Læringsutbytte

En kandidat som har fullført dette emnet, skal ha følgende læringsutbytte:

Kunnskap:

• Kan beskrive oppbygning og virkemåte for automatiseringssystemer basert på tilbakekoplet regulering med PID-regulator (proporsjonal-integral-derivat), foroverkopling og prediktiv regulering, med anvendelser innen industri og vannkraft.
• Kan beregne statikk på synkrongeneratorer.

Ferdigheter:

• Kan utforme og dokumentere strukturen for et automatiseringssystem for et gitt system i industri og vannkraftproduksjon i form av blokkdiagram og teknisk flytskjema (eng.: piping & instrumentation diagram (P&I D)).
• Kjenner til ulike måter å regulere generatorer på mht. frekvens og spenning.
• Kan utføre praktiske forsøk med innstilling av regulatorer.
• Kan søke etter informasjon om automatiseringssystemer.

Generell kompetanse

• Har innsikt i miljømessig og økonomisk nytte av automatiseringsfaget.
• Kan formidle resultater fra automatiseringsprosjekter.
• Kan samarbeide med andre studenter om automatiseringsprosjekter.

Innhold

• Systemteori for dynamiske systemer: Matematisk modellering med differensiallikninger, tilstandsrommodeller, transferfunksjoner og frekvensrespons. Prosessdynamikk. Programmering (implementering) av simulatorer. (Laplacetransformasjonen, som er grunnlaget for transferfunksjoner, introduseres i emnet.)
• Reguleringsteknikk: Hensikten med regulering. Tilbakekoplet regulering med PID-regulator (reguleringssløyfe). Komponenter i reguleringssløyfen, inkl. industrielt automatiseringsutstyr, aktuatorer (pådragsorganser) og sensorer. Regulatorinnstilling. Foroverkopling. Kaskaderegulering. Forholdsregulering. Stabiliserende regulering av prosessanlegg. Dokumentasjon av reguleringssystemer med blokkdiagram og tekniske flytskjemaer. Faktorer som påvirker stabiliteten for en reguleringssløyfe. Stabilitetsmarginer. Frekvensresponsanalyse. Introduksjon til prediktiv regulering (eng.: model-based predictive control (MPC)).
• Bruk av LabVIEW for simulering og implementering av reguleringssystemer

• Vannkraftregulering

• Gjennomgang av vannkraftsystemer fra hydrologi til forbruker. Drift og reguleringsmuligheter. Det vil bli lagt størst vekt på vannkraft, men også andre kraftkilder som for eksempel vind-, og termisk kraft vil bli omtalt.

Arbeids- og læringsformer

Selvstudium, forelesninger, teoriøvinger, simuleringer, prosjektarbeid, laboratoriearbeid, ekskursjon.

Vurderingsformer

Underveisvurdering: Alle prosjekt- og laboratorieoppgavene i emnet må være gjennomført på godkjent måte for å kunne fullføre (bestå) emnet.

Sluttprøve: Skriftlig eksamen teller 100 % på sluttkarakteren når prosjekt- og laboratorieoppgavene er gjennomført på godkjent måte.

Det tas forbehold om mindre justeringer i planen.