The main purpose of this project was an attempt to modulate and simulate two existing biogas plant, situated in Lidköping and Katrineholm, Sweden and evaluate how the process reacts to certain conditions regarding feeding, layout and substrate mixture. The main goal was to optimize the existing processes to better performance. Both the modeling and simulation were executed in SIMBA#Biogas with accordance to the real conditions at the plant in question. The simulation of each model was validated against data containing measurements of, CH4 yield, CH4 production, TS, VS, NH4-N concentration and N-total concentration. The data was obtained from each plant in accordance with scheduled follow ups. Both models were statistically validated for several predictions. Predictions of N-total and NH4-N concentration failed for some cases. Both plants were tested with new process lay outs, where promising results were obtained. The Lidköping model was provided with a post-hygienization step to handle ABPs. The Katrineholm model was provided with a dewatering unit, where 35% of the centrate was recirculated back to the system. Both setups was configured to yield the highest CH4 production. This study suggests that SIMBA#Biogas can be a tool for predictions and optimizations of the biogas process.

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Die vorliegende Arbeit beschreibt die Berechnung und Optimierung von Silicon-On-Insulator-Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistors, einschließlich noch nicht in Massenproduktion hergestellter neuartiger Transistorarchitekturen für die nächsten Technologiegenerationen der hochleistungsfähigen Logik-MOSFETs mit Hilfe der Prozess- und Bauelementesimulation. Die neuartigen Transistorarchitekturen umfassen dabei vollständig verarmte SOI-MOSFETs, Doppel-Gate-Transistoren und FinFETs. Die statische und dynamische Leistungsfähigkeit der neuartigen Transistoren wird durch Simulation bestimmt und miteinander verglichen. Der mit weiterer Skalierung steigende Einfluss von statistischen Variationen wird anhand der Oberflächenrauheit sowie der Polykantenrauheit untersucht. Zu diesem Zweck wurden Modelle für die Generierung der Rauheit erarbeitet und in das Programmsystem SIMBA implementiert. Die mikroskopische Rauheit wird mit der makroskopischen Bauelementesimulation kombiniert und deren Auswirkungen auf die Standardtransistoren und skalierte Bauelemente aufgezeigt. Zudem erfolgt eine ausführliche Diskussion der Modellierung mechanischer Verspannung und deren Anwendung zur Steigerung der Leistungsfähigkeit von MOSFETs. Die in SIMBA implementierten Modelle zur verspannungs-abhängigen Änderung der Ladungsträgerbeweglichkeit und Lage der Bandkanten werden ausführlich dargestellt und deren Einfluss auf die elektrischen Parameter von MOSFETs untersucht. Weiterhin wird die Verspannungsverteilung für verschiedene Herstellungsvarianten mittels der Prozess-simulation berechnet und die Wirkung auf die elektrischen Parameter dargestellt. Exponential- und Gaußverteilungsfunktionen bilden die Grundlage, um die mechanische Verspannung in der Bauelementesimulation nachzubilden, ohne die Verspannungsprofile aus der Prozesssimulation zu übernehmen. Darüber hinaus werden die Grenzfrequenzen der Logiktransistoren in Bezug auf die parasitären Kapazitäten und Widerstände und zur erweiterten MOSFET-Charakterisierung dargestellt.

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Berechnung und Optimierung von Silicon-On-Insulator-Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistors, einschließlich noch nicht in Massenproduktion hergestellter neuartiger Transistorarchitekturen für die nächsten Technologiegenerationen der hochleistungsfähigen Logik-MOSFETs mit Hilfe der Prozess- und Bauelementesimulation. Die neuartigen Transistorarchitekturen umfassen dabei vollständig verarmte SOI-MOSFETs, Doppel-Gate-Transistoren und FinFETs. Die statische und dynamische Leistungsfähigkeit der neuartigen Transistoren wird durch Simulation bestimmt und miteinander verglichen. Der mit weiterer Skalierung steigende Einfluss von statistischen Variationen wird anhand der Oberflächenrauheit sowie der Polykantenrauheit untersucht. Zu diesem Zweck wurden Modelle für die Generierung der Rauheit erarbeitet und in das Programmsystem SIMBA implementiert. Die mikroskopische Rauheit wird mit der makroskopischen Bauelementesimulation kombiniert und deren Auswirkungen auf die Standardtransistoren und skalierte Bauelemente aufgezeigt. Zudem erfolgt eine ausführliche Diskussion der Modellierung mechanischer Verspannung und deren Anwendung zur Steigerung der Leistungsfähigkeit von MOSFETs. Die in SIMBA implementierten Modelle zur verspannungs-abhängigen Änderung der Ladungsträgerbeweglichkeit und Lage der Bandkanten werden ausführlich dargestellt und deren Einfluss auf die elektrischen Parameter von MOSFETs untersucht. Weiterhin wird die Verspannungsverteilung für verschiedene Herstellungsvarianten mittels der Prozess-simulation berechnet und die Wirkung auf die elektrischen Parameter dargestellt. Exponential- und Gaußverteilungsfunktionen bilden die Grundlage, um die mechanische Verspannung in der Bauelementesimulation nachzubilden, ohne die Verspannungsprofile aus der Prozesssimulation zu übernehmen. Darüber hinaus werden die Grenzfrequenzen der Logiktransistoren in Bezug auf die parasitären Kapazitäten und Widerstände und zur erweiterten MOSFET-Charakterisierung dargestellt.

<p>In this thesis, a gas turbine simulator for the Siemens GT10C was developed and implemented. </p><p>It concerns everything from the theory behind the simulator; both the hard- ware and software involved, to how the actual simulator was built using these tools. The theory concerns itself with basic automatic control concepts, as well as basic turbine theory. </p><p>The simulator setup is being discussed concerning both technical and eco- nomic issues. A robust hardware solution is then selected, using the basic re- quirements, which the simulator then is built around. </p><p>The tools used are the Siemens SIMATIC automatic control system and the Siemens SIMIT real-time simulator using a SIMBA Pro PCI card to interface with the PLC:s in the SIMATIC system. Matlab are also used to a lesser extent to build the simulator behavior in SIMIT. </p><p>In the end, a fully featured simulator is presented that can be used for various purposes such as training operators, trying out new concepts and testing the automatic control system used to control the turbine. </p><p>Further development that could be done, by other engineers, in the future, is also discussed.</p>

In this thesis, a gas turbine simulator for the Siemens GT10C was developed and implemented. It concerns everything from the theory behind the simulator; both the hard- ware and software involved, to how the actual simulator was built using these tools. The theory concerns itself with basic automatic control concepts, as well as basic turbine theory. The simulator setup is being discussed concerning both technical and eco- nomic issues. A robust hardware solution is then selected, using the basic re- quirements, which the simulator then is built around. The tools used are the Siemens SIMATIC automatic control system and the Siemens SIMIT real-time simulator using a SIMBA Pro PCI card to interface with the PLC:s in the SIMATIC system. Matlab are also used to a lesser extent to build the simulator behavior in SIMIT. In the end, a fully featured simulator is presented that can be used for various purposes such as training operators, trying out new concepts and testing the automatic control system used to control the turbine. Further development that could be done, by other engineers, in the future, is also discussed.