ASE-2410 Johdatus prosessien hallintaan, 5 op
Introduction to Process Automation
Vastuuhenkilö
Matti Vilkko
Opetus
Toteutuskerta 1: ASE-2410 2015-01
| Opetusmuoto | P1 | P2 | P3 | P4 | Kesä |
|
|
|
|
|
|
|
Osaamistavoitteet
Kurssin suoritettuaan opiskelija ymmärtää säätösuunnittelun kannalta riittävällä tavalla dynamiikan käsitteen ja osaa suunnitella takaisinkytketyn järjestelmän dynamiikan suunnittelukriteerejä vastaavaksi. Opiskelija osaa käyttää taajuusvasteeseen ja napojen asetteluun perustuvia suunnittelutapoja. Opiskelija ymmärtää, miten suunnittelulle voidaan määrittää optimointikriteeri ja kuinka toteutetaan kriteerin mukainen optimaalinen säätösuunnittelu. Kurssin suoritettuaan opiskelija ymmärtää perussäätörakenteiden toiminnan ja osaa soveltaa niitä teollisuudessa tyypillisesti esiintyviin säätötehtäviin. Kurssin suoritettuaan opiskelija osaa käyttää Matlabia suunnittelun työkaluna.
Sisältö
| Sisältö | Ydinsisältö | Täydentävä tietämys | Erityistietämys |
| 1. | Kertaus: Avoin ja suljettu järjestelmä, Boden-diagrammi, vahvistus-, vaihe, ja viivevara, Nyquist-diagrammi, askelvaste ja loppuarvoteoreema. | ||
| 2. | Boden-diagrammin piirto. Navan ja nollan vaikutus taajuusvasteeseen | ||
| 3. | Vaiheenjättöpiiri. 2. kertaluvun järjestelmän suunnittelukäyrästöt, vaiheenjättöpiirin mitoitus. | ||
| 4. | Vaiheenjohtopiiri. Vaiheenjohtopiirin mitoitus. | ||
| 5. | PID-säätimet: PI-säätimen virittäminen taajuusvasteella. Napojen asettelu, asetusarvosuodin, optimointi. | ||
| 6. | Tilamallit ja tilasäätö. Tilamallin muodostaminen, tilamallista siirtofunktioon, ohjattavuus ja havaittavuus, täysi tilatakaisinkytkentä. | ||
| 7. | PI-säätimen toteutuksia: Alkeislohkokaavio, tilamalli- ja siirtofunktiolohko. Matlab s-funktio ja DEE. Alkuarvojen laskenta ja konfigurointi. Integrator windup -ilmiö, PI-säätimen anti-windup -rakenne, saturaation mallintaminen, Matlab s-funktio. | ||
| 8. | Myötäkytkentä. Mitattavissa olevan häiriön kompensointi myötäkytkennällä, myötäkytkennän realisoituvuus, yhdistetty myötäkytkentä ja takaisinkytketty säätö. | ||
| 9. | Ristikkäisvaikutukset. Siirtofunktiomatriisi, ristikkäisvaikutukset ja dekoplaus. | ||
| 10. | Kaskadisäätö ja anti-windup. Kaskadisäädön rakenne ja toiminta, anti-windup:n toteutus sekä seurantaportti ja kytkentälogiikka, venttiilitoimilaitteen backlash | ||
| 11. | Keskialue- ja aluejakosäätö. | ||
| 12. | Suhdesäätö ja Smith-prediktori. |
Ohjeita opiskelijalle osaamisen tasojen saavuttamiseksi
3/5 - osaa määrittää ja tulkita taajuusvasteen - osaa suunnitella perussäätöratkaisun - osaa virittää kompensaattorin ja pi-säätimen - osaa suunnitella tilatakaisinkytkennän - tuntee yleisimmät prosessimittaukset - osaa suunnitella herätesignaalin ja kerätä datan
Arvosteluasteikko:
Opintojaksolla käytetään numeerista arviointiasteikkoa (1-5)
Vastaavuudet
| Opintojakso | Vastaa opintojaksoa | Selite |
| ASE-2410 Johdatus prosessien hallintaan, 5 op | ASE-2410 Johdatus prosessien hallintaan, 5 op |