DEPARTAMENTO DE FÍSICA

 

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Ano letivo: 2002-2003
Especificação técnica - ficha curricular
N.B. estas fichas estão definidas apenas desde 2007 (acordo de Bolonha).

Elementos especificos
código da disciplinaciclo de estudossemestre lectivocréditos ECTSlíngua de ensino
26pt *)

*) N.B.  se houver estudantes que não falem português a língua é o inglês.

Objectivos formativos
Compreender a arquitectura global de um sistema de telemetria ou de telegestão, suas componentes, funções e características;
Compreender os sistemas SCADA e as suas aplicações;
Compreender os aspectos relativos às Comunicações, respectivos protocolos e meios físicos incluindo as redes de sensores sem fios;
Capacidade de utilizar e especificar sistemas de telemetria e de telegestão.
Programa genérico mínimo

1. Sistemas SCADA - Sistemas de Supervisão, Controlo e Aquisição de Dados
Definição, Exemplos de aplicação, Elementos de um SCADA, Breve história: desenvolvimento da telemetria; Dependência/correlação com as comunicações e com os computadores. Arquitectura global dos sistemas de telemetria e de telegestão.

2. Sensores, Actuadores e Controlo Remoto
Definições, características e terminologia; Principais tipos de sensores: classificação, especificação e exemplos; Conversão analógico-digital e digital-analógica; Condicionamento de sinal, calibração e compensação; Sistemas de aquisição de dados; Sensores inteligentes; Controlo de processos; Instrumentação de controlo; Tolerância a falhas.

3. Sistemas Remotos de Tempo Real
Definições, conceitos básicos e breve história; STRs (Sistemas de Tempo Real) e RTUs (Remote Terminal Units), problemas críticos e exemplos de aplicação; Técnicas de projecto do hardware e do software de um STR; Robustez e fiabilidade, multiprocessamento, tolerância a falhas.

4. Comunicações de Dados
Componentes de um sistema de comunicações; Comunicações série, protocolos e controlo de erros; Comunicação síncrona e assíncrona, modems; Comunicações por cabo, fibra óptica, via rádio e por satélite; WANs, LANs e Internet.


5. Comunicações via Rádio, Redes de Sensores sem Fios
Transmissão de dados sem fios: a curta distância, via GSM/GPRS/UMTS, via satélite; modems rádio.
Taxonomia e arquitectura das redes de sensores sem fios; Espaço e objectos monitorizados; Gestão de energia, protocolos de comunicação e métodos de encaminhamento; Desafios e tolerância a falhas.

6. Unidades de Gestão / Supervisão
Interfaces com o utilizador; Considerações de segurança; Informação de estado; Alarmes e interfaces de controlo; Armazenamento e processamento de dados; Gráficos e relatórios; Sistemas de supervisão com redundância.

7. SCADA e Telegestão: aspectos económicos e perspectivas futuras
Análise de custos versus benefícios; Investimento, manutenção e operação; Benefícios de operação e redução de custos do processo; Tecnologias emergentes: capacidade/custo processamento e das comunicações.

Pré-requisitos
Electrónica
Sinais e Sistemas
Interfaces e Sistemas de Aquisicao de Dados
Competências genéricas a atingir
. Competência em análise e síntese;
. Competência em comunicação oral e escrita;
. Competência em trabalho em grupo;
. Competência em entender a linguagem de outros especialistas;
. Competência em aprendizagem autónoma;
. Conhecimento de uma língua estrangeira;
. Competência para resolver problemas;
. Uso da internet como meio de comunicação e fonte de informação;
. Competência em raciocínio crítico;
. Iniciativa e espírito empreendedor;
(por ordem decrescente de importância)
Horas lectivas semestrais
aulas teórico-práticas30
aulas práticas laboratoriais30
total horas lectivas60

Método de avaliação
Relatório de seminário ou visita de estudo15 %
Trabalho laboratorial ou de campo15 %
Trabalho de síntese20 %
Exame50 %

Bibliografia de referência

SCADA: Supervisory Control and Data Acquisition, 3/e,  Stuart A. Boyer, ISA - Instrumentation, System & Automation, USA, 2004.

Understanding Data Communications, 7th Edition, Gilbert Held, Addison Wesley, 2002

Wireless Sensor Networks, A Systems Perspective Bulusu, Nirupama e Jha, Sanjay Artech House, 2005

Measurement Systems and Sensors, Nawrocki, Waldemar, Artech House, 2005

Real-Time Design and Analysis. An Engineers Handbook, Laplante, Philip A., 2nd Edition, Wiley Interscience, 1997.

Método de ensino
Apresentação dos diferentes conteúdos lectivos apoiados com visitas a empresas utilizadoras de sistemas de telegestão proprorcionando o contacto com casos reais.
Realização de um trabalho laboratorial focando essencialmente na componente de comunicações e de um trabalho de síntese que obrigará os alunos a fazer pesquisa bibliográfica e uma exposição oral.
Os alunos serão incentivados a trabalhar em grupo.
Recursos específicos utilizados
Laboratório de instrumentação equipado com alguns computadores com modems.