AU kursuskatalog arkiv

Praktisk regulering og instrumentering (MTPRI1-U01) ( efterår 2009 - 5 ECTS )

Rammer for udbud

• Uddannelsessprog: dansk
• Niveau: Bachelor
• Semester/kvarter: forår og efterår  
• Timer per uge: 125 timer af 60 min. pr. semester
• Deltagerbegrænsning: 25 personer (øvre grænse afhensyn til PC-øvelser)
• Undervisningssted: Århus
• Hovedområde: Ingeniørhøjskolen
• Udbud ID: 15556

Formål

1) Ønsket om at kunne styre og kontrollere en fysisk, kemisk eller biologisk proces kræver, at man kan måle relevante tilstandsstørrelser, bearbejde de målte data og på basis heraf foretage proces-regulerende handlinger. Dette gælder for såvel store energitekniske processer, kemiske og biologiske processer som for helt små systemer, f.eks. en temperaturregulator i et strygejern. Kurset sigter på at give den studerende det helt basale teoretiske grundlag inden for de nødvendige grundlæggende fag­områder, dvs. måleteknik, instrumenteringsteknik, databearbejdning, regulerings- og styringsteknik.

2) I dag anvendes computersimuleringer professionelt til analyse og optimering af dynamiske komponenter og systemer, og kurset giver en forholdsvis grundig introduktion til denne teknik, dvs. en indføring i den nødvendige opstilling af differentialligninger (ODE og PDE) samt i anvendelse af et moderne simule­ringsprogram (Matlab/Simulink).

• modellere (opstillet ODE's) for forholdsvis enkle komponenter og systemer
• anvende et simuleringsprogram til undersøgelse af systemers dynamik
• dimensionere forholdsvis simple reguleringssystemer (PID og ON/OFF), herunder trimme regulatorparametre for optimal stabilitet, samt dimensionere styreorganer (ventiler, el-motorer, pumper, ventilatorer)
• deltage i større instrumenteringsprojekter, dvs. valg af apparater, opbygning af større komplicerede systemer, udarbejdelse af PI-diagrammer

Indhold

Modellering dynamiske systemer (25%):

• Systembeskrivelse af fysiske systemer (mekaniske, termiske systemer, kemiske og biologiske), dvs. primært opstilling af balanceligninger og formulering af ordinære differentialligninger (ODE), med en kortfattet introduktion til partielle ditto (PDE)
• Laplace-transformation og system-orden (introduktion, kun til 1.- og 2.-ordenssystemer)
• Gennemgang af klassiske eksempler og systemtyper

Simuleringsteknik (30%)

• Programmering i højniveausprog (Matlab)
• Simuleringsprogram (Simulink) - programmets funktioner og anvendelse
• Numeriske integrationsmetoder, specielt Eulers og Runge Kuttas algoritmer

Reguleringsteknik (25%)

• Klassisk PID-regulering (specielt PID-regulering)
• ON/OFF-regulering (2- og 3-stillingsregulatorer)
• Stabilitet og praktiske indstillingsmetoder
• Styreorganer (ventiltyper, herunder ventildimen­sionering, frekvens­om­formere, el-motorer og pumper/ventilatorer)
• Energibesparelsesmetoder

Måle- og instrumenteringsteknik (20%):

• Målemetoder, måleinstrumenter for temperatur, tryk, flow, energi mv.
• Metoder til kalibrering (målekæder), fejltyper og usikkerheds­beregning
• PI-diagrammer

Faglige forudsætninger

ermodynamik - dvs. grundlæggende begreber inden for energi- og massebalancer samt elementære begreber inden for varmetransmission.

Hvis man har bestået kurset, kan man ikke deltage i og få kredit for gennemførelse af kurset ETMSD1, som er et beslægtet kursus, dog 100% baseret på e-læring.

Underviser

Søren Gundtoft IHA ansat

Undervisnings- og arbejdsform

Kurset gennemføres som en blanding af følgende aktiviteter:

• Foredrag, med oversigt over emnerne, gennemgang af teori, belyst ved præsentation af enkle eksempler

Dansk

Litteratur

Heilmann, T.: „Praktisk regulering og instrumentering", 5. ugave, og „Systemanalyse og simulering", 2. udgave, begge af Heilmanns Forlag

Kursisterne kan, så længe de er indskrevet på IHA som studerende, få udleveret en CD-rom med Matlab/Simulink - version 2004.

Udbyder

Ingeniørhøjskolen i Århus

Tilmelding til undervisning

Undervisningstilmelding til 1. og 2. kvarter, efteråret 2009 foregår 1. - 15. maj på Selvbetjeningen:

hhttps://mit.au.dk/

Læringsmål

1) Ønsket om at kunne styre og kontrollere en fysisk, kemisk eller biologisk proces kræver, at man kan måle relevante tilstandsstørrelser, bearbejde de målte data og på basis heraf foretage proces-regulerende handlinger. Dette gælder for såvel store energitekniske processer, kemiske og biologiske processer som for helt små systemer, f.eks. en temperaturregulator i et strygejern. Kurset sigter på at give den studerende det helt basale teoretiske grundlag inden for de nødvendige grundlæggende fag­områder, dvs. måleteknik, instrumenteringsteknik, databearbejdning, regulerings- og styringsteknik.

2) I dag anvendes computersimuleringer professionelt til analyse og optimering af dynamiske komponenter og systemer, og kurset giver en forholdsvis grundig introduktion til denne teknik, dvs. en indføring i den nødvendige opstilling af differentialligninger (ODE og PDE) samt i anvendelse af et moderne simule­ringsprogram (Matlab/Simulink).

Studieordning og bedømmelse

Bacheloruddannelsen i bioteknologi

• Multiple Choice, bedømt efter Bestået/ikke bestået uden censur

Bacheloruddannelsen i kemi og teknologi

• Multiple Choice, bedømt efter Bestået/ikke bestået uden censur

Skriftlig prøve (multiple choice)