Til: Aktuelle studenter for Cyberneticas studentprogram Antall sider: 5 Dato: 2015-11-01



Like dokumenter
Til: Aktuelle studenter for Cyberneticas studentprogram Antall sider: 5 Dato:

Anvendt Prosessteknologi

Tilstandsestimering Oppgaver

Ozonlaget. Innhold. «Vi tenker for en bedre verden og gir oss ikke før vi er i mål. "It's possible"» 1. Lagsammensetning. 2. Utfordringer i fremtiden

Uponor Smatrix for vannbåren varme og kjøling. Nøkkelen til bedre inneklima

Avanserte simuleringer av energiforsyning praktiske erfaringer

PROST årsmøte Realfagsbygget Tirsdag 11. juni 2002

MindIT sin visjon er å være en anerkjent og innovativ leverandør av teknologi og tjenester i den globale opplæringsbransjen

Quo vadis prosessregulering?

Medisinsk kybernetikk II : Biomedisinsk bevegelse

Modelleringsverktøy og Regnbyge 3M - Metodikk og bruk i forhold til dokumentasjon og reduksjon av tap fra avløpsnettet

Discrete Optimization Methods in Maritime and Road-based Transportation

Tilstandsovervåkning av pumper

Kostoptimalt vedlikehold av roterende elektrisk maskineri. Linn Cecilie Moholt Karsten Moholt AS

ENERGIEFFEKTIVE SIRKULASJONSPUMPER FOR TAPPEVANN - MED AUTOMATISK LUFTING OG ISOLASJON. ecocirc PRO tappevannspumper

Energimerking av bygninger

Kravspesifikasjon med UML use case modellering. Erik Arisholm

Pilotprosjekt Nord-Norge

Forbedringspotensial i offshorelogistikk sett fra transportørsiden Kristiansund 21.april Gerdt Meyer Salgsdirektør Bring Logistics AS

Automatiske filtere

Måletekniske leverandørkrav til rettstrekk og flowconditioner oppstrøms en ultralydsmåler gass

Lørenskog Vinterpark

FORPROSJEKTRAPPORT FOR BACHELOROPPGAVE

Lave strømpriser nå! GARANTIKRAFT avtalen som gir god sikkerhet ved store svingninger i kraftprisen

Automasjon & Industriell IT

Bedre design ved hjelp av modellering og simulering

Nyhetsbrev Vinteren

Prisliste Supporttjenester

Forprosjektrapport. Bachelorprosjekt i informasjonsteknologi ved Høgskolen i Oslo og Akershus, våren Pillbox Punchline

MindIT sin visjon er å være en anerkjent og innovativ leverandør av teknologi og tjenester i den globale opplæringsbransjen

R A P P O R T. Kongsberg Seatex AS Pirsenteret 7462 Trondheim Tlf: Telefax: E-post: km.seatex@kongsberg.com Tittel

Ambisjon-mål-resultater

Hvilke programmer fins brukbarhet og brukerterskel

TESS Hose Management konseptet

KUNNSKAP, KLIMA OG KULDE NYHET

Hvorfor SD-anlegg og EOS? Hvordan oppnå både godt inneklima og lavt energiforbruk? Roar Johannesen, Direktør Byggautomasjon 1

Reguleringssystem for radiatorer med kombinert aktuator og termostat

KS Bedrifts innspill til energimeldingen 9. desember 2015

NOTAT SOLSKJERMING. Det anbefales utvendige screen.

Web-basert OpenLab Drilling simulator: Erfaringer, status og muligheter ved bruk av maskinlæring og automatisering. Erich Suter Post.Doc.

HMS. Energi og klima. Våre prioriterte miljøområder er: Eksterne samarbeidspartnere

Hensikten med denne delen av kurset. Objektets egenskaper. Objektorientering hva er det? Best practises ved programvareutvikling. Kravspesifikasjonen

FluidSIM 5 Raskere, større og tilgjengelig overalt

Diskusjonsnotat - Når kommer solcellerevolusjonen til Norge?

(12) PATENT (19) NO (11) (13) B1 NORGE. (51) Int Cl. Patentstyret

Jo mer vi forenkler desto mer sparer du

Offshore vindkraft. Peter M. Haugan Norwegian Centre for Offshore Wind Energy (NORCOWE) og Geofysisk institutt, Universitetet i Bergen

KONTANTLØST BETALINGSSYSTEM. for festivaler, konserter og arrangement

LTLine på 800xA - tar eksisterende automasjonsinstallasjoner til en ny tid

Digitalisering av servicetjenester

The new electricity age

ESRA - Er sikkerheten blitt for dyr? Hva er et kost-effektivt sikkerhetsnivå i offshorevirksomheten? Morten Sørum Senior rådgiver sikkerhet

Fylkesmannens krav til energiledelse

Solceller. Josefine Helene Selj

~Høgskolen i Oslo. Side l. Avdelingfor ingeniørutdanning

Studentpresentasjon. Røros konferansen, Kunnskap for en bedre verden

Regjeringens samråd den 26. januar 2007 om CO2-håndtering på Kårstø Innspill fra Aker Kværner

Invester i fremtiden din! kurs

Samarbeidsavtale mellom Norsk Industri og Enova SF

Byggebransjens utfordringer med energisystemer og ny teknologi - Case Powerhouse Kjørbo

Produktoversikt PRODUKTER

Fremtidige energibehov, energiformer og tiltak Raffineridirektør Tore Revå, Essoraffineriet på Slagentangen. Februar 2007

Vibrasjonsvern. Proaktivt tilstandsbasert vedlikehold for vannkraftverk

Informasjonsteknologi, kybernetikk/signalbehandling - Master i teknologi/siv.ing.

MFT MFT. Produktinformasjon. Overvannsmagasin FluidVertic Magasin MAV 252. Sivilingeniør Lars Aaby

Tilstandsestimering Oppgaver

Modul nr Fornybare energikilder

Flexit boligventilasjon

MindIT sin visjon er å være en anerkjent og innovativ leverandør av teknologi og tjenester i den globale opplæringsbransjen

Styrings system for undervarme på kunstgress baner

Helse Sør-Øst RHF BIM i et byggherreperspektiv. Webinar NAL Birger Stamsø Prosjektsjef bygg og eiendom

Forprosjekt. Oppgavens tittel: Motorstyring Dato: Jon Digernes Institutt/studieretning: Program for elektro og datateknikk

Av Thomas Welte, SINTEF Energi, Bjarne Børresen, Energi Norge

Karakterane 3 og 4 Nokså god eller god kompetanse i faget. Kommuniserer

Presentasjon Sammendrag Dagens situasjon Mål og rammebetingelser Moduler Løsning og alternativer...

Optisk lesing av en lottokupong

Ultralydmålinger og analyse

Omgivelseskontroll Dokumentasjon for SR2 IR og bryter styrt 230 VAC bryter

Begynn å spare, velg eco!

Optisk lesing av en lottokupong

SCENARIOER FOR FRAMTIDENS STRØMFORBRUK VIL VI FORTSATT VÆRE KOBLET TIL STRØMNETTET?

City Of Oslo Agency for water and wastewater services

INF130 Databehandling og analyse

Sprinkelalarm Esser. Installasjonsveiledning

Sammenlikningav simuleringsverktøyfor reguleringsteknikk

OWGS (Obstacle Warning GPS System)

Uni Eiendom Næring. Eiendomsforvaltning slik du ønsker det: Brukervennlig, oversiktlig, fleksibelt og effektivt.

Energi- og klimastrategi for Norge EBLs vinterkonferanse i Amsterdam mars 2009

Kristiansund videregående skole og fagskole

Simulering og optimalisering av prosesslinjer

BEREDSKAPSSIMULATOR ADMS-MEDIC TRAINING. Markedets mest realistiske simulatortrenings-system for beredskapsaktører

Energi21 - et virkemiddel for innovasjon i energisektoren

Bedriftspresentasjon

Kraftgjenvinning fra industriell røykgass

Klima og energiplanlegging i Sandefjord kommune

Kjøpsveileder varmestyring. Hjelp til deg som skal kjøpe varmestyringsanlegg.

Kunnskap Løsninger Tillit

Observer HANS-PETTER HALVORSEN, Telemark University College Department of Electrical Engineering, Information Technology and Cybernetics

HMI standarddokument

innovative velger Noca

Transkript:

Address: Cybernetica AS Leirfossveien 27 N-7038 Trondheim Norway Phone.: +47 73 82 28 70 Fax: +47 73 82 28 71 STUDENTOPPGAVER 2016 Til: Aktuelle studenter for Cyberneticas studentprogram Antall sider: 5 Dato: 2015-11-01 1. Demonstratorpakke Cybernetica har utviklet en rekke modellbaserte applikasjoner for online-anvendelser for industribedrifter i mange land. Disse anvendelsene er ofte nært knyttet til kundens kjernekompetanse, og applikasjonene er derfor ikke tilgjengelig for andre. Cybernetica har et behov for å kunne demonstrere sin teknologi for nye og eksisterende kunder på en informativ og illustrativ måte. Til dette formålet er det laget enkle eksempelmodeller som kan benyttes for å vise teknologien som Cybernetica tilbyr. Denne oppgaven går ut på å implementere en eller flere av disse eksempelmodellene i Cyberneticas teknolologipakke, slik at metodikken som ligger til grunn blir demonstrert på en god måte. Aktuelle eksempelprosesser er destillasjonskolonne, polymer-reaktor og metallkonverter. Utvikle komplett demonstratorpakke for eksempelprosess(er). Lage presentasjonsmateriell for demonstratorpakken(e) Implementere eksisterende modell(er) i Cybernetica CENIT rammeverk. Utvikle en enkel simulator i Cybernetica ProXim. Sette opp estimerings-case ved hjelp av Cybernetica ModelFit Designe brukergrensesnitt i Cybernetica Viewer og WebViewer. Lagre presentasjonsmateriell for eksempelprosessen(e). Dokumentere arbeidet. Oppgaven kan være egnet som sommerjobb for studenter i 3. eller 4. klasse på Teknisk kybernetikk eller Kjemisk prosessteknologi. Kunnskaper om dynamiske systemer, estimering er en forutsetning. Kjennskap til programmering (C/C++/C#) er en fordel. 2. Optimalisert styring av metallraffinering Cybernetica har samarbeid med en rekke metallprodusenter. For å kunne tilby kundene skreddersydde produkter er metallprodusentene avhengig av å kunne foreta raffinering av metall til ønsket kvalitet. Dette foregår som oftest i batch-prosesser. I denne oppgaven er det aktuelt å lage en ny eller forbedre en eksisterende matematiske modell av en raffineringsprosess. Modellen valideres så mot driftsdata og det skal lages et forslag til optimalisert regulering av raffineringen. Oppgaven vil bli gjennomført i samarbeid med en av våre industrielle partnere i Norge eller EU. Implementere modell for metallraffinering i Cyberneticas verktøy. Demonstrere at modellen kan gjenskape industriell oppførsel. Utvikle system for bedre forståelse og styring av prosessen. E-mail: http://contact.cybernetica.biz Bank account: 4200.40.10722 Web: http://www.cybernetica.no Org. no: 982 193 451 MVA

2 / 5 Studentoppgaver 2016 Gjøre seg kjent med Cyberneticas verktøy for modellering, modelltilpasning og regulering. Sette seg inn i metallproduksjon og raffineringsprosesser. Utvikle/videreutvikle modell av metallraffinering. Prosjekt- og masteroppgave: Implementere modellen i Cyberneticas verktøy. Validere modell mot prosessdata fra virkelig prosess. Foreslå forbedret regulering/optimalisering av prosessen. Demonstrere valgt løsning gjennom simuleringer. Oppgaven kan være egnet for studenter i 4. klasse på Teknisk kybernetikk eller Kjemisk prosessteknologi. Forhåndskunnskaper om metallurgiske prosesser forventes ikke, men den som blir ansatt må være villig til å lese seg opp på fagfeltet. Kunnskaper om dynamiske systemer og regulering er en forutsetning. Kjennskap til Matlab og enkel programmering er en fordel, men ikke et krav. 3. Modellbasert prediktiv regulering av kjemisk reaktor Cybernetica arbeider kontinuerlig med utvikling og videreutvikling av modeller for ulike polymerprosesser. Dette inkluderer prosesser for fremstilling av polyolefiner, bindemidler, PVC, og forskjellige emulsjonspolymere. Disse modellene inngår i systemer for on-line estimering (soft sensing), modellbasert prediktiv regulering og on-line optimalisering. For å lette modularisering og gjenbruk av modeller, er det startet et arbeid med å utvikle modellbibliotek basert på modelleringsspråket Modelica og utviklingsverktøyet Dymola. Alternativt utvikles modeller ved å programmere disse direkte i programmerings-språket C/C++. Flere studenter har arbeidet med lignende oppgaver tidligere, og det er lagt et godt grunnlag. Utvikle/videreutvikle modell for industriell polymerprosess Implementere modellen i Modelica eller C/C++ Utvikle on-line tilstands og parameterestimering for prosessen Utvikle og simulere modellbasert prediktiv regulering for denne prosessen. Gjøre seg kjent med aktuelle polymerprosesser og prinsippene for modellering av disse. Implementere eksisterende modeller som moduler i Modelica: o Kinetikkmodell (kjemi) o Masse- og varmebalanse o Reaktorkjøling o Doseringsmekanismer (rør og ventiler) Konfigurere modellene for online bruk. Benytte biblioteket fra sommerjobben til å lage en modell av en industriell reaktor Tilpasse modellen til loggedata fra en industriell prosess Implementere og prøve ut nye ideer for raskere konfigurasjon og identifikasjon av polymermodeller

Demonstrere systemet gjennom simuleringer 3 / 5 Studentoppgaver 2016 Konfigurere system for sanntids modelloppdatering (Kalman-filter eller Moving Horizon Estimering ) og utvikle applikasjon for soft sensing. Konfigurere modellbasert prediktiv regulering av en gitt polymerprosess ved hjelp av modeller satt sammen fra modellbiblioteket beskrevet over. Demonstrere valgt løsning gjennom simuleringer. Oppgaven kan være egnet for studenter i 4. klasse på Teknisk kybernetikk eller Kjemisk prosessteknologi. Forhåndskunnskaper om polymerisasjon forventes ikke, men den som blir ansatt må være villig til å lese seg opp på fagfeltet. Kunnskaper om dynamiske systemer og regulering er en forutsetning. Programmeringserfaring og noe kjennskap til Modelica er en fordel, men ikke et krav. 4. Modellering og regulering av energibruk og innemiljø i bygninger Etter hvert som en stadig større del av den elektriske energiforsyningen kommer fra fornybare kilder som sol og vind, blir det mange steder i verden et økende problem at det ikke er samsvar i tid mellom energiforbruk og energiproduksjon. Tidligere har man styrt energiproduksjonen ut fra forbruket, men det er ikke mulig på samme måte med disse energikildene. Da oppstår et behov for å påvirke forbruksmønsteret. Variable priser blir et virkemiddel som blir tatt i bruk mange steder i verden. Til dels kan prisen variere betydelig over et døgn. Enhver bygning har en viss kapasitet til å lagre energi. Det kan utnyttes. Videre er det en del forbruk som uten problemer kan utsettes. Optimal regulering av energibruk og innemiljø i bygninger kan gi mange fordeler. For de som bor og oppholder seg i bygget, vil det bety godt inneklima og behagelig temperatur. For huseieren kan det bety en betydelig besparelse, og for samfunnet en jevnere total energibruk. Oppgaven kan enkelt deles opp, så om ønskelig kan flere studenter kan samarbeide om den. Etablere en oversikt over state of the art, både når det gjelder produkter i markedet og akademisk litteratur. Definere et lite antall test-case. Dette kan være vanlige bolighus med ulike energikilder og ulike ventilasjonsløsninger. Lage detaljerte simuleringsmodeller av testcasene. Dette gjøres i Modelica, delvis ved bruk av tilgjengelige modellbibliotek. Utvikle enklere dynamiske modeller for bruk i estimering og regulering Utvikle on-line tilstands- og parameterestimering basert på de enkle modellene. Utvikle og teste ulike reguleringsstrategier. Sette seg inn i problemstillingen. Definere et første testcase (typisk bolighus). Sette opp modeller i Modelica. Tilpasse modellene til et utvalgt hus og gjennomfør parameterestimering. Gjennomgang av tilgjengelig litteratur på tilstands- og parameterestimering. Utvikling av generelle metoder for modelltilpasning til ulike hus med ulike energikilder og ventilasjonsanlegg.

Utprøving av disse teknikkene på casene fra sommerjobben. 4 / 5 Studentoppgaver 2016 Utvikling av modellbasert prediktiv regulering av energibruk og innemiljø i bygninger. Demonstrasjon i simulering av ulike reguleringsstrateger for ulike testcase og scenarier. Oppgaven kan være egnet for studenter i 3.-4. klasse på Teknisk kybernetikk eller Kjemisk prosessteknologi. Kunnskaper om modellering av dynamiske systemer er en forutsetning. Kjennskap til Modelica er en fordel, men ikke et krav. 5. Modellbasert tidligdeteksjon av feil Plutselige feil som kan oppstå i et prosessanlegg, kan lett føre til store økonomiske og materielle tap for en produksjonsbedrift. Ofte er tapt produksjon på grunn av stans det største bidraget. Derfor har alle slike bedrifter et klart fokus på å holde produksjonen i gang. For å redusere risikoen for tap på grunn av utstyrssvikt, har det til nå vært vanlig å gjøre periodisk, preventivt vedlikehold det vil si at utstyrskomponenter byttes før de når forventet levetid. Dette utgjør også en betydelig kostnad. Nå begynner stadig flere selskap med tilstandsbasert vedlikehold. Da legges det opp til at tilstanden til prosessutstyr skal overvåkes, og at feil skal rettes ved behov og før feilen blir kritisk. Ved overgangen til tilstandsbasert vedlikehold, installeres ekstra instrumentering for tilstandsovervåkning. For roterende maskineri er dette velprøvd teknologi; Der finnes det gode systemer for tilstandsovervåkning som i hovedsak er basert på vibrasjonsanalyse. Det kan ikke sies å gjelde for alt annet prosessutstyr. Ekstra instrumentering er også kostbart. Vi vil se på hvordan behovet for ekstra instrumentering kan begrenses ved bruk av modellbaserte teknikker. Her vil dynamiske matematiske modeller av prosessen kombineres med tilstands- og parameterestimering og med algoritmer for feildeteksjon. Etablere en oversikt over state of the art, både når det gjelder industriell praksis og akademisk litteratur. Definere et lite antall test-case. Dette kan være fra et olje- og gass-separasjonsanlegg. Definere naturlige feilscenarier. Lage modeller av testcasene. Det kan gjøres ved bruk av Cyberneticas modellbibliotek i Modelica. Utvikle on-line tilstands- og parameterestimering for prosessen Utvikle og teste ulike metoder tidligdeteksjon av feil. Sette seg inn i problemstillingen. Definere et første testcase med feilsituasjoner. Sette opp modeller i Modelica. Implementere tilstands- og parameterestimering for prosessen, samt algoritmer for feildeteksjon fra litteraturen. Gjennomgang av tilgjengelig litteratur på feildeteksjon og diagnose. Videre arbeid med casene fra sommerjobben; demonstrasjon av prinsippene for tidligdeteksjon av feil i et lite antall eksempler. Mål: å utvikle en mer systematisk metodikk for tidligdeteksjon av feil, om mulig også med diagnose, slik at den feilende prosessenheten kan identifiseres. Dette blir en videreføring av arbeidet fra sommerjobb og prosjektoppgave.

Utprøving av algoritmene på loggedata fra reelle prosessanlegg. 5 / 5 Studentoppgaver 2016 Oppgaven kan være egnet for studenter i 3.-4. klasse på Teknisk kybernetikk eller Kjemisk prosessteknologi. Kunnskaper om modellering av dynamiske systemer er en forutsetning. Forøvrig må den som blir ansatt være villig til å lese seg opp på fagfeltet. Kjennskap til Modelica er en fordel, men ikke et krav.