Bachelor's Thesis

Development of a Laboratory Setup for Teaching Automation

Final Thesis 3.05 MB Appendix 5.44 MB

Author of thesis: Antonín Vaňha

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. Pavel Škrabánek, Ph.D.

Reviewer: Mgr. Monika Dosoudilová, Ph.D.

Abstract:

This thesis focuses on the design of a laboratory task for teaching the theory of automation, namely on the criteria for selecting the type of laboratory task for this purpose and the criteria for selecting the control system and controller. Furthermore, the practical implementation of the proposed concept in terms of hardware, software and pedagogical aspects and its commissioning and evaluation of the functionality of the laboratory task.

Keywords:

continuous control, discrete control, motor position control, laboratory task, continuous controller, discrete controller, controller component settings

Date of defence

16.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Student seznámil komisi s výsledky své bakalářské práce a odpověděl na otázky oponenta. Následovala diskuze k závěrečné práci a otázky komise: Jak se na stejnosměrném motoru projeví D složka PID regulátoru. Proč byl využit PLC Wago. Smysl laboratorní úlohy v reálné soustavě. Určení časové náročnosti jednotlivých úloh. Simulace poruchové veličiny. Cenová náročnost jiných řešení. Student odpověděl na všechny dotazy komise k její spokojenosti.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Engineering (B-STR-P)

Specialization

Applied Computer Science and Control (AIŘ)

Composition of Committee

doc. Ing. Lukáš Novotný, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Miloš Hammer, CSc. (místopředseda)
Ing. et Ing. Stanislav Lang, Ph.D. (člen)
Mgr. Jan Faltýnek, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Lošák, Ph.D. (člen)
Ing. Filip Kšica, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Ivan Švarc, CSc. (člen)
doc. Ing. Radek Vlach, Ph.D. (člen)
Ing. Luděk Janák (člen)

Bakalářská práce se zabývá návrhem a realizací laboratorní úlohy určené pro výuku teorie automatického řízení. Zvolené téma je z pohledu výuky automatizace aktuální. Student splnil všechny cíle stanovené v zadání práce. Součástí řešení byla analýza možných variant laboratorních soustav, návrh vhodného řešení, realizace hardwarové i softwarové části pracoviště a vytvoření metodických podkladů pro výuku.

Pozitivně hodnotím zejména rozsah a praktickou úroveň realizace. Student navrhl a zkonstruoval funkční laboratorní soustavu, která je koncepčně odlišná od běžně používaných výukových soustav. Výsledné řešení je využitelné při výuce a představuje hodnotný příspěvek k rozvoji laboratorního vybavení.

Student při řešení prokázal vysokou míru samostatnosti a schopnost propojit znalosti z oblasti automatického řízení, programování PLC, návrhu technických systémů a tvorby výukových materiálů.

Určité výhrady mám k části věnované vyhodnocení experimentů a interpretaci výsledků. Při hodnocení regulačních pochodů není stanoveno jednoznačné kvantitativní kritérium kvality regulace. Výběr parametrů regulátoru je prováděn převážně na základě vizuálního posouzení průběhů a slovního komentáře.

Diskuze výsledků se často omezuje na popis naměřených dat a výběr vhodné varianty, zatímco hlubší interpretace, zobecnění získaných poznatků a jejich propojení s teorií automatického řízení jsou zastoupeny v menší míře.

Formální stránka práce vykazuje několik nedostatků. V textu se objevují stylisticky obtížně čitelné formulace, nekonzistentní značení některých veličin a proměnných a místy také nevhodná práce s citacemi a odkazy. Současně není důsledně dodržena norma a obecně přijímané konvence pro značení proměnných používaných v teorii automatického řízení. Některé odborné pojmy a proměnné nejsou používány zcela konzistentně a nejsou vždy v souladu s běžně používanými konvencemi v oblasti automatického řízení. Tyto nedostatky však nesnižují technickou úroveň realizovaného řešení ani jeho využitelnost ve výuce.

Celkově práce představuje kvalitní technické dílo s výrazným praktickým přínosem. Největší přínos práce spočívá v návrhu, realizaci a ověření originální laboratorní úlohy, zatímco největší rezervy lze spatřovat v oblasti metodiky vyhodnocení experimentů, formulace závěrů a formální stránky textu.

Vzhledem k výše uvedenému doporučuji práci k obhajobě a hodnotím ji známkou B.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti C
Grafická, stylistická úprava a pravopis D
Práce s literaturou včetně citací B
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: B

Bakalářská práce Antonína Vaňhy se zaměřuje na vytvoření laboratorní úlohy určené pro praktickou výuku automatického řízení. Student řeší regulaci polohy konců ozubených hřebenů, včetně realizace zařízení v rozvaděči a přípravy metodických podkladů pro výuku. Cíle zadání lze tedy považovat za splněné.

Autorův úmysl a snahu přinést praktickou úlohu hodnotím pozitivně. Samotné zpracování a využitelnost této práce, už tak kladně nevidím. Pozitivně vnímám, že student se setkal s technickým problémem od nuly a musel se s ním vypořádat. Zpracování laboratorních úloh a podkladů k nim je určitě na lepší úrovni než samotná BP.

Jako velký nedostatek vnímám studentovu ledabylou manipulaci s pojmy lineární a nelineární bez uvedení konkrétních závislostí. Další velkou výtkou je, že studentovi nic neříká pojem diference, práce s diferenčním operátorem. Student taky často mluví o regulaci, ale čtenář neví, co autor míní regulovat. I s důležitými základními pojmy z teorie regulace má student problémy.

Dalším nedostatkem je hodně špatná jazyková a formální úroveň odevzdaného dokumentu (citování, odkazy na rovnice, obrázky atd.). Navzdory přiznanému využití AI, které student uvádí v Úvodu, práce obsahuje nepřípustné množství gramatických chyb, nesprávných koncovek a vět, které nedávají smysl ani po opakovaném čtení. Velmi častá špatná shoda přísudku s podmětem devalvují přínos práce. Práce působí jako přeložený nebo generovaný text bez závěrečné kontroly studentem.

I navzdory těmto závažným chybám (nejen formálním) vnímám studentovo nadšení pro praktické úlohy a navrhuji hodnocení uspokojivě / D.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry E
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii C
Logické uspořádání práce a formální náležitosti E
Grafická, stylistická úprava a pravopis E
Práce s literaturou včetně citací D
Topics for thesis defence:
  1. Jaké jsou hlavní výhody použití PLC WAGO oproti jiným (např. Siemens, Beckhoff)?
  2. Kdybyste chtěl zařadit Vaši laboratorní úlohu do výuky, na kolik hodin cvičení byste to viděl a co si myslíte, že by studenty zaujalo nejvíce?

Grade proposed by reviewer: D

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová