IRE20621 Reguleringsteknikk med simulering og PLS (Høst 2022)

Emnet er tilknyttet følgende studieprogram

Obligatorisk emne i Bachelorstudium i ingeniørfag -elektro: elektronikk og grønn energi, samt for TRESS og Y-veien tilknyttet dette studieprogrammet. 

Anbefalte forkunnskaper

IRF 10721 Ingeniørmatematikk, IRE10521 Elektriske kretser, IRE12521 Digitalteknikk, mikrokontrollere og programmering 

Undervisningssemester

3. semester (høst)

Studentens læringsutbytte etter bestått emne

Kunnskap 

• Kunne formulere lineære modeller for elektriske og fysiske systemer 

• Kunnskap om prinsipper og strukturer for regulering av lineære systemer 

• har grunnleggende forståelse for betingelsene for stabilitet i tilbakekoblede systemer, og kan bestemme regulatorparametere for de vanligste typer regulatorer 

• Har kunnskap om hvorledes en kan sette opp en simuleringsmodell for et dynamisk system 

• kunnskap om de definerte programmeringsspråkene i IEC61131-3 

• kunnskap om hvordan et PLS program skal struktureres 

• Kunnskap om realisering av en diskret PID regulator i PLS 

• kunnskap om de vanligste målemetoder for strømning, temperatur, trykk og nivå 

Ferdigheter 

• sette opp lineære matematiske modeller for elektriske og fysiske systemer 

• analysere egenskapene ved kontinuerlige dynamiske systemer vha matematikk og simuleringsverktøy 

• foreslå og sette opp reguleringsstrukturer for lineære systemer 

• gjennomføre regulatorinnstiling vha egnede praktiske og/eller teoretiske metoder 

• gjøre simuleringer av fysiske og elektriske systemer i Matlab/Simulink   

• kunne utarbeide funksjonsbeskrivelse for et logisk styresystem med bakgrunn i en funksjonsspesifikasjon 

• programmere en PLS 

• Dokumentere et PLS basert styringssystem 

Generell kompetanse 

• prosessforståelse og systemtenkning 

• lineær systemer som representasjon av fysiske og elektriske system 

• forskjellene mellom teoretiske løsninger og praktiske løsninger innen anvendelse av modellering og regulering  

• overordnet forståelse av utvikling og dokumentering av systemer for automatisk styring av maskiner og industrielle prosesser og bidra praktisk i vurderinger, testing og simulering med tanke på ressursbruk, økonomi og sikkerhet. 

• skal kunne planlegge og gjennomføre prosjekter, både alene og som deltaker i en gruppe. 

Innhold

• Gjennomgang av reguleringssystemer og PID-regulatorer 

• Energibalanse i dynamiske systemer 

• Matematisk modellering 

• Bruk av Matlab og Simulink 

• Laplace transform 

• Blokkdiagram og transferfunksjoner 

• Tids- og frekvensresponsanalyse 

• Stabilitetsanalyse 

• Innføring i z transform 

• Dimensjonering av standard regulatorer 

• Diskret PID regulator 

• Strukturering PLS program 

• IEC 61131-3  

• Vanligste funksjoner i PLS som timere, tellere, funksjonsblokker, logikk 

• Dokumentasjon av PLS systemer 

Undervisnings- og læringsformer

Forelesninger, selvstudium, prosjektarbeider, laboratorieøvinger og skriftlige øvinger. Programvare: Matlab/Simulink, Codesys 

Arbeidsomfang

250-300 timer

Arbeidskrav - vilkår for å avlegge eksamen

• 3 individuelle øvinger i reguleringsteknikk 

• 2 laboratoriums oppgaver 

• 4 individuelle simuleringsoppgaver 

• 2 oppgaver i PLS 

• Innlevert utført prosjektoppgave på tvers av emnene i 3. semester

Arbeidskrav må være godkjent før studenten kan fremstille seg til eksamen. 

Eksamen

Skriftlig eksamen, individuell. Varighet: 3 timer

Tillatte hjelpemidler: Kalkulator, med tomt minne, som ikke kan regne symbolsk eller kommunisere trådløst. Lærebok / medbrakt Powerpoint-presentasjoner fra forelesninger.

Det benyttes karakterregel A til F. 

Sensorordning

Ekstern og intern sensor eller to interne sensorer. 

Vilkår for ny/utsatt eksamen

Kontinuasjonseksamen avholdes tidlig i påfølgende semester. Mer informasjon om konter finner du her. 

Evaluering av emnet

Løpende evaluering av undervisningen gjennom semesteret, hvor metode for evaluering avtales mellom faglærer(e) og studenter. Skriftlig sluttevaluering av emnet. 

Litteratur

Gjeldende litteraturliste for HØST 2022 finner du i Leganto.