Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

«Утверждаю»

Проректор по УМР ОмГТУ

Л.О. Штриплинг

«»_ 20_ год

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине «Информационные системы в электроэнергетике»

(МЕН. С.2.В.01) для направления подготовки специалистов 140107.65 «Тепло- и электрообеспечение специальных технических систем и объектов»

Омск, 2013 г.

Разработана в соответствии с ФГОС ВПО, ООП по направлению подготовки специалитета 140107.65 «Тепло- и электрообеспечение специальных технических систем и объектов».

Программу составил: к.т.н., доцент А.Н. Кириченко Обсуждена на заседании кафедры "Электроснабжение промышленных предприятий" от «»201 г. № _ Зав. кафедрой ЭсПП, д.т.н., профессор _ В.Н. Горюнов «_»2013г.

Согласовано:

Руководитель ООП _ В.Н. Горюнов «_»2013г.

Ответственный за методическое обеспечение ООП _ Д.Г. Сафонов «_»20г.

1. Цели и задачи дисциплины Цель дисциплины «Информационные системы в электроэнергетике» состоит в том, чтобы подготовить будущего специалиста к самостоятельной проектно-конструкторской, производственно-технологической, организационно-управленческой, эксплуатационной и исследовательской деятельности на основе изучения компьютерных технологий сбора, обработки данных и управления, принципов построения и реализации информационных систем в электроэнергетике.

Задачами изучения дисциплины является приобретение студентами необходимых знаний о принципах построения и функционирования информационных систем, обеспечивающих подсистемах, инструментальных средствах проектирования и эксплуатации информационных систем в электроэнергетике; приобретение навыков использования универсального и прикладного программного обеспечения информационных систем в профессиональной деятельности.

Место дисциплины в структуре ООП 2.

Дисциплина «Информационные системы в электроэнергетике» входит в вариативную часть «Математического и естественнонаучного цикла» подготовки специалистов. Студент, начинающий изучение дисциплины «Информационные системы в электроэнергетике», должен знать информатику, электроэнергетические системы и сети в пределах программы ООП специалиста.

Дисциплины, изучаемые одновременно: «Информатика», «История электроэнергетики».

Последующие дисциплины: «Теоретические основы электротехники», «Материаловедение.

Технология конструкционных материалов».

3. Требования к результатам освоения дисциплины 3.1. В результате освоения дисциплины «Информационные системы в электроэнергетике»

должны быть сформированы следующие компетенции:

- способность применять математический аппарат, в том числе с использованием вычислительной техники, для решения профессиональных задач (ПК-2);

- способность использовать языки, системы и инструментальные средства программирования в профессиональной деятельности (ПК-3);

- способность к освоению новых образцов программных, технических средств и информационных технологий (ПК-8);

- способность применять современные методы исследования с использованием компьютерных технологий (ПК-10);

- способностью решать инженерно-технические и экономические задачи с применением средств прикладного программного обеспечения (ПК-30).

3.2. В результате освоения дисциплины студент должен демонстрировать освоение указанными компетенциями по дескрипторам «знания, умения, владения», соответствующие тематическим модулям дисциплины, и применимые в их последующем обучении и профессиональной деятельности:

- Знать:

З.1. Виды и инструментальные средства информационных технологий, возможности их использования в профессиональной деятельности;

З.2. Основы передачи данных, оборудование, технологии и протоколы локальных и глобальных компьютерных сетей;

З.3. Современные инструментальные средства создания и эксплуатации информационных систем в электроэнергетике;

З.4. Принципы построения, основные программные и технические средства информационных систем в электроэнергетике.

- Уметь:

У.1. использовать компьютерные технологии подготовки, издания, визуализации и презентации текстовых и графических электронных документов;

У.2. использовать системы автоматизированного проектирования электротехнических устройств и объектов электроэнергетики;

У.3. использовать возможности информационных систем, прикладного программного обеспечения для решения эксплуатационных и исследовательских задач электроэнергетики.

- Владеть:

В.1. навыками решения задач электроэнергетики с помощью программ MS Excel, MathCAD;

В.2. навыками работы с графическими редакторами MS Visio, ElectriCS;

В.3. основами моделирования электроэнергетических объектов и процессов в программе MATLAB;

В.4. навыками работы с интерфейсами прикладных программ РТП-3, RastrWin.

3.3. Проектируемые результаты и признаки формирования компетенций.

Проектируемые результаты освоения Индекс компетенции 4. Объем дисциплины и виды учебной работы в часах и зачетных единицах Очная форма обучения Лабораторные работы Самостоятельное изучение материала дисциплины и 98 подготовка к зачетам Курсовая работа (проект) Расчетно-графическая работа Количество часов на экзамен дифференцированный зачет, экзамен) 5. Содержание дисциплины по модулям и видам учебных занятий 5.1. Содержание дисциплины по модулям 1. Информационные технологии. Классификация и принципы построения информационных 2. Подсистемы информационного и методического обеспечения информационных систем в электроэнергетике.

3. Подсистемы технического и программного обеспечения информационных систем в электроэнергетике.

4. Функциональная структура информационной системы в электроэнергетике.

Модуль 1. Информационные технологии. Классификация и принципы Этапы развития и классификация информационных технологий. Л,С Информационные технологии обработки данных и поддержки принятия решений. Экспертные системы. Инструментальные средства информационных технологий. Принципы построения информационных систем и их классификация.

Особенности построения информационных систем в электроэнергетике. Л,С Инструментальные средства проектирования и эксплуатации информационных систем. Функции SCADA-систем. Архитектура SCADA-системы. Применение SCADA-систем в электроэнергетике.

Модуль 2. Подсистемы информационного и методического обеспечения информационных систем в электроэнергетике.

Сбор и преобразование данных в реальном масштабе времени для управления Л,С технологическими процессами в электроэнергетике. Данные для определения технико-экономических показателей работы электроэнергетической системы, эксплуатации и диагностики электрооборудования. Нормативно-справочная информация. Базы данных: модели организации и системы управления.

Методы решения задач цифровой обработки сигналов, анализа статистической Л,С информации, расчета установившихся и переходных режимов в электроэнергетических системах, идентификации параметров объектов электроэнергетики, линейной и нелинейной оптимизации в системах управления этими объектами.

Модуль 3. Подсистемы технического и программного обеспечения информационных систем в электроэнергетике.

Методы измерения электрических величин в электроэнергетике. Л,С Интеллектуальные датчики: характеристики и функциональные возможности микропроцессорных устройств релейной защиты и электронных счетчиков электроэнергии. Программируемые логические контроллеры, устройства сбора и передачи данных, серверы баз данных, автоматизированные рабочие места.

Исполнительные устройства регулирования и управления.

Общие принципы построения компьютерных сетей. Локальные, региональные Л,С и глобальные сети. Методы передачи дискретных данных на физическом уровне. Многоуровневая архитектура компьютерной сети. Общие принципы построения локальных компьютерных сетей. Полевые и промышленные сети информационных систем.

Системное, универсальное и специализированное программное обеспечение Л,С информационных систем. Операционные системы. Программные средства информационных сетей, интернет-технологии. Классификация пакетов прикладных программ. Технологии компьютерного моделирования. Системы автоматизированного проектирования (САПР).

Модуль 4. Функциональная структура информационной системы в Задачи и характеристики подсистемы защит, ручного управления и локальной Л,С автоматики как базового уровня информационной системы. Задачи и характеристики подсистемы централизованного управления и контроля.

Функции и организация автоматизированных систем диспетчерского управления (АСДУ) в электроэнергетике.

Задачи и характеристики подсистемы планирования и учета. Функции и Л,С организация автоматизированных систем контроля и учета электропотреблением (АСКУЭ). Функции и организация автоматизированных систем технического обслуживания и ремонта электрооборудования (АСТОиРЭ). Задачи и характеристики подсистемы оптимизации работы электроэнергетической системы.

5.2. Содержание практических и лабораторных занятий 5.2.1. Содержание практических занятий Цель практических занятий – закрепление теоретического материала дисциплины, овладение методами решения задач.

Модуль 1. Информационные технологии. Классификация и принципы Создание комплексных документов в MS Office. Возможности программы + ElectriCS.

Программное обеспечение SCADA-систем и его основные подсистемы. + Модуль 2. Подсистемы информационного и методического обеспечения информационных систем в электроэнергетике.

Модуль 3. Подсистемы технического и программного обеспечения информационных систем в электроэнергетике.

Основы работы в программе MathCAD. Решение задач электроэнергетики с + помощью программы MathCAD.

Компьютерное моделирование электроэнергетических систем с помощью + программы MATLAB.

Изучение возможностей САПР электротехнических устройств и систем + электроснабжения.

Модуль 4. Функциональная структура информационной системы в Структура и функциональные возможности информационно-измерительных + систем АСКУЭ, АСДУ в электроэнергетике.

Структура и функциональные возможности автоматизированных систем + технического обслуживания и ремонта электрооборудования (АСТОиРЭ).

6. Образовательные технологии.

6.1. Для достижения планируемых результатов освоения дисциплины «Информационные системы в электроэнергетике» используются следующие образовательные технологии:

6.1.1. Информационно-развивающие технологии.

6.1.2. Развивающие проблемно-ориентированные технологии.

6.1.3. Личностно ориентированные технологии обучения.

6.1.4. Метод проектов.

6.1.5. Мотивационные педагогические технологии.

Междисциплинарное 6.2. Интерактивные формы обучения (в соответствии с положением П ОмГТУ 75.03-2012.

«Об использовании в образовательном процессе активных и интерактивных форм проведения учебных занятий») 2 семестр Практические занятия. Работа в команде. Case – Study.

2 семестр Практические занятия. Case – Study. Работа в команде.

2 семестр Практические занятия. Работа в команде. Case – Study.

Модуль 3 СРС. Выполнение ДЗ. Опережающая самостоятельная работа. 2 семестр Практические занятия. Case – Study. Работа в команде.

Самостоятельная работа студентов (указываются все виды работ в соответствии с учебным планом) Самостоятельная работа направлена на закрепление и углубление полученных теоретических и практических знаний, развитие навыков практической работы.

Объем СРС и распределение по видам учебных работ в часах 7.1.

Работа с лекционным материалом, самостоятельное изучение отдельных тем электронных источников; чтение и изучение учебника и учебных пособий.

2. Выполнение домашних заданий, подготовка к практическим занятиям Объем и распределение часов на выполнение СРС произведено на основании опроса студентов.

7.4. Домашнее задание В рамках изучения дисциплины обучающиеся выполняют домашнее задание. Его основная цель закрепить и расширить теоретические знания студента, выработать у него навыки использования универсальных и специализированных программ для решения задач моделирования, проектирования, расчета и анализа режимов работы электроэнергетических систем и входящего в них электрооборудования. Варианты заданий выдаются преподавателем индивидуально для каждого студента и не повторяются в виду многообразия существующего программного обеспечения, схем и типов электрооборудования.

Темы домашнего задания 1. Решение задач электроэнергетики с помощью программы MS Excel (модуль 1).

2. Применение SCADA-систем для автоматизации производства на предприятиях электроэнергетики (модуль 1).

3. Базы данных реального времени (БДРВ) в автоматизированных системах управления электроэнергетическими системами (модуль 2).

4. Методы расчета установившихся режимов в электроэнергетических системах (модуль 2).

5. Топология, оборудование и протоколы полевых и промышленных сетей (модуль 3).

6. Проектирование элементов электроэнергетических систем с помощью специализированных САПР (модуль 3).

7. Оборудование и реализация АСКУЭ в системах электроснабжения (модуль 4).

8. Решение задач оптимизации режимов работы и параметров электроэнергетических систем и входящего в них электрооборудования (модуль 4).

8. Методическое обеспечение системы оценки качества освоения программы дисциплины 8.1. Фонды оценочных средств (в соответствии с П ОмГТУ 73.05 «О фонде оценочных средств по дисциплине») Фонд оценочных средств позволяет оценить знания, умения и уровень приобретенных компетенций.

Фонд оценочных средств по дисциплине «Информационные системы в электроэнергетике»

включает:

- варианты домашнего задания;

- набор вариантов контрольных работ;

- тестовый комплекс;

- задания для проведения занятий в интерактивной форме.

Оценка качества освоения программы дисциплины «Информационные системы в электроэнергетике» включает текущий контроль успеваемости, промежуточную аттестацию (по модулям), итоговую аттестацию.

Студентам предоставлена возможность оценивания содержания, организации и качества учебного процесса.

8.2. Контрольные вопросы по дисциплине Модуль 1.

Этапы развития и классификация информационных технологий.

Инструментальные средства создания программного обеспечения.

Информационные технологии обработки данных их характеристики и назначение.

Информационные технологии поддержки принятия решений.

Принципы построения экспертных систем.

Принципы построения информационных систем и их классификация.

Особенности построения информационных систем в электроэнергетике.

Инструментальные средства проектирования и эксплуатации информационных Функции и архитектура SCADA-систем.

Программное обеспечение SCADA-систем и его основные подсистемы.

SCADA-системы в электроэнергетике.

Модуль 2.

Сбор и преобразование данных в реальном масштабе времени для управления технологическими процессами в электроэнергетике.

электроэнергетической системы, эксплуатации и диагностики электрооборудования.

Нормативно-справочная информация.

Модели организации баз данных.

Системы управления базами данных.

Методы решения задач цифровой обработки сигналов.

Методы решения задач анализа статистической информации.

Методы решения задач расчета установившихся и переходных режимов в электроэнергетических системах.

Задачи идентификации параметров объектов электроэнергетики.

Методы решения задач линейной и нелинейной оптимизации в системах управления объектами электроэнергетики.

Модуль 3.

Интеллектуальные датчики: характеристики и функциональные возможности микропроцессорных устройств релейной защиты.

Интеллектуальные датчики: характеристики и функциональные возможности электронных счетчиков электроэнергии.

Программируемые логические контроллеры, устройства сбора и передачи данных.

Серверы баз данных, автоматизированные рабочие места.

Исполнительные устройства регулирования и управления в электроэнергетике.

Общие принципы построения компьютерных сетей. Локальные, региональные и Методы передачи дискретных данных на физическом уровне.

Многоуровневая архитектура компьютерной сети.

Общие принципы построения локальных компьютерных сетей.

Полевые и промышленные сети информационных систем.

Системное, универсальное и специализированное программное обеспечение Принципы организации операционных систем.

Программные средства информационных сетей, интернет-технологии.

Классификация пакетов прикладных программ.

Технологии компьютерного моделирования.

Системы автоматизированного проектирования (САПР).

Модуль 4.

Задачи и характеристики подсистемы защит, ручного управления и локальной автоматики как базового уровня информационной системы.

Задачи и характеристики подсистемы централизованного управления и контроля.

Функции и организация автоматизированных систем диспетчерского управления (АСДУ) в электроэнергетике.

Задачи и характеристики подсистемы планирования и учета.

Функции и организация автоматизированных систем контроля и учета электропотреблением (АСКУЭ).

Функции и организация автоматизированных систем технического обслуживания и ремонта электрооборудования (АСТОиРЭ).

Задачи и характеристики подсистемы оптимизации работы электроэнергетической 9. Ресурсное обеспечение дисциплины.

9.1. Материально-техническое обеспечение дисциплины 9.1.1. Компьютерный класс – 14 компьютеров на базе процессора Intel Pentium IV с программным обеспечением для расчета потерь электроэнергии;

– мультимедийный проектор;

– сканер Epson;

– принтер Canon.

9.1.2.Технические средства обучения и контроля.

9.1.2.1. Мультимедийное оборудование (проектор, экран, ноутбук):

Проектор Aser P1203 -1 шт.

Интерактивная приставка EIKI-Kit – 1 шт.

Экран автоматический MovieSmart Motor -1 шт.

Ноутбук FSC AMILO – 1 шт.

9.1.3 Вычислительная техника.

9.1.3.1. Проведение практикума на ПЭВМ с использованием программ MATHCAD и 9.2. Учебно-методическое и информационное обеспечение 9.2.1. Основная литература Советов, Б. Я. Информационные технологии: учебник для вузов. – М.: Высшая 9.2.2. Дополнительная литература Максимов, Н. В. Современные информационные технологии: учеб. – М.: Форум, Новгородцев, А. Б. Расчет электрических цепей в MATLAB: учеб. курс. – СПб.:

Силаенков, А. Н. Информационные технологии: учеб. пособие / А. Н. Силаенков;

ОмГТУ. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2006. – 182с.

Информационные технологии в электроэнергетике: метод. указания для проведения лаб. работ / ОмГТУ ; сост.: М. Ю. Николаев [и др.]. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2006. – 31 с.

Расчет электрических и магнитных полей методом конечных элементов с применением комплекса программ ELCUT: учеб. пособие / А. П. Попов [и др.] ;

9.2.3. Периодические издания 1. Электричество: 1989-2013.

2. Промышленная энергетика: 2001-2013.

3. Энергетические системы и их автоматизация: ЭРЖ, 1997-2013.

4. Омский научный вестник. Сер. Приборы, машины и технологии. 2006-2013.

9.2.4. Информационные ресурсы 1. Научная электронная библиотека elibrary.ru 3. Elsevier Engineering.