Aktuální vydání

celé číslo

08

2019

MSV 2019 v Brně

celé číslo

Dvadsať rokov katedry automatizovaných systémov riadenia (KASR)

číslo 12/2004

Dvadsať rokov katedry automatizovaných systémov riadenia (KASR)

Vznik prvých katedier automatizácie na Slovensku koncom 50. rokov dvadsiateho storočia bol vyvolaný celosvetovou a celospoločenskou potrebou zvýšenia produktivity a kvality nových výrob a zavádzaním mechanizácie a automatizácie predovšetkým do strojárenstva, energetiky a do chemického priemyslu.

Založenie nového vedného odboru technická kybernetika urýchlilo proces zriaďovania katedier automatizácie na Slovensku. Prvá katedra s takýmto zameraním s názvom katedra automatizácie a regulácie (KAR) bola zriadená na Slovenskej vysokej škole technickej v Bratislave 1. septembra 1959. Práve s touto katedrou sú úzko späté vznik a história katedry automatizovaných systémov riadenia (KASR). Pod vplyvom rozvoja kybernetiky, výpočtovej techniky a numerických metód sa začiatkom 80. rokov začali odčleňovať nové katedry zaoberajúce sa detailnejšie a hlbšie výpočtovou technikou, logickým riadením, riadiacimi systémami a projektovaním automatizovaných systémov riadenia. Toto obdobie bolo charakteristické novými objavmi v prírodných vedách, predovšetkým v matematike a vo fyzike. Tie viedli k rozvoju metód automatického riadenia a ich algoritmizácii, ako aj k vývoju nových riadiacich systémov na báze mikroprocesorov a mikropočítačov.

Vznik a história KASR

Katedra automatizovaných systémov riadenia vznikla v tomto dynamickom období v roku 1983 odčlenením sa od katedry automatizácie a regulácie. Jej hlavným cieľom bolo vychovávať absolventov schopných riešiť úlohy súvisiace s komplexnou automatizáciou spojitých technologických a výrobných procesov a celých výrobných odvetví v kontexte technických, ergonomických, ekonomických a spoločenských aspektov. Od začiatku vzniku boli profil katedry a jej smerovanie formované tromi poprednými osobnosťami: prof. M. Šalamonom, prof. V. Kalašom a prof. J. Bízikom, ktorý bol zároveň prvým vedúcim KASR (1983–1990). Druhým vedúcim KASR bol prof. J. Murgaš (1991–1997) a od roku 1998 až doposiaľ je vedúcim katedry prof. Š. Kozák.

Vývoj metód automatického riadenia, ich algoritmizácia a implementácia v priemyselnej praxi tvorili dominantnú oblasť výskumnej činnosti KASR predovšetkým v spolupráci s Ústavom technickej kybernetiky SAV v Bratislave a Ústavom informace a automatizace ČSAV v Prahe, ako aj s ostatnými univerzitnými pracoviskami v bývalom Československu. Na základe výskumných riešení a spolupráce s týmito poprednými akademickými pracoviskami sa realizovali prvé priemyselné aplikácie riadiacich algoritmov v rôznych oblastiach (cukrovarníctvo, vodné a tepelné elektrárne, výroba papiera a celulózy, hydraulické systémy, textilný a obuvnícky priemysel a pod.) pomocou riadiacich počítačov RPP16, PDP11, PDP34 a pod.

V súlade s celosvetovým trendom rozvoja distribuovaných riadiacich systémov sa v 80. rokoch na KASR vytvoril výskumný kolektív, ktorý sa zaoberal metódami decentralizovaného riadenia a výrazne ovplyvnil výskumnú orientáciu katedry. Táto výskumná skupina dosiahla výrazné výsledky na medzinárodnej úrovni predovšetkým v energetike. Pracovníci KASR boli zapojení do riešenia mnohých ďalších výskumných úloh základného a aplikovaného výskumu súvisiacich s rozvojom moderných metód riadenia a ich aplikáciou v energetike, chemicko-technologických procesoch a v iných priemyselných odvetviach.

Katedra ASR ako prvé z pracovísk na Slovensku vypracovala metodiku a navrhla a realizovala algoritmy riadenia odberu elektrickej energie. Medzi ďalšie výrazné výskumné úspechy KASR patrí riešenie výskumnej úlohy zaoberajúcej sa problematikou aplikácie automatizovaných systémov riadenia v energetike a v priemysle. Popri riešení úloh súvisiacich so stabilizáciou procesov v energetike sa pracovníci KASR zapojili do riešenia úloh v plynárenskom priemysle (modelovanie, riadenie a vizualizácia plynárenských procesov v zásobníkoch plynu, návrh číslicových mikropočítačových systémov hydraulických procesov, návrh riadiacich algoritmov s mikropočítačovou realizáciou pre vyváranie čpavku pri výrobe niklu a pod.). Uvedené praktické úlohy zavádzania riadiacich systémov boli realizované v spolupráci s poprednými výskumnými pracoviskami na Slovensku, napr. s Výskumným ústavom hydraulických mechanizmov v Novej Dubnici, Výskumným ústavom chemickej technológie v Bratislave a Ústavom aplikovanej kybernetiky v Bratislave.

Vďaka dosiahnutým výskumným a aplikačným výsledkom významným v celoeurópskom a celosvetovom meradle, ako aj na základe výraznej publikačnej činnosti svojich pracovníkov bola KASR poverená organizáciou niekoľkých medzinárodných konferencií. V rokoch 1996, 2000 a 2004 KASR organizovala konferencie Riadenie v energetike – Control of Power Systems. Tieto konferencie boli integrujúcim faktorom spolupráce popredných výskumných a aplikačných kolektívov z celého sveta zaoberajúcich sa širokospektrálnou analýzou komplexných úloh riadenia procesov v energetike. Výskumné výsledky kolektívu KASR boli taktiež akceptované a ocenené Medzinárodnou organizáciou pre automatické riadenie (International Federation of Automatic Control – IFAC). Tá umožnila KASR organizovať dve medzinárodné konferencie s názvom IFAC Workshop New Trends in Design of Control Systems, ktoré sa konali v rokoch 1994 a 1997 v Smoleniciach a na ktoré nadväzovali dve konferencie IFAC Conference Control Systems Design, konané v rokoch 2000 a 2003 v Bratislave. Vytvorené medzinárodné kontakty sa stali odrazovým mostíkom pre spoluprácu medzinárodných výskumných kolektívov v oblasti výučby (TU Viedeň, IRCCyN Nantes, TU Coventry apod.) a v rámci projektov EU (Leonardo da Vinci I, II, 5. rámcový program EU).

Katedra vždy mala a má bohaté medzinárodné kontakty. Bola koordinátorom dvoch zahraničných projektov. V projekte Advanced Control Methods Applied in Industrial Engineering v rámci programu EU Leonardo da Vinci I spolupracovala s poprednými univerzitami v Európe (TU Maribor, Slovinsko; TU Viedeň, Rakúsko; Ruhr University Bochum a TU Bremen, SRN; IRCCyN Nantes, Francúzsko) a s dvoma aplikačnými pracoviskami (Kybernetika, s. r. o., Košice; Sommer, Ltd., Rakúsko).

KASR v súčasnosti

V súčasnosti je KASR jednou zo štyroch katedier garantujúcich výučbu predmetov pre bakalárske a inžinierske štúdium v študijnom programe priemyselná informatika a kybernetika. Má tri základné oddelenia: oddelenie metódy automatického riadenia, oddelenie riadenie technologických procesov a oddelenie priemyselné informačné technológie. Na KASR pôsobia poprední odborníci v oblastiach robustné riadenie (prof. V. Veselý, prof. Š. Kozák), adaptívne riadenie (prof. J. Murgaš), optimalizácia, identifikácia a modelovanie (doc. P. Hudzovič), inteligentné metódy riadenia (prof. Š. Kozák), diskrétne udalostné systémy (doc. B. Hrúz) a modelovanie a riadenie výrobných a logistických procesov (doc. Z. Králová).

Jednou z ďalších efektívnych foriem výchovy nových odborníkov vo vednom odbore automatizácia a riadenie je aj doktorandské štúdium. Na KASR sa už od jej vzniku venovala veľká pozornosť výchove mladých vedeckých pracovníkov. Svedčí o tom aj vysoký počet obhájených kandidátskych a doktorandských prác (viac ako 40). V spolupráci so zahraničnými univerzitami (Nantes, Bochum) je zabezpečovaná aj spoločná forma výchovy doktorandov.

Tak ako sa rozvíjali nové smery riešenia problémov automatického riadenia, tak sa aj na KASR menil a modifikoval obsah výučby a štruktúra predmetov. V súčasnosti vznikli nové predmety súvisiace s riadením diskrétnych procesov na báze Petriho sietí, s priemyselnou informatikou a projektovaním riadenia priemyselných procesov, databázovými systémami, riadením a diagnostikou procesov prostredníctvom internetu a intranetu a webových technológií, ďalej predmety zaoberajúce sa inteligentnými metódami riadenia na báze fuzzy množín a neurónových sietí a predmety aplikačného zamerania orientované na výučbu a aplikácie metód riadenia v elektrizačných systémoch.

V rámci štúdia v anglickom jazyku pre zahraničných študentov zabezpečuje KASR výučbu predmetov Linear Control Systems, Process Control, Large Scale Systems, Control Systems Software a Discrete Event Dynamic Systems.

Na výučbu zabezpečovanú KASR sú využívané vysoko špecializované laboratóriá, umožňujúce overovať nové metódy riadenia na laboratórnych modeloch s využitím riadiacich systémov popredných výrobcov riadiacej a automatizačnej techniky (Rockwell Automation – Allen Bradley, Siemens, Honeyvell, Schneider Electric a i.). Katedra má sedem špecializovaných laboratórií, a to laboratórium lineárnych systémov, laboratórium optimálneho riadenia, laboratórium adaptívneho riadenia, laboratórium riadenia procesov, laboratórium softvéru riadiacich systémov, laboratórium priemyselných informačných technológií a laboratórium riadenia diskrétnych procesov.

Výskumnou činnosťou sa v súčasnosti zaoberajú dva riešiteľské kolektívy KASR; z nich jeden rieši výskum a vývoj adaptívnych a robustných metód riadenia a druhý je zameraný na výskum a vývoj inteligentných metód modelovania a riadenia. Pracovníci sa zúčastňujú školení a seminárov v laboratóriách KASR, kde sú oboznamovaní s novými metódami riadenia a pripravovaní pre zvládnutie aplikácií týchto metód v priemysle.

Budúcnosť KASR, jej výskumných a výučbových aktivít a jej pracovísk a oddelení je úzko spätá s vývojom moderných metód riadenia založených na nových robustných, adaptívnych a inteligentných prístupoch a na informačných a telekomunikačných technológiách. V súlade so zámermi budovania moderných efektívnych foriem a štruktúr výskumných a výučbových centier má KASR ambície byť jedným z dominantných pracovísk koordinujúcich procesy výučby, výskumu a aplikácií v oblasti automatizácie a priemyselnej informatiky v napojení na popredné univerzitné a výskumné pracoviská na Slovensku a v zahraničí.

prof. Ing. Štefan Kozák, PhD.,
prof. Ing. Juraj Bízik, DrSc.,
katedra automatizovaných systémov riadenia,
Fakulta elektrotechniky a informatiky,
Slovenská technická univerzita, Bratislava
(kozak@kasr.elf.stuba.sk)

Inzerce zpět