course-details-portlet

TELE2008 - Styresystemer og reguleringsteknikk

Om emnet

Vurderingsordning

Vurderingsordning: Oppgave og skriftlig eksamen
Karakter: Bokstavkarakterer

Vurderingsform Vekting Varighet Hjelpemidler Delkarakter
Skriftlig eksamen 60/100 6 timer C

Faglig innhold

PLS: Oppbygging og virkemåte for en programmerbar logisk styring (PLS) og dennes komponenter. Praktisk programmering av PLS i et moderne utviklingsmiljø. Programeksekvering. Adresser og instruksjoner. Sekvensprogrammering med enkle, alternative og parallelle forløp. Programmering av uforutsette stopp ved sekvensprogrammering. Aktuelle datanettverk som Profibus og Ethernet.

HMI: Planlegging, oppbygging og programmering av skjermbaserte brukergrensesnitt (HMI).

Sanntidsprogrammering: Grunnleggende Python med sanntidsfokus. Arduino. Sanntids operativsystem. Flertrådsprogrammering. Delt minne. Vanlige feilårsaker, Grunnleggende IO.

Praktisk implementering av regulatorer: Tidsdiskretisering. Implementering av PID regulator og enkle filtre på mikrokontroller. Foldingsfiltre. AD og DA-konvertering. Signaltilpasning. Praktiske tips som plassering av PID-forsterkninger for rykkfri innstilling, og implementering av tracking-inngang. Rykkfri overføring og anti windup med bruk av tracking-inngang.

Reguleringsteknikk: Tilstandsrommodeller. Linearisering. Realistiske simuleringer. Innstilling av regulatorer med frekvensanalyse, direkte syntese og SIMC. Etterjustering. Reguleringsstrukturer som kaskade, foroverkopling, dødtidskompensering og forholdsregulering. Parameterstyring. Koblede systemer: RGA-analyse, kondisjontall og dekobling.

Prosjektarbeid: Å fungere som prosjektleder og -medarbeider. Sammenhengen mellom emneområdene.

Læringsutbytte

Kunnskaper: Kandidaten kan forklare
- systemfunksjonalitet ut fra et gitt koblingsskjema.
- oppbygging og virkemåte for en PLS.
- oppbygging av generelle sekvensprogram.
- prinsipper bak industrielle nettverk og skjermbaserte styresystemer.
- grunnleggende konsepter i forbindelse med menneske-maskin-kommunikasjon.
- utfordringer i forbindelse med sanntids styresystemer implementert digitalt.
- hva som skiller sanntidsprogrammering fra programmering i andre sammenhenger.
- konsepter som flertrådsprogrammering, delt minne og ressursallokering.
- fenomenet folding, og hensikten med et foldingsfilter.
- de ulike konsepter bak AD- og DA-konvertering.
- nødvendigheten av signaltilpasning mellom prosess og regulator.
- hvordan en tracking-inngang virker, og hva den kan brukes til.
- prinsippene bak direkte syntese og SIMC.
- reguleringsstrukturer som kaskade, foroverkobling, dødtidskompensering og forholdsregulering.
- utfordringer og løsninger tilknyttet koblede reguleringssystemer.
- hvordan et prosjekt planlegges og gjennomføres.

Ferdigheter: Kandidaten kan
- tegne elektriske koblingsskjema og koble etter disse.
- skrive PLS-program og dokumentere disse godt.
- sette et PLS-styrt anlegg i drift.
- sette opp enkle industrielle datanettverk.
- programmere gode skjermbaserte operatørbrukergrensesnitt.
- skrive god programkode for innebygde datasystemer med bruk av de foreleste mekanismer og prinsipper.
- programmere digitale regulatorer med enkle brukergrensesnitt på mikrokontrollere.
- spesifisere, dimensjonere og implementere et analogt foldingsfilter ut fra gjeldende betingelser.
- komme fram til enkle men holdbare prosessmodeller for typiske enhetsprosesser.
- simulere stasjonære og dynamiske, lineære og ulineære prosesser i aktuelle analysesystemer.
- stille inn regulatorer ved hjelp av frekvensanalyse, direkte syntese og SIMC.
- foreta etterjustering av regulatorparametre.
- analysere og konstruere typiske reguleringssløyfer med kaskaderegulering, foroverkopling, dødtidskompensering og forholdsregulering.
- styre et prosjekt og være en god prosjektmedarbeider.
- formidle hvordan et prosjekt er planlagt og gjennomført.
- formidle en gitt teknisk utfordring, og den praktiske løsningen på dette.

Generell kompetanse: Kandidaten har en kombinasjon av teoretisk forståelse og praktiske ferdigheter innenfor nevnte tema som skal sikre et fundament for løsing av praktiske problemer i en yrkessituasjon - og for videre utdanning i emnet.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger, gruppearbeid, hjemmeøvinger, PC-øvinger, laboratorieoppgaver og prosjekt.

Obligatoriske aktiviteter

  • Obligatoriske øvinger

Mer om vurdering

Emnet er delt i flere innholdsområder med hver sin lærer. Arbeidskrav innen disse områdene fordeler seg slik:
PLS: 4 regneøvinger hvorav 3 må være godkjent. 9 dataøvinger hvorav 6 må være godkjent. 4 av 4 laboratorieoppgaver må være godkjent.
HMI: 4 dataøvinger hvorav 2 må være godkjent.
Sanntids datateknikk: 6 øvinger hvorav 4 må være godkjent. 3 dataøvinger hvorav 2 må være godkjent.
Praktisk implementering av regulatorer: 1 obligatorisk laboratorieoppgave.
Reguleringsteknikk: 6 regneøvinger hvorav 4 må være godkjent. 6 dataøvinger hvorav 4 må være godkjent.
I tillegg kommer et større prosjekt som må være godkjent. Det gis bokstavkarakter på dette, som teller 40% i sluttkarakteren. Karakteren baseres på gjennomføring av prosjektet som en prosess, evne til å oppfylle prosjektspesifikasjonene, prosjektrapporter og muntlige presentasjoner.

Tillatte hjelpemidler eksamen: Oppgitte lærebøker i original innbinding, håndskrevne notater på eksisterende sider i lærebøkene tillatt, bokmerker uten tekst tillatt. Bestemt, enkel kalkulator.
Utsatt eksamen: august.

Spesielle vilkår

Vurderingsmelding krever godkjent undervisningsmelding samme semester. Obligatorisk aktivitet fra tidligere semester kan godkjennes av instituttet.

Krever opptak til studieprogram:
Elektroingeniør (FTHINGEL)

Forkunnskapskrav

Emnet har studierettskrav.

Kursmateriell

Forelesningsnotater. Øvinger og laboratorieoppgaver med løsningsforslag. Lærebøker oppgis ved studiestart.

Studiepoengreduksjon

Emnekode Reduksjon Fra Til
IELET2101 7.5 01.09.2019
IELET2102 7.5 01.09.2019
IELET2103 7.5 01.09.2019
IELET2104 7.5 01.09.2019
Flere sider om emnet

Ingen

Fakta om emnet

Versjon: A
Studiepoeng:  30.0 SP
Studienivå: Videregående emner, nivå II

Undervisning

Termin nr.: 1
Undervises:  VÅR 2020

Undervisningsspråk: Norsk

Sted: Trondheim

Fagområde(r)
  • Teknisk kybernetikk
  • Tekniske fag
Kontaktinformasjon

Eksamensinfo

Vurderingsordning: Oppgave og skriftlig eksamen

Termin Statuskode Vurderings-form Vekting Hjelpemidler Dato Tid Digital eksamen Rom *
Vår ORD Skriftlig eksamen 60/100 C 26.05.2020 09:00
Rom Bygning Antall kandidater
  • * Skriftlig eksamen plasseres på rom 3 dager før eksamensdato.
Hvis mer enn ett rom er oppgitt, finner du ditt rom på Studentweb.
Eksamensinfo

For mer info om oppmelding til og gjennomføring av eksamen, se "Innsida - Eksamen"

Mer om eksamen ved NTNU