Detail předmětu

Information and Control Systems in Power Engineering

FEKT-NIRSAk. rok: 2014/2015

Předmět se věnuje využití informačních a komunikačních technologií (ICT) v energetice. Důraz je kladen na základní koncepci informačních systémů, komunikační prostředky, přenos dat v sítích, zabezpečení komunikace, metody šifrování. Dále se seznámí s prvky moderní počítačové sítě, nejběžnějšími službami sítí, průmyslovými sítěmi a s průmyslovými rozhraními. Další náplní jsou informace o architektuře IS klient-server, databázových systémech, řídicích systémech v jaderné elektrárně Temelín, kde se studenti dozvědí obecný přehled používaných systémů a jejich propojení, nasazení a využití ŘS. Probírány jsou dále technologie SCADA systémů, metody vizualizace dat, typy a zástupci logických programovatelných automatů, průmyslových řídicích systémů, měřicích a akčních členů, parametrizačních nástrojů a programování řídicích systémů. Dle možnosti externích přednášejících jsou studenti příležitostně seznamováni s reálnými systémy a jejich využití při plánování a vyhodnocení hospodaření s en. zdroji prostřednictvím systému eSADA, popř. v rámci prezentace informačního systému TechMon pro monitoring údržby technických zařízení.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav elektroenergetiky (UEEN)

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen:
- popsat základní struktury a typy informačních systémů
- vysvětlit nejpoužívanější zkratky používané v průmyslové automatizaci
- popsat síťové protokoly a jejich využití
- vysvětlit principy ochrany dat, vyjmenovat nejběžnější algoritmy šifrování
- vyjmenovat hlavní části řídicích systémů
- vysvětlit pojem redundance řídicího systému
- naprogramovat jednoduchou aplikaci do průmyslového PLC systému
- navrhnout vizualizační schéma pro SCADA systém.

Prerekvizity

Student, který si předmět zapíše, by měl být schopen vysvětlit základní zákony elektrotechniky, měl by mít znalosti z oblasti měření fyzikálních veličin pomocí elektrických senzorů a jejich digitalizací. Dále by měl student ovládat anglický jazyk na úrovni mírně pokročilý. Obecně jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia, ale je vhodné, aby studenti měli hlubší znalosti z oblasti výpočetní techniky, základy programování.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky, cvičení na počítači a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle). Student odevzdává jeden samostatný projekt.

Způsob a kritéria hodnocení

až 40 bodů za laboratorní cvičení (body student získává za jednotlivé úkoly řešené v rámci praktického výcviku, domácí úkoly)
až 60 bodů za zkoušku, která je orientována na celkový přehled ve vyučované problematice. Zkouška probíhá formou testu na počítači s možností ústního doplnění v případě nedostatků.

Osnovy výuky

1. Využití ICT v energetice, obecný přehled
2. Komunikační prostředky, přenos dat v sítích.
3. Zabezpečení komunikace, metody šifrování, digitální podpis.
4. Moderní počítačové sítě, služby sítí, model ISO - OSI
5. Průmyslové sítě a průmyslová rozhraní.
6. Obecná koncepce informačního systému, architektura klient-server.
7. Databázové systémy, základy jazyka SQL.
8. Řídicí systémy v jaderné elektrárně Temelín, obecný přehled, nasazení a využití ŘS.
9. SCADA systémy, vizualizace dat, přehled v praxi používaných systémů.
10. Logické programovatelné automaty, průmyslové řídicí systémy, měřicí a akční členy.
11. Parametrizační nástroje a programování řídicích systémů.
12. Prezentace reálných systémů (eSADA - plánování a vyhodnocení hospodaření s en. zdroji, TechMon - monitoring údržby technických zařízení).

Učební cíle

Cílem předmětu je poskytnout studentům informace z oblasti informačních a komunikačních technologií, které se dnes používají v elektroenergetice, tedy např. v elektrárnách, teplárnách, rozvodnách, dispečincích, kogeneraci apod.
V rámci kurzu se studenti dozví základní principy informačních a řídících systémů, nejčastěji používané topologie a aplikace implementované v elektrárnách, dispečincích popř. rozvodnách. Využití počítačových technologií, moderních komunikačních prostředků v energetice je nevyhnutelným procesem modernizace stávajících energetických zařízení a je naprostou samozřejmostí u zařízení nových. Studenti by měli mít představu, v jakém rozsahu a na jakých principech tyto systémy v praxi fungují. Studenti získají přehled o moderních přístupech k řízení složitých energetických systémů a budou umět pracovat s jednoduchými řídícími systémy, které se naučí sami programovat.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Laboratorní výuka z předmětu je povinná, řádně omluvené a zameškané hodiny lze po domluvě s vyučujícím nahradit obvykle v posledním týdnu anebo v následujícím týdnu, pokud se výuka dělí na více skupin.

Základní literatura

Lindsley D.M.: Power-Plant Control and Instrumentation. IEE, 2000. ISBN 0 85296 765 9.
Wood A. J., Wollenberg B. F.: Power Generation, Operation, and Control. 2nd edition. Wiley-Interscience, 1996. ISBN 0471586994.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-MN magisterský navazující

    obor MN-EEN , 2 ročník, zimní semestr, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D.

Osnova

1. Využití ICT v energetice, obecný přehled
2. Komunikační prostředky, přenos dat v sítích.
3. Zabezpečení komunikace, metody šifrování, digitální podpis.
4. Moderní počítačové sítě, služby sítí, model ISO - OSI
5. Průmyslové sítě a průmyslová rozhraní.
6. Obecná koncepce informačního systému, architektura klient-server.
7. Databázové systémy, základy jazyka SQL.
8. Řídicí systémy v jaderné elektrárně Temelín, obecný přehled, nasazení a využití ŘS.
9. SCADA systémy, vizualizace dat, přehled v praxi používaných systémů.
10. Logické programovatelné automaty, průmyslové řídicí systémy, měřicí a akční členy.
11. Parametrizační nástroje a programování řídicích systémů.
12. Prezentace reálných systémů (eSADA - plánování a vyhodnocení hospodaření s en. zdroji, TechMon - monitoring údržby technických zařízení).
13. Opakování a diskuze

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D.

Osnova

1. Nastavení kompaktního řídícího systému AMINI 2D, HW zapojení
2. Inicializace řídíciho systému, nahrání operačního systému, základní parametrizace
3. Programování v PSP3 - obsluha indikace a displeje
4. Aplikace pro řízení klimatizace, měření teploty
5. Realizace uživatelských menu a obsluha klávesnice
6. Vytvoření základní aplikace pro ovládání ventilace a vytápění řízené pomocí AMINI 2D
7. Tvorba uživatelského archivu AMINI 2D a komunikace s PC
8. Instalace SCADA systému PROMOTIC a jeho nastavení
9. Tvorba grafického rozhraní v prostředí PROMOTIC pro ovládání klimatizace
10. Tvorba programového prostředí v PROMOTIC pro ovládání klimatizace
11. Simulace řídícího systému k ovládaní klimatizace v PROMOTICU
12. Propojení systému PROMOTIC s AMINI 2D přes linku RS232, Ethernet, online měření a sběr dat
13. Datový postprocesing a vyhodnocení provozních dat z řídících systémů