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) og foroverkopling, 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 (piping & instrumentation diagrams).
• 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, inkl. tilstandsrommodeller, transferfunksjoner og frekvensrespons. Prosessdynamikk. (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 og sensorer. Regulatorinnstilling. Foroverkopling. Kaskaderegulering. Forholdsregulering. Stabiliserende regulering av prosessanlegg. Dokumentasjon av reguleringssystemer med blokkdiagram og tekniske flytskjemaer (piping & instrumentation diagrams). Faktorer som påvirker stabiliteten for en reguleringssløyfe. Stabilitetsmarginer. Frekvensresponsanalyse av reguleringssystemer. Introduksjon til prediktiv regulering (eng.: model-based predictive control (MPC)).
• Vannkraftregulering
• PC-basert automatiseringssystem.
• 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.