Opinto-opas

Tavoitteet

Osaat käyttää laitossuunnitteluohjelmistoa laitoksen, laitteiden ja putkistojen mallinnukseen ja työpiirustusten generointiin
Tunnet layout-suunnittelun periaatteet
Tunnet putkistosuunnittelun periaatteet
Osaat PI-kaavioiden tulkinnan

Sisältö

Kuinka käytän 3d-tehdasmallinnusohjelmaa?
Kuinka teen layout-suunnittelua?
Kuinka teen putkistosuunnittelua?
Kuinka tulkitsen PI-kaaviota?
Mitä tarkoittavat putkiluokat?

Aika ja paikka

Kuinka käytän 3D-tehdasmallinnusohjelmaa? Minkälainen on tehtaan tietokonemallin rakenne? Mikä on siihen integroidun tietokantainformaation merkitys ja miten sitä hyödynnetään? Mitä tehdään ohjelman osissa yleinen, laitteet, putkitus sekä rakenteet ja piirustukset?
Minkälaisia laitteita (mm. pumput, säiliöt, venttiilit) suunnitteluohjelman laitekirjastoissa on, miten niitä sijoitellaan ja minkälaista tietokantainformaatiota niihin voidaan liittää (esim. käyttölämpötila ja -paine)?
Minkälainen on tehdasrakennuksen teräsrakennemalli ja millaisista osista se koostuu? Miten luon tehdasrakennuksen tietokonemallin (mm. koordinaatisto kerrostasoineen, runkopilarit ja palkit liitoksineen, lattiatasot ja niiden materiaalit, kulkuaukot, portaat ja kaiteet)?
Kuinka teen putkistosuunnittelua? Mitä tarkoittavat putkiluokat? Miten mallinnan geometrisesti vaativan putkiston?
Kuinka tulkitsen PI-kaavioita ja miten ne voidaan integroida 3D-malliin?
Kuinka teen layout-suunnittelua? Miten generoin layout-kuvat 3D-mallista?
Miten luon tietokantaraportin tehdasmallin osista ja niiden ominaisuuksista?

Opiskelumateriaali

SmartPlant-ohjelman opiskelumateriaali (englanninkielinen, jaetaan oppitunneilla).
PSK-käsikirjat, mm. putkiluokat.

Yksilölliset oppimisväylät

Työviikkopohjainen oppimisväylä:
Kuinka käytän 3D-tehdasmallinnusohjelmaa? Minkälainen on tehtaan tietokonemallin rakenne? Mikä on siihen integroidun tietokantainformaation merkitys ja miten sitä hyödynnetään? Mitä tehdään ohjelman osissa yleinen, laitteet, putkitus sekä rakenteet ja piirustukset?
Minkälaisia laitteita (mm. pumput, säiliöt, venttiilit) suunnitteluohjelman laitekirjastoissa on, miten niitä sijoitellaan ja minkälaista tietokantainformaatiota niihin voidaan liittää (esim. käyttölämpötila ja -paine)?
Minkälainen on tehdasrakennuksen teräsrakennemalli ja millaisista osista se koostuu? Miten luon tehdasrakennuksen tietokonemallin (mm. koordinaatisto kerrostasoineen, runkopilarit ja palkit liitoksineen, lattiatasot ja niiden materiaalit, kulkuaukot, portaat ja kaiteet)?
Kuinka teen putkistosuunnittelua? Mitä tarkoittavat putkiluokat? Miten mallinnan geometrisesti vaativan putkiston?
Kuinka tulkitsen PI-kaavioita ja miten ne voidaan integroida 3D-malliin?
Kuinka teen layout-suunnittelua? Miten generoin layout-kuvat 3D-mallista?
Miten luon tietokantaraportin tehdasmallin osista ja niiden ominaisuuksista?

Opintoja nopeuttava oppimisväylä:
Kuinka käytän 3D-tehdasmallinnusohjelmaa? Minkälainen on tehtaan tietokonemallin rakenne? Mikä on siihen integroidun tietokantainformaation merkitys ja miten sitä hyödynnetään? Mitä tehdään ohjelman osissa yleinen, laitteet, putkitus sekä rakenteet ja piirustukset?
Minkälaisia laitteita (mm. pumput, säiliöt, venttiilit) suunnitteluohjelman laitekirjastoissa on, miten niitä sijoitellaan ja minkälaista tietokantainformaatiota niihin voidaan liittää (esim. käyttölämpötila ja -paine)?
Minkälainen on tehdasrakennuksen teräsrakennemalli ja millaisista osista se koostuu? Miten luon tehdasrakennuksen tietokonemallin (mm. koordinaatisto kerrostasoineen, runkopilarit ja palkit liitoksineen, lattiatasot ja niiden materiaalit, kulkuaukot, portaat ja kaiteet)?
Kuinka teen putkistosuunnittelua? Mitä tarkoittavat putkiluokat? Miten mallinnan geometrisesti vaativan putkiston?
Kuinka tulkitsen PI-kaavioita ja miten ne voidaan integroida 3D-malliin?
Kuinka teen layout-suunnittelua? Miten generoin layout-kuvat 3D-mallista?
Miten luon tietokantaraportin tehdasmallin osista ja niiden ominaisuuksista?

Työhön integroitu oppimisväylä:
Kuinka käytän 3D-tehdasmallinnusohjelmaa? Minkälainen on tehtaan tietokonemallin rakenne? Mikä on siihen integroidun tietokantainformaation merkitys ja miten sitä hyödynnetään? Mitä tehdään ohjelman osissa yleinen, laitteet, putkitus sekä rakenteet ja piirustukset?
Minkälaisia laitteita (mm. pumput, säiliöt, venttiilit) suunnitteluohjelman laitekirjastoissa on, miten niitä sijoitellaan ja minkälaista tietokantainformaatiota niihin voidaan liittää (esim. käyttölämpötila ja -paine)?
Minkälainen on tehdasrakennuksen teräsrakennemalli ja millaisista osista se koostuu? Miten luon tehdasrakennuksen tietokonemallin (mm. koordinaatisto kerrostasoineen, runkopilarit ja palkit liitoksineen, lattiatasot ja niiden materiaalit, kulkuaukot, portaat ja kaiteet)?
Kuinka teen putkistosuunnittelua? Mitä tarkoittavat putkiluokat? Miten mallinnan geometrisesti vaativan putkiston?
Kuinka tulkitsen PI-kaavioita ja miten ne voidaan integroida 3D-malliin?
Kuinka teen layout-suunnittelua? Miten generoin layout-kuvat 3D-mallista?
Miten luon tietokantaraportin tehdasmallin osista ja niiden ominaisuuksista?

TKI ja työelämäyhteistyö

Ei sisällä

Tentit ja muut määräajat

Tentillä voi korottaa kurssin arvosanaa tasolle 2-5. Pelkkä tentti ei riitä kurssin suorittamiseen.
Uusinta- eli korotustentin voi suorittaa yleisenä uusintatenttipäivänä.

Toteutuksen valinnaiset suoritustavat

Kuinka käytän 3D-tehdasmallinnusohjelmaa? Minkälainen on tehtaan tietokonemallin rakenne? Mikä on siihen integroidun tietokantainformaation merkitys ja miten sitä hyödynnetään? Mitä tehdään ohjelman osissa yleinen, laitteet, putkitus sekä rakenteet ja piirustukset?
Minkälaisia laitteita (mm. pumput, säiliöt, venttiilit) suunnitteluohjelman laitekirjastoissa on, miten niitä sijoitellaan ja minkälaista tietokantainformaatiota niihin voidaan liittää (esim. käyttölämpötila ja -paine)?
Minkälainen on tehdasrakennuksen teräsrakennemalli ja millaisista osista se koostuu? Miten luon tehdasrakennuksen tietokonemallin (mm. koordinaatisto kerrostasoineen, runkopilarit ja palkit liitoksineen, lattiatasot ja niiden materiaalit, kulkuaukot, portaat ja kaiteet)?
Kuinka teen putkistosuunnittelua? Mitä tarkoittavat putkiluokat? Miten mallinnan geometrisesti vaativan putkiston?
Kuinka tulkitsen PI-kaavioita ja miten ne voidaan integroida 3D-malliin?
Kuinka teen layout-suunnittelua? Miten generoin layout-kuvat 3D-mallista?
Miten luon tietokantaraportin tehdasmallin osista ja niiden ominaisuuksista?

Opiskelijan työmäärä

Oppitunnit 60 h (pääosin tietokonemallinnusta).
Mallinnusharjoitukset, täydennys 15 h.
Tehdassuunnitteluun perehtyminen 20 h.
Tenttiin valmistautuminen ja tentti 15 h.

Arviointiasteikko

1-5

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Opintojakson suorittaminen vaatii tietokoneella tehtävien mallinnusharjoitusten suorittamisen. Arvosanan 1 saa näiden harjoitusten perusteella.
Oppitunneilla järjestettävällä loppukokeella tai korotustentillä arvosanaa voi korottaa tasolle 2-5.

Hylätty (0)

Puutteelliset mallinnusharjoitukset.

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1-2)

Oppilas tuntee ja osaa mallintaa tehtaan keskeiset osat tietokoneella.

Arviointikriteerit, hyvä (3-4)

Oppilas suunniteltavien tehtaiden keskeiset osat, niiden tehtävän ja tärkeimmät suunnittelukriteerit ja pystyy soveltamaan tietojaan ja taitojaan tietokantapohjaiseen 3D-suunnitteluun käytettävästä ohjelmistosta riippumatta.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Oppilas omaa hyvät tiedot tehtaan eri osista ja niissä käytettävistä komponenteista. Hän kykenee myös arvioimaan tietokoneavusteisen tehdassuunnittelun mahdollisuuksia ja tarvittaessa modernin suunnitteluohjelmiston käyttöönoton kannattavuutta.

Esitietovaatimukset

Statiikka ja lujuuslaskenta
Materiaali- ja valmistustekniikka
Tekninen visualisointi ja CAD

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuasi osaat
nimetä OSI-mallin kerrokset sekä kuvata keskeisten tietoverkoissa käytettävien protokollien tehtävät
esittää tuotantolaitoksen prosessiautomaatiojärjestelmän rakenteen ja komponentit
suunnitella ja konfiguroida yksinkertaisia automaatioverkkoja ja kenttäväyläsovelluksia
ohjelmoida ja ottaa käyttöön voimalaitosautomaation instrumentointi- ja moottoripiirejä.

Sisältö

Miten tietoliikennestandardit, pilvipalvelut ja Internet of Things (IoT) vaikuttavat teollisuuden tietoverkkoihin ja teollisuussovellusten digitalisaation etenemiseen?
Miten tieto siirtyy kattilalaitoksen mittausanturilta voimalaitoksen etävalvomoon ja operaattorin komennosta ohjattavalle laitteelle?
Mitä hardware- ja software-työkaluja tarvitset liittääksesi älykkään pintalähettimen toiminnassa olevaan pääautomaatiojärjestelmään?
Miten ohjelmoiduilla lukituksilla ja laitteistojen redundanttisuudella voidaan parantaa voimantuotannon turvallisuutta?

Opiskelumateriaali

- Learn
- Learning Environment for Papermaking and Automation, KnowPap, AEL ja Prowledge 2001-2023.
- Learning Environment for Chemical Pulping and Automation, KnowPulp, AEL ja Prowledge 2001-2023.
- https://www.valmet.com/
- https://www.siemens.com/global/en.html
- https://www.honeywell.com/en-us/industries/industrial-manufacturing
- https://new.abb.com/uk
- ValmetDNA manuals, Valmet Automation 2011 - 2012.
- DNAuse -operointiohje, Valmet Automation 2012.
- Function Block CAD -käyttöohje, Valmet Automation 2011.
- DNA Explorer -käyttöohje, Valmet Automation 2011.

Yksilölliset oppimisväylät

Työviikkopohjainen oppimisväylä:
1. Järjestelmälaitteistot
2. Automaatiojärjestelmien käyttöliittymät ja laitosoperointi
3. Automaatioprojektit
4. Kenttäväylät instrumentoinnin ja sähkökäyttöjen liittämiseen
5 Digitalisaation eteneminen automaatiossa
6 Automaatiojärjestelmän sovellusohjelmointi (lähiopintona)
7 Älykkäiden kenttälaitteiden ja kenttäväylien konfigurointi (lähiopintona)
Opintojakson suoritettuasi osaat
- esittää tuotantolaitoksen prosessiautomaatiojärjestelmän rakenteen ja komponentit
- kuvata prosessioperoinnin tärkeimmät tehtävät ja käyttää käyttöliittymiä
- analysoida automaation peruspiirejä PI-kaavion perusteella ja suunnitella järjestelmäriippumattomia toimintakuvauksia ja -kaavioita
- selostaa keskeisten kenttäväylien ja -protokollien käytön teollisuuden automaatioverkoissa
- kuvata tekoälyn hyödyntämistä prosessiautomaatiossa
- ohjelmoida ja ottaa käyttöön voimalaitosautomaation instrumentointi- ja moottoripiirejä.
- ohjelmoida ja ottaa käyttöön älykkäitä lähettimiä ja kenttäväyliä.
Mitä laitekomponentteja tarvitaan prosessinohjausjärjestelmään?
Miten tieto siirtyy kattilalaitoksen mittausanturilta voimalaitoksen etävalvomoon ja operaattorin komennosta ohjattavalle laitteelle?
Miten suunnitellaan mittaus-, ohjaus-, säätö, on-off-venttiili- ja on-off-moottoripiirit järjestelmäriippumattomasti prosessiautomaatiojärjestelmää varten?
Miten liitetään älykkäät instrumentit ja moottorinohjausyksiköt teollislla kenttäväylillä ja -protokollilla?
Miten väylästandardit, pilvipalvelut ja digitaalisaatiokehitys vaikuttavat teollisuuden sovelluksiin?
Miten ohjelmoidaan mittaus-, ohjaus-, säätö-, on-off-venttiili- ja on-off-moottoripiiri automaatiojärjestelmässä?
Miten liitetään käytännössä älykkäät kenttälaitteet automaatiojärjestelmään käyttäen kenttäväyliä?

Opintoja nopeuttava oppimisväylä:
- Tentti ja työelämäprojekti

Työhön integroitu oppimisväylä:
- Tentti ja projektityöt

TKI ja työelämäyhteistyö

Opintojakso ei sisällä TKI-työtä.

Tentit ja muut määräajat

Osatentit.

Opiskelijan työmäärä

- 12 h luentoja ja tallennettuja luentoja
- 32 h ohjattuja projektitöitä
- 91 h omatoimista opiskelua

Lisätietoja opiskelijoille

Suositellaan ennakkotietoina opintojaksot:
Mittaus- ja säätötekniikka - Measurement and Control Technology
tai vastaavat tiedot.

Arviointiasteikko

1-5

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Opiskelija valitsee 5/7 osiota.
5 osatenttiä arviointiasteikko 0-5
tai 3 osatenttiä ja 2 harjoitustyötä, arviointiasteikko 0-5, kaikki osiot hyväksyttyinä.

Esitietovaatimukset

Edellytetään opintojaksot tai vastaava osaaminen
Sähkötekniikan ja elektroniikan perusteet
Mittaus- ja säätötekniikka

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuasi osaat
selittää automaatioprojektin elinkaaren keskeiset vaiheet ja tuotokset
määritellä automaation toiminnan piirikohtaisesti
analysoida ja suunnitella kenttäinstrumentoinnin
ohjelmoida, testata ja ottaa käyttöön voimalaitosten mittaus-, ohjaus- ja säätötoimintoja sekä valvomografiikkaa
käyttää automaatiosuunnittelun CAD-ohjelmistoja ja verkkopohjaisia tietokanta- ja dokumentointiohjelmistoja
laatia automaatioprojektin kustannusarvion.

Sisältö

Mitä tehdään automaatioprojektin määrittely-, suunnittelu-, toteutus-, asennus-, toiminnallisessa testaus-, kelpoistus-, tuotanto- ja poistovaiheissa?
Miten laaditaan instrumentointipiirin tai moottoripiirin toimintakuvaus ja mihin operaattori tai kunnossapitoinsinööri sitä lopulta tarvitsee?
Miten kaapelointi ja kytkennät esitetään instrumentoinnin piirikaavioissa ja sähköpiirikaavioissa?
Miten graafinen lohko-ohjelmointi tukee automaatiosovellusten suunnittelua?
Miten hallitaan instrumentoinnin ja moottoriohjausten suunnittelua ja kunnossapitoa?
Mistä automaatioprojektin hinta muodostuu?

Opiskelumateriaali

1. Learn-materiaali.
2. Automaatiosuunnittelun prosessimalli. Yhteiset käsitteet verkottuneen suunnittelun perustana. Suomen Automaatioseura ry., Helsinki, 2007. 43 s.
3. Tommila, T., toim. Laatu automaatiossa. Suomen Automaatioseura ry. , Helsinki, 2001. 245 s.
4. Automaatiosovellusten ohjelmistokehitys. Suunnittelun työtavat, välineet ja sovellusarkkitehtuurit. Suomen Automaatioseura ry. 2005. 152 s.
5. Harju, T., Marttinen, A. Säätötekniikan koulutusmateriaali (verkkojulkaisu), Säätöpiirin virityksen perusteet (kirja). Suomen Automaatioseura ry. , Helsinki, 2000. 166 s.
6. Automaatio liiketoimintaprosessien tukena (verkkojulkaisu Suomen automaatioseura ry.), Tekesin katsaus 271, 2010.
7. SFS-ISO 14617-6 Kaavioissa käytettävät piirrosmerkit. Osa 6: Mittaus- ja ohjaustoiminnot. SFS, Helsinki, 2004.
8. SFS-EN ISO 10628 Prosessikaaviot. Yleiset ohjeet. SFS, Helsinki, 2001.
9. PSK 3601 Prosessiteollisuuden virtauskaavioiden piirrosmerkit. PSK Standardisointi, Helsinki, 2005. 38 s.
10. PSK 5201 - PSK 5210 Instrumenttiasennusten tyyppipiirustukset. PSK Standardisointi, Helsinki, 2003.
11. PSK 4601 Automaation hankinta. Yleiset periaatteet. käsitteet ja määritelmät. PSK Standardisointi, Helsinki, 1996. 24 s.
12. PSK 4602 Automaation hankinta. Prosessinohjausjärjestelmä. PSK Standardisointi, Helsinki, 1996. 11 s.
13. PSK 4603 Automaation hankinta. Instrumentointi. PSK Standardisointi, Helsinki, 1996. 10 s.
14. PSK 7902 Teollisuuden suunnittelu. Sopimusmalli. PSK Standardisointi, Helsinki, 2005. 2 + 29 s.
15. SFS-IEC 61506 Teollisuusprosessien mittaus ja ohjaus. Sovellusohjelmiston dokumentaatio. Suomen Standar-disoimisliitto SFS, Helsinki, 1998. 121 s.
16. SFS-IEC 848 Ohjausjärjestelmien toimintodiagrammien laatiminen.
17. SFS 5098 Prosessi-instrumentoinnin piirustukset ja muut asiakirjat.
18. SFS 2972 Sähkölaitteiden kotelointiluokat.
19. Heimbürger et. al., Valvomo – Suunnittelu periaatteet ja käytännöt, Suomen automaatioseura ry., 2010, 268 s.
PSK-standardeihin on pääsy XAMK:n kirjaston verkkotietokannoista.

Yksilölliset oppimisväylät

Työviikkopohjainen oppimisväylä:
Opintojakson suoritettuasi osaat
• selittää automaatioprojektin elinkaaren keskeiset vaiheet ja tuotokset
• määritellä automaation toiminnan piirikohtaisesti tai positiokohtaisesti
• analysoida ja suunnitella kenttäinstrumentoinnin
• ohjelmoida, testata ja ottaa käyttöön voimalaitosten mittaus-, ohjaus- ja säätötoimintoja sekä valvomografiikkaa
• käyttää automaatiosuunnittelun CAD-ohjelmistoja ja verkkopohjaisia tietokanta- ja dokumentointiohjelmistoja
• laatia automaatioprojektin kustannusarvion.
Mitä tehdään automaatioprojektin määrittely-, suunnittelu-, toteutus-, asennus-, toiminnallisessa testaus-, kelpoistus-, tuotanto- ja poistovaiheissa?
Miten laaditaan instrumentointipiirin tai moottoripiirin toimintakuvaus ja mihin operaattori tai kunnossapitoinsinööri sitä lopulta tarvitsee?
Miten kaapelointi ja kytkennät esitetään instrumentoinnin piirikaavioissa ja sähköpiirikaavioissa?
Miten graafinen lohko-ohjelmointi tukee automaatiosovellusten suunnittelua?
Miten hallitaan instrumentoinnin ja moottoriohjausten suunnittelua ja kunnossapitoa?
Mistä automaatioprojektin hinta muodostuu?

Opintoja nopeuttava oppimisväylä:
Tentti ja työelämäprojekti

Työhön integroitu oppimisväylä:
Tentti ja projektityö

TKI ja työelämäyhteistyö

Opintojakso ei sisällä TKI-työtä.

Tentit ja muut määräajat

osatentit.

Opiskelijan työmäärä

- 15 h live-luentoja
- 20 h ohjattuja projektitöitä
- 100 h tallennettuja luentoja, tenttiin valmistautumista ja muuta omatoimista opiskelua

Lisätietoja opiskelijoille

Suositellaan seuraavat edeltävät opintojaksot:
Measurement and Control Technology - Mittaus- ja säätötekniikka
Process Control Systems and Communication Networks - Automaatiojärjestelmät ja -verkot
tai vastaavat tiedot.

Arviointiasteikko

1-5

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Opintojakso arvioidaan osatenttien (60 %) ja projektityön (40 %) perusteella, arviointiasteikko 0-5.

Esitietovaatimukset

Edellytetään opintojaksot tai vastaava osaaminen
Mittaus- ja säätötekniikka
Automaatiojärjestelmät ja -verkot

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuasi osaat:
selostaa yleisimpien energiamuuntoprosessien toimintaperiaatteet.
ratkaista matemaattisesti energianmuuntoprosessien tehoja ja hyötysuhteita.
soveltaa h, s- ja p, h piirroksia energianmuuntoprosessien laskemisessa.
höyryturbiinien säätömenetelmät

Sisältö

Miten toimivat yleisimmät energianmuuntoprosessit:
höyryturbiini
kaasuturbiini
vesiturbiini
tuuliturbiini
diesel- ja kaasumoottori
ORC-prosessi
lämpöpumput
Miten energianmuuntoprosessien tehot ja hyötysuhteet lasketaan?
Miten h, s- ja p, h-piirroksia käytetään?
Mitkä ovat höyryturbiinin säätömenetelmät?

Opiskelumateriaali

Opintojakson materiaali jaetaan Learn alustalla.
Kirja: Voimalaitostekniikka

Yksilölliset oppimisväylät

Opintojakso suoritetaan työviikkopohjaisesti.

TKI ja työelämäyhteistyö

Opintojaksoon ei sisälly TKI- ja työelämäyhteistyötä

Tentit ja muut määräajat

Ilmoitetaan Learnissa.

Opiskelijan työmäärä

135 h.

Arviointiasteikko

1-5

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Tehtävät ja Learn tentti.

Esitietovaatimukset

Edellytetään perustiedot energiatekniikasta, matematiikasta ja fysiikasta (yhtälöiden ratkaiseminen, perussuureet, yksiköt)
Energiantuotannon ja sähkölaitostekniikan perusteet
Steam Boilers - Höyrykattilat

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuasi:
-tiedät eri energiantuotantotapojen ympäristövaikutukset
-tiedät merkittävimmät tavat vähentää energiatuotannon ja –käytön ympäristövaikutuksia
-ymmärrät kestävän kehityksen vaatimusten aiheuttamat muutostarpeet energiasektorilla

Sisältö

Miten kestävä kehitys toteutuu energiasektorilla?
Millaisia lupia energiantuotanto tarvitsee?
Miten energiasektori liittyy kiertotalouteen?
Miten lasketaan kasvihuonekaasupäästöt ja rajoitetaan niitä?

Opiskelumateriaali

Materiaali osoitetaan tai jaetaan Learnissa
Gangon osuuden opiskelumateriaalit on esitetty kurssin osion Learnissa.

Yksilölliset oppimisväylät

Oppitunnit
Päästömittaukset kohteessa
Ryhmätyö
Tehtävät Learnissa
Vierailijaluennolle osallistuminen
Tentit Learnissa

Vaihtoehtoinen suoritustapa: Itsenäinen opiskelu ja vastaavat tentit Learnissa ja Examissa.

TKI ja työelämäyhteistyö

Luennoitsijavieras alan yrityksestä.
Päästömittausharjoitus yrityskohteessa

Tentit ja muut määräajat

Tehtävät, tentit ja määräajat esitellään Learn-alustalla.

Gangon osuudessa Learn-tenttejä, jotka kaikki pitää olla hyväksytysti suoritettuja. Kurssin osuus arvostellaan hyväksytty / hylätty.

Arviointiasteikko

1-5

Esitietovaatimukset

Edellytetään seuraavat opintojaksot suoritetuksi tai vastaavat tiedot hankituksi:
energiatekniikan insinöörikemia
höyrykattilat

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuasi:
-tiedät eri energiantuotantotapojen ympäristövaikutukset
-tiedät merkittävimmät tavat vähentää energiatuotannon ja –käytön ympäristövaikutuksia
-ymmärrät kestävän kehityksen vaatimusten aiheuttamat muutostarpeet energiasektorilla

Sisältö

Miten kestävä kehitys toteutuu energiasektorilla?
Millaisia lupia energiantuotanto tarvitsee?
Miten energiasektori liittyy kiertotalouteen?
Miten lasketaan kasvihuonekaasupäästöt ja rajoitetaan niitä?

Opiskelumateriaali

Materiaali osoitetaan tai jaetaan Learnissa
Gangon osuuden opiskelumateriaalit on esitetty kurssin osion Learnissa.

Yksilölliset oppimisväylät

Oppitunnit
Päästömittaukset kohteessa
Ryhmätyö
Tehtävät Learnissa
Vierailijaluennolle osallistuminen
Tentit Learnissa

Vaihtoehtoinen suoritustapa: Itsenäinen opiskelu ja vastaavat tentit Learnissa ja Examissa.

TKI ja työelämäyhteistyö

Luennoitsijavieras alan yrityksestä.
Päästömittausharjoitus yrityskohteessa

Tentit ja muut määräajat

Tehtävät, tentit ja määräajat esitellään Learn-alustalla.

Gangon osuudessa Learn-tenttejä, jotka kaikki pitää olla hyväksytysti suoritettuja. Kurssin osuus arvostellaan hyväksytty / hylätty.

Arviointiasteikko

1-5

Esitietovaatimukset

Edellytetään seuraavat opintojaksot suoritetuksi tai vastaavat tiedot hankituksi:
energiatekniikan insinöörikemia
höyrykattilat

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuasi osaat:
energiatalouden sekä energian kuluttajan että tuottajan näkökulmista
laskea investointikustannukset ja investoinnin kannattavuuden
määrittää lämmitystapamuutoksen kannattavuuden
energiapolitiikan tavoitteet ja keinot niiden toteuttamiseksi

Sisältö

Miten energian hinta muodostuu?
Mitä on energiatehokkuus?
Miten investoinnin kannattavuus lasketaan?
Miten sähkömarkkinat toimivat?
Miksi ja miten energian hintaan on sisällytetty veroja?

Opiskelumateriaali

Jaetaan ja osoitetaan Learn-alustalla

Yksilölliset oppimisväylät

Learn-tehtävät ja -tentti

TKI ja työelämäyhteistyö

Yritysesimerkkejä

Opiskelijan työmäärä

135 h

Arviointiasteikko

1-5

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

tehtäväpisteet + tenttipisteet

Esitietovaatimukset

Energiantuotannon ja sähkölaitostekniikan perusteet
Polttoaineet ja lämmitysjärjestelmät

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuasi osaat:
kuvata energian suureena sekä sen muodot ja yksiköt
perusasiat sekä lämmön ja sähkön tuotannosta että kulutuksesta
sähkönjakeluverkon rakenteen
sähkön jännitteiden merkityksen siirron kannalta
kuvata sähköaseman tärkeimmät laitteet.

Sisältö

Millä mittayksiköillä energian määrää ilmoitetaan?
Mistä energiaa saadaan ja mihin se kuluu?
Miten sähköenergia siirretään kuluttajille?
Miksi sähkönsiirrossa käytetään erilaisia jännitteitä?
Miten eri sähkölaitoskomponentit liittyvät sähköasemien toimintaan?

Opiskelumateriaali

Ilmoitetaan Learn-alustalla

Yksilölliset oppimisväylät

Oppitunnit
Ryhmätyö
Omatoiminen opiskelu
Tentit

TKI ja työelämäyhteistyö

Yritysvierailu pyritään järjestämään

Lisätietoja opiskelijoille

Opintojakso on tarjolla myös:
Avoimen AMKin opiskelijoille 5 paikkaa

Arviointiasteikko

1-5

Tavoitteet

Osaat laskea voimalaitoskattilan lämmönsiirtimien tehon, kattilan hyötysuhteen, palamisreaktiot ja päästöt.
Osaat erikattilatyyppien ominaispiirteet ja toimintaperiaatteet.
Osaat kattilan käytön, säilönnän ja kunnossapidon perusteet.

Sisältö

Mitä ovat voimalaitoskattilat?
Miten kattilan lämmönsiirtimet, päästöt ja palamisreaktiot lasketaan?
Mitä tarkoittaa kattilan käyttö, kunnossapito ja säilöntä.

Opiskelumateriaali

Opiskelumateriaali ilmoitetaan opintojakson Learn-alustalla.

Yksilölliset oppimisväylät

Ilmoittautuessasi tälle opintojakson toteutukselle osallistut työjärjestyksen mukaiseen opetukseen ja ohjaukseen. Opiskelusi rytmittyy työjärjestyksen mukaisten ryhmätapaamisten ja itsenäisesti tehtävien oppimistehtävien mukaan.

TKI ja työelämäyhteistyö

Opintojaksoon ei yleensä sisälly TKI- ja työelämäyhteistyötä. TKI-hankkeiden ja yritysten tilanteen mukaan joitain harjoitustehtäviä voi olla toimeksiantoina.

Arviointiasteikko

1-5

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Arviointi koostuu opintojaksosta riippuen kokeista, harjoitustöistä, kotitehtävistä ja laboratoriotöistä.

Esitietovaatimukset

Edellytetään perustiedot energiatekniikasta, matematiikasta ja fysiikasta (yhtälöiden ratkaiseminen, perussuureet, yksiköt)

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuasi osaat

tunnistaa teollisen prosessin virtaus- ja PI-kaavion perusteella
kuvailla instrumentoinnin peruspiirit, niiden positioinnin ja laitteet
kuvata prosessiteollisuuden mittalaitteet ja niiden toimintaperiaatteet
selittää sähköistyksen, kaapeloinnin ja maadoituksen perusperiaatteet
valita ja mitoittaa instrumentteja ja sähkömoottoreita erilaisiin sovelluksiin.

Sisältö

Mistä erottaa erilaiset prosessi- ja automaatiolaitteet virtauskaavioissa?
Mistä tunnistaa mittaus-, säätö-, venttiili- ja moottoripiirit ja niiden toiminnan PI-kaavioiden pohjalta?
Miten mitataan tulipesän lämpötilaa, höyryn painetta, syöttöveden virtaamaa ja johtokykyä tai lieriön pinnankorkeutta?
Miten kytketään instrumentti ja sähkömoottori ohjausjärjestelmään?
Miten valitaan ja mitoitetaan sähkömoottori ja millaista sähköä sille tarvitaan?

Opiskelumateriaali

1. Materials, instructions and assignments in Learn.
2. Joronen, T., Kovacs, J., Majanne, Y., Voimalaitosautomaatio. Suomen Automaatioseura ry 2007. 276 s. Kappaleet 3, 4, 6, 7, 8.
3. Bolton, W. Instrumentation and control systems, Elsevier, UK, 2004, 339 p.

Yksilölliset oppimisväylät

Työviikkopohjainen oppimisväylä:
Opintojakson suoritettuasi osaat
- tunnistaa teollisen prosessin virtaus- ja PI-kaavion perusteella
- kuvailla instrumentoinnin peruspiirit, niiden positioinnin ja laitteet
- kuvata prosessiteollisuuden mittalaitteet ja niiden toimintaperiaatteet
- selittää sähköistyksen, kaapeloinnin ja maadoituksen perusperiaatteet
- valita ja mitoittaa instrumentteja ja sähkömoottoreita erilaisiin sovelluksiin.
Mistä erottaa erilaiset prosessi- ja automaatiolaitteet virtauskaavioissa?
Mistä tunnistaa mittaus-, säätö-, venttiili- ja moottoripiirit ja niiden toiminnan PI-kaavioiden pohjalta?
Miten mitataan tulipesän lämpötilaa, höyryn painetta, syöttöveden virtaamaa ja johtokykyä tai lieriön pinnankorkeutta?
Miten kytketään instrumentti ja sähkömoottori ohjausjärjestelmään?
Miten valitaan ja mitoitetaan sähkömoottori ja millaista sähköä sille tarvitaan?

Opintoja nopeuttava oppimisväylä:
Tentti ja omaan työhön integroitu, sovittu projekti.

Työhön integroitu oppimisväylä:
Tentti ja sovitut harjoitusprojektit.

TKI ja työelämäyhteistyö

Opintojakso ei sisällä TKI-työtä.

Opiskelijan työmäärä

Etäluentoja 16 h MM, 8 h MS, 4 h VK
Laboratorioprojekteja 6 h / ryhmä
Omatoimista opiskelua 101 h

Arviointiasteikko

1-5

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Tentti (65 %) ja laboratoriotyöt (35 %), arviointiasteikko 0-5, molemmista edellytetään hyväksytty.

Esitietovaatimukset

Edellytetään opintojaksot tai vastaava osaaminen
Energiatekniikan insinöörifysiikka
Energiatekniikan insinöörikemia
Sähkötekniikan ja elektroniikan perusteet

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuasi osaat

tunnistaa teollisen prosessin virtaus- ja PI-kaavion perusteella
kuvailla instrumentoinnin peruspiirit, niiden positioinnin ja laitteet
kuvata prosessiteollisuuden mittalaitteet ja niiden toimintaperiaatteet
selittää sähköistyksen, kaapeloinnin ja maadoituksen perusperiaatteet
valita ja mitoittaa instrumentteja ja sähkömoottoreita erilaisiin sovelluksiin.

Sisältö

Mistä erottaa erilaiset prosessi- ja automaatiolaitteet virtauskaavioissa?
Mistä tunnistaa mittaus-, säätö-, venttiili- ja moottoripiirit ja niiden toiminnan PI-kaavioiden pohjalta?
Miten mitataan tulipesän lämpötilaa, höyryn painetta, syöttöveden virtaamaa ja johtokykyä tai lieriön pinnankorkeutta?
Miten kytketään instrumentti ja sähkömoottori ohjausjärjestelmään?
Miten valitaan ja mitoitetaan sähkömoottori ja millaista sähköä sille tarvitaan?

Opiskelumateriaali

1. Materiaalit ilmoitetaan myös Learnissä

Lisäksi käytettyjä aineistoja
2. Joronen, T., Kovacs, J., Majanne, Y., Voimalaitosautomaatio. Suomen Automaatioseura ry 2007. 276 s. Kappaleet 3, 4, 6, 7, 8.
3. Bolton, W. Instrumentation and control systems, Elsevier, UK, 2004, 339 p.

Yksilölliset oppimisväylät

Työviikkopohjainen oppimisväylä:
Opintojakson suoritettuasi osaat
- tunnistaa teollisen prosessin virtaus- ja PI-kaavion perusteella
- kuvailla instrumentoinnin peruspiirit, niiden positioinnin ja laitteet
- kuvata prosessiteollisuuden mittalaitteet ja niiden toimintaperiaatteet
- selittää sähköistyksen, kaapeloinnin ja maadoituksen perusperiaatteet
- valita ja mitoittaa instrumentteja ja sähkömoottoreita erilaisiin sovelluksiin.
Mistä erottaa erilaiset prosessi- ja automaatiolaitteet virtauskaavioissa?
Mistä tunnistaa mittaus-, säätö-, venttiili- ja moottoripiirit ja niiden toiminnan PI-kaavioiden pohjalta?
Miten mitataan tulipesän lämpötilaa, höyryn painetta, syöttöveden virtaamaa ja johtokykyä tai lieriön pinnankorkeutta?
Miten kytketään instrumentti ja sähkömoottori ohjausjärjestelmään?
Miten valitaan ja mitoitetaan sähkömoottori ja millaista sähköä sille tarvitaan?

Opintoja nopeuttava oppimisväylä:
Tentti ja omaan työhön integroitu, sovittu projekti.

Työhön integroitu oppimisväylä:
Tentti ja sovitut harjoitusprojektit.

TKI ja työelämäyhteistyö

Opintojaksoon ei sisälly TKI-työtä.

Opiskelijan työmäärä

Lähi- ja etäluentoja 36 h
Laboratorioprojekteja 24 h
Omatoimista opiskelua 75 h

Arviointiasteikko

1-5

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Tentti (65 %) ja laboratoriotyöt (35 %), arviointiasteikko 0-5, molemmista edellytetään hyväksytty.

Esitietovaatimukset

Edellytetään opintojaksot tai vastaava osaaminen
Energiatekniikan insinöörifysiikka
Energiatekniikan insinöörikemia
Sähkötekniikan ja elektroniikan perusteet

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuasi osaat:
tunnistaa yleisimmät metallituotteiden rakennemateriaalit
kertoa yleisimmät metallituotteiden valmistusmenetelmät
esittää rakennemateriaalien valmistusteknisiä ominaisuuksia
valita kohteeseen tarkoituksenmukaisen materiaalin
tunnistaa tärkeimmät metallituotteiden työstökoneet ja työkalut
käyttää metallityöstökoneita ja työkaluja turvallisesti
käyttää eri hitsausmenetelmiä turvallisesti

Sisältö

Millaisia materiaaleja käytetään metallituotteiden, koneenosien ja koneiden rakenteissa?
Miten metallituotteita valmistetaan?
Mitä lujuus- ja työstöominaisuuksia metallituotteen valmistusmateriaaleilta vaaditaan ja miten lämpökäsittelyllä voidaan vaikuttaa metallin ominaisuuksiin?
Miten valitsen materiaalin eri kohteisiin?
Millaisia työkaluja ja työstökoneita käytetään metallituotteiden valmistukseen?
Miten käytän työstökoneita ja työkaluja turvallisesti?
Mitä hitsausmenetelmiä on olemassa ja mitkä ovat niiden erityispiirteet ja miten hitsaan turvallisesti?

Aika ja paikka

Tentti + osaamisen näyttäminen

Opiskelumateriaali

Luennoilla ja Moodlessa jaettava materiaali
- Koivisto et al, Konetekniikan materiaalioppi
- Ihalainen et al, Valmistustekniikka

Yksilölliset oppimisväylät

Työviikkopohjainen oppimisväylä:
Teorialuentoja ja harjoitustehtäviä. Lisäksi pakollisia laboratorioharjoituksia.

Opintoja nopeuttava oppimisväylä:
Jos työskentelet alan yrityksessä, organisaatiossa tai tarjoamassa projektissa, voit suorittaa opintojakson työpaikallasi/projektissa joko kokonaan tai osittain. Olet yhteydessä opintojakson alussa opintojakson opettajaan ja sovit työpaikallesi/ projektille tehtävästä kehittämistehtävästä. Perehdyt opintojakson osaamistavoitteisiin ja osoitat osaamisesi osaamisen näyttönä, jonka laajuus määräytyy opintojakson oppimistavoitteiden mukaisesti.
Kehittämistehtävä korvaa lähiopetuksessa tapahtuvan oppimisen. Kehittämistehtävän lisäksi osaamisen näyttöön kuuluvat opintojakson kokeet.
Lisätietoa Studentissa: Osaamisen tunnistaminen

Työhön integroitu oppimisväylä:
Tentti + osaamisen näyttäminen

TKI ja työelämäyhteistyö

Ei sisällä

Tentit ja muut määräajat

Uusintatentteihin osallistuttava vuoden sisään toteutuksen päättymisestä. Uusintatentit järjestetään määrättyinä tenttipäivinä, jotka ilmoitetaan ensimmäisellä luennolla.

Toteutuksen valinnaiset suoritustavat

Jos työskentelet alan yrityksessä, organisaatiossa tai tarjoamassa projektissa, voit suorittaa opintojakson työpaikallasi/projektissa joko kokonaan tai osittain. Olet yhteydessä opintojakson alussa opintojakson opettajaan ja sovit työpaikallesi/ projektille tehtävästä kehittämistehtävästä. Perehdyt opintojakson osaamistavoitteisiin ja osoitat osaamisesi osaamisen näyttönä, jonka laajuus määräytyy opintojakson oppimistavoitteiden mukaisesti.
Kehittämistehtävä korvaa lähiopetuksessa tapahtuvan oppimisen. Kehittämistehtävän lisäksi osaamisen näyttöön kuuluvat opintojakson kokeet.
Lisätietoa Studentissa: Osaamisen tunnistaminen

Opiskelijan työmäärä

Luentoja +laboraatioita (60h). Harjoitustehtäviä 60 h

Lisätietoja opiskelijoille

Opiskelijan on osallistuttava ensimmäille lähiopetuskerralle, tai jos hän on estynyt, on otettava opettajaan yhteyttä ennen ensimmäistä lähiopetuskertaa.
Tarkempi opetuksen sisältö käydään läpi ensimmäisellä lähiopetuskerralla.

Opintojakso on tarjolla myös:
Avoimen AMKin opiskelijoille 5 paikkaa

Arviointiasteikko

1-5

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Hyväksytysti suoritetu harjoitustyöt sekä Tentti.

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuasi osaat
selittää keskeiset mittaus-, ohjaus- ja säätöperiaatteet pinnan, lämpötilan, paineen ja virtaaman hallinnassa
toteuttaa PID-säädön
analysoida prosessidynamiikan ja PID-säätimen virityksen yhteyden
toteuttaa ja ottaa käyttöön peruspiirien ohjelmasovelluksia ohjelmoitavassa logikkajärjestelmässä (PLC).

Sisältö

Miten säiliön pintaa, nesteen lämpötilaa, putkiston virtaamaa tai höyryn painetta voidaan säätää automaattisesti ja siten parantaa prosessin energiatehokkuutta?
Miten PID-säädin laskee ohjauksen toimilaitteelle takaisinkytketyssä säädössä ja miten säätimen viritysparametrit määritetään?
Miten differentiaaliyhtälöillä ja Laplace-siirtofunktiomalleilla kuvataan prosessisysteemien dynamiikkaa ja miten mallit muotoillaan Matlab Simulink -ohjelmistoon simulointia varten?
Miten ohjelmoidaan mittaus, takaisinkytketty säätöpiiri tai pumpun ohjaus ohjelmoitavaan logiikkajärjestelmään (PLC)?

Opiskelumateriaali

1. Lecture slides and other materials in Moodle.
2. Harju, T., Marttinen, A., Säätöpiirin virityksen perusteet, Control CAD, Espoo 2001, 166 s. Vastaava teksti on saatavissa Suomen Automaatioseuran sivuilta.
3. Bolton, W. Instrumentation and control systems, Elsevier, UK, 2004, 339 p.
4. Learning Environment for Papermaking and Automation, KnowPap, AEL and Prowledge, 2015, Finland.
5. Learning Environment for Chemical Pulping and Automation, KnowPulp, AEL and Prowledge, 2015, Finland.
6. Sell, N. J., Process Control Fundamentals for the Pulp and Paper Industry, Tappi Press, 1995, Atlanta, USA, 612 p., ISBN 0-89852-294-3
7. http://en.wikipedia.org/wiki/Programmable_logic_controller Programmable logic controller
8. S7-200 Programmable Controller, System Manual, Siemens, 2008
9. Getting started with S7-200, Manual, Siemens, 2007
10. Getting started with S7-1200, Manual, Siemens, 2009
11. http://www.automation.siemens.com/mcms/programmable-logic-controller/en/simatic-s7-controller/s7-1200/Pages/Default.aspx
12. Automaatiosovellusten ohjelmistokehitys. Suunnittelun työtavat, välineet ja sovellusarkkitehtuurit. Suomen Automaatioseura ry. 2005. 152 s.

Yksilölliset oppimisväylät

Työviikkopohjainen oppimisväylä:
Opintojakson suoritettuasi osaat
- selittää keskeiset mittaus-, ohjaus- ja säätöperiaatteet pinnan, lämpötilan, paineen ja virtaaman hallinnassa
- toteuttaa PID-säädön
- analysoida prosessidynamiikan ja PID-säätimen virityksen yhteyden
- toteuttaa ja ottaa käyttöön peruspiirien ohjelmasovelluksia ohjelmoitavassa logikkajärjestelmässä (PLC).
Miten säiliön pintaa, nesteen lämpötilaa, putkiston virtaamaa tai höyryn painetta voidaan säätää automaattisesti ja siten parantaa prosessin energiatehokkuutta?
Miten PID-säädin laskee ohjauksen toimilaitteelle takaisinkytketyssä säädössä ja miten säätimen viritysparametrit määritetään?
Miten differentiaaliyhtälöillä ja Laplace-siirtofunktiomalleilla kuvataan prosessisysteemien dynamiikkaa ja miten mallit muotoillaan Matlab Simulink -ohjelmistoon simulointia varten?
Miten ohjelmoidaan mittaus, takaisinkytketty säätöpiiri tai pumpun ohjaus ohjelmoitavaan logiikkajärjestelmään (PLC)?

Opintoja nopeuttava oppimisväylä:
Tentti ja työelämäprojekti.

Työhön integroitu oppimisväylä:
Tentti ja TKI-projekti.

TKI ja työelämäyhteistyö

Opintojaksoon ei sisälly TKI-työtä.

Arviointiasteikko

1-5

Esitietovaatimukset

Edellytetään opintojaksot tai vastaava osaaminen
Energiatekniikan insinöörimatematiikka 2
Instrumentointi ja sähköistys

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuasi osaat:
määrittää yksinkertaisen rakennuksen lämpötehontarpeen sekä vuotuisen lämpöenergiantarpeen
kaukolämpöverkon putkistosuunnittelun perusteet
mitoittaa kaukolämpöverkkoon tarvittavan lämpökeskuksen tehon ja lämpökeskuksen polttoaineen tarpeen
tarkastella vaihtoehtoisien lämmitystapojen kannattavuutta yksittäisissä kiinteistöissä
tarkastella lämmöntuotannon taloudellista kannattavuutta.

Sisältö

Miksi rakennuksia pitää lämmittää?
Miten lämpöenergiaa siirretään kaukolämpöverkossa?
Mihin lämpöenergiaa kuluu lämmöntuotannossa?
Millaisilla polttoaineilla tuotetaan lämpöä?
Mihin lämpöyrittäjyys perustuu?

Opiskelumateriaali

Opiskelumateriaali ilmoitetaan opintojakson Learn-alustalla.

Yksilölliset oppimisväylät

Opintojakso suoritetaan työviikkopohjaisesti.
Oppitunnit
Harjoitustehtävät
Omatoiminen opiskelu
Laboratorioharjoitukset
Tentit

TKI ja työelämäyhteistyö

Opintojaksoon ei yleensä sisälly TKI- ja työelämäyhteistyötä. TKI-hankkeiden ja yritysten tilanteen mukaan joitain harjoitustehtäviä voi olla toimeksiantoina.

Lisätietoja opiskelijoille

Opintojakso on tarjolla myös:
Avoimen AMKin opiskelijoille 5 paikkaa

Arviointiasteikko

1-5

Esitietovaatimukset

Energiantuotannon ja sähkölaitostekniikan perusteet

Opiskelumateriaali

1. Learn materials.
2. Dorf, C.D., Bishop, R.H., Modern Control Systems, 10. edition or some later edition, Addison-Wesley, USA 2005, 881 s.
3. Harju, T., Marttinen, A., Säätöpiirin virityksen perusteet, Control CAD, Espoo 2001, 166 s.

Yksilölliset oppimisväylät

Opintojakson suoritettuasi osaat
* johtaa dynaamisille ilmiöille differentiaaliyhtälömalleja, joka perustuvat luonnonlakeihin
* suunnitella ja tehdä prosessikokeita, analysoida niitä ja tuottaa näytedataan perustuvia aikajatkuvia ja diskreettejä malleja
* esittää energiatuotannon ja muun prosessiteollisuuden keskeisten monimuuttujasäätömenetelmien rakenteen ja toteutustavat
* soveltaa simulointi- ja suunnitteluohjelmistoja prosessijärjestelmien kuvaamiseen.
Miten laaditaan läpivirtaussäiliön dynaaminen virtaustase ja lämpötase differentiaaliyhtälömuotoon Matlab Simulink -simulointia varten?
Miten tehdään prosessikoe lämmönsiirtimelle ja muodostetaan lämpösisältöä kuvaava aikasarjamalli kerätystä datasta hyödyntäen Matlab Identification Toolbox -ohjelmaa?
Miksi sumean logiikan käyttö tai malliprediktiivinen säätö voivat parantaa tuotteiden laatua tai prosessilaitoksen energiatehokkuutta?
Miksi Matlab Simulink on levinnyt kautta maailman mallinnuksen ja simuloinnin perustyökaluksi ja miten Matlabia voi käyttää prosessien toiminnan "kuivaharjoitteluun"?

Työviikkopohjainen oppimisväylä:
Luennot, ohjatut simulointiprojektit ja laskuharjoitukset

Opintoja nopeuttava oppimisväylä:
Tentti ja omaan työhön integroitu, sovittu projekti.

Työhön integroitu oppimisväylä:
Tentti ja sovitut harjoitusprojektit.

TKI ja työelämäyhteistyö

Opintojakso ei sisällä TKI-työtä.

Opiskelijan työmäärä

16 h luentoja
20 h Matlab Simulink -simulointiharjoituksia ja laskuharjoituksia
99 h muuta omatoimista opiskelua

Arviointiasteikko

1-5

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Tentti (50 %) ja Matlab Simulink -harjoitustehtävät (50 %), arviointiasteikko 0 - 5.

Opiskelumateriaali

1. Learn materials.
2. Dorf, C.D., Bishop, R.H., Modern Control Systems, 10. edition or some later edition, Addison-Wesley, USA 2005, 881 s.
3. Harju, T., Marttinen, A., Säätöpiirin virityksen perusteet, Control CAD, Espoo 2001, 166 s.

Yksilölliset oppimisväylät

Opintojakson suoritettuasi osaat
* johtaa dynaamisille ilmiöille differentiaaliyhtälömalleja, joka perustuvat luonnonlakeihin
* suunnitella ja tehdä prosessikokeita, analysoida niitä ja tuottaa näytedataan perustuvia aikajatkuvia ja diskreettejä malleja
* esittää energiatuotannon ja muun prosessiteollisuuden keskeisten monimuuttujasäätömenetelmien rakenteen ja toteutustavat
* soveltaa simulointi- ja suunnitteluohjelmistoja prosessijärjestelmien kuvaamiseen.
Miten laaditaan läpivirtaussäiliön dynaaminen virtaustase ja lämpötase differentiaaliyhtälömuotoon Matlab Simulink -simulointia varten?
Miten tehdään prosessikoe lämmönsiirtimelle ja muodostetaan lämpösisältöä kuvaava aikasarjamalli kerätystä datasta hyödyntäen Matlab Identification Toolbox -ohjelmaa?
Miksi sumean logiikan käyttö tai malliprediktiivinen säätö voivat parantaa tuotteiden laatua tai prosessilaitoksen energiatehokkuutta?
Miksi Matlab Simulink on levinnyt kautta maailman mallinnuksen ja simuloinnin perustyökaluksi ja miten Matlabia voi käyttää prosessien toiminnan "kuivaharjoitteluun"?

Työviikkopohjainen oppimisväylä:
Luennot, ohjatut simulointiprojektit ja laskuharjoitukset

Opintoja nopeuttava oppimisväylä:
Tentti ja omaan työhön integroitu, sovittu projekti.

Työhön integroitu oppimisväylä:
Tentti ja sovitut harjoitusprojektit.

TKI ja työelämäyhteistyö

Opintojakso ei sisällä TKI-työtä.

Opiskelijan työmäärä

30 h online-luentoja
30 h Matlab Simulink -simulointiharjoituksia ja laskuharjoituksia
75 h muuta omatoimista opiskelua

Arviointiasteikko

1-5

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Tentti (50 %) ja Matlab Simulink -harjoitustehtävät (50 %), arviointiasteikko 0 - 5.

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuasi osaat
• kuvata prosessisuunnittelun merkityksen prosessi-integraatiossa
• kuvata tavallisimmat prosessiteollisuuden osaprosessit ja laitteet
• mitoittaa prosessilaitteistoja ja laskea prosessien tasapainotiloja
• laatia dynaamisia virtaus-, lämpö- ja ainetaseita osaprosessien simulointiin
• tunnistaa viranomaisvelvoitteet prosessisuunnittelussa.

Sisältö

Miten suunnitellaan prosesseja kokonaisvaltaisesti ottaen huomioon tekniset, taloudelliset, turvallisuuteen ja ympäristöön liittyvät näkökohdat?
Millaisia laitteita käytetään prosessiteollisuuden osaprosesseissa ja miten ne toimivat?
Miten mitoitetaan prosessi ja lasketaan sen tasapainotila?
Miten laaditaan osaprosessin dynaaminen malli ja laaditaan sille simulointiohjelma?
Mitkä prosessikohteet vaativat viranomaistoimenpiteitä?

Opiskelumateriaali

?

Yksilölliset oppimisväylät

?

TKI ja työelämäyhteistyö

?

Arviointiasteikko

1-5

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuasi osaat
• kuvata prosessisuunnittelun merkityksen prosessi-integraatiossa
• kuvata tavallisimmat prosessiteollisuuden osaprosessit ja laitteet
• mitoittaa prosessilaitteistoja ja laskea prosessien tasapainotiloja
• laatia dynaamisia virtaus-, lämpö- ja ainetaseita osaprosessien simulointiin
• tunnistaa viranomaisvelvoitteet prosessisuunnittelussa.

Sisältö

Miten suunnitellaan prosesseja kokonaisvaltaisesti ottaen huomioon tekniset, taloudelliset, turvallisuuteen ja ympäristöön liittyvät näkökohdat?
Millaisia laitteita käytetään prosessiteollisuuden osaprosesseissa ja miten ne toimivat?
Miten mitoitetaan prosessi ja lasketaan sen tasapainotila?
Miten laaditaan osaprosessin dynaaminen malli ja laaditaan sille simulointiohjelma?
Mitkä prosessikohteet vaativat viranomaistoimenpiteitä?

Arviointiasteikko

1-5

Tavoitteet

Osaat koneensuunnittelun systemaattisen menetelmän käytön
Tunnet tuotekehitysprojektin vaiheet
Tiedät patenttilainsäädännön perusteet
Osaat viedä läpi itsenäisen laite-, laitos- tai prosessisuunnitteluprojektin

Sisältö

Mitä on otettava huomioon tuotetta patentoitaessa?
Miten tuotekehitysprojekti etenee?
Miten käytän systemaattista koneensuunnittelun metodia

Opiskelumateriaali

Luennoilla jaettava materiaali
Koneensuunnitteluoppi - Pahl Gerhard, Beitz Wolfgang

Yksilölliset oppimisväylät

Mahdollista suorittaa itsenäisesti esimerkiksi omasta työelämästä oleva projekti. Kurssin alusssa yhteys opettajaan.

TKI ja työelämäyhteistyö

Projektit tulevat työelämästä.

Opiskelijan työmäärä

Luentoja 12 h
Itsenäistä työskentelyä ryhmissä 60 h
Ohjattua suunnittelua 30 h

Lisätietoja opiskelijoille

Kurssilla opeteltavan teorian pohjalta viedään läpi suunnitteluprojekti teollisuudesta.
Se voi olla Laite-, Laitos- tai prosessisuunnitteluprojekti, ja luonteeltaan laajempi tuotekehitystehtävä tai detaljin kehitys.
Työ tehdään ryhmissä, ja raportoidaan asiaankuuluvasti.

Arviointiasteikko

1-5

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Harjoitustyö ja hyväksytty raportti 70 %
Tentti 30 %

Esitietovaatimukset

Statiikka ja lujuuslaskenta
Materiaali- ja valmistustekniikka
Tekninen visualisointi ja CAD

Tavoitteet

Osaat koneensuunnittelun systemaattisen menetelmän käytön
Tunnet tuotekehitysprojektin vaiheet
Tiedät patenttilainsäädännön perusteet
Osaat viedä läpi itsenäisen laite-, laitos- tai prosessisuunnitteluprojektin

Sisältö

Mitä on otettava huomioon tuotetta patentoitaessa?
Miten tuotekehitysprojekti etenee?
Miten käytän systemaattista koneensuunnittelun metodia

Opiskelumateriaali

Luennoilla jaettava materiaali
Koneensuunnitteluoppi - Pahl Gerhard, Beitz Wolfgang

Yksilölliset oppimisväylät

Mahdollista suorittaa itsenäisesti esimerkiksi omasta työelämästä oleva projekti. Kurssin alusssa yhteys opettajaan.

TKI ja työelämäyhteistyö

Projektit tulevat työelämästä.

Tentit ja muut määräajat

Tentti viimeisenä luentokertana

Kansainvälinen yhteistyö

Ei ole kansainvälistä yhteistyötä

Opiskelijan työmäärä

Luentoja 20 h
Itsenäistä työskentelyä ryhmissä 75 h
Ohjattua suunnittelua 40 h

Lisätietoja opiskelijoille

Kurssilla opeteltavan teorian pohjalta viedään läpi suunnitteluprojekti teollisuudesta.
Se voi olla Laite-, Laitos- tai prosessisuunnitteluprojekti, ja luonteeltaan laajempi tuotekehitystehtävä tai detaljin kehitys.
Työ tehdään ryhmissä, ja raportoidaan asiaankuuluvasti.

Arviointiasteikko

1-5

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Harjoitustyö ja hyväksytty raportti 70 %
Tentti 30 %

Esitietovaatimukset

Statiikka ja lujuuslaskenta
Materiaali- ja valmistustekniikka
Tekninen visualisointi ja CAD

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuasi osaat:
ottaa huomioon sähköturvallisuuden piirikytkentöjen suunnittelussa ja käytössä
analysoida sähkö- ja elektroniikkalaitteiden toimintaperiaatteita
laskea ja mitoittaa DC- ja AC- virtapiirejä
analysoida ja tehdä elektroniikan piirikytkentöjä

Sisältö

miten huomioidaan sähköturvallisuus piirikytkennöissä
mikä on yleisimpien sähkö- ja elektroniikkalaitteiden toimintaperiaate
miten DC- ja AC-virtapiirejä mitoitetaan
miten teet elektronisia piirikytkentöjä

Opiskelumateriaali

?

Yksilölliset oppimisväylät

?

TKI ja työelämäyhteistyö

?

Arviointiasteikko

1-5

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuasi osaat:
ottaa huomioon sähköturvallisuuden piirikytkentöjen suunnittelussa ja käytössä
analysoida sähkö- ja elektroniikkalaitteiden toimintaperiaatteita
laskea ja mitoittaa DC- ja AC- virtapiirejä
analysoida ja tehdä elektroniikan piirikytkentöjä

Sisältö

miten huomioidaan sähköturvallisuus piirikytkennöissä
mikä on yleisimpien sähkö- ja elektroniikkalaitteiden toimintaperiaate
miten DC- ja AC-virtapiirejä mitoitetaan
miten teet elektronisia piirikytkentöjä

Opiskelumateriaali

Jaetaan ja osoitetaan oppituntien aikana.

Yksilölliset oppimisväylät

Työviikkopohjainen oppimisväylä

Opintoja nopeuttava oppimisväylä:
- AHOT menettelyllä osoitettu sisällön hallinta.

TKI ja työelämäyhteistyö

Opintojaksoon ei sisälly TKI- ja työelämäyhteistyötä.

Arviointiasteikko

1-5

Tavoitteet

Osaat termodynamiikan peruskäsitteet, suureet ja yksiköt.
Osaat energian muuntoprosessien termodynaamiset lainalaisuudet.
Osaat lämmönsiirtymistavat.
Osaat soveltaa termodynamiikan tietämystäsi erilaisiin ympäristöihin ja systeemeihin.
Osaat muodostaa ja ratkaista termodynamiikan suureyhtälöitä.
Osaat käyttää matemaattisia menetelmiä laitteisiin ja prosesseihin liittyvien teknisten ongelmien ratkaisemisessa.
Osaat analysoida ja mitoittaa lämmönsiirtimiä.

Sisältö

Mitkä ovat termodynamiikan suureet ja yksiköt?
Miten termodynamiikan pääsääntöjä käytetään?
Miten energianmuuntoprosessi toimii?
Miten muodostetaan ja ratkaistaan termodynamiikan suureyhtälöitä?
Miten suunnittelussa ja mitoituksessa sovelletaan numeerisia menetelmiä ja matriisilaskentaa?
Miten lämpö siirtyy?
Miten mitoitetaan lämmönsiirtimiä?

Opiskelumateriaali

Opiskelumateriaali ilmoitetaan opintojakson Learn-alustalla.

Yksilölliset oppimisväylät

Ilmoittautuessasi tälle opintojakson toteutukselle osallistut työjärjestyksen mukaiseen opetukseen ja ohjaukseen. Opiskelusi rytmittyy työjärjestyksen mukaisten ryhmätapaamisten ja itsenäisesti tehtävien oppimistehtävien mukaan.

TKI ja työelämäyhteistyö

Opintojaksoon ei yleensä sisälly TKI- ja työelämäyhteistyötä. TKI-hankkeiden ja yritysten tilanteen mukaan joitain harjoitustehtäviä voi olla toimeksiantoina.

Arviointiasteikko

1-5

Esitietovaatimukset

Edellytetään opintojaksoa Energiatekniikan insinöörifysiikka

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuasi osaat:
selittää perusperiaatteet yhteisen työpaikan yhteistoiminnasta, yleisistä vaaroista ja hyvistä käytännöistä
ottaa huomioon työpaikka- ja työtehtäväkohtaiset turvallisuuden suojavarusteet ja –laitteet (tulityö, työturvallisuus ja ensiapu)
arvioida merkittäviä sähköturvallisuuspuutteita työympäristössä
määritellä sähkötöiden tekemisen erityisvaatimukset

Sisältö

Mitä tarkoittaa yhteinen työpaikka ja miten tapaturmia ja ammattitautia ehkäistään?
Millainen on työpaikkojen työsuojeluorganisaation käytännön toteutus ja millaisia yleisohjeita ja turvallisuussääntöjä käytetään?
Miten havaitaan sähköturvallisuuspuutteet ja miten niihin reagoidaan?
Milloin sähkötyö tehdään jännitetyönä ja milloin vaaditaan käyttöönottotarkastus?

Opiskelumateriaali

?

Yksilölliset oppimisväylät

?

TKI ja työelämäyhteistyö

?

Arviointiasteikko

1-5

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuasi osaat:
selittää perusperiaatteet yhteisen työpaikan yhteistoiminnasta, yleisistä vaaroista ja hyvistä käytännöistä
ottaa huomioon työpaikka- ja työtehtäväkohtaiset turvallisuuden suojavarusteet ja –laitteet (tulityö, työturvallisuus ja ensiapu)
arvioida merkittäviä sähköturvallisuuspuutteita työympäristössä
määritellä sähkötöiden tekemisen erityisvaatimukset

Sisältö

Mitä tarkoittaa yhteinen työpaikka ja miten tapaturmia ja ammattitautia ehkäistään?
Millainen on työpaikkojen työsuojeluorganisaation käytännön toteutus ja millaisia yleisohjeita ja turvallisuussääntöjä käytetään?
Miten havaitaan sähköturvallisuuspuutteet ja miten niihin reagoidaan?
Milloin sähkötyö tehdään jännitetyönä ja milloin vaaditaan käyttöönottotarkastus?

Opiskelumateriaali

Jaetaan ja osoitetaan oppituntien aikana.

Yksilölliset oppimisväylät

Korttikoulutukset voi suorittaa myös toisessa organisaatiossa.
Hyväksytyn korttisuorituksen saa, kun esittää voimassaolevan kortin.

Riskit 2op:

Työviikkopohjainen oppimisväylä

Opintoja nopeuttava oppimisväylä:
- Osoitus työsuojelutoimintaan osallistumisesta sekä näyttökoe

Työhön integroitu oppimisväylä:
- Työsuojelutoiminta työssä sekä näyttökoe

TKI ja työelämäyhteistyö

Opintojaksoon ei sisälly TKI- ja työelämäyhteistyötä.

Arviointiasteikko

1-5

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuasi osaat
nimetä keskeiset Suomessa ja maailmalla käytettävät uusiutuvan energian lähteet
tunnistaa laajamittaisen keskitetyn energiantuotannon ja pienimuotoisen hajautetun energiatuotannon roolin
kuvata uusiutuvia energialähteitä käyttävien energiantuotantoprosessien perusperiaatteet
analysoida uusiutuvien energialähteiden energiatehokkuutta
arvioida tuotantomuotojen ja -tukien merkitystä kansallisesti ja kansainvälisesti.

Sisältö

Miten fotosynteesi ja hiilikierto liittyvät uusiutuvaan energiaan?
Miten suurilla tehoilla tuotetaan energiaa keskitetyssä ja hajautetussa energiantuotannossa vesi-, aurinko-, tuuli-, biomassa- ja maalämpövoimalla?
Millaisilla koneistoilla ja laitteilla uusiutuvista energialähteistä ja jätteistä saadaan lämpöä ja sähköä?
Miten lasketaan etämonitoroidun aurinkopaneelin tai aurinkokeräimen hyötysuhde käytännössä ja miten voidaan optimoida tuotantoa?
Miten tuotantotuet vaikuttavat tuotantotavan kehitykseen ja sähkön hintaan esim. Suomessa ja Saksassa?

Opiskelumateriaali

Osoitetaan Learn-alustalla

Yksilölliset oppimisväylät

Kolme erillistä osaa, jotka kaikki on läpäistävä
Tehtävät
Learn-kokeet

Vaihtoehtoinen suoritustapa vaaditut tehtävät ja tentit

TKI ja työelämäyhteistyö

Yritysesimerkkejä
ei TKI-osuutta

Tentit ja muut määräajat

Tenttiajat ja tehtävien määräräajat ilmoitetaan Learn-alustalla

Kansainvälinen yhteistyö

Vetyteknologian luennot ja labraprojektit Stralsundin ammattikorkeakoulun toimesta.

Arviointiasteikko

1-5

Esitietovaatimukset

Energiatekniikan insinöörimatematiikka
Energiatuotannon ja sähkölaitostekniikan perusteet
Polttoaineet ja lämmitysjärjestelmät

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuasi osaat:
määrittää putkistossa virtaavan aineen virtausmäärän, nopeuden sekä muodostuvan painehäviön kokeellisten yhtälöiden tai diagrammien perusteella
valita putkistoon sopivan pumpun ja määrittää järjestelmän toimintapisteen
tarkastella järjestelmän säätötapoja putkiston kuristussäädön tai pumpun kierroslukusäädön perusteella (affiniteettisääntöjen perusteet)
ratkaista yksinkertaisia matemaattisia virtaustekniikan sovelluksia
tarkastella kavitaation vaikutusta putkisto- ja pumppausjärjestelmissä

Sisältö

Miksi virtaavaan aineeseen muodostuu putkistossa painehäviötä?
Miten pumppu tai puhallin siirtää ainetta?
Miten virtaavan aineen virtausmäärää voidaan säätää?
Miten matematiikkaa voidaan hyödyntää virtaustekniikassa?
Mitä tarkoittaa kavitaatio?

Opiskelumateriaali

Opiskelumateriaali ilmoitetaan opintojakson Learn-alustalla.

Yksilölliset oppimisväylät

Opintojakso suoritetaan työviikkopohjaisesti.

TKI ja työelämäyhteistyö

Opintojaksoon ei yleensä sisälly TKI- ja työelämäyhteistyötä. TKI-hankkeiden ja yritysten tilanteen mukaan joitain harjoitustehtäviä voi olla toimeksiantoina.

Arviointiasteikko

1-5

Esitietovaatimukset

Polttoaineet ja lämmitysjärjestelmät
Energiatekniikan insinöörimatematiikka 1
Energiatekniikan insinöörimatematiikka 2
Energiatekniikan insinöörifysiikka

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuasi osaat:
määrittää putkistossa virtaavan aineen virtausmäärän, nopeuden sekä muodostuvan painehäviön kokeellisten yhtälöiden tai diagrammien perusteella
valita putkistoon sopivan pumpun ja määrittää järjestelmän toimintapisteen
tarkastella järjestelmän säätötapoja putkiston kuristussäädön tai pumpun kierroslukusäädön perusteella (affiniteettisääntöjen perusteet)
ratkaista yksinkertaisia matemaattisia virtaustekniikan sovelluksia
tarkastella kavitaation vaikutusta putkisto- ja pumppausjärjestelmissä

Sisältö

Miksi virtaavaan aineeseen muodostuu putkistossa painehäviötä?
Miten pumppu tai puhallin siirtää ainetta?
Miten virtaavan aineen virtausmäärää voidaan säätää?
Miten matematiikkaa voidaan hyödyntää virtaustekniikassa?
Mitä tarkoittaa kavitaatio?

Opiskelumateriaali

Opiskelumateriaali ilmoitetaan opintojakson Learn-alustalla.

Yksilölliset oppimisväylät

Ilmoittautuessasi tälle opintojakson toteutukselle osallistut työjärjestyksen mukaiseen opetukseen ja ohjaukseen. Opiskelusi rytmittyy työjärjestyksen mukaisten ryhmätapaamisten ja itsenäisesti tehtävien oppimistehtävien mukaan.

TKI ja työelämäyhteistyö

Opintojaksoon ei yleensä sisälly TKI- ja työelämäyhteistyötä. TKI-hankkeiden ja yritysten tilanteen mukaan joitain harjoitustehtäviä voi olla toimeksiantoina.

Arviointiasteikko

1-5

Esitietovaatimukset

Polttoaineet ja lämmitysjärjestelmät
Energiatekniikan insinöörimatematiikka 1
Energiatekniikan insinöörimatematiikka 2
Energiatekniikan insinöörifysiikka

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuasi osaat:
selittää tyypilliset voimalaitosprosessit
laskea voimalaitosprosessin hyötysuhteet ja energiatasapainot
selittää kansainvälinen INES-luokitus
suunnittele voimalaitosprosessi yleisellä tasolla
tunnistaa voimalaitoksen apujärjestelmät

Sisältö

Kuinka tavanomainen voimalaitos toimii?
Kuinka ydinvoimalaitoksen prosessit toimivat?
Kuinka voimalaitoksen prosessit lasketaan?
Mikä on INES-asteikko?
Kuinka voimalaitosprosessit suunnitellaan?

Opiskelumateriaali

osoitetaan Learnissa

Yksilölliset oppimisväylät

harjoitustehtävät ja tentit

TKI ja työelämäyhteistyö

mahdollisesti yritysesimerkkejä ja -vierailuja

Arviointiasteikko

1-5

Esitietovaatimukset

Energiantuotannon ja sähkölaitostekniikan perusteet
Höyrykattilat
Energianmuuntoprosessit