H4 styring & regulering er tænkt gennemført på følgende måde i hovedtræk: Der er ikke som på de tidligere hovedforløb 3 moduler, med forskellige læringsaktiviteter, samt tilhørende kurser. På H4 benyttes hovedparten af de 10 uger til at arbejde med et svendeprøve projekt, se beskrivelse under afsnittet evaluering. Modul 1 På modul 1 udbydes der emner der er tilknyttet H4 S&R. Desuden arbejdes der med emner, der skal forberede eleverne på deres afsluttende svendeprøve. Hydraulik tilbydes som et kursus på modul 1, men er også en integreret del af naturfag. Valgfag bruges til at uddybe de emner der findes i det normale pensum, med hensyn til elevernes ønsker. Kontaktlærer funktionen Kontaktlærer funktionen på H4 består af følgende faste punkt: Samtale med hver enkelt elev efter afslutning af modul 1. Her gennemgås elevens forventninger til svendeprøve projektet. Desuden forsøges afklaret elevforudsætninger for deltagelse i svendeprøve projektet. Udover de indlagte faste punkter vil der til en hver tid være mulighed for at tage en snak med elverne, hvis der opstår problemer med f.eks. deltagelse i undervisningen. En sådan samtale vil oftest følges op af en mestersamtale, hvor samtalen vil blive gennemgået med mester. Eksamensprocedure: 20 min. fælles gennemgang af projektet som helhed. Gruppen gennemgår den arbejdsproces og arbejdsdeling der har været i projektet. Evt. problemer undervejs i arbejdet med projektet belyses. Generelle rettelser til projektet/rapporten fremlægges. Gruppen demonstrerer virkemåde af styringsanlæg eller procesanlæg (frit valg). 2 x 15 min. individuel gennemgang af projektet med udgangspunkt i rapporten. Individuel disposition fremlægges for lærer og skuemester (3 eksemplarer). Det skal forsøges at udforme dispositionen forskelligt fra kollega i gruppen. Gennemgang af projektet tager udgangspunkt i den individuelle disposition. Logbog medbringes til fremlæggelsen. 1
Eksamen tager udgangspunkt i projektet og den udarbejdede rapport. 10 min. evaluering af den individuelle gennemgang. Der gives en individuel karakter for fremlæggelse af projektet. Karakter gives individuelt, men først efter begge gruppemedlemmer har haft deres individuelle fremlæggelse af projektet. I alt 1 time pr. hold af 2 mand. 2
Fagbeskrivelse Lektioner Valgfag 2 uger PLC programmering 32 Motor + frekvensomformer 12 Reguleringsteknik 28 Områdefag kvalitetssikring 0,5 uge Svendeprøve projektopgave 18 Bundne specialefag - automatiske anlæg 4, 4,5 Instrumentering 18 Svendeprøve projektopgave styring 72 Svendeprøve projektopgave regulering 72 Bundne specialefag pneumatiske og hydrauliske anlæg Hydraulik kursus 16 Pneumatik/hydraulik svendeprøve projektopgave 20 Eksamen Afsluttende skriftlig prøve 4 Mundtlig evaluering af læringsaktivitet 3 (projektopgave) 16 Afslutning 4 Naturfag - grundfag Naturfag 48 3
Fagbeskrivelse Lektioner Naturfag - teori Kræfter + SI enheder 4 Tryk 2 Bevægelse med og uden acceleration 4 Varme 2 Væske og længde udvidelse 2 Lys og lyd 2 Atomer og kemi 8 Naturfag øvelser Tyngde acceleration 4 Varme og virkningsgrad 4 Blandings temperatur 2 Længde udvidelse 2 Sprittermometer 2 Eksamen 8 4
Modul 1 KURSER 5
Kursus nr. Kursusnavn M1.K1 M1.K2 M1.K3 M1.K4 M1.K5 Kursusoversigt PLC programmering Motor + frekvensomformer Instrumentering Reguleringsteknik Hydraulik 6
Kursus nr.: Emne: Varighed: Fag: Deltagerforudsætninger: M1.K1 PLC programmering 32 lektioner Elektroteknik - Avanceret Du har allerede i dine forrige skoleforløb beskæftiget dig med PLC programmering. MÅLBESKRIVELSE AF KURSUS: På kurset gennemgår vi grundprincipperne i PLC programmering. Vi ser bl.a. på følgende: - IEC 848. - Sekvens/kombinatorisk PLC programmering. - Opbygning af et PLC program. - Ladder diagram. - Betjeningspanel - Analog ind og udgange - PID regulatoren Tilknyttede opgaver (som skal løses og rettes på egen hånd): 7
Kursus nr.: Emne: Varighed: Fag: Deltagerforudsætninger: M1.K2 Motor + frekvensomformer 12 lektioner Elektroteknik - Avanceret Du har allerede i dine forrige skoleforløb beskæftiget dig med motorer og frekvensomformer. MÅLBESKRIVELSE AF KURSUS: På dette kursus repeterer vi asynkronmotor og frekvensomformeren, vi kommer b.la. ind på: - kobling af motoren - poltal - synkront omløbstal, rotor omløbstal, slip - Effekt (P 2 og P 1 ) - Moment - frekvens Tilknyttede opgaver (som skal løses og rettes på egen hånd): 8
Kursus nr.: Emne: Varighed: Fag: Deltagerforudsætninger: M1.K3 Instrumentering 20 lektioner Elektroteknik - Avanceret Du har allerede i dine forrige skoleforløb beskæftiget dig med instrumentering. MÅLBESKRIVELSE AF KURSUS: Vi vil på dette kursus se på forskellige målemetoder, så som: - Flowmåling - Niveaumåling - Trykmåling - Temperaturmåling Samt kaliberingsprocedure og principperne ved kalibrering Tilknyttede opgaver (som skal løses og rettes på egen hånd): 9
Kursus nr.: Emne: Varighed: Fag: Deltagerforudsætninger: M1.K4 Reguleringsteknik 20 lektioner Elektroteknik - Avanceret Du har allerede i dit forrige skoleforløb beskæftiget dig med reguleringsteknik. MÅLBESKRIVELSE AF KURSUS: På kurset gennemgås hoved elementerne i et regulerings system, samt de mest almindelige indreguleringsmetoder. Vi ser bl.a. på følgende emner: - PID regulering - Ziegler/Nichols metoden - Ib Holm Nielsen metoden - Cohen/Coon metoden Vi laver øvelser, hvor metoderne afprøves på PLC og kompakt regulator. Tilknyttede opgaver (som skal løses og rettes på egen hånd): 10
Kursus nr.: Emne: Varighed: Fag: Deltagerforudsætninger: M1.K5 Hydraulik 16 lektioner Elektroteknik - Avanceret Du har i naturfag beskæftiget dig med udtryk og teori vedr. hydraulik. MÅLBESKRIVELSE AF KURSUS: På kurset gennemgår vi grundprincipperne i hydraulik. Desuden ser vi på forskellige komponenter der anvendes i hydraulik systemer. Tilknyttede opgaver (som skal løses og rettes på egen hånd): 11
Procesregulering nr. H4.1. Emne: Flowregulering Objekt: Reguleringsstand 1 Udstyr: PC dataopsamling Kompakt PID regulator Formål: Formålet med opgaven er at holde et konstant flow på et vandforsyningsanlæg Med pneumatisk reguleringsventil. Processen skal kalibreres og optimeres. Opgaven er opdelt i 3 delopgaver: Delopgave1: Konstant flow ved anvendelse af reguleringsventil. Kalibrer FT (blænde) med FI som reference. Indreguler konstant pumpeydelse til ca. 110 % aflæst på FI, med 100 % åben reguleringsventil. Anvend den kompakte PID regulator (Omron) i en reguleringssløjfe med FT som feedback signal, og reguleringsventilen som aktuator. Optimer processen ved 60 % flow efter en beskrevet metode (metode er valgfri). Dokumenter reguleringens kvalitet ved at lave setpunkts ændring fra 60 % til f.eks. 40 % og vise verse. Delopgave 2: Konstant flow med Parshall-kanal princip. Kalibrer tryktransmitter PT i kanalen. Indreguler konstant pumpeydelse til ca. 110 % aflæst på FI, med 100 % åben reguleringsventil. Anvend den kompakte PID regulator (Omron) i en reguleringssløjfe med PT som feedback signal, og reguleringsventilen som aktuator. Optimer processen ved 60 % niveau i kanalen efter en beskrevet metode (metode er valgfri) Dokumenter reguleringens kvalitet ved at lave setpunkts ændring fra 60 % til 40 % og vise verse. Delopgave 3: Valgfri del: Eksempler på udvidelse af opgave: Dokumenter Parshall-kanalens forhold mellem niveau og flow. Beskriv andre flowmåleprincipper. Udvid opgaven efter egne beskrevne krav. 12
Svendeprøve Styring og Regulering Procesplan 13
Projektstruktur Svendeprøven består af en styringsdel og en reguleringsdel, som bearbejdes uafhængigt af hinanden. De 2 dele samles i en rapport, der danner grundlag for den mundtlige del af svendeprøven. Projektrapport afleveres senest 1,5 uge før skoleopholdets afslutning og sendes til skuemestre. Svendeprøve projektet strækker sig over 4 uger dvs. 4 x 36 lektioner = 144 lektioner, som afvikles indenfor de sidste 6 uger af de 10 ugers H4. 72 lektioner til styringsdelen og 72 lektioner til reguleringsdelen. Ved projektets opstart indeles klassen i 10 grupper af 2 personer, forudsat 20 elever, med skyldig hensyn til samarbejdsprofiler. Disse 10 grupper deles i klassehold 1 og klassehold 2, hvor klassehold 1 begynder med styringsopgaven i de 2 første uger. De vælger et af 5 styringsprojekter udfra egnen ønsker og sværhedsgrad i samarbejde med læreren. Efter 2 uger skifter klassehold 1 til reguleringsopgaverne, hvor de arbejder med 5 reguleringsprojekter på 5 x 1 dag. Herefter foretages der en lodtrækning på klassehold 1 om hvilket reguleringsprojekt den enkelte gruppe skal integrerer i deres styringsprojekt. Dvs. den enkelte gruppe har 4 dage til at gå i dybden og dokumenterer den tildelte reguleringsopgave. Klassehold 2 gennemgår den samme struktur, men de starter i stedet med reguleringsopgaverne og afslutter med styringsopgaven. Projektet vil som princip omhandle hele pensumet indenfor S&R specialet. Styringsopgaven Reguleringsopgaver Uge 1-2 Klassehold 1 Klassehold 2 Uge 3-4 Klassehold 2 Klassehold 1 14
Gennemførelse af den mundtlige svendeprøve Fremlæggelse: Mundlig prøve er forsvar af indholdet i svendeprøveprojektet, og ikke andet Den samlede gruppe (2 mand) fremlægger projektet, med udgangspunkt i rapporten (20 min) Præsentation af projektet, funktion og rapport. Projektets gennemførelse (samarbejde, arbejdsdeling o.a.) Generelle rettelser til projektet (evt. erstatningsbilag og ekstra bilag) Den individuelle fremlæggelse af projektet (15 min) Egen mening om projektet Fremlæggelse af logbog (individuelt projektarbejde) Elementer i svendeprøve projektet, der ønskes uddybet af skuemestre og læren Bilag: vedlagt elevkopi af projektopgave 1 15
Svendeprøve Styring og Regulering Projektopgave 1 16
Opgavebeskrivelse: I har til opgave at udføre projekteringen af anlægsdel 1, af et større transport/produktionsanlæg. Det er jeres opgave at lave en styring med tilhørende dokumentation udfra de komponenter, der til rådighed på anlægsdel 1. Hvordan de enkelte komponenter anvendes og benyttes i løsning af opgaven er jer frit for. I skal i vides mulige omfang inddrage frekvensomformerens og PLC ens faciliteter, her tænkes på counter, timer, regneblokke, etc. Ved løsning af opgaven skal operatørinterface indgå. Gruppen skal tage stilling hvilke stop kategorier, herunder nødstop, der skal anvendes i løsning af opgaven. Disse skal indgå i projekteringen. Herunder indgår desuden initialisering eller manuel reset. Udover arbejdet med anlægsdel 1 er det jeres ansvar i samarbejde med projektgruppen, der arbejder med anlægsdel 2, at oprette en snitflade imellem anlægsdel 1 og anlægsdel 2, således emner der forlader anlægsdel 1 videreføres af anlægsdel 2. Motor til fremdrift af bånd 1 tænkes som en 7,5 kw, 6 polet asynkronmotor med tilhørende frekvensomformer. Båndhastighed ca. 100 mm/sek. Udover arbejdet med anlægsdel 1 vil i ved lodtræning få en af reguleringsopgaverne tildelt. I denne opgave indgår instrumentering og kalibrering, samt optimering af en proces. Denne reguleringsopgave skal indgå som en del af det samlede projekt. Løbende i projektet føres dagligt logbog med personlige notater der redegør for status på projektet. Logbogen er en udleveret spiralbog i lommeformat. Projektvarighed: Ca. 4 uger iht. aftale Det vil blive fortalt, hvornår projektet eller evt. delprojekter skal afleveres. 17
Projektkrav: Der laves en rapport om emnet. Som dokumentation (bilag) afleveres: Fra gruppen: 1. PLC dokumentation (sekvensdiagram, ladderdiagram, I/O liste, etc) 2. Kabelplan visende effekt og styrekabler med angivelse af lederantal og tværsnit. 3. Hovedstrøms diagram med tilhørende nødvendig information (sikrings str., motorværns inst., kabel/leder tværsnit, afbr./beskyttelses udstyrs mærkestrømme) 4. Dimensionering af drivenhed til bånd 5. Maskinlayout (bestykning) 6. Pneumatik dokumentation 7. PI diagram af reguleringsprocessen (reguleringsopgaven) 8. Signaltilpasning og kalibrering (reguleringsopgaven) 9. Fyldestgørende brugervejledning til det samlede system. 10. Fyldestgørende vedligeholdelsesvejledning for det samlede system 11. Q-sikring (test og afprøvning) Selvstændigt arbejde: 1. Logbog med egne oplevelser ved gennemførelse af projektet 18
Evaluering: Der evalueres løbende på følgende punkter: 1. Q-sikring 2. Samarbejdet i gruppen og mellem grupperne 3. Gruppemedlemmernes individuelle arbejde bl.a. iht. logbog Slutevaluering: I vil til svendeprøven blive bedømt udfra jeres projektarbejde, dvs. at der vil blive stillet spørgsmål udfra rapporten, samt være mulighed for at diskuterer anvendte løsningsmodeller og evt. alternative til disse. Det skal fremgå tydeligt i logbogen, hvilke dele det enkelte gruppemedlem har arbejdet med, idet der tages udgangspunkt i logbogen ved den individuel bedømmelse. Samarbejdsform: Arbejdsgruppe: 2 personer Gruppesammensætningen foregår ved lodtrækning, med skyldig hensyn til samarbejdsprofil. 19