ČERNÍK, M. Modelování teplovodní výměníkové stanice a její regulace [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2022.
Student Michal Černík odevzdal práci na téma simulace regulace teplovodní výměníkové stanice, která se fyzicky nachází v laboratoři UAMT FEKT. Na své práci začal pracovat relativně pozdě – přibližně od poloviny semestru, i přesto, že měl práci zadanou již podruhé. Byl schopen samostatně nastudovat potřebnou literaturu a zjistit technické parametry použitého vybavení, čímž se detailně obeznámil s technologií výměníku. Elektrická část stanice byla zastaralá a nevyhovující, proto student navrhl nové schéma elektrické části. Zapojení realizoval vlastnoručně a koncem semestru ho i otestoval. Jedinou nefunkční částí byly čerpadla. V důsledku špatného plánování tuto skutečnost odhalil až těsně před odevzdáním práce. Studenta na s. 28 uvádí: „Pravděpodobnou příčinou závady čerpadel je spálené vinutí…“ Ve skutečnosti si vyžadovali jen odpojení a vypláchnutí teplou vodou. Práce je standardního rozsahu. V první kapitole student uvádí všechnu potřebnou teorii. Věnuje se popisu použitých akčních členů, snímačů a PLC, čímž splnil první bod zadání. Vytvořená dokumentace výměníkové stanice je prezentovaná ve druhé kapitole, avšak v nižší kvalitě než v elektronické příloze práce. Obrázky jsou do práce vložené formou nepěkné ztrátové grafiky. Souvislost mezi elektrickým zapojením na obr. 2.2–2.3, proměnnými v tab. 2.1 a adresami v PLC na obr. 2.8–2.11 není vůbec vysvětlena. Řešení druhého bodu zadání tedy považuji za nevyhovující. Druhá kapitola dále dokumentuje studentem vytvořenou vizualizaci procesu pro dotykový panel. Řešení vizualizace na obr. 2.13 považuji za úplný základ. Místo grafických prvků (požadovaných v pátém bodě zadání) vizualizace obsahuje pouze numerické ukazatele bez fyzikálních jednotek a bližšího popisu jejich funkce. Uživatel neví, jestli jde o vstupná nebo výstupná numerická pole. Dá se říct, že pátý bod zadání student splnil dostatečně. Třetí kapitolu vyhradil tvorbě simulace technologie a regulátoru v prostředí Simulink. Zde zohlednil nejdůležitější vlastnosti systému, jako např. postupný přenos tepla potrubími, nenulový tepelný odpor výměníku, činnost jednotlivých ventilů atd. Student sice neměl možnost měřit časové konstanty reálné soustavy, ale i tak třetí bod řešení hodnotím velmi dobře. Podkapitola 3.3 se věnuje čtvrtému bodu zadání, kterou je návrh PID regulátoru metodou Zieglera-Nicholse. Z neznámého důvodu student nevyužil hotový model z této kapitoly. Místo toho navrhl regulátor pro úplně jinou soustavu. Řešení čtvrtého bodu proto považuji za naprosto nevyhovující. Výsledky, které student dosáhl, spočívají v téměř zprovozněné výměníkové stanici a vytvoření jejího matematického modelu. Po dokončení tyto výsledky představují potenciál při výuce v předmětech BPC-PPA a MPC-AUP. Oceňuji, že student svou práci prezentoval na mezinárodní konferenci Student EEICT, avšak, i přes velikou snahu studenta dokončit práci včas, by si odevzdaná práce vyžádala několik dalších dní na dokončení. Vzhledem k nesplnění druhého a čtvrtého bodu zadání a kvůli nedostatečné prezentační úrovni výsledné technické zprávy klasifikuji práci známkou „nevyhovující“. Student Michal Černík u mě získal 39 bodů.
Cílem předložené práce bylo analyzovat a upravit model výměníkové stanice tak, aby bylo možné vytvořit projektovou dokumentaci technologie a následně implementovat dynamický model tepelné soustavy výměníku. Pro tento model měla být následně navržena a optimalizována regulace. Zadání práce bylo spíše praktické a jeho obtížnost je průměrná. Formální stránka předloženého dokumentu je na velmi nízké úrovni. Rozsah práce zdánlivě odpovídá minimálnímu doporučenému rozsahu (32 stran od úvodu po závěr), nachází se v ní však přibližně 10 stran zbytečných ilustrací, tedy zbytečně velkých, nebo úplně postradatelných obrázků, které nepřinášejí práci žádnou informační hodnotu. Ze zbylých 22 stran se pak přibližně na 7 stranách nachází původní práce studenta. V textu se rovněž vyskytují stylistické, sémantické a syntaktické chyby. Po formální, jazykové a prezentační stránce dokument neodpovídá požadavkům na bakalářskou závěrečnou práci. Prvním bodem zadání bylo provést analýzu stávajícího modelu výměníkové stanice v laboratoři UAMT. Tento bod zadání se student snažil zpracovat v rámci první kapitoly. V textu jsou uvedeny obecné a značně povrchní informace o některých akčních a senzorických členech systému. Není zde však uveden ani celkový popis výměníkové stanice ani detailní popis její funkce. Jedna z nejobsáhlejších částí této kapitoly, podkapitola 1.2.2, se chybně zabývá popisem elektromagnetického ventilu, přičemž jak na výměníkové stanici, tak i na přiložené ilustraci se nachází třícestný servo-ventil. Vypracování prvního bodu zadání považuji za nevyhovující. Druhým bodem zadání bylo vytvoření projektové dokumentace technologie a s tím spojené nezbytné úpravy pro navazující činnosti. Touto problematikou se zabývá kapitola 2, která obsahuje chybně sestavené procesní schéma technologie, dílčí obvodová zapojení (výstřižek z elektrotechnické dokumentace která je v příloze) a několik tabulek s popisem vstupních a výstupních signálů, které však nejsou nijak uvedeny do kontextu s procesním a elektrickým schématem. U elektrotechnické dokumentace chybí odůvodnění a vysvětlení dílčích zapojení. Průvodní text této kapitoly nemá téměř žádnou informační hodnotu. Student v této kapitole rovněž popisuje zprovoznění výměníkové stanice a tvrdí že, cituji: „lze s jistotou tvrdit, že je tato stanice bezpečná“. Krom toho že práce neobsahuje výsledky žádných konkrétních měření, nebo popisu testů, které byly provedeny, lze již při prvním pohledu na rozvaděč výměníkové stanice konstatovat, že bude bezpečnější se jí nedotýkat, v ideálním případě se k ní ani nepřibližovat. Předložené výsledky neodpovídají požadavkům na technickou dokumentaci, a proto tento bod zadání považuji za nesplněný. Třetím bodem zadání byla implementace dynamického modelu tepelné soustavy výměníku v prostředí Matlab Simulink. S touto částí souvisí identifikace systému výměníku a následné vytvoření modelu a jeho simulace v prostředí Matlab Simulink. Za tímto účelem student vytvořil jednoduchý ovládací program a navrhl postup měření za využití nástroje Trace v rámci IDE TiaPortal. Měření nebylo realizováno z důvodu nefunkčnosti oběhových čerpadel. Student tedy vytvořil dynamický model, ve kterém jednotlivé časové konstanty určil kvalifikovaným odhadem a ověřil funkčnost modelu pomocí přechodových charakteristik pro různé účinnosti výměníku. Čtvrtým bodem zadání byl návrh regulátoru a jeho optimalizace. Tímto bodem se student zabývá v podkapitole 3.3. Předmětem regulace měl být model vytvořený v rámci předchozího bodu zadání. Student však v této kapitole navrhuje úplně jiný matematický model, který dle mého názoru neodpovídá předložené soustavě. Pro tento model pak navrhuje regulátor prostřednictvím metody Ziegler-Nichols. Výsledky navržené regulace aplikované na soustavu a její zhodnocení nejsou v práci uvedeny. Z tohoto důvodu považuji řešení výše zmiňovaného bodu zadání jako nevyhovující, případně neexistující. Pátým bodem zadání bylo doplnit řídicí systém o vhodnou vizualizaci umožňující monitoring řízeného procesu. Tento úkol student splnil a navrhované HMI je uvedeno na obrázku 2.13. Závěrem lze tedy říci, že dva body zadání byly vypracovány neuspokojivě a jeden bod nebyl splněn vůbec. Vzhledem ke všem výše uvedeným informacím hodnotím práci 30 body, F.
eVSKP id 141463