Detail předmětu

Informační a řídící systémy v elektroenergetice

FEKT-LIRSAk. rok: 2018/2019

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

čeština

Počet kreditů

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

Vlach, J.: Řízení a vizualizace technologických procesů, Nakladatelství BEN – technická literatura, Praha 1999, ISBN 80-86056-66-X
Vlasák, R., Bulíčková, S.: Základy projektování informačních systémů. Praha : Karolinum, 2003. ISBN 80-246-0727- 1

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-ML magisterský navazující

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

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 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