137
Przekształcenie Laplace’a 137
Właściwości przekształcenia Laplace’a 138
Odwrotne przekształcenie Laplace’a 138
Transformaty wybranych funkcji 139

ISBN 978-83-973476-6-3

Rok wydania: 2025

Liczba stron: 198

format B5

oprawa miękka

Autor T. Klimczak

W monografii przedstawiono nowe podejście do dotychczasowej wiedzy z zakresu procesu eksploatacji wybranych urządzeń przeciwpożarowych, a w szczególności systemów sygnalizacji pożarowej (SSP). Podejście to umożliwi racjonalizację i opracowanie adekwatnych metod wspomagania decyzji eksploatacyjnej tych systemów poprzez opracowanie i zaproponowanie nowego podejścia do roli podsystemów diagnostycznych usytuowanych w CSP i operatora(-ów) nadzorującego obsługę i użytkowanie SSP. Jako zadanie badawcze w monografii przeprowadzono analizy procesu eksploatacji SSP i opracowano różne modele niezawodnościowe, bezpiecznościowe i eksploatacyjne, które uwzględniają złożony proces eksploatacji tego systemu. Opracowane modele niezawodnościowe, pokazane w monografii w sposób praktyczny (rzeczywiste rozwiązania projektowe), pozwalają na wprowadzenie do dyscypliny naukowej inżynieria bezpieczeństwa metody projektowania, która nie uwzględnia tylko wymagań w zakresie prawnym, ale jakościowym pod względem niezawodności i eksploatacji.

W niniejszej publikacji przedstawiono podstawową wiedzę na temat budowy obrabiarek skrawających CNC (frezarek i tokarek) oraz sposobów ich programowania: ręcznego oraz z użyciem komputerowych systemów CAM (Computer Aided Manufacturing).
Publikacja ma postać podręcznika akademickiego, który będzie przydatny dla przyszłych i obecnych projektantów lub konstruktorów, bo pozwoli im opracowywać części (maszyn, urządzeń, produktów przemysłowych), których kształt jest technologiczny, czyli dający się poprawnie wykonać na typowych, dostępnych na rynku obrabiarkach skrawających.
Podręcznik będzie też pomocny dla operatorów i programistów obrabiarek skrawających sterowanych numerycznie, ponieważ opisano w nim sposoby programowania, punkty charakterystyczne obrabiarek CNC, najważniejsze funkcje kodu G i cykle obróbkowe. Powinno to im pozwolić na samodzielne redagowanie programów obróbki technologicznej oraz ułatwić zdobycie doświadczenia produkcyjnego. Niniejszy podręcznik może pomóc też w opracowaniu procesów technologicznych części mechanicznych z wykorzystaniem tokarek i frezarek CNC.

Wydanie: 1, 2025
Format: B5
Stron: 168
ISBN 978-83-8156-763-3 (druk)

• Druk: 2023

• Wydanie/Copyright: wyd. I, 2023

• Autor: Phil Husbands

• Tłumacz: Wojciech Fenrich i Witold Sikorski na zlecenie WITKOM Witold Sikorski

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN

• Typ oprawy: miękka

„Toczy się cicha rewolucja. (…) Maszyny, które przejawiają właściwości przypominające żywe istoty przyciągają sporo uwagi. Nadszedł czas, by dowiedzieć się o nich czegoś więcej. W jaki sposób działają? Czy stanowią zagrożenie, czy może bezprecedensową szansę? (…) Trwają prace nad opracowaniem robotów służących do rożnego rodzaju zastosowań – niekiedy korzystnych, a niekiedy martwiących. Mobilne, inteligentne roboty – będące u progu ich integracji z naszym codziennym życiem – wywołują obecnie ogromne zainteresowanie. Co już potrafią i do czego mogłyby stać się zdolne w przyszłości? Czy zmuszą nas do zmiany sposobów myślenia o technice i jej zastosowaniach? Czy zmienią w zasadniczy sposób to, jak żyjemy i jak wygląda nasza praca?

Ze wstępu Autora

Phil Husbands, używając formatu pytań i odpowiedzi, przedstawia wyważone i szerokie wprowadzenie do robotyki i jej obecnego stanu, analizując, skąd się wzięła i dokąd może zajść w przyszłości. Rozpoczyna od historii robotyki i jej złożonych związków z kulturą popularną, a następnie przechodzi do omawiania technologii leżącej u podstaw robotów. Wszystko to przedstawia w angażujący i nietechniczny sposób, badając granice tego, co roboty faktycznie mogą teraz robić i co będą w stanie robić w przyszłości.

Ta wyjątkowa książka:

• szybko i przystępnie wprowadza do dziedziny robotyki,
• omawia technologię leżącą u podstaw robotyki i daje wgląd w sposób działania robotów,
• odkrywa zaskakujące początki współczesnej robotyki w rozrywce, reklamie i neurobiologii,
• obala niektóre mity dotyczące rychłego rozwoju superinteligentnych robotów, które zawładną światem,
• wyjaśnia, co naprawdę mogą robić obecne roboty, a czego nie, oraz bada problemy etyczne, które powstają w wyniku korzystania przez nas z robotów.

Wydanie: 1, 2025
Format: B5
Stron: 138
ISBN 978-83-8156-736-7 (print)

The curriculum of the Faculty of Management includes courses that focus on the use of simulation modeling programs in production management. This book is intended to be used as part of these subjects. The book can also be used in English-language studies or courses jointly implemented by universities from diff erent countries.
The specific objectives of the lessons are for students to gain the ability to use simulation programs, to learn the methodology of researching the improvement of production processes using these programs, and to strengthen the concepts of management and organization of production. Some of the issues also relate to production logistics, including internal transportation and storage systems.
The book consists of sixteen chapters. The layout of each chapter from the 1st to the 15th is similar. It includes an identifi cation of the aim of the exercise, a description of the problem to be analyzed, a description of the objects and tools used, the building of the simulation model, assumptions for carrying out the simulation, and guidelines for performing an analysis of the solutions obtained. In the [1, 3, 5, 6, 8–11, 13, 15] exercises, the Tecnomatix Plant Simulation software, version 15, was used, and in the [2, 4, 7, 12, 14] exercises, the FlexSim 20.1.3 software was used. Inthe 16th exercise, the Production Line – Car Factory computer game, educational version, was used. For this reason, the layout of Exercise 16 is slightly diff erent.