Razvoj programskih rješenja za industrijske IoT-sustave

Ciljevi predmeta

Upoznavanje s IIOT rješenjima, industrijskim komunikacijskim protokolima za razmjenu procesnih podataka u stvarnom vremenu, aplikacijama za vizualizaciju i upravljanje industrijskim procesima te koncepta digitalnog dvojnika. Učenje korištenja razvojnih platformi nove generacije koje se koriste u industrijskim okruženjima. Osnovni i napredni koncepti razvoja i skriptiranja funkcionalnosti SCADA sustava u Pythonu, JavaScriptu i tehnologijama računarstva u oblaku. Prikaz mogućnosti integracije naprednih tehnoloških koncepata (proširene i miješane stvarnosti) te primjene strojnog učenja i umjetne inteligencije u tehnološkim procesima i industrijskim postrojenjima.

Ishodi učenja

1. razumjeti načela nadzora i upravljanja tehnološkim procesima
2. razumjeti terminologiju tehnoloških procesa i industrijskih sustava
3. definirati programske i sklopovske komponente tehnološkog procesa
4. analizirati programske arhitekture daljinskog upravljanja i nadzora
5. primijeniti metode i koncepte razvoja i skriptiranja funkcionalnosti vizualizacije i upravljanja industrijskim procesima
6. razviti vlastita IIOT rješenja

Tjedni plan nastave

1.    Uvodna razmatranja o predmetu: pregled nastavnih cjelina, organizacija provedbe nastave i ispita. 
2.    Uvod u nadzor, upravljanje i vođenje industrijskim procesima
3.    Softverska arhitektura upravljačko-nadzornih aplikacija (on-prem, hybrid-cloud)
4.    Komunikacijski protokoli u IIOT okruženju (IEC 61850, Modbus, OPC UA…)
5.    Radionica – Minimal SCADA App (SPA Modbus Client)
6.    Uvod u koncept digitalnih blizanaca u industrijskoj automatizaciji
7.    Radionica slučaja primjene - Digitalni blizanac energetske mikromreže
8.    Projektni zadatak
9.    Uvod u primjene AI/ML tehnika na procesnim podacima u upravljačko-nadzornim aplikacijama
10.  Radionica slučaja primjene - Predviđanje potrošnje električne energije
11.  Uvod u primjene AR/MR tehnologija na procesnim podacima u upravljačko-nadzornim aplikacijama
12.  Radionica slučaja primjene – AR vizualizacija Smart Grid postrojenja u stvarnom vremenu
13.  Kibernetička sigurnost sustava industrijske automatizacije
14.  COSS u industrijskoj automatizaciji – poslovni pogled
15.  Provjera projektnog zadatka

Nositelji

izv. prof. dr. sc. Marko Jurčević

izv. prof. dr. sc. Igor Erceg
 


Razvoj programskih rješenja za industrijske IoT-sustave

Opis predmeta

Vještina nudi studentima priliku za upoznavanje s IIOT rješenjima, industrijskim komunikacijskim protokolima za razmjenu procesnih podataka u stvarnom vremenu, aplikacijama za vizualizaciju i upravljanje industrijskim procesima te koncepta digitalnog dvojnika. Studenti će naučiti primjenjivati razvojne platforme nove generacije koje se koriste u industrijskim okruženjima. Obrađivati će se osnovni i napredni koncepti razvoja i skriptiranja funkcionalnosti SCADA sustava u Pythonu, JavaScriptu i tehnologijama računarstva u oblaku. Dodatno, bit će prikazane mogućnosti integracije naprednih tehnoloških koncepata (proširene i miješane stvarnosti) te primjene strojnog učenja i umjetne inteligencije u tehnološkim procesima i industrijskim postrojenjima.

Oblici nastave

Predavanja

Predavanja

Mješovito e-učenje

Mješovito e-učenje

Terenska nastava

Terenska nastava

Samostalni zadaci

Projekt

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Seminar/Projekt 0 % 50 % 0 % 0 %
Međuispit: Pismeni 0 % 25 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 0 % 25 %
Ispit: Usmeni 100 %

Tjedni plan nastave

  1. Uvodna razmatranja o predmetu: pregled nastavnih cjelina, organizacija provedbe nastave i ispita. Uvod u nadzor, upravljanje i vođenje industrijskim procesima
  2. Softverska arhitektura upravljačko-nadzornih aplikacija (on-prem, hybrid-cloud)
  3. Komunikacijski protokoli u IIOT okruženju (IEC 61850, Modbus, OPC UA…)
  4. Radionica – Minimal SCADA App (SPA Modbus Client)
  5. Uvod u koncept digitalnih blizanaca u industrijskoj automatizaciji
  6. Radionica slučaja primjene - Digitalni blizanac energetske mikromreže
  7. Projektni zadatak
  8. Međuispiti
  9. Uvod u primjene AI/ML tehnika na procesnim podacima u upravljačko-nadzornim aplikacijama
  10. Radionica slučaja primjene - Predviđanje potrošnje električne energije
  11. Uvod u primjene AR/MR tehnologija na procesnim podacima u upravljačko-nadzornim aplikacijama
  12. Radionica slučaja primjene – AR vizualizacija Smart Grid postrojenja u stvarnom vremenu
  13. Kibernetička sigurnost sustava industrijske automatizacije
  14. COSS u industrijskoj automatizaciji – poslovni pogled
  15. Provjera projektnog zadatka

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
Vještine - dipl.studij_FER3 - 1. semestar (1. semestar)
Vještine - dipl.studij_FER3 - 3. semestar (3. semestar)
Vještine - dipl.studij_FER3 - 1. semestar (1. semestar)
Vještine - dipl.studij_FER3 - 3. semestar (3. semestar)
Vještine - dipl.studij_FER3 - 1. semestar (1. semestar)
Vještine - dipl.studij_FER3 - 3. semestar (3. semestar)
[FER2-HR] Automatika - profil
Vještine - dipl.studij - 1. semestar (1. semestar)
Vještine - dipl.studij - 3. semestar (3. semestar)
[FER2-HR] Bežične komunikacijske tehnologije - profil
Vještine - dipl.studij - 1. semestar (1. semestar)
Vještine - dipl.studij - 3. semestar (3. semestar)
[FER2-HR] Elektroenergetika - profil
Vještine - dipl.studij - 1. semestar (1. semestar)
Vještine - dipl.studij - 3. semestar (3. semestar)
[FER2-HR] Elektroničko i računalno inženjerstvo - profil
Vještine - dipl.studij - 1. semestar (1. semestar)
Vještine - dipl.studij - 3. semestar (3. semestar)
[FER2-HR] Elektronika - profil
Vještine - dipl.studij - 1. semestar (1. semestar)
Vještine - dipl.studij - 3. semestar (3. semestar)
[FER2-HR] Elektrotehnički sustavi i tehnologija - profil
Vještine - dipl.studij - 1. semestar (1. semestar)
Vještine - dipl.studij - 3. semestar (3. semestar)
[FER2-HR] Obradba informacija - profil
Vještine - dipl.studij - 1. semestar (1. semestar)
Vještine - dipl.studij - 3. semestar (3. semestar)
[FER2-HR] Programsko inženjerstvo i informacijski sustavi - profil
Vještine - dipl.studij - 1. semestar (1. semestar)
Vještine - dipl.studij - 3. semestar (3. semestar)
[FER2-HR] Računalno inženjerstvo - profil
Vještine - dipl.studij - 1. semestar (1. semestar)
Vještine - dipl.studij - 3. semestar (3. semestar)
[FER2-HR] Računarska znanost - profil
Vještine - dipl.studij - 1. semestar (1. semestar)
Vještine - dipl.studij - 3. semestar (3. semestar)
[FER2-HR] Telekomunikacije i informatika - profil
Vještine - dipl.studij - 1. semestar (1. semestar)
Vještine - dipl.studij - 3. semestar (3. semestar)

Literatura

Stuart G McCrady (2013.), Designing SCADA Application Software, Elsevier
Herbert Falk (2018.), IEC 61850 Demystified, Artech House
Mini S. Thomas, John Douglas McDonald (2017.), Power System SCADA and Smart Grids, CRC Press
Edward J. M. Colbert, Alexander Kott (2016.), Cyber-security of SCADA and Other Industrial Control Systems, Springer

Predavanja

Za studente

Izvedba

ID 229230
  Zimski semestar
3 ECTS
R1 Engleski jezik
R2 E-učenje
30 Predavanja
0 Seminar
0 Auditorne vježbe
15 Laboratorijske vježbe
0 Konstrukcijske vježbe

Ocjenjivanje

izvrstan
vrlo dobar
dobar
dovoljan