Elektrotehnika · Smer avtomatika in robotika
Naredi stroje, ki mislijo s svojo glavo.
Avtomatika in robotika je veda o avtonomnih sistemih – od robotske roke v tovarni in pametne hiše do drona in Marsovega roverja. Na FERI v Mariboru se naučiš, kako jih zasnovati, sprogramirati in spraviti v resnični svet.
3 semestri
skupnih temeljev elektrotehnike, nato izbereš smer
3 laboratoriji
fotonika, procesna avtomatizacija, radarji in daljinsko vodenje
Pravi projekti
s podjetji, kot so HSE, Gorenje, Seltron in Tanin Sevnica
01 / Kaj je avtomatika
Muha, dron in Marsov rover imajo nekaj skupnega.
Vsi so avtonomni sistemi: zaznavajo okolico, se sami odločajo in na svet tudi vplivajo – brez človeka, ki bi vsak trenutek vrtel volan. Narava jih je izpopolnjevala milijone let. Inženirji avtomatike jih gradijo danes.
V vesolju
Signal do Zemlje potuje več minut. Rover se mora o vsakem kamnu na poti odločiti kar sam.
V tovarni
Desetine robotov vari, barva in sestavlja – usklajeno, natančno in noč in dan.
V energetiki in okolju
Radar iz zraka zazna spremembe pokrajine, sistemi vodenja pa skrbijo za elektrarne in omrežja.
02 / Kako deluje avtonomni sistem
Zaznaj. Odloči. Ukrepaj. Ponovi.
Vsak avtonomni sistem je zgrajen iz istih gradnikov. Klikni posamezen del in poglej, kako ga najdemo pri muhi, v industriji – in pri katerih predmetih se ga naučiš.
Oči in ušesa sistema
Senzorji merijo, kaj se dogaja v okolju: temperaturo, tlak, položaj, svetlobo, razdaljo. Brez dobrih meritev se sistem ne more pravilno odločiti.
Sestavljene oči in občutljive dlačice, ki zaznajo najmanjši premik zraka.
Merilnik pretoka, kamera strojnega vida, radar, optični senzor na konici vlakna.
- Senzorji
- Senzorska tehnika
- Signali in obdelava signalov
Možgani, ki se odločajo
Iz izmerjenih podatkov sistem za vodenje izračuna, kaj narediti. Tu živijo regulacijski algoritmi, modeli procesov in umetna inteligenca – srce študija avtomatike.
Drobni možgani, ki stokrat v sekundi popravljajo let.
Programabilni logični krmilnik (PLC), mikrokrmilnik, industrijski računalnik.
- Regulacije I in II
- Teorija sistemov
- Modeliranje in identifikacije
- Osnove robotike
Mišice, ki ukrepajo
Aktuatorji odločitev spremenijo v dejanje: zavrtijo motor, odprejo ventil, premaknejo robotsko roko. Z njimi sistem vpliva na okolje.
Krila in mišice, ki v trenutku spremenijo smer leta.
Elektromotorji, ventili, pnevmatski valji, sklepi robota.
- Električni in elektromehanski pretvorniki
- Gradniki sistemov vodenja
- Aktuatorska tehnika
Srce, ki vse poganja
Vsak sistem potrebuje energijo – in pameten sistem z njo ravna varčno. Močnostna in industrijska elektronika skrbita, da pride energija tja, kjer je potrebna.
Hrana, ki se v mišicah spremeni v gibanje.
Baterije, napajalniki, vodikova gorivna celica, sončne elektrarne.
- Industrijska elektronika
- Sistemi močnostne elektronike
Živčni sistem povezav
Informacijsko-komunikacijske tehnologije povežejo senzorje, krmilnike in ljudi. Tako lahko celotno tovarno ali elektrarno nadziraš z enega zaslona – ali iz telefona.
Živci, ki prenašajo signale med očmi, možgani in krili.
Industrijska omrežja, SCADA, internet stvari, brezžične povezave.
- Komunikacije v avtomatiki
- Digitalni signalni krmilniki v avtomatiki
Zakaj sploh deluje
Sistem opazuje, kako se je okolje odzvalo na njegovo dejanje, in se sproti popravlja. Tako deluje termostat, tempomat v avtu in avtopilot letala. To je bistvo regulacije.
Muha vidi, da jo je zaneslo, in takoj popravi let.
Regulacija temperature v peči, ravnotežje robota, stabilizacija drona.
- Regulacije I in II
- Teorija sistemov
- Praktikum v avtomatiki in robotiki
03 / Zakaj je to tako zanimivo
Ena smer, šest svetov znanja.
Avtomatika je interdisciplinarna. Ne ostaneš ujet v enem predalčku – postaneš inženir, ki razume celoten sistem in zna povezati ljudi iz različnih strok.
Elektrotehnika in elektronika
Vezja, motorji in pretvorniki – temelj vsake naprave.
Informacijske tehnologije
Programiranje, podatki in industrijska programska oprema.
Sistemska in regulacijska teorija
Matematika, ki stroju pove, kako naj se odzove.
Mikroračunalniki in digitalni sistemi
Krmilniki in mikrokrmilniki – možgani v vsaki napravi.
Telekomunikacije
Industrijska omrežja, brezžične povezave in internet stvari.
Fizika, mehanika, materiali
Vse do fotonike – laserjev in optičnih vlaken.
04 / Kaj se boš učil
Predmetnik, razložen po gradnikih sistema.
Vsak predmet ima svoje mesto v zanki, ki si jo pravkar spoznal. Tako vedno veš, zakaj se nekaj učiš.
- Senzorji
- Regulacije I
- Teorija sistemov
- Signali
- Modeliranje in identifikacije
- Regulacije II
- Osnove robotike
- Električni in elektromehanski pretvorniki
- Gradniki sistemov vodenja
- Industrijska elektronika
- Komunikacije v avtomatiki
- Digitalni signalni krmilniki v avtomatiki
- Digitalne tehnike
- Osnove elektronike
- Analiza II
- Mikrokrmilniki
- Izbirni matematični predmet
- Izbirni predmeti
- Senzorska tehnika I
- Senzorska tehnika II
- Standardizacija in zagotavljanje kakovosti
- Obdelava signalov
- Krmilniki in mikroračunalniki
- Krmilna tehnika
- Regulacijska tehnika I
- Regulacijska tehnika II
- Modeliranje in simulacije
- Robotika I
- Avtomatizacija industrijskih obratov
- Gradniki elektronskih sistemov
- Elektromehanski pretvorniki
- Aktuatorska tehnika
- Industrijska elektronika
- Sistemi močnostne elektronike
- Komunikacije v avtomatiki
- Digitalna tehnika
- Informacijska tehnika in dokumentiranje
- Analiza II
- Izbirni predmeti I, II, III
Praktikum v avtomatiki in robotiki – projekt
Vse skupaj povežeš v lastnem projektu, ki teče skozi celoten študij.
Seznam predmetov je povzet po predstavitvenih gradivih Inštituta za avtomatiko. Aktualni predmetnik je objavljen na feri.um.si.
05 / Kako se učimo
Manj teorije na pamet. Več stvari, ki delujejo.
Pri seminarjih, projektih in diplomi delaš v timu – tako kot boš kasneje v podjetju. Znanje iz različnih predmetov povežeš v rešitev resničnega problema.
1
Opredelitev problema
Kaj točno mora sistem narediti in pod kakšnimi pogoji?
2
Simulacija
Sistem najprej zgradiš in preizkusiš v računalniku.
3
Realizacija
Vezje, krmilnik, program – ideja dobi fizično obliko.
4
Aplikacija
Rešitev preizkusiš na resničnem procesu ali napravi.
06 / Kaj je že nastalo
Projekti, ki so šli iz laboratorija v svet.
Na inštitutu ne delamo le za oceno. Rešitve nastajajo skupaj s slovenskimi in tujimi podjetji – in pri njih sodelujejo tudi študenti.
Kotel, ki se uravnava sam
Modeliranje in mehka (fuzzy) regulacija kotla. Prej je kotel upravljalo 22 ljudi, po avtomatizaciji pa se je izkoristek povečal za 20 %.
Najmanjši senzor tlaka
Optični senzor na konici vlakna. Ameriški patent zanj je inštitut prodal kanadskemu podjetju.
Vodikova gorivna celica
Pretvorba vodika v električno energijo (PEMFC) – korak k vodikovi družbi.
Strojni vid
Merjenje radiatorjev s kamero za Mariborsko livarno Maribor – Aklimat Lenart.
Še nekaj projektov
- Zaznavanje sprememb z radarsko tehniko – HSE in Dravske elektrarne
- Vodenje kotlov na lesno biomaso – Seltron
- Vodenje temperature v metalurških pečeh – Bosio
- Merilni sistem za testiranje hladilnih aparatov – Gorenje
07 / Kje boš ustvarjal
Trije laboratoriji Inštituta za avtomatiko.
V vsakem lahko delaš projekt, diplomo ali magistrsko nalogo – ob raziskovalcih, ki sodelujejo z industrijo.
Laboratorij za elektro-optične in senzorske sisteme
Fotonika, optična vlakna in optični senzorji. Čista soba za mikroobdelavo, femtosekundni laser in vlečni stolp za optična vlakna. Več kot 30 let izkušenj.
Laboratorij za procesno avtomatizacijo
Računalniško vodenje procesov: PLC, SCADA in MES sistemi, fuzzy regulacija, odkrivanje napak in pametne zgradbe. Mentorstvo pri več kot 100 diplomah.
Laboratorij za obdelavo signalov in daljinska vodenja
Radarski signali, strojni vid in daljinsko zaznavanje. Študentski projekti segajo od prepoznavanja dronov do vodenja dvoosnega robota.
08 / Po diplomi
Avtomatizira se vse. Inženirji, ki to znajo, so iskani.
Diplomanti delajo povsod, kjer se procesi avtomatizirajo in digitalizirajo: v industriji, energetiki, prometu, raziskovalnih inštitutih in šolstvu – ali pa ustanovijo lastno podjetje. Kompetence jim odpirajo tudi vodstvene položaje.
Digitalna tovarna
Roboti, PLC, MES in ERP sistemi
Energetika
Elektrarne, omrežja, obnovljivi viri
Pametne zgradbe
Nadzor, ogrevanje, infrastruktura
Razvoj in raziskave
Senzorji, fotonika, vgrajeni sistemi
Siemens · ABB · Yaskawa · National Instruments · Iskra · Kolektor · Domel · Metrel · Gorenje · Cinkarna · Impol · Corning · HSE · Seltron
09 / Pot do avtomatike
Ne glede na to, ali prihajaš z gimnazije ali tehniške šole.
Vpis na Elektrotehniko
Prijaviš se na prvostopenjski program Elektrotehnika na UM FERI.
Skupni temelji
Prvi trije semestri so skupni: matematika, fizika in osnove elektrotehnike.
Izbereš Avtomatiko in robotiko
V 4. semestru se odločiš za smer – ob Elektroniki in Močnostni elektrotehniki.
Magisterij
Na 2. stopnji nadaljuješ na smeri Avtomatika in robotika: digitalna tovarna, SCADA, vgrajeni sistemi.
Vsi študijski programi FERI, roki in postopek prijave ter kontakti za bodoče študente so zbrani na spletišču za dijake.