Master's Thesis

Design and Implementation of an Educational System for Industrial Automation

Final Thesis 3.04 MB Appendix 34.06 MB

Author of thesis: Bc. Luboš Augustin

Acad. year: 2025/2026

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

Reviewer: doc. Ing. Ivan Švarc, CSc.

Abstract:

This thesis focuses on the design and implementation of a comprehensive educational system for industrial automation. The main goal was to create a functional system including a PLC, pneumatic actuators, a conveyor, sensors, machine vision, and data visualization via an HMI. A key part of the project was the development of methodological materials for teaching and their demonstration by establishing network communication, commissioning classification using machine vision, visualizing data on the HMI, and their joint integration forming a single compact unit.

Keywords:

PLC, HMI, TIA Portal, PROFINET, Cognex, machine vision, pneumatice, educational system

Date of defence

11.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student obeznámil komisi s výsledky své DP. Po přečtení posudků následovaly dotazy komise: Zvýšení efektivity výuky. Přínos. Připomínka na praktickou ukázku, že to je kus práce, ale model je nepřehledný. Vytvoření zadání pro studenty i učitele. Možnosti dalšího rozšíření práce (BP). Student reagoval na otázky uspokojivě.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Applied Computer Science and Control (N-AIŘ-P)

Composition of Committee

doc. Ing. Pavel Škrabánek, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Zdeněk Hadaš, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Kurfürst, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Kovář, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Dagmar Janáčová, CSc. (člen)
prof. Ing. Jiří Jaroš, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Miroslav Fikar, DrSc. (předseda)
prof. Ing. Vladimír Vašek, CSc., dr. h. c., FEng. (člen)

Diplomová práce se zabývá návrhem a implementací výukového systému pro průmyslovou automatizaci. Autor se zaměřil na vytvoření komplexního laboratorního pracoviště propojujícího oblasti programovatelných automatů, průmyslové komunikace, strojového vidění, pneumatických systémů, senzoriky a vizualizace dat. Zadání práce bylo splněno ve všech stanovených bodech. Student provedl potřebnou analýzu dostupných řešení, navrhl koncepci výukového systému, realizoval jeho hardwarovou i softwarovou část a připravil podklady pro jeho využití ve výuce.

Velmi kladně hodnotím rozsah praktické části práce a schopnost autora integrovat větší množství průmyslových technologií do jednoho funkčního celku. Návrh pracoviště vychází z reálných požadavků na výuku automatizace a vytváří prostor pro praktické procvičení znalostí získaných v různých odborných předmětech. Autor prokázal schopnost samostatně řešit konstrukční, programové i integrační problémy a navrhnout řešení s potenciálem dlouhodobého využití v laboratorní výuce.

Práce má převážně inženýrský charakter, přičemž její hlavní přínos spočívá v návrhu a realizaci funkčního výukového systému. Oceňuji zejména systematický přístup k řešení, zdůvodnění jednotlivých technických rozhodnutí a úspěšné zprovoznění navrženého pracoviště. Formální úroveň práce je dobrá, přesto se v textu vyskytují drobné nedostatky, které však nesnižují odbornou hodnotu předloženého řešení. Použitá literatura odpovídá zaměření práce a je vhodně využita jak v teoretické, tak v praktické části.

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

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
doc. Ing. Ivan Švarc, CSc.

Jedná se o výbornou práci. Snahou bylo vytvoření laboratorní úlohy, která by studentům ukázala spojitost jednotlivých částí výukového systému jako je senzorika, pneumatika, PLC, řízení, vizualizace dat apod. Na zrealizované inspekční lince si mohou studenti ověřit své teoretické znalosti jednotlivých disciplin a pochopit jejich souvislost a komplexnost. Použitá zařízení jsou od různých výrobců, které diplomant získal anebo byla na ústavu k dispozici a dokázal vzájemnou komunikaci zařízení různých typů a výrobců. Vysoce oceňuji už nápad a následnou realizaci tohoto typu laboratorní úlohy. Možná jsou v úvodu práce trochu nadneseně vyjmenované její cíle, které všechny samozřejmě nemůže tato práce splnit. Každá laboratorní úloha přináší studentům schopnost pracovat reálně v určité oblasti, což tato práce určitě splňuje, ale těžko lze očekávat, aby spojovala všechny oblasti automatizace.

Hodnotím práci jako velmi přínosnou a doporučuji ji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová