Automation för komplexa system
Automation for Complex Systems

EIEN35F, 7,5 högskolepoäng

Gäller från och med: Vårterminen 2019
Beslutad av: Professor Thomas Johansson
Datum för fastställande: 2019-03-13

Allmänna uppgifter

Avdelning: Industriell elektroteknik och automation
Kurstyp: Gemensam kurs, avancerad nivå och forskarnivå
Kursen ges även på avancerad nivå med kurskod: EIEN35
Undervisningsspråk: Engelska, svenska

Syfte

Syftet med kursen är att skapa förståelse för problemställningar som uppstår i stora och komplexa industriella automationssystem. Kursen ger också perspektiv på hållbarhet och samspelet mellan energi, vatten och livsmedel globalt. Den syftar även till att ge grundläggande kunskap om de verktyg och metoder som används för att realisera, analysera och utvärdera stora industriella automationssystem. Många av dagens industriella system innehåller ett mycket stort antal mätpunkter, regulatorer och ställdon. En stor processindustri kan ha mer än 200 000 mätpunkter. Detta kräver stora datorsystem som kan hantera stora informationsmängder. Hur kan man på ett systematiskt sätt kondensera informationen från ett stort antal delprocesser? Kursen beskriver detta och analyserar hur man kan strukturera dessa stora system. Kursen syftar alltså primärt till att koordinera många delsystem så att den ”industriella orkestern” kan dirigeras rätt.

Mål

Kunskap och förståelse

För godkänd kurs skall doktoranden

• enskilt kunna karaktärisera industriella processer utifrån ett komplexitetsbegrepp och förstå hur komplexitet påverkar tillämpningen av automation,
• enskilt kunna redogöra för hur man kan använda matematiska modeller för att lösa typiska automationsproblem,
• enskilt kunna förklara och använda viktiga begrepp så som stabilitet, realtidskrav, kapacitet, stationaritet, och dynamisk styvhet.

Färdighet och förmåga

För godkänd kurs skall doktoranden

• enskilt kunna formulera och strukturera en matematisk modell av en större industriell process utifrån information om de ingående komponenterna och hur dessa interagerar och med hjälp av denna modell analysera viktiga karakteristika hos processen,
• enskilt kunna strukturera ett styrsystem för en industriell process som består av flera delprocesser,
• enskilt kunna med PLC-programmering lösa styruppgifter där flera parallella processer utförs samtidigt.

Värderingsförmåga och förhållningssätt

För godkänd kurs skall doktoranden enskilt kunna föreslå lämpliga styr-, övervaknings- och kommunikationsstrukturer för större industriella processer med komplicerade samband mellan viktiga storheter.

Kursinnehåll

• Komplexa system: Definition av begreppet komplexitet. Hur komplexitet uppträder i industriella system. En fördjupad beskrivning av komplexa system: processindustrin, kraftsystem, diskret tillverkningsindustri. • Beskrivning av stora system: Kontinuerliga processer. Diskreta produktionssystem och simulatorer. • Modellering av komplexa system: Representation av dynamik i stora system. Styva dynamiska system och glesa matriser. Differentialalgebraiska ekvationer. Modellbibliotek i simulatorer. Modelleringsverktyg och modelleringsspråk. • Processövervakning: Multivariabla metoder, estimering och regression. • Strukturer för industriella styrsystem: IEC 61131-3 standarden. Spegling av strukturer i verktyg för styrsystem. Informationsstrukturer och processdatabaser. • Hemuppgift: Simuleringsarbete om styva dynamiska system respektive processövervakning. Dessa redovisas i två rapporter. • Laborationsprojekt: Användning av ett kommersiellt system enligt IEC61131-3 standarden för strukturering och programmering för att lösa ett större styrproblem till en laborationsprocess. Primärt lärandemål för projektet är syntes av tidigare förvärvad kunskap (50%) kombinerat med teknisk fördjupning (20%), problemanalys (20%) och projektmetodik (10%).

Kurslitteratur

Olsson G, Rosén C: Kompendium i "Industrial Automation – Application, Structures and Systems". IEA, LTH, Lunds universitet, 2005. (Samma bok som i MIE080 Automation). 4-5 tekniska och vetenskapliga artiklar som delas ut under kursen.

Kursens undervisningsformer

Undervisningsformer: Föreläsningar, seminarier, projekt, studiebesök

Kursens examination

Examinationsformer: Skriftlig tentamen, skriftlig rapport, inlämningsuppgifter. För slutbetyg fordras godkända simuleringsövningar (två skriftliga rapporter) och genomfört laborationsprojekt (praktisk demonstration, rapport)
Betygsskala: Underkänd, godkänd
Examinator: Universitetslektor Gunnar Lindstedt

Antagningsuppgifter

Förutsatta förkunskaper: MIE080/EIEF45 Automation
Minsta antal deltagare: 1

Övrig information

Kursen ges på begäran på engelska

Kurstillfällesinformation

Startdatum: 2024-03-14
Slutdatum: 2024-05-28
Kursfart: Helfart

Anmälningsinformation

Anmälan via epost till kursansvarig

Kontaktinformation och övrigt

Kursansvarig: Gunnar Lindstedt <gunnar.lindstedt@iea.lth.se>
Hemsida: http://www.iea.lth.se/aks/