Detail předmětu

Měření a regulace v energetice

FSI-LMRAk. rok: 2022/2023

V předmětu jsou probrány aktuální trendy v oblasti řízení a regulace energetických zařízení. Důraz je kladen na snímače, regulační obvody dílčích komponent až po komplexní regulace energetických celků ve vazbě na elektrizační soustavu.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Energetický ústav (EÚ)

Výsledky učení předmětu

Student získá znalosti v problematice měření, řízení a regulace energetických systémech. Seznámí se základními typy regulačních obvodů v energetice, jejich klíčových komponent a problematikou vhodného použití těchto komponent.

Prerekvizity

Kotle, Tepelné turbíny a turbokompresory, Tepelné turbíny I., II.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován v blocích. V první polovině semestru proběhnou pouze přednášky, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. V druhé polovině proběhne cvičení, které je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.

Způsob a kritéria hodnocení

Zkouška - písemná, ústní část. Zkouška bude dělena na dvě části s celkovým dosažitelným počtem bodů 100. Každá část zkoušky bude mít dosažitelných 50 bodů a bude dělena mezi zkoušející.
Zápočet - podmínky udělení: účast a aktivní práce na cvičení.

Pracovní stáže


Učební cíle

Posluchačky a posluchači se seznámí se základními typy regulačních obvodů, jejich klíčovými komponenty – snímači, aktuátory, řídicími systémy a nutnými elektrickými prvky pro ovládání aktuátorů.

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

Přednášky nepovinné, cvičení min. 75% účasti na cvičeních, náhrada studiem doporučené literatury.

Základní literatura

Němec, Z.: Regulace a automatizace energetických zařízení. Studijní opora pro magisterské studium. VUT v Brně, FSI, ÚAI, 2012. (CS)
O'Dwyer, A.: HANDBOOK OF PI AND PID CONTROLLER TUNING RULES (2nd Edition), Imperial College Press, 2006, SIBN 1-86094-622-4 (EN)
VILIMEC, L. Řízení a regulace energetických zařízení. Skripta VŠB TU Ostrava, 2008. ISBN 978-80-248-1853-5. (CS)

Doporučená literatura

Fisher: CONTROL VALVE HANDBOOK, 5th Edition, Emerson Automation Solutions 2017, dostupné z https://www.emerson.com/documents/automation/control-valve-handbook-en-3661206.pdf (EN)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-ETI-P magisterský navazující

    specializace ENI , 2 ročník, letní semestr, povinný

  • Program CŽV celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu

    obor CZV , 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Pavel Milčák, Ph.D.
Ing. Pavel Houška, Ph.D.

Osnova

1. Základní regulační obvod, klíčové komponenty regulačního obvodu pro energetické systémy. Elektrické ovládací prvky a jejich použití v regulaci (spojité, On/Off a PWM).
2. Zpětnovazební prvky: snímače teploty, tlaku, průtoku, výšky hladiny, snímače pro řízení dávkování paliva, bezpečnostní prvky. Klíčové vlastnosti zpětnovazebních prvků (rozlišení, přesnost a odezva), oblasti použití a sběr dat.
3. Aktuátory: elektrické zdroje tepla, elektricky ovládané ventily, řízení čerpadel, pásových dopravníků, podavačů paliva a bezpečnostní prvky. Klíčové vlastnosti aktuátorů (odezva, řiditelnost a dosažitelná přesnost řízení), kontrola funkcionality aktuátorů.
4. Řídicí systémy – elektronické přístroje pro řízení energetický systémů – základní vlastnosti, oblasti použití. Regulátory a jejich parametry používané v řídicích systémech.
5. Řízení a regulace v oblasti elektrizační soustavy (frekvence, napětí, výkon), primární, sekundární, terciární regulace. Reálné chování producentů elektřiny (jaderné, parní, paroplynové, vodné, přečerpávací, větrné, solární zdroje) v průběhu dne, týdne, roku.
6. Regulační možnosti jednotlivých producentů elektřiny. Možnosti regulace činného výkonu, odezva na změnu výkonu, regulační rozsahy, regulační stabilita.
7. Základní regulační vazby na kotli, dynamika kotlů na tuhá a kapalná paliva. Regulace teploty přehřáté a přihřáté páry. Regulace napájení kotlů bubnový a průtočných.
8. Řízení a regulace dílčích funkčních celků (ventilátorů, kompresorů, čerpadel a jiných energetických zařízení.

Cvičení s počítačovou podporou

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Pavel Milčák, Ph.D.
Ing. Pavel Houška, Ph.D.

Osnova

9. Cvičení – Návrh napájecí stanice s čerpadlem řízeným frekvenčním měničem a čerpadlem s regulací škrcení ve výtlaku. Porovnání navrhovaných variant a vliv na ekonomiku provozu. Specifikace podkladů pro řízení.
10. Cvičení – Výroba vodíku z OZE. Návrh technologického řešení, řízení a regulace. Specifikace podkladů pro řízení.
11. Cvičení – Základy měření a sběru dat, měření teploty a ověření dosažitelných parametrů termoelektrických a odporových snímačů teploty.
12. Cvičení – Řízení teploty na laboratorním modelu, ukázka měření tlaku a průtoku v pneumatických obvodech.
13. Individuální konzultace, zápočty.

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz