EMFE3100 Automasjon i bygg - ingeniørfaglig systememne Emneplan

Emnet gir studentene grunnleggende kunnskap om styring og regulering av energitekniske anlegg i bygninger. Studentene skal lære grunnleggende teori om bygnigsautomasjon, feltbus, protokoller, blokkdiagram, forskjellige typer av følere, regulatorer, pådragsorgan og aktuatorer. Faglig ledelse innen bygnigsautomasjon inngår i alle tema.

Gradert skala A-F.

Ingen ut over opptakskrav

Etter å ha gjennomført dette emnet har studenten følgende læringsutbytte, definert som kunnskap, ferdigheter og generell kompetanse:

Kunnskap

Studenten:

• kjenner til myndighetenes krav vedr. sikkerhet ved anlegg som omsetter energi
• forstår for sammenhengen mellom tekniske anlegg og den integrerte styring, regulering og overvåkning
• kjenner til algoritmene for den tradisjonelle reguleringen og prinsippene for moderne DDC regulatorer og PLS enheter.
• forstår pådragsorganer og aktuatorer
• kjenner til BUS systemer og de ulike nivåene i moderne byggautomasjon
• kjenner til bruken og omfanget av SD-anlegg
• kan vurdere anvendelsen av ulike alternativer til bygg automasjon ut fra økonomisk synspunkt
• forstår systemdefinisjon, delsystemer, systemgrenser, systemanalyse, enkel modellering og numeriske beregning
• forstår grunnleggende sammenhenger mellom enkeltelementer og systemer som helhet

Ferdigheter

Studenten kan:

• prosjektere et feltbus anlegg
• programmere PLS/DDC anlegg
• programmere et enkelt HMI (Human-Machine Interface) system
• tegne og beskrive blokkdiagrammer for reguleringssløyfer og styrekretser
• tegne og beskrive styrings strategier for bygnigsautomasjon
• velge mellom ulike signaltyper ut fra nøyaktighetskrav og lokale hensyn
• foreta en generell og enkel stabilitetsanalyse av et reguleringssystem
• utøve faglig ledelse

Generell kompetanse

Studenten kan:

• vurdere omfang og kvalitetsnivå på byggautomasjonen i en bygning med energitekniske anlegg
• planlegge og gjennomføre et prosjekt der byggautomasjon inngår
• fungere som prosjektmedarbeider med hensyn til planlegging, bygging, og drift av byggautomasjon som er integrert i energitekniske anlegg

Ingen forkunnskapskrav

Etter å ha gjennomført dette emnet har studenten følgende læringsutbytte, definert i kunnskap, ferdigheter og generell kompetanse:

Kunnskap

Studentene kan

• bruke kjerneregelen til å regne ut d f / d t der f = f ( x ( t ), y ( t ) )
• gi en geometrisk tolkning av bruken av kjerneregelen
• bruke innsettingsmetoden til å beregne største og/eller minste verdi av en funksjon under én bibetingelse
• gi en geometrisk beskrivelse av ideen bak Lagranges metode med én bibetingelse, og kunne bruke metoden
• sette opp lagrangelikningene når det er flere bibetingelser

• parametrisere en kurve i planet og i rommet i kartesiske koordinater
• beregne posisjon, fart eller akselerasjon når en av de tre størrelsene er kjent
• regne ut kurvelengde, krumning, tangentvektor og normalvektor til en kurve
• beskrive en kurve i planet i polarkoordinater

• Skissere vektorfelt i planet
• beregne gradient, divergens og curl
• gjøre rede for begrepet potensial til et gradientfelt

• bestemme et uttrykk for linjeelementet d s til en parametrisert kurve
• regne ut linjeintegralet til et skalarfelt og til et vektorfelt, og tolke svarene
• avgjøre om et vektorfelt er konservativt
• bruke egenskapene til et konservativt felt til å forenkle beregninger

• regne ut dobbelt- og trippelintegraler med kjente grenser, og gi geometriske tolkninger av resultatene
• bestemme grensene for dobbeltintegraler når integrasjonsområdet er beskrevet i kartesiske koordinater eller i polarkoordinater
• bestemme grensene for trippelintegraler når integrasjonsområdet er beskrevet i kartesiske koordinater, sylinderkoordinater eller kulekoordinater

• regne med Greens setning
• bruke Greens setning til å regne ut sirkulasjonen til et vektorfelt
• bruke blant annet Greens setning til å utlede divergenssetningen i planet
• regne ut fluksen av et vektorfelt gjennom en kurve
• bruke divergenssetningen til å regne ut fluksen gjennom lukkede kurver
• gjøre rede for flateintegral, og kunne beregne flateintegral når det er enkelt å beregne d S , og når flaten er grafen til z = f ( x, y )
• regne ut fluks gjennom flater når det er enkelt å beregne , og når flaten er grafen til z = f ( x, y )
• bruke divergenssetningen til å regne ut fluksen gjennom lukkede flater
• regne med Stokes' setning

Ferdigheter

Studenten kan

• drøfte kjerneregelen for en funksjon av to variable, og forklare hvordan man bestemmer største og/eller minste verdier til funksjoner av flere variable under bibetingelser
• drøfte hvordan man kan beskrive partiklers bevegelse i planet og i rommet.
• drøfte begrepene gradient, divergens og curl.
• sammenlikne linjeintegraler av skalar- og vektorfelt, og diskutere begrepet konservativt felt.
• drøfte forskjeller og likheter i metoder og teknikker som brukes til å regne ut dobbelt- og trippelintegral, og kunne tolke resultatene.
• drøfte begrepet fluks for to- og tre-dimensjonale vektorfelt, og forklare regneteknikker som brukes for å beregne fluks.

Generell kompetanse

Studenten kan

• ta utgangspunkt i teorien for funksjoner med én variabel, og generalisere kunnskapen om den deriverte som mål for momentan endring til å gjelde funksjoner med flere variable
• ta utgangspunkt i teorien om det bestemte integralet av en funksjon av én variabel, og generalisere dette til å gjelde integrasjon av funksjoner med flere variable
• vurdere egne og andre studenters faglige arbeider, og formulere skriftlige og muntlige vurderinger av disse arbeidene på en faglig korrekt og presis måte
• skrive presise forklaringer og begrunnelser til framgangsmåter, og demonstrere korrekt bruk av matematisk notasjon

Undervisningen organiseres i timeplanlagte arbeidsøkter. I arbeidsøktene skal studentene øve på fagstoff som blir introdusert. Innholdet i øvingene omfatter diskusjoner i grupper, individuell øving i å løse oppgaver, øvelser i problemformulering og problemløsing, og vurdering av egne og andres besvarelse av ukevurdering.

Studentene skal bli i stand til å vurdere egne og andres faglige arbeider, og formulere vurderinger av disse på en slik måte at vurderingen gir råd om videre studiearbeid. Øving i dette foregår i den timeplanlagte delen av arbeidsøktene. Studentene skal derfor gjennomføre ukevurderinger av oppgaver som bygger på ukeoppgaver. Informasjon om hvordan ukevurderingene skal gjennomføres, blir gitt i forelesningene.

I periodene mellom arbeidsøktene må studentene løse oppgaver. Øvingsoppgavene som blir foreslått er knyttet direkte opp mot målene i emnet. Egenvurdering av besvarelsene vil gi studentene innsikt i hvor stor grad målene er nådd.

Ingen arbeidskrav.

Eksamen høsten 2021 pga Covid-19:

Individuell digital hjemmeeksamen på 3,5 timer.

Eksamensresultat kan påklages

[Eksamen tidligere:]

Individuell skriftlig eksamen under tilsyn på tre timer.

Eksamensresultat kan påklages.

Hjelpemidler høsten 2021:

Alle hjelpemidler tilltatt, utenom kommunikasjon med andre.

[Hjelpemidler tidligere:]

Alle trykte og skrevne hjelpemidler tillatt.;

Håndholdt kalkulator som ikke kommuniserer trådløst og som ikke kan regne symbolsk. Dersom kalkulatoren har mulighet for lagring i internminnet skal minnet være slettet før eksamen. Stikkprøver kan foretas.