1

Automatisering Vg1Elektro Nettbaserte oppgaver Elforlaget 1 Innledning 1.1 Arbeidet med anleggene består av ulike oppgaver. Etter at den elektriske installasjonen er utført kan anlegget settes i drift ved å koble det til elektrisk strøm. Etter at anlegget er satt i drift, skal det funksjonsprøves og kontrolleres. Hva kalles denne kontrollen? Svar: 1.2 Hva er forskjellen på en forskrift og en norm? Svar: 1.3 Et anlegg skal alltid utføres fagmessig. Hva er en fagmessig utførelse av et anlegg? Svar: 1.4 Alt miljøfarlig avfall må behandles og oppbevares på en forsvarlig måte. Hva er EE-avfall forkortelse for? Svar: 1.5 Hvordan skal EE-avfall oppbevares og leveres (deponeres)? Svar: 1.6 De som arbeider med elektriske anlegg er elektrofagfolk. Hva er elektrofagfolk? Svar: 1.7

2

Etter gjennomgått opplæring kan du avlegge fagprøve. Hva er det du skal vise gjennom en fagprøve? Svar: 1.8 For opplæringen på Vg1 elektrofag er det utarbeidet en læreplan som angir kompetansemålene for opplæringen. Hva er det kompetansemålene forteller om opplæringen? Svar: 2 Automatiseringssystemer 2.1 Automatisering er en teknologi som tar sikte på å frigjøre menneskelig arbeidskraft. Det gjøres ved å automatisere ulike arbeidsprosesser med ulike typer teknologi. Det kan være pneumatisk-, hydraulisk-, elektrisk- og datateknologi. Ordet auto er gresk og betyr selvvirkende. Hva tror du er grunnen til at de første bilene fikk navnet ”automobil”? Svar: 2.2 Når ordet automatisk brukes i daglig tale er det knyttet til noe som virker av seg selv. Hva mener vi med at et trafikklysanlegg virker automatisk? Svar: 2.3 Hva er grunnen til at automatiserte anlegg teknisk sett kalles automatiseringssystemer? Svar: 2.4 Det finnes ulike typer av automatiserte anlegg. Hva kalles et automatisert anlegg hvor det brukes elektrisitet til å utføre automatiserte handlinger? Svar 2.5 Figur 2.1 viser styring av gatelys med koblingsur. Når innstilt tid på koblingsuret er utgått gir det signal til en kontaktor (elektromagnetisk bryter) som enten kobler inn eller ut gatebelysningen. Hvorfor kalles lysanlegget et styrt anlegg? Svar: 2.6 Figur 2.3 viser regulering av romtemperaturen med termostat. Termostat er en elektrisk bryter som påvirkes av temperaturen. Hvorfor kalles varmeanlegget et regulert anlegg? Svar:

3

2.7 Figur 2.5 viser skisse av en bimetalltermostat som blir påvirket av varme. Forklar kort hvordan en bimetalltermostat virker. Forklaring: 2.8 Figur 2.7 viser eksempel på ulike størrelser av elektriske motorer. Hva gjør en elektrisk motor med den elektriske energien som tilføres motoren? Svar:

2.9 Figur 2.8 viser eksempel på elektriske motorer som drivkilde for mekanisk

utstyr. Nevn to eksempler på hvor elektriske motorer brukes som drivkilde for mekanisk utstyr.

Svar: 2.10 Hva er grunnen til at noen motorer kalles veselstrømsmotorer, mens andre motorer kalles likestrømsmotorer? Svar: 2.11 Hva er en universalmotor? Svar 3 Elsikkerhet 3.1 Ved samtidig berøring av to spenningssatte deler med forskjellig spenning (potensialforskjell) eller ved berøring av en spenningssatt del og jord (jordpotensial), vil det gå strøm gjennom kroppen mellom berøringspunktene. Forklar kort hva som skjer med menneskekroppen dersom den utsettes for farlig strømgjennomgang, og hva som bestemmer størrelsen på strømmen gjennom kroppen ved berøring av spenningssatte elektriske ledninger og utstyr. Se også boka: Elektroteknikk i praksis Svar: 3.2 Hvorfor er det farligere å berøre vekselspenning enn likespenning? Svar: 3.3 Siden alle mennesker ikke er like motstandsdyktige mot skaldevirkninger ved strømgjennomgang, er det fastsatt verdier for tillatte berøringsspenninger. Hva er høyeste tillatte berøringsspenning satt til? Svar: 3.4

4

Hva vil du gjøre dersom du oppdager en person som er utsatt for elektrisk sjokk, eller har vært utsatt for elektrisk sjokk? Skriv en kort punktvis forklaring. Se boka: Elektroteknikk i praksis, Kapittel 25 Punktvis forklaring: 3.5 Forskriften om sikkerhet ved arbeid i og drift elektriske anlegg FSE 1006 I forskriften § 10 Planlegging av arbeidet er følgende nevnt: Før et arbeid igangsettes skal det innhentes opplysninger om anlegget og på bakgrunn av disse gjennomføres en risikovurdering for det aktuelle arbeidet. Et gjennomgående prinsipp i forskriften er at det ved alt arbeid på elektriske anlegg skal etableres to sikkerhetsbarrierer. Ved svikt i en barriere skal det fremdeles være en barriere som ivaretar arbeidstakerens sikkerhet fullt ut. Forskrift om sikkerhet ved arbeid i og drift av elektriske anlegg finnes på www.DSB.no Hva sier forskriften om hvilke sikkerhetstiltak som skal gjennomføres ved arbeid på et frakoblet elektrisk anlegg? Svar: 3.6 Forskriften om elektriske lavspenningsanlegg FEL Hva sier forskriften om beskyttelse mot elektrisk støt ved normalt bruk og beskyttelse mot elektrisk elektrisk støt ved feil? Svar: 3.7 Norsk elektroteknisk norm for elektriske lavspenningsinstallasjoner. NEK 400-2006 Hva sier normen om grunnleggende beskyttelse mot elektrisk sjokk? Svar: 3.6 Hvilke sikkerhetsrutiner vil du gjennomføre for å hindre at du selv eller andre blir utsatt for elektrisk sjokk under arbeid med praktiske øvinger? Svar: 4 Elektriske motoranlegg

4.1

Figur 4.1viser blokkskjema for et enkelt motoranlegg som drives av trefase vekselstrøm. De tre fasene er merket L1, L2 og L3 og er koblet til en trefase stikkontakt. Fra stikkontakten blir elektrisiteten ført via en plugg (støpsel) og kabel til overstrømsvern for styrestrømkretsen og overstrømsvern for hovedstrømkretsen. Hvilken oppgave har overstrømsvernet? Svar: 4.2

5

Hvilke elektriske komponenter inngår i et enkelt motoranlegg som vist på figur 4.1? Svar: 4.3 Figur 4.2 viser prinsippet for elektrisk induksjon. Det er elektrisitet som dannes ved påvirkning av magnetisme. Den elektriske spenningen som dannes kalles indusert spenning. Når magneten blir skjøvet inn i spolen vil det magnetiske feltet rundt magneten skjære over ledningene i spolen og indusere en elektrisk spenning. Samtidig som det induseres elektrisk spenning dannes det et magnetisk felt som virker mot bevegelsen til magneten. Hva skjer når magneten trekkes ut av spolen? Svar: 4.4 Figur 4.3 viser prinsippet for en trefase vekselstrømsgenerator. Den består av en stator med tre statorviklinger plassert 120º i forhold til hverandre. Når den magnetiske rotoren roterer induseres det spenning i hver av viklingene. Kobles viklingene sammen som vist på figur 4.4 summeres spenningene og danner en trefase vekselspenning. For hver omdreining av rotoren dannes en periode av vekselspenningen. Hvilken frekvens har vekselspenningen når rotoren roterer med 50 omdreininger i sekundet? Svar: 4.5 Figur 4.5 viser skjema for et IT- fordelingssystem. Fra energiverkets transformator føres elektrisiteten ut på lavspenningsnettet. Spenningen er 2 x 230 V 50 Hz eller 3 x 230 V 50 Hz. Hva er det bokstavene IT står for? Svar: 4.6 En elektrisk installasjon er koblet til et IT-fordelingsnett. Hvordan skal elektrisk ledende deler som ved feil kan bli spenningssatt jordes? Svar: 4.7 Beskyttelsesjording av elektrisk utstyr gjøres ved å koble en beskyttelsesleder (PE-leder) mellom utstyret og en jordforbindelse. Hvorfor vil en beskyttelsesleder beskytte mennesker og dyr mot elektrisk støt? Svar: 4.8 Figur 4.6 viser skjema for et TN-S fordelingssystem. Her er en beskyttelsesleder (PE-leder) ført gjennom hele ledningsnettet. Elektrisk utstyr som er koblet til installasjonen og som kan bli spenningssatt ved feil på utstyret må jordes. Det gjøres ved å koble en beskyttelsesleder mellom utstyret og PE- lederen som er ført gjennom hele ledningsnettet. Hvilken trefase spenning og hvilken enfase spenning kan det tas ut fra koblingen på figur 4.6? Svar: 4.9 På figur 4.6 er en leder merket med bokstaven N. Det er en nøytralleder

6

(N-leder). Den er koblet til nøytralpunktet for nettransformatorens sekundærviklinger. Det er punktet hvor transformatorens sekundærviklinger er koblet sammen. Hvor stor spenning kan tas ut mellom faseleder L1 og N-lederen? Svar: 4.10 Figur 4.7 viser hvordan en varmeovn med tre varmeelementer er koblet til trefase vekselsspenning i en trekantkobling. Figuren viser at hovedstrømmen (nettstrømmen) deles i to fasestrømmer. Hovedstrømmen i en trekantkobling er lik den vektorielle summen av fasestrømmen i to av elementene. Det er fordi fasestrømmene er 120º innbyrdes faseforskjøvet. a Hvor stor er fasespenningen når nettspenningen er 230 V? b Hvor stor er hovedstrømmen I når fasestrømmen If er 20 A? Svar: 4.11 Figur 4.8 viser hvordan en varmeovn med tre varmeelementer er koblet i stjernekobling. Figuren viser at hovedspenningen (nettspenningen) er fordelt på to fasespenninger over to seriekoblede elementer. Hovedspenningen er lik den vektorielle summen av fasespenningen over to seriekoblede elementer. Det er fordi spenningene er 120 º innbyrdes faseforskjøvet. a Hvor stor er fasespenningen når nettspenningen er 230 V? b Hvor stor er hovedstrømmen I når fasestrømmen If er 20 A? Svar: 4.12 Tre like varmeelementer med resistans 20 Ω er trekantkoblet til 3x 230V. Hvor stor er den samlede effekten på elementene? Svar: 4.13 Tre like varmeelementer med resistans 20 Ω er stjernekoblet til 3x 230V. Hvor stor er den samlede effekten på elementene? Svar: 4.14 Figur 4.10 viser skisse av rotorviklingen til en asynkronmotor. Hvorfor kalles trefase asynkronmotorer vanligvis kortslutningsmotorer? Svar 4.15 Figur 4.11 viser oppbygningen av en trefase asynkronmotor. Den elektriske delen av motoren består av en stator med tre faseviklinger og en rotor. Fra hver av faseviklingene er ledningsendene ført fram motorens klemmebrett. I spor rundt rotoren er det plassert en vikling av aluminium. Hvilke mekaniske deler består motoren av? Svar: 4.16

7

Figur 4.13 viser hvordan faseviklingene er koblet til motorens klemmeberet. Hvordan er begynnelsen og slutten på faseviklingene merket? Svar: 4.17 Figur 4.14 viser hvordan motoren kan kobles til elnettet i trekantkobling eller stjernekobling ved å flytte lasker (koblingsplater) på klemmebrettet. Trekantkobling er symbolisert med bokstaven D eller ∆ (delta), mens stjernekobling er symbolisert med bokstaven Y. En motor er merket med 230V ∆ /400V Y. Hvordan skal viklingene, som er ført fram til motorens klemmebrett, sammenkobles med lasker når motoren skal kobles til 230V? Svar: 4.18 En motor har dette merkeskiltet:

Motor 3~ 50Hz IEC 34-1 4 kW 2910 r/min 400V Y 9,2 A 230V ∆ 16A IP 54 cosφ = 0,8

Hva forteller merkeskiltet om motoren? Svar: 4.19 På klemmebrettet til en motor er det seks tilkoblinger. Tilkoblingene er merket U1, V1, W1, W2, U2, V2. Hvilke av de seks tilkoblingene skal kobles sammen med lasker når statorviklingene skal stjerne kobles? Svar: 4.20 Figur 4.16 viser rotasjonsretningen på rotorakselen på en asynkronmotor. Rotasjonsretningen (dreieretningen) på rotorakselen kan enten være moturs eller medurs. Hvordan kan rotasjonsretningen på rotorakselen på en trefase asynkronmotor endres? Svar: 4.21 Når statorviklingene kobles til trefasenettet dannes et roterende magnetisk felt i statoren. Det får rotoren til å rotere. Rotasjonsfrekvensen til magnetfeltet i statoren er bestemt av nettfrekvensen og av antall poler på statorviklingene. Figur 4.19 viser hvordan rotasjonsfeltet danner poler for en periode av nettspenningen. Ved tidspunkt 1 er strømretningen gjennom L1 slik at den danner en nordpol mot rotoren. Hvordan dannes det nordpol mot rotoren ved tidspunkt 3? Svar: 4.22 I startøyeblikket passerer det roterende magnetfeltet i statoren de stillestående rotorviklingene. Det magnetiske rotasjonsfeltet skjærer over rotorviklingene og det induseres spenning i rotorviklingene. Den induserte spenningen fører til at det går

8

strøm gjennom rotorviklingene og at det dannes et magnetisk felt rundt hver av rotorviklingene. Magnetfeltet rundt rotorviklingene tiltrekkes av det roterende magnetfeltet i statoren og rotoren begynner å rotere. Hvorfor kan ikke rotasjonsfrekvensen til rotoren bli like rotasjonsfrekvensen til det magnetiske dreiefeltet? Svar: 4.23 En asynkronmotor driver en vannpumpe. Driften av vannpumpa belaster motoren. Det fører til at rotasjonsfrekvensen til rotoren minker noe ved økende belastning. Hvorfor vil økende belastning føre til at strømmen til motoren øker? Svar: 4.24 I en trefase asynkronmotor er rotasjonsfrekvensen til rotoren mindre enn rotasjonsfrekvensen til det magnetiske feltet i statoren. Forskjellen mellom de to rotasjonsfrekvensene kalles sakking. En topolet asynkronmotor har følgende data: 3 kW, 230V, 50Hz, 2910 r/min Beregn sakkingen ved merkeeffekt (3 kW). Beregning: 4.25 Figur 4.20 viser prinsippskisse av en kontaktor. Det er en elektromagnetisk styrt bryter. Den består av en fast og en bevegelig jernkjerne. Til den bevegelige jernkjernen er det festet to sett med kontakter. Et sett med hovedkontakter som brukes for å slutte å bryte hovedstrømmen, og et sett med hjelpekontakter for å slutte å bryte styrestrømmen. Hva er forskjellen på en brytekontakt og en sluttekontakt? Svar: 4.26 Figur 4.21 viser det grafiske symbolet for en kontaktor. Hvordan er tilkoblingene på kontaktorspolen merket? Svar: 4.27 Figur 4.23 viser eksempel på klemmemerking på en kontaktor. Hovedkontaktene er merket med tallene 1-2-5 på inngangssiden og tallene 2-4-6 på utgangssiden. Hjelpekontaktene er merket med plassiffer og funksjonssiffer. En hjelpekontakt er merket 23-24 hva forteller det om kontakten? Svar: 4.28 Det som bestemmer den elektriske størrelsen på en kontaktor er hvor stor strøm hovedkontaktene kan slutte å bryte ved ulike typer belastninger. Belastningen på hovedkontaktene er delt inn i ulike driftskategorier. Hva er det driftskategoribetegnelsen AC3 står for? Svar: 4.29

9

En trefase asynkronmotor skal kobles til og fra elenettet med en kontaktor. På merkeskiltet til motoren står det: 3-fase, 230 V, 2,2 A, cosφ 0,7. Bestem størrelsen på kontaktoren som kan brukes når driftskategorien er AC3. Svar: 4.30 En elektrisk asynkronmotor skal kobles til et 3 x 230V 50Hz elnett. Motoren skal kobles til og fra elnettet med en kontaktor. Motoren har dette merkeskiltet:

Motor 3~ 50Hz IEC 34-1 4 kW 2910 r/min 400V Y 9,2 A 230V ∆ 16A IP 54 cosφ 0,8

Hvor stor merkestrøm må kontaktoren være godkjent for når motoren skal brukes i et anlegg med driftskategori AC3? Svar: 4.31 Figur 4.25 viser skisse av et termisk motorvern. Det brukes for å beskytte motoren mot overbelastning, skjevbelastning eller fasebrudd. Hvordan virker motorvernet når strømmen til motoren blir større enn det motoren er beregnet for? Svar: 4.32 Et motorvern har vanligvis en sluttekontakt og en brytekontakt for tilkobling av styrestrøm. Slutte kontakten er merket med tallene 97-98. Hvilke tall er brytekontakten merket med? Svar: 4.33 På termiske motorvern er det innstillingsskrue for innstilling av strømmen det skal løse ut ved. Hvilken strømverdi skal motorvernet stilles inn på? Svar: 4.34 Hvorfor må termiske motorvern alltid ha et forankoblet overstrømsvern? Svar: 4.35 Figur 4.26 viser symbolet for et termisk trefase motorvern. På inngangssiden er tilkoblingene for hovedstrømmen merket med tallene 1, 2 og 3. Hvilke tall er tilkoblingene på utgangen merket med? Svar: 4.36

10

For å hindre skadelig oppvarming av ledninger og utstyr i elektriske anlegg utstyres anleggene med elektriske overstrømsvern. Det skal bryte strømmen gjennom anlegget dersom strømmen er større enn det anlegget er beregnet for. Figur 4.27 viser prinsippskisse av en automatsikring med to utløsemekanismer. En termisk overstrømsutløser basert på termisk effekt og en elektromagnetisk kortslutningsutløser basert på elektromagnetisk effekt. Hvordan virker den elektromagnetiske kortslutningsutløseren? Svar: 4.37 I elektriske anlegg brukes overstrømsvern (automatsikringer) med ulike utløserkarakteristikker. Hvilken type automatsikringer er det vanlig å bruke i styrestrømskretser for elektriske motoranlegg? Svar: 4.38 Figur 4.28 viserer norm for utløsegrenser automatsikringer. Normen angir hvilke krav som stilles til termisk og elektromagnetisk utløsning for automatsikringer. Hvor stor strøm kan en 16A automatsikring med B karakteristikk belastes med før den gir garantert utkobling i løpet av en time? Svar: 4.39 Hvor stor strøm kan en 16A automatsikring med B karakteristikk belastes med før garantert elektromagnetisk utkobling? Svar: 4.40 Hva er den elektriske forskjellen på en automatsikring med B- og C karakteristikk? 4.41 Hvor lang tid tar det før en 10A automatsikring med C-karakteristikk løser ut når strømmen gjennom sikringen er 20A? Svar: 4.42 I følge normen (Nek 400) kreves det tilleggsbeskyttelse med strømstyrt jordfeilbryter for stikkontakter med merkestrøm til og med 20 A, som er montert på forbrukerkurser for allmenn bruk. Jordfeilvernets utløsestrøm skal ikke overstige 30 mA, kravet gjelder for alle fordelingssystemer. Hvorfor er det ikke nødvendig å utstyre de elektriske anleggene på øvingene med tilleggsbeskyttelse i form av strømstyrt jordfeilvern? Svar: 4.43 Betjeningsbrytere er manuelle signalgivere som brukes for å styre elektriske anlegg. Figur 4.31 viser symbolet for monostabil trykknapp bryter og bistabil bryter. Hvilke kontakter er vanligvis montert på en trykknappbryter? Svar: 4.44

11

Betjeningsmateriell merkers med ulike farger som angir ulike forhold. Fargen rød angir at det er en nødsituasjon. Fargen rød kan også brukes for en stoppfunksjon. Fargen grønn angir at det er en sikker situasjon. Kan også brukes for en startfunksjon Hva angir betjeningsutstyr med blå farge? Svar: 5 Dokumentasjon for automatiserte motoranlegg 5.1 Elektroteknisk dokumentasjon er et viktig verktøy for montering, kobling, reparasjon og vedlikehold av elektriske anlegg. For at alle som arbeider med elektriske anlegg skal forstå hverandres dokumentasjon, må den lages etter en felles norm. Hva heter organisasjonen som utarbeider dokumentasjon for elektriske anlegg i Norge?

Svar: 5.2 Det er to hovedtyper av elektrotekniske kretsskjemaer. Hovedstrømsskjema som viser veien til den elektriske strømmen fra elnettet og fram til motoren, og styrestrømsskjema som viser veien til styresignalene. Figur 5.1 viser enlinje og flerlinje hovedstrømsskjema. På flerlinjeskjema er det trefase elnettet tegnet med faseledningene L1, L2,L3. Fra elnettet er det ledningsforbindelse fram til hovedstrømssikringen F1. Beskriv ledningsforbindelsen fra F1 og fram til motoren. Beskrivelse: 5.3 Figur 5.2 viser hovedstrømsskjema og styrestrømsskjema. Fra styrestrømsvernet (styrestrømssikringen) F3:1-2 er det ledningsforbindelse fram til motorvernets brytekontakt F2:95-96. Beskriv ledningsforbindelsen fra F2 og fram til L2. Beskrivelse: 5.4 Gi en kort beskrivelse av virkemåten til hovedstrømsskjema og styrestrømsskjema på figur 5.2. Begynn med hva som skjer når det trykkes på startbryteren S2. Beskrivelse: 5.5 For å binde sammen dokumentasjonen av anlegget med selve anlegget slik det er utført og plassert, er det utarbeidet et referanse- og adressesystemsystem. For å skille forskjellige typer av informasjon er det plasseres et kjennetegn foran bokstaver og tall som utgjør selve koden. Kjennetegn: Likhetstegn =, angir at det er informasjon om anleggets funksjonsmessig eller plasseringsmessige oppbygning Plusstegn +, angir at det er informasjon om produktenes plassering i anlegget. Hva angir et minustegn -, og et kolontegn :? Svar: 5.6

12

Figur 5.3 viser bokstavkoder for elektriske komponenter og apparater. Hva angir følgende kodebokstaver?

a F b K c S d M e H f Q g X

Svar: 5.7 En elektrisk komponent er på et skjema merket med koden – Q3. Hvilken informasjon gir koden? Svar: 5.8 Figur 5.4 viser en arrangementstegning for et elektrisk apparatskap. Hva er det en arrangementstegning skal vise? Svar: 5.9 Figur 5.5 viser hovedstrømskjema med tilkoblinger til rekkeklemme. Skjema viser at elnettet og motoren er koblet til rekkeklemme X1. En rekkeklemmen har to tilkoblingssider, den ene er for interne tilkoblinger, den kalles apparatside. Den andre koblingssiden er for eksterne tilkoblinger, den kalles kabelside. Det er vanlig at tilkoblingene på rekkeklemme vises i en rekkeklemmetabell. Skriv inn tilkoblinger som mangler i rekkeklemmetabellen for hovedstrømsskjema på figur 5.2.

Rekkeklemmetabell: Kabel side Ekstern tilkobling

Klemme nummer Apparatside Intern tilkobling

L1 1 L2 2 L3 3

M1:U1 4 5

M1:W1 6 5.10 Figur 5.7 viser en intern koblingstabell for skjemaet på figur 5.5. Koblingstabellen angir interne koblinger som ikke er koblet til rekkeklemmen. Skriv inn koblingene som mangler i den interne koblingstabellen.

Intern koblingstabell: Kobling fra Kobling til

F1: 2

13

F1: 4

Q1:2 Q1:4 Q1:6

5.11 Tabellen på figur 5.8 viser noen av de mest brukte grafiske symbolene for elektroteknisk dokumentasjon. I tabellen nedenfor er det ført opp symbolnummer uten beskrivelses av symbolet. Skriv inn, under beskrivelse, hva symbolet betyr.

Symbol nummer Beskrivelse Hva symbolet betyr

S00229 S00255 S00254 S00227 S00258 S00566 S00284 S00287 S00120 S00121 NO0003A

6 Trefase asynkronmotor fjernstyrt fra ett sted 6.1 Figur 6.1 viser arrangementstegning for anlegget. Hvilke elektriske komponenter (materiell) skal plasseres i apparatskapet? Svar: 6.2

Styrestrømsskjemaet på figur 6.2 viser strømveier for styrestrømmen. Fra styrestrømvernet F3:1–2 er det vei for styrestrømmen til motorvernet F2, derfra til stoppbryteren S1 og videre til startbryteren S2. Når startbryteren blir aktivert, går det strøm gjennom kontaktorspolen. Kontaktoren blir koblet inn og slutter hovedkontaktene, og motoren starter. Samtidig med at hovedkontaktene slutter, blir hjelpekontakten Q1:13–14 sluttet. Hvilken oppgave har Q1:13–14? Svar:

6.3 Ved fasebrudd i hovedstrømskretsen, feil på motoren eller ved overbelastning av motoren vil motorvernet løse ut og kontakten F2:95–96 på motorvernet brytes, og motoren stopper. Hvordan kan motorvernet tilbakestilles (resettes)? Svar:

14

6.4 Når flere koblingsklemmer er satt sammen i en rekke, kalles enheten rekkeklemme. Hva betyr merkingen -X2:5? Svar:

6.5 En rekkeklemmen har to koblingssider, den ene siden er hvor de ytre kablene skal tilkobles, den kalles kabelsiden eller ekstern koblingsside. Hva kalles den andre koblingssiden? Svar:

6.4

Figur 6.3 viser rekkeklemmetabell for apparatskapet. Det er lasket forbindelse mellom klemme nr 10 og 11. I rekkeklemmetabellen er det skrevet inn tre feil.

Kabelside Ekstern tilkobling

Klemme nr.

Lasker Apparatside Intern tilkobling

L1 1 F1:1 L2 2 F1:3 L3 3 F1:5

M1:U 4 F2:2 M1:V 5 F2:3 M1:W 6 F2:6 S1:11 7 F2:96 S1:12 8 Q1:14 S2: 14 9 Q1:13

PE (elnett) 10

PE (M1) 11

Hvilke tre feil er skrevet inn i tabellen? Svar:

6.5 Fra rekkeklemmen i apparatskapet er det kabel for tilkobling til elnettet, motor og styrepanel med start og stoppbryter. Hvilen type kabel er det vanlig å bruke for fast installasjon og hvilken type ledning og kabel er det vanlig å bruke for flyttbare apparater? Svar:

6.6 Hva er anbefalt koblingsrekkefølge for faseledere? Svar: 6.7 Mennesker og husdyr skal være beskyttet mot fare som kan oppstå ved berøring av utsatte deler som er blitt spenningssatt som følge av feil. En måte å hindre at

15

mennesker og husdyr blir utsatt for strømgjennomgang er å bruke beskyttelsesjording. Hvordan virker en beskyttelsesjording? Svar: 6.8 Den elektriske motoren som brukes er en utsatt anleggsdel. Det er fordi den er laget av et elektrisk ledende materiale, og kan bli spenningssatt dersom det oppstår elektrisk feil på motoren. Hva kan gjøres for å hindre at berøring av utsatt anleggsdel som er blitt spenningssatt kan føre til elektrisk sjokk.

Svar: 6.9 Hva skal hindres med bruk av utjevningsforbindelser Svar: 6.10 Figur 6.5 viser en avisolert ledning koblet til koblingsklemme. Hvor lang skal lengden på avisoleringen være? Svar: 6.11

Ved kobling av flertrådet ledning til koblingsklemmer med skrueforbindelse skal avisolerte ledningstråder vris sammen. Ledningstrådene er litt vridd i ledningen og må vris samme veien. Hvordan vil du gå fram for å vri ledningstrådene?

Svar: 6.12

For å få best mulig tilkobling kan det monteres endehylse på ledningen. Endehylse kalles også koblingshylse eller kontakthylse.

Hva er en endehylse? Svar:

6.13

Ved kobling til rekkelemme skal bare en ledning kobles til hver klemme. Noen ganger kan det være behov for å koble sammen to eller flere ledninger på rekkeklemmen. Hvordan kobles flere ledninger sammen på en rekkeklemme?

Svar: 6.14

Figur 6.8 viser koblingsklemme med og uten spennvirkning. Kobber er et bløtt ledningsmateriale. Det kan føre til at en ledning under press fra koblingsklemmen etter en tid kan gi etter og gi dårlig forbindelse. Hvordan kan en koblingsklemme utformes for å unngå dette?

Svar: 6.15 Hvordan skal ledningsføringen inne i apparatene være? Svar: 6.16

16

Hvilken type kabel brukes for tilkobling av anlegget til elnettet? Svar: 6.17 Skriv utstyrsliste for anlegget ved å fylle ut utstyrslisten. Utstyrsliste:

Pos Utstyrsbenevnelse Merknader F1 F2 F3 Q1 M1 S1 S2 X1 Kabel Koblings- ledning

6.18

Før anlegget settes i drift skal motorvernet stilles inn. På hvilken verdi skal motorvernet stilles?

Svar: 6.19 Etter at anlegget er satt i drift skal du kontrollere at motorvernet fungerer. Beskriv hvordan du går fram for å kontrollere motorvernet? Beskrivelse: 6.20

Ved feilsøking på motoranlegg skilles det mellom feil på hovedstrømskretsen og feil på styrestrømskretsen. Ved en feil på et motoranlegg starter ikke motoren når startbryteren aktiveres. Hvordan vil du gå fram for lokalisere om det er feil på hovedstrømskretsen eller styrestrømskretsen? Svar:

7 Trefase asynkronmotor fjernstyrt fra to steder 7.1

Installasjonen av anlegget i kapittel 6 skal utvides til å omfatte start og stopp av motoren fra to forskjellige steder. De nye start og stoppbryterne skal monteres i et nytt styrepanel i nærheten av apparatskapet. Figur 7.1 viser koblingen av de nye bryterne. Hvordan skal de nye start- og stoppbryterne kobles inn i styrekretsen? Svar: 7.2 Utarbeide ny dokumentasjon for start og stopp av motoren fra to steder.

17

Ta utgangspunkt i figur 6.1 og figur 6.2 og tegn ny arrangementstegning og nytt styrestrømsskjema. Ny startbryter har betegnelsen S3 og ny stoppbryter har betegnelsen S4. a Tegn ny arrangementstegning Prøv å tegn arrangementstegningen med PC b Tegn nytt styrestrømsskjema . Prøv å tegn styrestrømsskjema med PC 7.3 Utarbeid ny rekkeklemmetabell ved å fylle ut rekkeklemmetabellen på figur 7.2. Her kan det være nødvendig å bruke tverrforbindelser(lasker).

Rekkeklemmetabell: Kabelside Ekstern tilkobling

Klemmenr.

Lasker Apparatside Intern tilkobling

L1 1 F1:1 L2 2 F1:3 L3 3 F1:5

M1:U 4 F2:2 M1:V 5 F2:4 M1:W 6 F2:6 S3:11 7 F2:96 S3:12 8 S1:11 9 S1:12 10 S4:13 11 S2:14 12 S4:14 13

PE (elnett) 14

PE (M1) 15

Figur 7.2 Rekkeklemmetabell

7.4 Utarbeid ny intern koblingstabell for apparatskapet og styrepanelene ved å ved å fylle ut tabellene på figur 7.3

Intern koblingstabell for apparatskap Kobling fra: Kobling til: Kobling

videre til:

18

Intern koblingstabell for styrespanel A

Intern koblingstabell for styrespanel B

Figur 7.3

7.5 Skriv en kort forklaring til kunden om anleggets virkemåte. Forklaring: 7.6 Forklar kort framgangsmåten for å finne følgende feil ut fra gitte feilsymptomer: Feilsymptom1:

Når en av startbryterne aktiveres kobles kontaktoren inn, men motoren starter ikke. Etter en kort tid kobler kontaktoren ut.

Svar: Feilsymptom 2: Motoren kan startes fra det ene styrepanelet, men ikke fra det andre styrepanet. Svar: Feilsymptom 3: Motoren kan ikke startes fra noen av styrepanelene. Kontaktoren kobler ikke inn. Svar:

8 Rotasjonsvending av motorakselen på trefase asynkronmotor

8.1 Figur 8.1 viser arrangementstegning for anlegg. Beskriv hvilke elektriske komponenter (materiell) som skal monteres i apparatskapet. Svar:

8.2

19

Figur 8.1 viser hovedstrømsskjema og styrestrømsskjema for rotasjonsvending av motorakselen på en trefase asynkronmotor. Når Q1 er innkoblet og ikke Q2 er innkoblet roterer motorakselen medurs. Hvorfor vil motorakselen rotere moturs når Q2 er innkoblet og Q1 ikke er innkoblet. Svar:

8.3 Hva skjer dersom Q1 og Q2 ved en feil blir koblet inn samtidig? Svar: 8.4 Hva er der forrigling av elektrisk utstyr dreier seg om? Svar: 8.5

Kontaktorene Q1 og Q2 er innbyrdes forriglet med hjelpekontaktene Q1:21-22 og Q2: 21:22. Hvordan virker forriglingen?

Svar: 8.6

Betjeningsbryterne S2 og S3 er innbyrdes forriglet for at det ikke skal være mulig å koble inn begge kontaktorene samtidig. Hvordan virker forriglingen? Svar: 8.7 Hvilken oppgave har Q2: 13-14? Svar: 8.8 Figur 8.3 viser rekkeklemmetabell for anlegget. Det er lasket (tverrforbindelse) mellom klemme nr 11 og 12. På rekkeklemmetabellen er det skrevet inn noen feil.

Rekkeklemmetabell for apparatskap

Kabelside Ekstern

tilkobling

Klemme nr.

Lasker Apparatside Intern tilkobling

Q3:2 1 F1:1 Q3:4 2 F1:5 Q3:6 3 F1:3 M1:U 4 F4:2 M1:V 5 F4:4 M1:W 6 F4:6 S1:11 7 F4:95 S1:12 8 Q1:13 S3:14 9 Q2:21 S3: 12 10

Q1:22

PE (elnett) 11 PE (M1) 12

Figur 8.3

20

Hvilke feil er skrevet inn på tabellen? Svar:

8.9 Figur 8.4 viser en intern koblingstabell for apparatskapet.

Her er det vist en delvis utfylt koblingstabell. Fyll ut det som mangler i tabellen. Intern koblingstabell for apparatskap

Kobling fra Kobling til Kobling videre til F1:2 Q1:1 Q2:1 F1:4 Q1:3 Q2:3 F1:6 Q1:5 Q2:5 Q2:2 Q2:4 Q2:6 F1:1 F3:1 F1:3 F3:3 F3:2 F4:95 F3:4

Figur 8.4 8.10 Figur 8.5 viser intern koblingstabell for styrepanelet Her er det vist en delvis utfylt koblingstabell Fyll ut det som mangler i tabellen Intern koblingstabell for styrepanel

Kobling fra Kobling til Kobling videre til S1:12 S2:13 S2:14 S2:12

Figur 8.5 8.11

En elektrisk installasjon skal ha nødvendig utstyr for utkobling når mekanisk vedlikehold kan medføre en risiko for personskade. Det kan være vedlikehold på elektrisk drevet, mekanisk utstyr som roterende maskiner, varmeelementer og elektromagnetisk utstyr. Installasjoner med risiko for personskade ved vedlikehold skal ha nødvendig utstyr for utkobling av det elektriske anlegget for å hindre personskade. Utstyr for utkobling for mekanisk vedlikehold kan for eksempel oppnås med flerpolt bryter, effektbryter, sikkerhetsbryter eller ved å bruke plugg og stikkontakt. Hva er betegnelsen på bryter for utkobling av anlegget? Svar:

21

8.12 Utstyr for utkobling av anlegget for mekanisk vedlikehold skal være plassert og merket på en slik måte at den er lett å identifisere og betjene. Bryteren skal kunne låses i utkoblet (åpen) stilling. Hvor kan det være hensiktsmessig å plassere bryteren på øvingsmodellene? Svar: 8.13 Hvilken oppgave har sikkerhetsbryteren på et automatisert anlegg? Svar:

9 Drift av to seriekoblede transportbånd Oppgaver 9.1 Figur 9.1 viser prinsippskisse av to transportbånd for transporterer sand til en sandsilo. Hvert av båndene drives av en trefase asynkronmotor. Først skal bånd 2 starte og deretter skal bånd 1 starte automatisk etter 10 s. Hvorfor skal bånd 2 settes i drift før bånd 1 settes i drift? Svar: 9.2 Hva skjer med driften av motor M2 dersom motorvernet for motor M1 løser ut og stopper motor M1.? Svar: 9.3 Hva skjer med driften av motor M1 dersom motorvernet for motor M2 løser ut og stopper motor M2? Svar: 9.4 Hva skjer med driften av motor M1 og motor M2 ved aktivering av stoppknappen. Svar: 9.5 Figur 9.2 vise skjema for et tidsrelé med forsinket kontaktfunksjon ved innkobling, tregt ved innslag. Hvordan virker et tidsrelé med forsinket kontaktfunksjon ved innkobling? Virkemåte: 9.6 Figur 9.3 viser skjema for et tidsrelé med forsinket kontaktfunksjon ved utkobling, tregt ved tilbakegang. Hvordan virker et tidsrelé med forsinket kontaktfunksjon ved ut kobling? Virkemåte:

22

9.7 Jordfeilautomater er automatsikringer med integrert jordfeilbryter. Hvorfor er det på anlegget brukt jordfeilautomater som hovedstrømsvern og styrestrømsvern? Svar: 9.8 Hvorfor er anlegget utstyrt med låsbar sikkerhetsbryter? Svar 9.9 Det skal være utstyr for nødstopp på elektrisk drevet utstyr som beveger seg eller som har bevegelige deler når slikt utstyr kan forårsake skade. Nødutkoblings- utstyret kan bestå av en bryteranordning som direkte kobler ut den aktuelle strømtilførselen eller en kombinasjon av bryteanordninger som med en enkel operasjon kobler ut den aktuelle strømforsyningen. Nødutkoblingen kan gjøre med en bryter i hovedtilførselen eller trykknappbryter i styrestrømsstrømskretsen. Hvordan skal betjeningsanordninger for nødutkobling være merket. Svar: 9.10 Hvordan er nødutkoblingen for dette anlegget utført? Svar: 9.11 Aktiviseres bryteren S2 kobles kontaktoren Q1 inn, hovedkontaktene slutter, og motor M2 starter. Samtidig med at hovedkontaktene slutter, sluttes også hjelpekontakten Q1:13–14. Hvordan startes tidsfunksjonen til tidsreleet K1? Svar: 9.12 Figur 9.5 viser hovedstrømsskjema for anlegget, figur 9.6 viser styrestrømsskjema. Utarbeid rekkeklemmetabell for apparatskapet ved å fylle ut det som mangler på rekkeklemmetabellen på figur 9.7. Rekkeklemmetabell

Kabelside Ekstern

tilkobling

Klemme nr.

Lasker Apparatside Intern tilkobling

L1 1 F1:1 L2 2 F1:3 L3 3 F1:5

M1:U 4 F4:2 M1:V 5 F4:4 M1:W 6 F4:6 M2:U 7 M2:V 8 M2:W 9 S0:11 10 S0:12 11 S1:11 12

23

S1:12 13 S2:13 14

PE (elnett) 15 PE (M1) 16

Figur 9.7 9.13 Utarbeid intern koblingstabell for apparatskapet ved å fylle ut det som mangler på koblingstabellen på figur 9.8. Intern koblingstabell for apparatskapet

Kobling fra Kobling til Kobling videre til F1:2 F2:1 F1:4 F2: 3 F1:6 F2: 5

Lag intern koblingstabell for styreskap ved å fylle ut det som mangler på koblingstabellen.

Koblingstabell for styreskap

Kobling fra Kobling til Kobling videre til

Figur 9.8 9.14 Tegn arrangementstegning for anleggets apparatskap. Prøv å tegn arrangementstegningen med PC Tegning: 9.15 Skriv en kort forklaring til kunden om anlegges virkemåte. Forklaring av virkemåten: 9.16 Teoretisk feilsøking. Forklar kort hvordan du vil gå fram for å finne følgende feil ut fra gitte

24

feilsymptomer: Feilsymptom 1:

Når startbryter S2 aktiveres starter motor M2. Etter 10 sekunder skal motor M1 starte, men motoren starter ikke.

Svar: Feilsymptom 2: Når startbryter S2 aktiveres starter ingen av motorene. Svar:

10 Automatisk stjernetrekantstart av trefase asynkronmotor

10.1

Hvorfor kan det være ønskelig med stjernetrekantstart ved kileremsdrift og mye start og stopp av motoren? Svar: 10.2 Hvordan må en motor være viklet for stjernetrekantstart når den skal kobles til et IT-koblet 230 V 50 Hz elnett? 10.3 Ved stjernetrekantstart startes en trefase asynkronmotor med statorviklingene koblet i stjernekobling til elnettet, etter en viss tid kobles statorviklingene i trekantkobling. Ved hvilken rotasjonsfrekvens er det vanlig å koble statorviklingene i trekant til elnettet? Svar: 10.4 Ved omkobling mellom stjerne- og trekantkobling kan det oppstå et omkoblings strømstøt. Hva kan gjøres for å unngå omkoblingsstrømstøtet? Svar: 10.5 Hvordan er forholdet mellom startmomentet ved direktestart og ved stjernetrekantstart for en asynkronmotor? Svar: 10.6 Figur 10.1 viser hovedstrømsskjema for automatisk stjernetrekantstart av trefase asynkronmotor. Q1 kalles nettkontaktor, mens Q2 kalles trekantkontaktor. Hva kalles Q3? Svar: 10.7

25

Figur 10.1 viser at motoren i trekantkobling blir tilført strøm gjennom kontaktorene Q1 og Q2. Strømmen som går gjennom kontaktorene er fasestrømmer og ikke hovedstrømmen. Figuren viser at motorvernet er koblet inn i fasestrømkretsen. På hvilken strømverdi skal motorvernet stilles inn? Svar: 10.8 Forklar kort hvordan anlegget virker når startbryteren S2 blir aktivert og Q3 og K1 blir tilført spenning. Forklaring: 10.9 Utarbeid rekkeklemmetabell for anlegget ved å fylle ut det som mangler på rekkeklemmetabellen på figur 10.3 Rekkeklemmetabell

Kabelside Ekstern

tilkobling

Klemme nr.

Lasker Klemme nummer

Apparatside Intern tilkobling

L1 1 F1:1 L2 2 F1:3 L3 3 F1:5

M1:U1 4 F2:2 M1:V1 5 F2:4 M1:W1 6 F2:6 M1:W2 7 Q3:2 M1:V2 8 Q3:4 M1:W2 9 Q3:6

10 11 12 13 14

PE (elnett) 15 16 PE (M1) 16 15

Figur 10.3 Rekkeklemmetabell 10.10 Utarbeid intern koblingstabell for apparatskap ved å fylle ut det som mangler på koblingstabellen på figur 10.4. Intern koblingstabell for apparatskapet

Kobling fra

Kobling til

Kobling videre til

Kobling videre til

Kobling videre til

Kobling videre til

F1:2 Q1:1 Q2:1 F1:4 Q1:3 Q2:3 F1:6 Q1:5 Q2:5 Q1:2 F2:1

26

Q1:4 F2:3 Q1:6 F2:5 Q2:2 Q3:2 Q2:4 Q3:6 Q2:6 Q3:4

Figur 10.4 Utarbeid intern koblingstabell for styrepanelet ved å fylle ut koblingstabellen på figur 10.5.

Koblingstabell for styreskap Kobling fra Kobling til Kobling videre til

Figur 10.5 10.11 En motor har dette merkeskiltet:

Motor 3~ 50Hz IEC 34-1 1,5 kW 2910 r/min 400V Y 3,7A 230V ∆ 6,4 IP 54 cosφ 0,8

Hvor stor er fasestrømmen ved merkedrift når statorviklingene er trekantkoblet? Svar: 11 Dahlanderkoblet asynkronmotor 11.1 Ved drift av for eksempel vifter og verktøymaskiner kan det være behov for motorer med to faste rotasjonsfrekvenser (omdreiningstall). En asynkronmotor for to faste rotasjonsfrekvenser (omdreiningstall) har enten to sett viklinger, eller en dahlanderkobling av statorviklingene. Hvordan er en dahlandermotor viklet for to faste omdreiningstall?

27

Svar: 11.2 For en dahlandermotor med to rotasjonsfrekvenser er forholdet mellom rotasjonsfrekvensene 1:2. Hvor stort er høyeste rotasjonsfrekvensen ved merkedrift når laveste rotasjonsfrekvens ved merkedrift er 725 r/min. Vi regner med at avviket fra synkron rotasjonsfrekvens dobles fra laveste til høyeste rotasjonsfrekvens ved merkedrift. Svar: 11.3 For en 230V,50Hz dahlandermotorer med to rotasjonsfrekvenser er statorviklingene ved høy rotasjonsfrekvens koblet i dobbelt stjerne, spenningen over viklingene er da 133 V. Ved lav rotasjonsfrekvens er statorviklingene seriekoblet i trekantkobling. Hvor stor vil spenningen over hver statorvikling da være? Svar: 11.4 Figur 11.2 viser hovedstrømsskjema for installasjonen av dahlandermotoren. På hvilken verdi skal motorvernet F3 og F4 stilles inn på? Svar: 11.5 Hva skjer dersom Q1 og Q3 på hovedstrømskjema kobles inn samtidig? Svar: 11.6 Figur 11.3 viser styrestrømsskjema for installasjonen. Hvordan er Q1 og Q3 forriglet for å hindre at de kobles inn samtidig? 11.7 Utarbeid rekkeklemmetabell for anlegget ved å fylle ut det som mangler på rekkeklemmetabellen på figur 11.4 Rekkeklemmetabell

Kabelside Ekstern

tilkobling

Klemme nr.

Lasker Apparatside Intern tilkobling

L1 1 F2:1 L2 2 F2:3 L3 3 F2:5

M1:W2 4 F4:2 M1:V2 5 F2:4 M1:U2 6 F2:6 M1:W1 7 F3:6 M1:V1 8 F3:4 M1:U1 9 F3:2

10 11

28

12 13 14

PE (elnett) 15 PE (M1) 16

Figur 11.4 Rekkeklemmetabell for apparatskap 11.8 Utarbeid intern koblingstabell for apparatskap ved å fylle ut koblingstabellen på figur 11.5. Intern koblingstabell

Kobling fra Kobling til Kobling videre til

Figur 11.5 Intern koblingstabell for apparatskap

11.9 Utarbeid intern koblingstabell for styrepanelt

Kobling fra Kobling til Kobling videre til

Figur 11.6 12 Frekvensomformer 12.1 Pumpeanlegget på figur 12.1 har to vanntanker, tank A og tank B. Vannet pumpes fra tank B til tank A. Fra tank A renner vannet gjennom produksjonsutstyret og tilbake til tank B. Det skal være trinnløs manuell regulering av vannmengden til tank A. Vannmengden er bestemt av rotasjonsfrekvensen på pumpa, som igjen er bestemt av rotasjonsfrekvensen på motoren som driver pumpa. Hva er som bestemmer rotasjonsfrekvensen på rotorakselen på motoren som driver pumpa? Svar:

29

12.2 Hva er en frekvensomformer? Svar: 12.3 Figur 12.2 viser blokkskjema for en frekvensomformer. Hvilke blokker består en frekvensomformer av? Svar: 12.4 Figur 12.5 viser en tilnærmet sinusformet vekselspenning dannet av likespenningspulser med forskjellig pulsbredde. Hva kalles metoden som brukes for å endre pulsbredden? Svar: 12.5 Figur 12.6 viser en periode av en ideell firkantspenning. Hva består en ideell firkantspenning av? Svar: 12.6 Hva er årsaken til at en elektrisk installasjon med frekvensomformere kan gi elektromagnetiske forstyrrelser? Svar: 12.7 Hvordan kan det hindres at en installasjon med frekvensomformere gir elektromagnetiske forstyrrelser? Svar: 12.8 Figur 12.8 viser arrangementstegning for anlegget. Hvile elektriske komponenter (materiell) skal monteres i apparatskapet? Svar: 12.9 Figur 12.9 viser hovedstrømsskjema for anlegget. Fra elnettet, 3 x 230V 50 Hz, er strømmen via sikkerhetsbryter S0 ført fram til rekkeklemme X1. Fra rekkeklemme X1 er hovedstrømmen ført til hovedstrømsvernet F1 og derfra til Q1. Hvilken oppgave har hovedstrømsvernet F1? Svar: 12.10 Apparater og installasjoner som er utført slik at de fungerer tilfredsstillende i normale elektromagnetiske miljøer har det som kalles elektromagnetisk forenlighet eller elektromagnetisk sameksistens. Hvilken betegnelse brukes om denne egenskapen? Svar:

30

12.11 Hvordan skal motorkabelen kobles og forbindes for å gi en EMC riktig installasjon? Svar: 12.12 Skriv en kort rapport om hvordan rotasjonsfrekvensen på motoren styres manuelt, og hvordan den manuelle styringen kobles til frekvensomformeren. For å kontrollere den manuelle styringen kan rotasjonsfrekvensen måles med en rotasjonsfrekvensmåler (omdreiningstallmåler). Rapport: 13 Programmerbare logiske styringer, PLS 13.1 PLS er forkortelse for programmerbare logiske styringer. Hva er det engelske navnet for programmerbare logiske styringer? Svar: 13.2 De første programmerbare styringene var basert på tre logiske koblingsfunksjoner. Hvilke koblingsfunksjoner var det og hva er det som kjennetegner de logiske koblingsbetingelsene? Svar: 13.3 Fra å utføre enkle logiske styringer, har PLS- apparatene utviklet seg til å inneholde flere andre funksjoner. Hvilke andre funksjoner kan det være? Svar: 13.4 Figur 13.1viser prinsippskjema for en PLS med programmeringsenhet. PLS-en består av en inngangsenhet, en utgangsenhet og en signalbehandlingsenhet. Til inngangsenheten kobles brytere som skal styre anlegget. Hvor kan signalspenningen til bryterne hentes fra og hvor stor er spenningen? Svar: 13.5 Figur 13.2 viser prinsippskjema for en inngangskrets på en PLS med galvanisk skille. Galvanisk skille er betegnelsen på en kobling hvor det ikke er direkte elektrisk ledende forbindelse mellom inngangsenheten og signalbehandlingsenheten. Hvordan kan et galvaniske skille være bygd opp? Svar: 13.7 For PLS er signaler på inngangen med spenningen mellom 14V og 24 V et logiske 1-signal, og signaler med spenning mellom 0 V og 7 V et logiske 0 signaler. Hva er signaler med spenning mellom 7V og 14 V? (Signalspenningen som gir logisk 1og logisk 0 kan variere noe for ulike typer PLS).

31

Svar: 13.8 Utgangsenheten på PLS-er kan være utstyrt med reléutgang. Hvordan danner en reléutgangen et galvanisk skille mellom signalenheten og tilkoblingsklemmene på utgangen? Svar: 13.9 For at en PLS skal fungere må den tilføres instruksjoner som fortelle hvordan den skal arbeide og virke. Instruksjonene blir gitt i et PLS- program som angir hva den skal utføre. Programmet blir lagret i PLS-en. Hva kalles programmet? Svar: 13.10 I en PLS brukes det forskjellige typer datalager. Et av lagrene er et RAM-lager hvor det kan legges inn og tas ut data når PLS-en er i drift. Dersom lageret mister driftsspenning mistes også lagret data. Hva gjøres for å hindre at data forsvinner når en PLS ikke er i drift? Svar: 13.11 Fabrikanter som lager PLS legger inn et oppstartprogram i sine PLS-er i et ROM-lager, programmet gir nødvendig data for oppstart av PLS-en. Hva er det som kjennetegner et ROM lager? Svar: 13.12 Det som kjennetegner en kompakt oppbygd PLS er at alle nødvendige enheter er bygd inn i en og samme kapsling. Hva er det som kjennetegner en modulært oppbygd PLS? Svar: 13.13 Figur 13.3 viser eksempel på kobling av en PLS. Inngangene som er i bruk er merket X0, X1, X2, X3. Utgangene som er i bruker merket Y0,Y1, Y2 og Y3. Hvilke enheter er koblet til PLS utgangen? Svar: 13.14 Hvor stor er driftsspenningen til PLS-en på figur 13.3? 13.15 Figur 13.4 viser eksempel på tilordningsliste for koblingen på figur 13.3. Tilordningslisten forteller hvilken inngang hver av signalgiverne skal kobles til, og hvilket utstyr som skal kobles er koblet til utgangene. Her er X er brukt som inngangsvariable og Y brukt som utgangsvariable. Hva er koblet til X2? 13.16

32

De enkelte PLS-fabrikantene merker inn- og utgangene forskjellig. Hvordan er inn- og utgangene merket på en Mitsubisi og en Siemens PLS? Svar: 13.17 Figur 13.6 viser eksempel på kobling av en PLS for fjernstyring av en motor med trykknappbrytere fra to steder. Motoren er koblet til elnettet via kontaktoren Q1 Lag en tilordningsliste for PLS tilkoblingene. (Dersom du bruker en PLS med andre betegnelser for I/O variable kan du endre variabelbetegnelsen i tabellen). Tilordningsliste

Symbol: Tilkoblet utstyr

I/O Variabel

Beskrivelse av tilkoblet utstyr

X0 X1 X2 X3 X4 Y0 Y1

14 Programmering av PLS 14.1 Figur 14.1 viser skisse av en PLS med tilkoblinger. Til inngangene er det koblet to brytere med sluttekontakt. Til utgangen er det koblet en signallampe Hva kalles signalene på inngangen og på utgangen? Svar: 14.2 Signalene på inngangen og på utgangen har en bestemt adresse. Hva består adressen av? Svar: 14.3 Figur 14.2 viser eksempel på operasjonskoder for logiske funksjoner. Hva betyr operasjonskodene LD. AND, OUT og OR? Svar: 14.4 Det er utarbeidet en internasjonal standard for PLS-programmering. Standarden inneholder fem programmeringsspråk. I tabellen nedenfor er det ført opp forkortelsen for programmeringsspråkene. Skriv inn i tabellen hva forkortelsene står for. Forkortelser for programmeringsspråkene

Hva forkortelsene står for

IL LD

33

FBD SFC ST

14.5 IL- Instruksjonsliste regnes som en av de første programmeringsspråkene for PLS. Eksempel på bruk av IL programmering: PLS-en på figur 14.1 skal utføre denne koblingen. Når inngang X0 og inngang X1 er logisk 1 (24V), skal lampen som er koblet til utgang Y0 lyse IL-program for PLS-en på figur 14.1: Programlinje Instruksjon Operasjonskode

(Programkode) I/O variabel Operand

1 LOAD LD X0 2 AND AND X1 3 OUT OUT Y0 4 END END

Hva forteller hver av programlinjene? Svar: 14.6 LD-Ladderdiagram bygger på den amerikanske måten å tegne elektriske relé skjemaer på. Programspråket LD er basert på tre symboler. -I I-, -I/I-, og -( )-. Skriv i tabellen hva symbolene betyr. Laddersymboler: Hva symbolet betyr: -I I-, -I/I-, -( )-.

14.7 Figur 14.3 viser eksempel på ladderdiagram programmering. Hva forteller LD- programmet? Svar: 14.8 Figur 14.4 viser eksempel på funksjonsblokk programmering. Hva forteller FBD- programmet? Svar: 14.9 Hva er forkortelsen for Sekvensielt Funksjonskart programmering? Svar 14.10 Det er mange fabrikanter av PLS med ulike typer PLS typer på markedet. De kan ha ulike operasjonskoder (instruksjonskoder) for variable og forskjellig måter å merke variabler på. Før du går videre i kurset, bør du lese brukermanualen for PLS-en du skal

34

bruke i opplæringen. Skriv i tabellen operasjonskoden (instruksjonskoden) for instruksjonene som gjelder for den PLS-en du skal bruke.

Instruksjon Operasjonskoder Anvendelse/betydning Load Les inn/hent variabel (operator) Load not Les inn/hent variabel og inverter signalet And Koble variabel i serie And not Koble variabel i serie og inverter signalet Or Koble variabel i parallell Or not Koble variabel i parallell og inverter signalet And block Seriekobling av to blokker Or block Parallell kobling av to blokker Out Overfører resultatet til utgang eller minnecelle Set Sett utgang eller minnecelle til logisk 1 Reset Sett utgang eller minnecelle til logisk 0 End Programslutt

14.11 Figur 14.6 viser en relékobling med to seriekoblede kontakter som danner en OG funksjon. Bryter S1 OG bryter S2 må være aktivert for at lampa skal lyse. De samme bryterne er koblet til en PLS som skal programmers for OG funksjon. Betingelsen for at Y0 skal være logisk 1 er at X0 OG X1 er lik logisk 1 a Skriv et PLS program med IL programmering for en OG funksjonen b Tegn et PLS program med LD programmering for en OG funksjonen (Tegn med PC) c Tegn et PLS program med FBD programmering for en OG funksjonen (Tegn med PC) 14.12 Figur 14.7 viser en relékobling med to parallelle kontakter som danner en ELLER funksjon. Bryter S1 ELLER bryter S2 må være aktivert for at lampa skal lyse. De samme bryterne er koblet til en PLS som skal programmers for ELLER funksjon. Betingelsen for at Y0 skal være logisk 1 er at X0 ELLER X1 er lik logisk 1 a Skriv et PLS program med IL- programmering for en ELLER funksjonen b Tegn et PLS program med LD- programmering for en ELLER funksjonen (tegn

med PC) c Tegn et PLS program med FBD- programmering for en ELLER funksjonen (tegn

med PC) 14.13 Figur 14.8 viser en relékobling med holdefunksjon. De samme bryterne er koblet til PLS-en som skal programmeres for holdefunksjon. a Skriv et PLS program med IL- programmering for holdefunksjonen. b Tegn et PLS program med LD- programmering for holdefunksjonen. c Tegn et PLS program med FBD- programmering for holdefunksjonen.

35

14.14 Skriv tilordningsliste for holdefunksjonen ved å fylle ut tilordningslisten. Tilordningsliste Symbol: Tilkoblet utstyr

Variabel Beskrivelse av tilkoblet utstyr

14.15 Figur 14.9 viser eksempel på programmering av en SET-RESET-funksjon. Hvordan virker instruksjonen SET og instruksjonen RESET? Svar: 14.16 Hva er det dominansforholdet mellom SET og RESET instruksjonen dreier seg om? Svar: 14.17 Figur 14.11 viser relékoblet styrestrømsskjema for styring av en trefase asynkronmotor. De samme bryterne er koblet til PLS som skal programmeres med SET og RESET instruksjoner for styring av motoren. a Utarbeid tilordningsliste for PLS tilkoblingene ved å fylle ut tilordningslisten. Tilordningsliste Symbol: Tilkoblet utstyr

Variabel Beskrivelse av tilkoblet utstyr

S1 S2 F4 Q1 H1 b Skriv PLS program med IL- programmering for motorstyringen med SET og

RESET instruksjoner c Tegn PLS program med LD-programmering for motorstyringen med SET og

RESET instruksjoner d Tegn PLS program med FBD-programering for motorstyringen med SET og

RESET instruksjoner 14.15 Motoranlegg styrt med PLS Et motoranlegg består av en 230 V trefase asynkronmotor som driver en vannpumpe. Motoren skal tilkobles elnettet via en kontaktor. Kontaktoren er styrt av en PLS. Til inngangene på PLS-en er det koblet to startbrytere og to stoppbrytere, for å fjernstyre start og stopp av motoren fra to forskjellige steder.Anlegget utstyrt med overstrømsvern (sikringer) og termisk motorvern. I apparatskap ved motoren skal kontaktor, overstrømsvern, termisk motorvern, rekkeklemme og PLS monteres.

36

a Tegn arrangementstegning for apparatskapet b Tegn skjema som viser hvordan PLS-en skal kobles. c Skriv tilordningsliste for PLS tilkoblingen d) Tegn ladderdiagram for programmering av PLS-en. e Programmer PLS-en. f Kobl opp og funksjonsprøv anlegget.

15 Tids- og tellefunksjoner med PLS 15.1 En PLS har to typer tidsforsinkelser, eller timere som de gjerne kalles. Den ene typen kan programmeres til å utføre forsinket innkobling, den har betegnelsen TON. Den andre typen kan programmeres til å utføre forsinket utkobling TOF. Hva er TON og TOF forkortelse for? Svar: 15.2 Figur 15.1 viser funksjonsblokksymbolet for timer som gir forsinket innkobling. Ta utgangspunkt i funksjonsblokksymbolet og forklar kort virkemåten til tidsforsinkelsen Virkemåte: 15.3 Figur 15.2 viser funksjonsblokksymbolet for timer som gir forsinket utkobling. Ta utgangspunkt i funksjonsblokksymbolet og forklar kort virkemåten til tidsforsinkelsen Virkemåte: 15.4 Til en av inngangene på en PLS skal det kobles en trykknappbryter (S1) med sluttekontakt. Til en av utgangene skal det kobles en signallampe H1. Når S1 aktiveres og holdes aktivert skal signallampa H1 lyse etter 10 sekunder. Lag et PLS program som får lampa til å lyse etter 10 sekunder? PLS program: 15.5 En lysregulert fotgjengerovergang skal styres med en PLS. Lysreguleringen skal virke på denne måten: Når det trykkes på bryter for fotgjengere som skal krysse veien, skal det etter 10 sekunder vises rødt lys for begge kjøreretningene på veien, og grønt lys for fotgjengere som skal krysse veien. Etter 10 nye sekunder skal grønt lys for fotgjengere blinke i 10 sekunder. Deretter skal det lyse rødt for fotgjengere og grønt i begge kjøreretninger. Du forstår sikkert at tidsintervallene er forkortet. a Lag en plantegning som viser fotgjengerovergangen b Tegn skjema som viser hvordan lamper og brytere kobles til PLS-en. Som lamper

kan det brukes 24V signallamper eller lysdioder. c Lag et PLS program som får den lysregulerte fotgjengerovergangen til å virke?

37

d Gjør en simulert oppkobling av fotgjengerovergangen med signallamper og brytere

15.6 En PLS har tre ulike tellere som kan programmeres til utføre telling. I symbolet for tellere blir type teller angitt med bokstavforkortelse. Skriv i tabellen hvilken type teller forkortelsen står for. Forkortelse Type teller CTD CTU CTUD

15.7 Figur 15.3a viser symbolet for en oppteller. Forklar kort virkemåten til telleren. Virkemåte: 15.8 Til en av inngangene på en PLS skal det kobles en trykknappbryter (S1) med sluttekontakt. Til en av utgangene skal det kobles en signallampe H1. Etter at det er trykket 5 ganger på S1, skal signallampa H1 lyse. Lag et PLS program som får lampa til å lyse etter frem trykk på S1. PLS program: 15.9 På en parkeringsplass er det plass til 5 biler. Det er separat inn- og utkjøring fra parkeringsplassen. Ved innkjøringen er det plassert to lamper, en lampe som lyser grønt hvis det er ledige parkeringsplasser, og en lampe som lyser rødt når det ikke er ledige parkeringsplasser. Ved innkjøringen er det en bryter som gir signal for hver bil som kjører inn på plassen. Ved utkjøringen er det en bryter som gir signal for hver bil som kjører ut av plassen. Lyssignalene som angir om det er ledige plasser eller om det ikke er ledige plasser skal styres med en PLS. a Tegn skjema som viser hvordan lamper og brytere kobles til PLS-en. Som lamper

kan det brukes 24V signallamper eller lysdioder. b Lag et PLS program som får den lysregulerte parkeringsplassen til å virke? c Gjør en simulert oppkobling av en lysregulert parkeringsplass med signallamper

og brytere. Som brytere kan det brukes magnetkontakter og magneter plassert på bilene

16 Sekvensstyringer 16.1 Det er vanlig å skille mellom to typer styringer – kombinatoriske styringer og sekvensielle styringer. Betegnelsen kombinatoriske styringer brukes om styringer der ulike kombinasjoner av signaler fører til en handling eller aktivitet. Et eksempel på denne type styring er start og stopp av motor med start- og stoppbrytere. Hva er sekvensielle styringer?

38

Svar: 16.2 Figur 16.1 viser prinsippskisse av lysanlegg for veiarbeidsområde. Hvordan er trafikken på veien dirigert slik signallysene på figuren viser? Svar: 16.3 Figur 16.2 viser funksjonstabell for lysanlegget. Hvordan er trafikken på veien dirigert i trinn 2 og trinn 3? Svar: 16.4 Hva er en sekvenskjede? Svar: 16.5 Figur 16.3 viser koblingsskjema for anlegget. Hvilken type brytere er koblet til X0 og X1? Svar: 16.6 Figur 16.5 viser sekvensielt funksjonsdiagram for lysanlegget. Mellom de enkelte trinnene er det tegnet vertikale streker. På de vertikale strekene er det tegnet noen korte tverrstreker. Hva angir tverrstrekene? Svar 16.7 Øverst i sekvenskjeden er det et symbol som er tegnet med dobbelt firkant. Hva kalles trinnet. Svar: 16.8 I hvert trinn skal det utføres visse handlinger eller aktiviteter. Informasjon om handlingene er gitt som kommandoer. Kommandoene er plassert i et kommandosymbol med tre felter, symbolet er vist på figur 16,6. Hvilke kommandoer er gitt for sekvenstrinn 3 på figur 16.5? Svar: 16.9 For å sette i gang utførelsen av kommandoene brukes et internminne. For trinn 1 er det brukt minne med adressen M 101, for trinn 2 er det brukt minne med adressen M102. Hvilken adresse har minne som er brukt i trinn 3? Svar: 16.10 En PLS inneholder et stort antall minneceller, her kalt minne. Hvordan behandles et minne programmessig? Svar: 16.11

39

På figur 16.5 er det angitt inngangsbetingelser for de enkelte trinnene. Hva er inngangsbetingelsen for trinn 3? Svar: 16.12 På figur 16.7 er det liste over bokstavkoder for ulike typer kommandoer. Hva betyr bakstavkodne NS, D og SD? Svar. 16.13 På figur 16.9 er det brukt en initialiseringspuls for å starte anlegget. Hva er en initialiseringspuls? Svar: 16.14 Hvordan starter og virker trinn 3 på figur 16.9? Svar: 16.15 Skriv en kort rapport om hvordan oppkoblingen av sekvensstyringen ble utført og resultatet av funksjonsprøvingen. Rapport: 17 Induktive og kapasitive givere 17.1 I automatiserte anlegg brukes berøringsfrie signalgivere eller næreffektbrytere. Figur 17.1 viser blokkskjema for en induktiv næreffektbryter. Forklar kort hvordan næreffektbryteren virker og hvilke materialer som kobler om utgangssignalet.. Svar: 17.2 Figur 17.2 viser blokkskjema for en kapasitiv næreffektbryter. Oscillatoren består av en kondensator og en spole. Kondensatoren dannes av to kondensatorplater plassert under endeplaten. Forklar kort hvordan næreffektbryteren virker og hvilke materialer som kobler om utgangssignalet. Svar: 17.3 Tegn symbolet for nærhetsdetektor og næreffektbryter. Prøv å tegne symbolene med PC Tegning av symbolene: 17.4 En tretrådet NPN induktiv næreffektdetektor skal kobles til en PLS. På utgangen til PLS-en skal det kobles en 24 V lampe. Tegn en PLS med tilkoblet næreffektdetektor og lampe. Prøv å tegne med PC Næreffektdetektor og lampe koblet til en PLS:

40

Øving 17.1 Næreffektbrytere Kobl en induktiv og en kapasitiv næreffektbryter til en PLS, og undersøk hvilke materialer som aktiverer bryterne. Skriv ned resultatet Resultat: Øving 17.2 Undersøk om en kapasitiv næreffektbryter blir aktivert av vann i en plastmugge. Skriv ned resultatet Resultat:

18 Prosjektoppgave

Arbeidsoppdrag Firmaet Elanlegg har fått i oppdrag å lage en prototypmodell av et elektrisk drevet transportbånd for bedriften Transport. Firmaet har oppgitt at transportbåndet skal være omtrent 700mm langt, og at båndet skal kunne kjøres begge veier. På en ustilling skal båndet brukes til demonstrasjon av pussing av treklosser ved at en trekloss kjøres automatisk fram og tilbake på båndet. Transportbåndet skal styres med en PLS Transportbåndet skal være enkelt oppbygd og ha lav kostnad. Skriv en kort rapport om oppbygningen av prototypemodellen. Rapport:

19 Automatisk nivåregulering 19.1 Arbeidsoppdraget for bedriften Altos går ut på å installere automatisk nivåregulering på et pumpeanlegg. Figur 19.1 viser skisse av anlegget som skal nivåreguleres. Hva er nivåreguleringen basert på? Svar: 19.2 Figur 19.2 viser instrumentert flytskjema for modellen du skal få opplæring på. Skjemaet forteller hvordan vannet flyter i anlegget, hvilket reguleringsteknisk utstyr som inngår i reguleringen og signalgangen mellom utstyret. Skriv navnet på det reguleringstekniske utstyret som inngår i reguleringen. Svar: 19.3 I en bedrift er det ofte flere automatiske anlegg. Det reguleringstekniske utstyret som bruker blir derfor utstyrt med bokstavkode og løpenummer som forteller hvilket anlegg det hører til og hvilken type reguleringsteknisk utstyr det er. Hva forteller koden LIC 1201 og HCV 1001? Svar: 19.4

41

På figur 19.2 er symbolet for LT tegnet med en sirkel, mens symbolet for LIC er tegnet med en sirkel med to streker. Hva angir et symbol som er tegnet med en sirkel og et symbol som er tegnet med sirkel og to streker? Svar: 19.5 Hva er størrelsen på analoge elektriske signaler som brukes til signaloverføring i automatiserte anlegg? Svar: 19.6 Prosess er et generelt begrep for operasjoner som bearbeiding, transport og lagring av materie, energi og informasjon. Hva er prosessen på modellen? Svar: 19.7 Automatisering av pumpeanlegget på figur 19.1 går ut på å få anlegget til å virke eller fungere uten menneskelig innvirkning. Hva er det instrumentering av anlegget dreier seg om? Svar: 19.8 For regulering av nivået på figur 19.2 brukes betegnelsen er-verdi og ønsket-verdi om nivået i tank A. Hva er det betegnelsene står for? Svar: 19.9 Den automatiske reguleringen av nivået er avhengig av en kontinuerlig måling av nivået. Nivåmåleomformeren måler nivået kontinuerlig og omformer det til et elektrisk signal på 4–20 mA. På modellen har måleomformeren betegnelsen, LT 0101, den er plassert ved bunnen på tank A. Hva kalles området mellom laveste og høyeste nivået som skal måles? Svar: 19.10 Regulatoren LIC 0101 har som oppgave å regulere prosessen slik at nivået i tanken er på ønsket nivå. Regulatoren mottar et er-verdisignal fra måleomformeren og sammenligner dette med ønsket-verdi. På grunnlag av resultatet av sammenligningen sender regulatoren signal til frekvensomformeren som styrer rotasjonsfrekvensen til motoren som driver pumpen. Hvilke signal sender regulatoren om nivået er høyere enn ønsket nivå? Svar: 19.11 Dimensjoneringen av nivåreguleringen bør være basert på det ideelle reguleringsforholdet. Hva er et ideelt reguleringsforhold? Svar: 19.12 Figur 19.4 viser reguleringssløyfa på modellen. Den dannes av væskenivået i tanken, måleomformeren, regulatoren, frekvensomformeren, motoren og pumpen.

42

Reguleringen av nivået skjer kontinuerlig ved at er-verdien hele tiden blir sammenlignet med ønsket-verdien i regulatoren. Hva er reguleringen basert på? Svar: 19.13 Væskenivået i tanken kan måles på ulike måter. På nivåmodellen måles nivået ved å måle det hydrostatiske trykket på bunnen av tanken. Hva bestemmer trykket på bunnen av en åpen tank? Svar: 19.14 Trykk er definert som kraft per arealenhet. Formeltegnet for trykk er p, for kraft F og areal A. Formelen for trykk er: p = F/A Hva er overtrykk og undertrykk? Svar: 19.15 Vis beregningen av det hydrostatiske trykket på bunnen av en åpen vanntank når nivået i tanken er 1m. Beregning: 19.16 Figur 19.8 viser en måleomformer koblet til bunnen av en tank, og forholdet mellom nivået og utgangssignalet fra måleomformeren. Hvordan er forholdet mellom nivået og utgangssignalet fra måleomformeren? Svar: 19.17 Figur 19.9 viser koblingsskjema for en benkjustering (benkinnstilling) og kontroll av en hydrostatisk nivåmåleomformer. Hvorfor kalles det benkjustering? Svar: 19.18 En mye brukt måleomformer er differansetrykkmåleomformern, dP-celle. Den har to trykktilkoblinger, et for lavt trykk og et for høyt trykk. Hva er det den måler? Svar: 19.19 I regulatoren blir ønsket-verdi sammenlignet med er-verdi. Fra regulatoren blir det sendt signal til frekvensomformeren om hvilken rotasjonsfrekvens pumpen skal ha for å holde nivået på innstilt verdi. På modellen er det brukt en PID-regulator. Hva er det bokstavene PID står for? Svar: 19.20 Figur 19.11 viser blokkskjema for en PID-regulator. I summeringspunktet Σ 1 summeres ønsket-verdi og er-verdi. Er det avvik mellom verdiene dannes det et avvikssignal, ε (epsilon). Hva er det som summeres i summeringspunktet Σ 2? Svar: 19.21

43

Hva er en frekvensomformer? Svar: 19.22 Det som kjennetegner en P-regulering er at utgangssignalet fra regulatoren er proporsjonalt med inngangssignalet. For å forstå hvordan en P-reguleringen virker skal vi se på hvordan en enkle mekanisk P-regulering av nivået i en tank virker. Figur 19.14 viser skisse av reguleringen. Hvordan virker reguleringen når forbruket av vann øker? Svar: 19.23 En P-regulering klarer ikke å holde konstant nivå om forbruket øker eller minker i forhold til normalt forbruk. Ved forbruk som avviker fra normalt forbruk, dannes det et stasjonært (fast) avvik som regulatoren ikke klarer å ta inn, vi sier at reguleringen er lastavhengig eller forbruksavhengig. Det stasjonære avviket kalles restavvik. Hvordan kan restavviket reduseres? Svar: 19.24 Forholdet mellom inn- og utgangssignalet angir reguleringens forsterkning. Bevegelsen til flottøren er inngangssignalet, mens bevegelsen til ventilen V1 er utgangssignalet. Forholdet mellom de to bevegelsene og forsterkningen er bestemt av opplagringspunktet på forbindelsesstangen. Beregn forsterkningen når l1 er 100cm og l2 er 20cm. Svar: 19.25 Den mekaniske P-regulering virker slik at bevegelsen til ventilen V1 er proporsjonal med avviket. Hva er det proporsjonalbåndet angir? Svar: 19.26 Forsterkningen er 3 ganger. Beregn hvor stort proporsjonalbåndet er. Bergning: 19.27 Figur 19.21 viser forholdet mellom ventilåpning på V1 og nivå og proporsjonalbåndet. Hva forteller figuren om 50 % og 100 % proporsjonalbånd? Svar: 19.28 For å forstå hvordan en elektronisk PID-regulator virker inn på reguleringen, brukes det som kalles sprangsvaranalyse. Hva er det en sprangsvaranalyse går ut på? Svar: 19.29 Figur 19.16 Elektronisk PID-regulator koblet for sprangsvaranalyse. Hvilken oppgave har motstanden på 250 Ω? Svar: 19.30

44

Figur 19.17 viser sprangsvardiagrammet for en reverserende P-regulator. Hva forteller diagrammet? Svar: 19.31 Integraltid (I-tid) Hvor raskt I-reguleringen i en PI- og PID-regulering skal gripe inn i reguleringen blir angitt med I-tiden (Integraltiden). Hvordan blir I-tiden angitt? Svar: 19.32 Figur 19.19 Viser sprangsvardiagrammet for en reverserende PI-regulator. Hva forteller diagrammet? Svar: 19.33 Figur 19.22 viser i prinsippet hvordan en PID-regulator svarer på et sprang i er-verdi signalet. Hva forteller diagrammet? Svar: 19.34 Hvordan regulatoren skal stilles inn for best mulig regulering, avhenger av hva som skal reguleres og om det ønskes en rask eller stabil regulering. Det er derfor vanskelig å lage generelle regler for å foreta innstillinger av regulatorer. For innstilling av regulatorer er laget en erfaringsbasert metode. Hva kalles metoden? Svar: 19.35 Figur 19.27 viser sløyfeskjema for instrumenteringen på modellen. På skjema er det to silisiumdioder. Hvilken oppgave har diodene? Svar: 19.36 Skriv en kort rapport om hvordan oppkoblingen ble utført og resultatet av funksjonsprøvingen. Rapport: 20 Automatisk temperaturregulering 20.1 Arbeidsoppdraget for bedriften Teknos går ut på å installere automatisk temperaturregulering på en forvarmingsovn. Ovnen brukes til å formvarme materialer som brukes til støping av plastprodukter. Figur 20.1 viser skisse av anlegget som skal temperaturreguleres. Hvorfor skal det installeres automatisk temperaturregulering for ovnen? Svar: 20.2 Det er laget en modell av anlegget som du skal få opplæring på før arbeidsoppdraget.

45

Figur 20.2 viser teknisk flytskjema for modellen. På modellen er prosessen å varme opp forvarmingsovnen med varmluft fra varmeveksleren og holde temperaturen i forvarmingsovnen på en innstilt temperatur på mellom 40 og 80 °C. Kanalviften V1 blåser luft med romtemperatur gjennom varmevekseleren og videre til forvarmingsovnen. Hvilken oppgave har viften V2? Svar: 20.3 Det tekniske flytskjema på figur 20.2 viser at pådraget i varmevekseleren er et elektrisk varmeelement. Effekten på varmeelementet blir styrt et forstillingselement som er et halvlederrelé. Beskriv resten av instrumenteringen ved å fylle ut tabellen. Instrumenterings kode

Beskrivelse av instrumenteringsutstyret

TIC 0101

TT 0101

TE 0101

TS0101

TI0101

20.4 På modellen er varmeelementet forriglet mot overopphetning. Hvordan er forriglingen utført? Svar: 20.5 Temperaturen i ovnen måles med en temperaturføler, den er basert på at resistansen i metaller endrer seg med temperaturen. Den kalles resistansføler eller RTD (Resistance Temperature Detector). Som resistansføler på modellen brukes et Pt100-element. Hvor stor er resistansen til et Pt100-element ved 0 ºC og ved 50 ºC? Svar: 20.6 Figur 20.4 viser prinsippet for måleomformeren. Figuren viser at måleomformeren består av to spenningsdelere og en elektronikkenhet. Den ene spenningsdeleren består av motstandene R1 og R2. Delspenningen mellom motstandene er koblet til elektronikkenheten. Denne spenningen danner en konstant referansespenning. Hvordan virker den andre spenningsdeleren som består av består av Pt100-elementet og R3? Svar: 20.7 På figur 20.4 er Pt100-elementet koblet til måleomformeren med to ledere, dette kalles tolederkobling. Da er resistansen i ledningene fram til Pt100-elementet koblet i serie med Pt100-elementet og det blir en målefeil som skyldes spenningsfallet i

46

ledningene. En måte å unngå dette på er å bruke trelederkobling mellom Pt100-elementet og måleomformeren. Skjema for koblingen er vist på figur 20.5 Hva er grunnen til at det ikke blir målefeil som skyldes spenningsfallet i ledningene ved trelederkobling? Svar 20.8 Før måleomformeren tas i bruk, må minste og største måleverdi stilles inn. Koblingen for innstilling av måleomformeren er vist på figur 20.6. Hvordan kan vi simulere resistansen til Pt100-elementet ved forskjellige temperaturer? Svar: 20.9 Ved valg av måleomformer (transmitter) kan det velges mellom måleomformer for montering i koblingshode på beskyttelseslommen for Pt100-elementeter eller måleomformer for montering på skinne i apparatskap. Hva er fordeler og ulemper med de to monteringsmåtene? Svar 20.10 Figur 20.9 viser sammenkoblingen av forstillingsorganet og pådragsorganet. Pådragsorganet er et varmeelement på 2000 W. Varmeelementeffekt blir styrt av et forstillingsorgan som er et halvlederrelé, SSR (Solid State Relay). Styring av effekten på varmeelementet gjøres med fasestyring. Hvordan virker en fasestyring? Svar: 20.11 For et halvlederrelé er maks last 10 A rms. Hva forteller det? Svar: 20.12 Hvorfor må viften V1 gå en stund etter at anlegget er slått av? Svar: 20.13 Hvilken oppgave har termoutløseren TS 0101? Svar: 20.14 Skriv en kort rapport om hvordan prøveoppkoblingen ble utført og resultatet av funksjonsprøvingen. Rapport: 21 Sluttkontroll og verifikasjon 21.1

47

Hva menes med verifikasjon av et elektrisk anlegg? Svar: 21.2 Hva menes med kontinuitet for beskyttelsesledere og utjevningsforbindelser? Svar: 21.3 Figur 21.1 viser eksempel på kontinuitetsmåling. Hvilke type instrument er det anbefalt å bruke for målingen? Svar: 21.4 Tegn skisse og forklar hvordan kontinuitets måling av beskyttelsesleder og utjevningsforbindelser skal utføres. Skisse og forklaring: 21.5 Figur 21.2 viser eksempel på måling av isolasjonsresistans.Tegn skisse og beskriv hvordan en isolasjonsresistans målingen skal utføres. Skisse og beskrivelse: 21.5 Figur 21.3 viser isolasjonsmåling av hver enkelt leder for seg. Hvorfor benyttes måle oppkoblingen på figur 21.3 når den enklere måleoppkoblingen på figur 21.2 kan benyttes? Svar: 21.6 Skriv en kort rapport om hvordan sluttkontroll og verifikasjon av et elektrisk anlegg skal gjennomføres. Rapport: