Styresystemer og reguleringsteknikk

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.

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.

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