Bygging av demo-/labrigg med givere fra Kongsberg Maritime. Forprosjektrapport

Transkript

1 Bygging av demo-/labrigg med givere fra Kongsberg Maritime Forprosjektrapport Hovedprosjekt våren 2008

2 HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi Program for elektro- og datateknikk 7004 TRONDHEIM Forprosjekt Prosjekttittel: Bygging av demo-/labrigg med givere fra Kongsberg Maritime AS Gitt dato: Innleverings dato: Antall sider/vedlegg: 28/1 Gruppedeltakere: Marius Vaage, tlf: mariusvaage@hotmail.com Ole-Espen Buer, tlf: ole_espen@hotmail.com Veileder: Dag Aune dag.aune@hist.no tlf: Konrad Palmer, tlf: kopal@online.no Program/studieretning: Høgskolen i Sør-Trøndelag Avdeling for teknologi Program for elektro- og datateknikk/ Automatiseringsteknikk Oppdragsgiver: Kongsberg Maritime AS Prosjektnummer: HPEA0804 Prosjektgruppe: 4 Kontaktperson hos oppdragsgiver: Øistein Juul oistein.juul@kongsberg.com tlf: Fritt tilgjengelig Tilgjengelig etter avtale med oppdragsgiver Rapporten frigitt etter Dato:

3 Kapittel: Sammendrag Sammendrag Gruppen har i dette forprosjektet utarbeidet tre alternative forslag til demo-/labrigg for Kongsberg Maritime AS og Høgskolen i Sør-Trøndelag. I hovedsak er det tatt hensyn til Kongsbergs behov for en demonstrasjonsrigg for tank-overvåkingsinstrumenter og høyskolens behov for en laboratorierigg. Vi har også sett løsningene opp i mot pris. Vi har utviklet tre selvstendige konsepter, og vurdert disse både selvstendig og opp i mot hverandre slik at oppdragsgiveren skal kunne ta en best mulig avgjørelse ut i fra vårt forprosjekt. Det har også blitt utarbeidet et prisestimat på hver av de tre alternativene. Alternativ 1: Utstyret blir i hovedsak plassert i en gjennomsiktig og rektangulær topptank slik at fremvisning av instrumentene blir best mulig. Instrumentskap blir plassert på kortsiden av riggen for å gjøre riggen mest mulig kompakt. I bunnen av riggen vil det være en oppsamlingstank. Alternativ 1 blir i laboratoriesammenheng å se på som en instrumenteringsrigg med mulighet til å observere og manipulere signaler. Det vil også være muligheter for nivåregulering av tanken. Alternativ 2: Her ønsker prosjektgruppen å vise frem utstyret til Kongsberg Maritime ved praktisk bruk i reguleringsteknikk. Dette alternativet tar utgangspunkt i samme rammeverk som alternativ 1, men her erstattes den rektangulære tanken med to sirkulære. Dette fører til at instrumentene blir fordelt på to tanker, men åpner opp muligheten for mer komplisert regulering. Det vil i laboratoriesammenheng fokuseres mer på reguleringsteknikk enn instrumenteringsteknikk. Alternativ 3: Alternativ 3 bygger på et totalkonsept bestående av en båt og et landmottak. Dette er en kombinasjon av de to foregående alternativene, hvor båten er en forenklet utgave av alternativ 1. med en stor rektangulær tank, og landmottaket består av to sirkulære tanker slik som i alternativ 2. I dette alternativet er det ment at båten alene vil være en demo-rigg, men i kombinasjon med mottaket vil den være en komplett laboratorierigg med regulering, styring og instrumentering. Gruppen mener at alternativ 1 er det beste alternativet ut i fra de gitte kritteriene og arbeidsgiverens behov. Dette er også det mest prisgunstige alternativet av de tre. 1

4 Kapittel: Forord Forord Denne forprosjektrapporten er skrevet i forbindelse med hovedprosjekt som gjennomføres som en del av utdanningsløpet ved Høgskolen i Sør-Trøndelag, avdeling for teknologi, studieretning for Automatiseringsteknikk. Oppdraget er gitt av Kongsberg Maritime AS, og oppgaven er å konstruere en demo-/labrigg med instrumenter fra Kongsberg Maritime AS. Som første fase gjennomføres et forprosjekt som vil danne grunnlaget for det videre arbeidet med hovedprosjektet. Det er viktig at det i denne fasen av prosjektet planlegges godt for den videre fremdriften, slik at det blir lagt en solid plattform der en er best mulig rustet for eventuelle fremtidige utfordringer. Arbeidet med forprosjektet har i hovedsak funnet sted ved Høgskolen i Sør- Trøndelag, men noe av grunnlaget for rapporten er også blitt gjort på bakgrunn av møtevirksomhet i Kongsberg Maritime sine lokaler, lokalisert på Lade i Trondheim. Rapporten henvender seg i hovedsak til fagpersoner ved Høgskolen i Sør-Trøndelag, avdeling for teknologi og Kongsberg Maritime AS, samt andre interessenter med teknisk bakgrunn. Vi håper at leseren etter å ha lest denne rapporten har fått et innblikk i den problemstillingen vi står ovenfor, og har lyst til å følge den videre utviklingen av prosjektet. Vi vil takke Kongsberg Maritime AS, ved Øistein Juul for god oppfølging i det arbeidet som er blitt lagt ned i denne fasen. Videre vil vi også benytte sjansen til å takke veilederen fra HiST, Dag Aune. Vi håper samarbeidet fremover blir like kreativt og engasjerende. Prosjektgruppen består av: Marius Vaage Konrad Palmer Ole-Espen Buer 2

5 Kapittel: Innholdsfortegnelse: Innholdsfortegnelse: 1 Innledning Bakgrunn Oppgavetekst Definisjoner Teknisk del Problemstilling Prosjektmål Effektmål Resultatmål Prosessmål Prosjektbeskrivelse Spesifikasjoner Problemområder Alternative konstruksjoner Alternativ Idébeskrivelse av alternativ Funksjonsbeskrivelse alternativ Vurdering av alternativ Alternativ Idébeskrivelse alternativ Funksjonsbeskrivelse alternativ Vurdering av alternativ Alternativ Idébeskrivelse alternativ Funksjonsbeskrivelse alternativ Vurdering av alternativ Utstyrslister og prisestimering Prosjektgruppens anbefalning Arbeidspakker Prosjektorganisering Prosjektdeltakere Utstyr og ressurser Prosjektleveranser Tids- og kostnadsplan Kvalitetssikring Vedlegg 1: Gantt-diagram 3

6 Kapittel: 1 Innledning 1 Innledning 1.1 Bakgrunn Alle 3.-årsstudenter ved Høgskolen i Sør-Trøndelag skal ha en hovedoppgave som avslutning av bachelorgraden sin. Denne kan enten avtales privat med en ekstern bedrift eller velges ut av et forslagshefte utgitt av skolen. Prosjektgruppen valgte oppgave 27 (se kapittel 1.2 for oppgavetekst) i forslagshefte som sin oppgave. Denne oppgaven er et samarbeid mellom Kongsberg Maritime AS og Høgskolen i Sør-Trøndelag. Hovedprosjektet gir 18 studiepoeng, og det er det endelige sluttresultat som gir grunnlag for karaktersetting. Studentene vil bli vurdert ut fra prosjektstyring, gjennomføring, resultat, arbeidsinnsats og muntlig presentasjon av prosjektet. Samtidig vil det bli lagt vekt på teoretisk bearbeiding, tekniske løsninger, dokumentasjon og samarbeidsevne innad i gruppen, samt jevn og planmessig framdrift. Hensikten med prosjektet vil være at studentene skal få god trening i punktene nevnt ovenfor. Det vil være en viktig erfaring å få med for framtidige prosjekter studentene skal jobbe med som ingeniører ute i arbeidslivet. Prosjektgruppen har valgt å prosjektere tre alternative riggkonstruksjoner i dette forprosjektet. Alle alternativene fronter Kongsberg Maritime AS sine utvalgte instrumenter, og vil samtidig fungere som en laboratorierigg for automatiseringslinjen på Høgskolen i Sør-Trøndelag. 1.2 Oppgavetekst 1 27 Bygging av en Demo-/labrigg med givere fra Kongsberg Maritime Kongsberg Maritime AS ønsker å få bygget en rigg som viser bruken av diverse givere som de produserer for maritimt bruk. Riggen skal kunne brukes til lab-undervisning ved Program for elektroog datateknikk, og som demo-rigg for Kongsberg Maritime AS. Det kan bli aktuelt å bygge to identiske rigger. 1 Oppgaveteksten er hentet fra hefte Hovedprosjekt våren 2008, utgitt av EDT, AFT, HiST. 4

7 Kapittel: 1 Innledning 1.3 Definisjoner AIM Advanced Integrated Multifunction system DAK Data Assistert Konstruksjon (DAK-verktøy som vi benytter oss av er blant annet AutoCAD og Google SketchUP) GLA-120 Radar Tank Gauge (RTG) Nivåradar GLK-100 Signal Prossesing Unit (SPU) Signalprosseseringsenhet HiST Høgskolen i Sør-Trøndelag HMI Human Machine Interface Menneske maskin grensesnitt. Dataprogrambasert kontrollsystem for overvåking og styring av tekniske prosesser. HMS Helse, Miljø og Sikkerhet KM Kongsberg Maritime AS NEK Norsk Elektroteknisk komité (NEK er en selvstendig og nøytral organisasjon opprettet i 1912 som har ansvaret for standardiseringen på det elektrotekniske området i Norge) NEK 400:2006 Elektrisk normbok utgitt av NEK PCU Prosess Control Unit RCU Remote Control Unit RTG Se GLA-120 SPU Se GLK-100 5

8 Kapittel: 2 Teknisk del 2 Teknisk del 2.1 Problemstilling Bacheloroppgaven til gruppe 4, våren 2008, går ut på å konstruere en demonstrasjonsrigg som fremviser Kongsberg Maritime AS sitt egenproduserte tankovervåkningsutstyr på en oversiktlig og estetisk tiltalende måte. Riggen skal kunne brukes i laboratoriesammenheng for Høgskolen i Sør- Trønderlag. Mye av problemet i oppgaven er å definere en rigg som får kombinert Kongsberggruppen sitt primærmål, nemlig å fronte instrumenter, og samtidig få laget en oppgave som passer godt i laboratoriesammenheng. Dette kan fort komme i konflikt da en komplisert prosess fort kan ta fokuset vekk fra utstyret som skal demonstreres. Et annet problem blir å få konstruert en rigg som er stor nok til å bære utstyret på en ryddig måte, samtidig som den er liten nok til å kunne være mobil ved behov. Det er viktig å ha i bakhodet at dette er utstyr som brukes på noen av verdens største tankskip, og er bygd for å stå på dekk under særdeles harde værforhold. Utstyret er dimensjonert deretter og kan fort virke malplassert på en liten rigg. Dimensjonene på utstyret gjør at egenvekten kan bli stor. Dette må prosjektgruppen være bevist på under prosjekteringen. Denne riggen skal i hovedsak være stasjonær, men skal lett kunne flyttes ved behov. Det er derfor viktig å ta hensyn til effektive og lettvinte metoder for fylling, tømming og flytting av riggen. 2.2 Prosjektmål Effektmål Vi ønsker å ferdigstille riggen både elektrisk og mekanisk slik at den har en nytteverdi for Kongsberg Maritime AS i form av en demonstrasjonsrigg som kan benyttes til å fremme og illustrere deres produkter. Riggen skal også ha en verdi for Høgskolen i Sør-Trøndelag, da ved å kunne nyttes som en laboratorierigg i forbindelse med skolens undervisningsopplegg. Dette i henhold til oppgavetekst, og innenfor de rammer som er stilt til disposisjon Resultatmål I løpet av prosjektet skal vi: - Begrense de økonomiske kostnadene i henhold til innvilget budsjett - Begrense tidsbruk til en total tid på 1360 timer - Levere en komplett brukerveiledning for drift og vedlikehold av riggen innen Utarbeide et utkast til laboratorierapport med tilhørende dokumentasjon som kan kjøres av studenter på henholdsvis 2. og 3. årstrinn for studenter ved automatiseringsteknikk ved HiST innen Levere prosjektrapport med tilhørende vedlegg innen Levere en ferdigstilt demo-/laboratorierigg innen

9 Kapittel: 2 Teknisk del Prosessmål For vår egen del skal vi: - Utvikle høyere kompetanse innen programapplikasjonen AutoCAD - Tilegne erfaringer innen gruppeprosess og samarbeid - Videreutvikle forståelsen av hva prosjektstyring innebærer - Utvikle erfaringer innen prosjektplanlegging og gjennomføring - Tilegne kunnskaper gjennom selvstudie og praksis vedrørende ukjente fagemner - Skape gode relasjoner opp mot næringslivet - Oppnå karakteren A i hovedprosjektet 2.3 Prosjektbeskrivelse I forprosjektrapporten vil oppdragsgiver bli forespeilet tre alternative forslag for bygging av demo- /labrigg. Når oppdragsgiver har tatt standpunkt til hvilket av disse alternativene det skal prosjekteres videre på, vil prosjektgruppen i samarbeid med oppdragsgiver ferdigprosjektere det aktuelle alternativet. Det skal utarbeides arbeidstegninger og en oversikt over alt nødvendig materiell som trengs for å realisere riggen. Underveis i ferdigprosjekteringen vil det bli innhentet priser fra forskjellige eksterne leverandører på det materiellet som trengs under gjennomføringen av prosjektet. (Dette er materiell som ikke er levert av Kongsberg Maritime AS). Aktuelle leverandører vil bli valgt på bakgrunn av hvilket materiell som ønskes, sammen med prisevaluering. Det er viktig at det i bestillingsfasen blir tatt høyde for leveringstid fra de forskjellige leverandørene. Etter hvert som utstyr og materiell er tilgjengelig vil selve monteringen av riggen bli gjennomført. Dette innebærer en del mekanisk og elektrisk arbeid og er den delen av prosjektet som vil kreve den største delen av tidsressursene. Det er både fra prosjektgruppen og oppdraggivers side ønskelig med en rigg som har en profesjonell og estetsk utforming. Det er derfor viktig at man gjennomfører denne delen på en ordentlig måte og i henhold til kjente normer og retningslinjer. Det er også viktig at installasjonene er tilrettelagt med funksjoner og tilgjengelighet slik at Høgskolen i Sør-Trøndelag får benyttet riggen i undervisningssammenheng. Videre kreves det at prosjektgruppen setter seg inn i KM sine instrumenter og brukergrensesnitt konstruert i AIM. Dette er nødvendig for å få forståelsen av helheten til systemet samtidig som det kreves for å opprette kommunikasjon mellom de forskjellige enhetene. Det skal utarbeides en brukerveiledning som skal beskrive hvordan riggen skal driftes og hvordan den skal vedlikeholdes. Det må derfor gjøres noen undersøkelser for å kartlegge innholdet i denne. Det antas at en del av drift- og vedlikeholdspunktene vil bli klare underveis i det mekaniske arbeidet på riggen. Det skal utarbeides et utkast til laboratorieoppgave som skal gjennomføres av studenter på henholdsvis 2. og 3. årstrinn, ved studieretning for Automatiseringsteknikk ved HiST, Avdeling for teknologi. Ved utarbeiding må vi kartlegge hva oppgaven bør inneholde for at studentene skal ha mest mulig utbytte av den. For å kvalitetssikre utkastet bør laboratorieoppgaven gjennomføres på forsøkskaniner med relevant utdanning. 7

10 Kapittel: 2 Teknisk del 2.4 Spesifikasjoner Gruppen har detaljerte spesifikasjoner og dokumentasjon for instrumentene tiltenkt på riggen tilgjengelig på fil. All denne informasjonen vil bli lagt som vedlegg i hovedrapporten for prosjektet. Alle tekniske tegninger skal, såfremt det er mulig, følge Norsk Standards retningslinjer for DAK Alle elektriske installasjoner skal følge NEK400: Problemområder I et så stort prosjekt som dette må det påberegnes å støte på en del utfordringer underveis. Det er derfor viktig at det allerede i forprosjektet gjøres en vurdering av hvilke problemer som kan oppstå. Ved å gjøre en slik vurdering kan det spares mye tid ved å forutse hva som kan by på problemer, samt at det også prosjekteres med ekstra tid til særlige problemområder. Leveringstiden på det materiellet/utstyret vi ønsker å bruke underveis i prosjektet kan gjøre at enkelte deler av prosjektet må forskyves i tid. Det er derfor viktig at bestillingslistene til det vi karakteriserer som kritisk materiell blir sendt på et så tidlig tidspunkt som mulig. Økonomi og konstruksjon av tanker er på dette stadiet et usikkerhetsmoment i prosjektet. Prosjektgruppen har estimert et cirka beløp på denne kostnaden (se kapittel 3.4), men er oppmerksom på at våre prisestimat kan være misvisende. Byggingen av tanken er en oppgave som prosjektgruppen ønsker å sette bort til en ekstern aktør. Dette siden vi hverken har kompetanse eller utstyr for å produsere disse. Vi har ikke fått tilbakemeldinger på tidligere sendte forespørsler til leverandører om produksjonskostnader og montering på nåværende tidspunkt. Dette er derfor et tentativt problemområde vi må fokusere på tidligst mulig i prosjektet. Instrumentene levert av KM er konstruert for å nyttes på store tankskip og er derav store i sin konstruksjon. Dette resulterer i at tankene våre må ha en viss størrelse for å få plass til instrumentene. Dette i sammenheng med den vannmengden vi trenger for å kunne simulere/regulere prosessen vil gjøre at egenvekten til riggen blir forholdsvis stor. Det er derfor viktig at vi er dette bevisst under konstruksjon og bygging av rammeverket til riggen Kongsberg Maritime AS benytter seg av AIM for styring og kontroll av sine instrumenter. Dette er et system som vi ikke har kjennskap til fra tidligere, og påberegner derfor at noe tid på brukes for å sette oss inn i dette systemet. 8

11 Kapittel: 3 Alternative konstruksjoner 3 Alternative konstruksjoner Prosjektgruppen har kommet opp med noen forskjellige ideer for hvordan prosjektet kan gjennomføres. I utgangspunktet har gruppen utarbeidet tre forskjellige alternativer som vektlegger ulike deler av automatiseringsfaget samtidig som det dekker behovet for demonstrasjon som er ønsket av KM. 3.1 Alternativ Idébeskrivelse av alternativ 1 Alternativ 1 har kommet ut fra ideen om å gi KM en mulighet til å vise frem ønsket utstyr på en enkel og oversiktlig måte. Utstyret blir i hovedsak plassert i en gjennomsiktig og rektangulær topptank slik at fremvisningen blir best mulig (se figur 3-1). Radaren ønskes montert på et gjennomsiktig avstandsstykke for å øke avstanden mellom vannet og radaren. Dette ønskes da minste anbefalte måleavstand Figur 3-1 viser en skisse over alternativ 1 sett fra siden. for radaren er oppgitt til 40 cm. Instrumentskap blir plassert på kortsiden av riggen for å gjøre riggen mest mulig kompakt(se figur 3-2). Grafiske brukerpanel og alarmpanel blir plassert henholdsvis i skapdør og sidevegg. Pumpe, ventiler og rør blir også plassert på kortsiden under instrumentskapet. Oppsamlingstanken i bunnen av riggen ønskes utført i rustfritt materiale. For HiST sin del blir riggen i utgangspunktet tenkt som en instrumenteringsrigg hvor signalene fra KM sitt utstyr blir lett tilgjengelig. Videre blir det lagt til rette for enkel nivåregulering av tanken hvor man kan velge å bruke frekvensstyrt pumpe og/eller reguleringsventil som pådragsorgan. Belastningen eller forstyrrelsen blir simulert med en manuell utløpsventil mellom topptanken og oppsamlingstanken. Som regulator ønsker vi å bruke KM sin RCU-510 programmert ved hjelp av AIM. Gruppen ønsker å ha en enkel PC (evt laptop), med AIM installert, montert på riggen. Figur 3-2 viser alternativ 1 sett fra en annen vinkel. 9

12 Kapittel: 3 Alternative konstruksjoner Funksjonsbeskrivelse alternativ 1 Vannet blir pumpet fra oppsamlingstanken, gjennom en reguleringsventil og opp til topptanken. Her blir nivået avlest ved hjelp av radaren GLA-120 og bunntrykksmåleren GT403/PUR. Deretter blir nivåsignalet sammenlignet med ønsket nivå i tanken, og avviket blir sendt til regulatoren, som igjen setter pådraget til pådragsorganet som er ønsket brukt i reguleringen. Vannet strømmer naturlig tilbake til oppsamlingstanken gjennom en manuell ventil som bestemmer belastningen/støyen på prosessen. Hvis nivået blir for høyt, vil nivåvakten GL-7 gi alarmsignal til prosessen, som svarer med å stenge/bremse reguleringsventilen eller pumpen. Alarmsignalet vil også starte alarmlamper som er montert på riggen. Alarmene som ønskes er høy alarm og høyhøy alarm. Bunntrykksmåleren GT403/PUR gir absoluttrykk, og atmosfæretrykket må da måles for sammenligning. Denne ATM-føleren blir montert på riggen, og da i forbindelse med instrumentskapet. Hvis KM ønsker en visualisering av inerttrykksmåling, vil dette bli montert i tanken. KM ønsker også å vise frem temperaturføleren MN Denne er ikke med i reguleringen, men blir kun brukt i instrumenteringsøyemed. Temperaturen blir målt og presentert i displayet NL-290 og i AIM. Fylling av vann blir gjort i oppsamlingstanken. Fyllingen blir gjort ved hjelp av slange montert på en husholdningskran. For tapping av tank blir det montert en elektrisk treveis ventil på røret ut fra pumpa. Denne ventilen vil ha normaltilstand for regulering. Når tapping av riggen ønskes, betjener operatøren en knapp på instrumentskapet. Ved betjening av denne knappen, vil ventilen gå over i tappeposisjon og pumpen starter Vurdering av alternativ 1 Ved å velge alternativ 1 får KM en rigg som enkelt og oversiktlig viser frem deres utstyr. Her får man se godt hvordan utstyret ser ut i praksis med tanke på både montering og kobling. Reguleringsmessig er dette alternativet forholdsvis enkelt da, bakoverkobling med ett pådragsorgan er ideen for nivåregulering. Instrumenteringsmessig vil alt av signaler blir gjort rede for, og gruppen ønsker å legge riggen til rette for signalsøking og signalmanipulasjon ved hjelp av eksterne dataverktøy slik, som for eksempel LabVIEW. 10

13 Kapittel: 3 Alternative konstruksjoner 3.2 Alternativ Idébeskrivelse alternativ 2 I alternativ 2 ønsker prosjektgruppen å vise frem utstyret til KM ved praktisk bruk i reguleringsteknikk. Ideen er en totanksrigg med mulighet for separat nivåregulering i hver tank. Utstyret til KM blir i hovedsak montert i to gjennomsiktige rør-tanker (se figur 3-3). I den ene tanken leses nivået av ved hjelp av radar, mens i den andre blir det bunntrykksmåling på nivå. Også her blir radaren montert på et avstandsstykke. Da radaren krever noe mer plass enn Figur 3-3 viser en skisse over alternativ 2 sett fra siden. resten av utstyret som skal toppmonteres, blir temperaturføleren og nivåvakten montert i tanken med bunntrykksmåling. Instrumentskapet blir plassert på kortsiden av riggen for å gjøre riggen mest mulig kompakt (se figur 3-4). Grafiske brukerpanel og alarmpanel blir plassert i henholdsvis skapdør og sidevegg. Pumpe og ventiler blir også plassert på kortsiden under instrumentskapet. Rørene blir montert på langsiden av riggen på den siden hvor innsynet til utstyret er svekket. Oppsamlingstanken i bunnen av riggen ønsket utført i rustfritt materiale. For HiST sin del blir det regulering som står i fokus på dette alternativet selv om instrumenteringsgrunnlaget her blir det samme som i alternativ 1. Det er i utgangspunktet ikke tenkt å legge like stor vekt på signaltilgjengelighet, men dette er mest sannsynlig en formalitet. Pådragsorganene for nivåreguleringene blir reguleringsventiler og frekvensstyrt pumpe. Belastning eller forstyrrelse blir utløp gjennom manuelle ventiler til oppsamlingskar fra begge tanker. Samtidig er det mulighet for forstyrrelse mellom tankene ved hjelp av en manuell ventil som er montert mellom bunnen av begge tankene. Som regulator ønsker vi også her å bruke KM sin RCU-510, programmert ved hjelp av AIM. Gruppen ønsker å ha en enkel PC (evt laptop), med AIM installert, montert på riggen. Figur 3-4 viser alternativ 2 sett fra en annen vinkel. 11

14 Kapittel: 3 Alternative konstruksjoner Funksjonsbeskrivelse alternativ 2 Vannet blir pumpet fra oppsamlingstanken, gjennom en forgreining til hver sin reguleringsventil og opp til respektive topptanker. I den ene tanken blir nivået avlest ved hjelp av radaren og i den andre ved hjelp av bunntrykksmåler GT403/PUR. Deretter blir nivåsignalene sammenlignet med ønsket nivå i tankene, og avvikene blir sendt til regulatorene, som igjen setter pådragene til pådragsorganene som er ønsket brukt i reguleringen. Vannet strømmer naturlig tilbake til oppsamlingstanken gjennom en manuell ventil som bestemmer belastningen/støyen på prosessen. Da ideen er å montere nivåvakt bare i den ene tanken, vil gruppen kun benytte alarmsignalene til å begrense eller stoppe innløpet til den tanken hvor nivåvakten er montert. Hvis nivået blir for høyt, vil nivåvakten gi alarmsignal til prosessen, som svarer med å stenge/bremse reguleringsventilen. Alarmsignalet vil også starte alarmlamper som er montert på riggen. Alarmene som ønskes er høy alarm og høyhøy alarm. Bunntrykksmåleren trenger også her ATM, og atmosfæretrykket må da måles for sammenligning. Denne ATM-føleren blir montert i forbindelse med instrumentskapet på riggen. KM ønsker også å vise frem temperaturføleren MN Denne blir montert i samme tank som nivåvakt og er ikke med i reguleringen. Temperaturen blir målt og presentert i displayet NL-290 og i AIM. For fylling og tapping henviser gruppen til alternativ Vurdering av alternativ 2 Ved å velge alternativ 2 får KM en rigg som viser frem utstyret deres på en god måte. Her får man greit se hvordan utstyret ser ut i praksis med tanke på både montering og kobling. Reguleringsmessig er dette alternativet mer komplisert. HiST, avdeling for teknologi er allerede i besittelse av to rigger som er basert på totank løsningen. Vårt alternativ 2 gir ett bredere bilde av måleteknikker brukt i dagens industri, samtidig som det er mulig for studentene å jobbe på utstyr de enkelt kan finne igjen etter endt utdanning. Alternativ 2 kan være noe mer tidkrevende, da reguleringsdelen krever flere regulatorer og pådragsorganer. Gruppen føler også at KM sitt utstyr kan komme i bakgrunnen da HiST mest sannsynlig vil bruke riggen i reguleringsøyemed og ikke vektlegge instrumenteringen på samme måte som i alternativ 1. 12

15 Kapittel: 3 Alternative konstruksjoner 3.3 Alternativ Idébeskrivelse alternativ 3 I alternativ 3 ønsker prosjektgruppen å vise frem utstyret til KM ved simulering av båt og tank. Ideen er at KM sitt utstyr blir montert på en båt med rektangulær tank(se figur 3-5). Landmottak er to rør-tanker (se figur 3-6) lik de som er brukt i alternativ 2. På båten er nivåføler (radar), temperaturføler, nivåalarmføler og resten av utstyret som er nødvendig montert. På landmottaket er det montert bunntrykksmålere for å bestemme Figur 3-5 viser båt til venstre og landmottak til høyre. nivået i tankene. Gruppen ser for seg et reelt scenario med lasting og lossing fra et landmottak. Nivået fra radaren blir da brukt til å regne om endringen i nivået til volum. Flyttingen av væsken foregår med pumper, hvor en pumpe står på land og en i båten. I tillegg er det montert elektriske treveis ventiler på land slik at mengden med væske blir sendt til og hentet fra riktig tank. Et instrumentskap blir plassert på kortsiden av båten. Dette blir kontrollsenteret for systemet. Grafiske brukerpanel og alarmpanel blir plassert i henholdsvis skapdør og sidevegg. Pumpe og ventiler på båten blir også plassert på kortsiden under instrumentskapet. Det blir også montert et instrumentskap på landmottaket. Her blir signalene fra kontrollsenteret mottatt og prosessert for ønsket formål, det være seg styring av ventiler, pumper og avlesing av nivå i landmottaket. For HiST sin del blir det styring som står i fokus på dette alternativet. Styringen kan være å levere en bestemt mengde væske til hver sin tank på land og hente en annen mengde fra land til båt Også her er instrumenteringsgrunnlaget det samme som i alternativ 1, men der er ikke tenkt å legge like stor vekt på signaltilgjengelighet. Gruppen ønsker å ha en enkel PC (evt laptop), med AIM installert, montert på riggen. Figur 3-6 viser alternativ 3 sett fra en annen vinkel 13

16 Kapittel: 3 Alternative konstruksjoner Funksjonsbeskrivelse alternativ 3 Vannet blir pumpet fra båten til landanlegget. Der blir det valgt hvilken tank det skal til og nivåmåleren på båten (radaren) regner ut mengden som blir overført. Denne mengden blir kontrollert av nivåmåleren på land. På samme måte kan man losse til den andre tanken på land og laste fra landmottaket. Hvis nivået i båten blir for høyt vil nivåvakten gi alarmsignal og handling slik som i alternativ 1. Bunntrykksmålerene trenger også her ATM, og atmosfæretrykket må da måles for sammenligning. Denne ATM-føleren blir montert på landmottaket, og da i forbindelse med instrumentskapet. Temperaturføleren vil også bli brukt som i alternativ 1. For fylling og tapping av riggen henvises det til alternativ 1, men med båten istedenfor oppsamlingstank Vurdering av alternativ 3 Alternativ 3 vil gi studentene et godt innblikk i hvordan KM bruker sitt utstyr om bord på båter. Konseptet med båt og landmottak er reelt, men siden det er overvåkningsutstyret til KM som er i hovedfokus vil landanlegget komme i andre rekke. For skolen sin del vil det være lite aktuelt med bare båten da denne verken har styring eller regulering. Det er en stor fordel for studentene som videre skal bruke riggen å kunne ha et overordnet mål hvor styring eller regulering inngår. Instrumenteringsdelen er alltid interessant, men uten styring eller regulering, er det ikke like enkelt å se endringer i signaler slik at studentene ser virkemåten. 14

17 Kapittel: 3 Alternative konstruksjoner 3.4 Utstyrslister og prisestimering Utstyr som ønskes fra KM i forbindelse med alternativene er som følger: Tabell 3-1 Utstyr ønsket fra Kongsberg Maritime AS Utstyr fra Kongsberg Maritime AS: AIM brukerlisens GLA-120 (radar) GLK-100 (signalbehandler) RCU-510 (databehandler) NL-290 (display) MN-1535 (temp) GT402 (inert & ATM) GT403/PUR (bunntrykk) GL-7 (nivåvakt) NL-4 (alarm display) Alarmlamper Utstyr fra eksterne leverandører er estimert i tabellen under med en omtrentlig pris. Tabell 3-2 Mekanisk utstyr Mekanisk: Alt 1: Alt 2: Alt 3: Pumpe(r) Tanker Ventiler Rør Div rørutstyr (bend,muffer,fester, flenser osv) Rammeverk Føringsveier Div (muttere, skruer, montasjeplater osv) Sum mekanisk: Tabell 3-3 Elektrisk utstyr Elektrisk: Alt 1: Alt 2: Alt 3: Styreskap m/innehold Koblingsutstyr (bokser, osv) Rekkeklemmer (med tilleggsutstyr som merking, stoppere osv) Kabler Ledninger (med endehylser, merking osv) Lys Ventilaktuatorer Frekvensomformer Festematriell (strips, o.l.) Kabelgjennomføringer PC (laptop) Sum elektrisk: Alt 1: Alt 2: Alt 3: Totalsum: (Det er ikke tatt høyde for utgifter i forbindelse med utstyr levert fra Kongsberg Maritime AS.) 15

18 Kapittel: 3 Alternative konstruksjoner 3.5 Prosjektgruppens anbefalning Etter nøye gjennomgang ønsker prosjektgruppen å gjennomføre alternativ 1. Vi mener at alternativet dekker KM sitt behov for demonstrasjon og opplæring på eget utstyr, samtidig som riggen gir skolen en mulighet for en renere instrumenteringsrigg. Prisestimeringen viser at alternativ 1 også er det mest gunstige. Prosjektgruppen ønsker selvfølgelig at sluttproduktet skal bli best mulig og vi er da avhengig av at tiden vi har til disposisjon dekker gjennomføringen av prosjektet. Prosjektgruppen tror at alternativ 3 vil bli meget tidkrevende, og sannsynligheten for at kun den ene riggen blir ferdig er stor. Prosjektgruppen mener derfor at alternativet da i utgangspunktet er for stor for gjennomføring. Gruppen mener videre at alternativ 2 ikke vil gi et riktig bilde av utstyret til KM. Ved å splitte opp utstyr som hører sammen, kan dette gi et feil bilde til kunder og ansatte hos KM. Det er mulig å montere alt utstyret i samme runde tank, men gruppen mener tanken vil bli uforholdsmessig stor og innsynet til utstyret bli for dårlig. 16

19 Kapittel: 4 Arbeidspakker 4 Arbeidspakker Arbeidspakke Tittel: Ferdigprosjektering Pakkenr. 1 Ansvarlig: Konrad Palmer Startdato: Fullført dato: Deltakere: Alle Estimert timeforbruk: 230 timer Resultat: Ferdigstille prosjekteringsfasen Gjennomføring: - Tilpasse prosjektutkast etter avklaring med Kongsberg Maritime AS og HiST - Kartlegge utstyrsbehov - Utarbeide/ferdigstille arbeidstegninger Dokumentasjon: Arbeidstegninger, utstyrsdokumentasjon, tekniske datablader, illustrasjoner, kostnadsplan. Arbeidspakke Tittel: Utstyrsbestilling Pakkenr. 2 Ansvarlig: Ole-Espen Buer Startdato: Fullført dato: Deltakere: Alle Estimert timeforbruk: 60 timer Resultat: Få sendt ut bestilling av nødvendig materiell til aktuelle leverandører. Gjennomføring: - Innhente pris/anbud - Sette opp budsjett - Godkjenning av budsjett - Valg av utstyrsleverandører - Lage bestillingsliste Dokumentasjon: Utstyrsliste, bestillingsliste, budsjettoppsett, leverandøroversikt. 17

20 Kapittel: 4 Arbeidspakker Arbeidspakke: Tittel: Montering (mekanisk/elektrisk) Pakkenr. 3 Ansvarlig: Ole-Espen Buer Startdato: Fullført dato: Deltakere: Alle Estimert timeforbruk: 330 timer Resultat: Få ferdigstilt riggen mekanisk og elektrisk. Gjennomføring: - Bærende konstruksjon - Tank - Instrumenter - Elektrisk - Montering av annet utstyr o Lyssetting o Montering av firmalogoer o Diverse Dokumentasjon: Arbeidstegninger, kretsskjemaer, produktinformasjon. Arbeidspakke Tittel: Software/kommunikasjon Pakkenr. 4 Ansvarlig: Marius Vaage Startdato: Fullført dato: Deltakere: Alle Estimert timeforbruk: 100 timer Resultat: Få opprettet kommunikasjon mellom de forsjellige enhetene/instrumentene. Gjennomføring: - Kompetanseheving på Kongsberg Maritimes instrumenter - Kompetanseheving og gjennomgang av Kongsberg Maritime sitt brukergrensesnitt - Opprette kommunikasjon mellom enhetene Dokumentasjon: Produktinformasjon, kommunikasjonsoversikt. 18

21 Kapittel: 4 Arbeidspakker Arbeidspakke Tittel: Utarbeide brukerveiledning Pakkenr. 5 Ansvarlig: Marius Vaage Startdato: Fullført dato: Deltakere: Alle Estimert timeforbruk: 75 timer Resultat: En komplett brukerveiledning som beskriver hvordan riggen skal driftes og hvordan den skal vedlikeholdes. Gjennomføring: - Kartlegge hva som trengs å ha med i en brukerveiledning - Utarbeide brukerveiledningen - Kvalitetssikre brukerveiledningen Dokumentasjon: Håndbok/brukerveiledning Arbeidspakke Tittel: Utkast til laboratorieoppgave Pakkenr. 6 Ansvarlig: Konrad Palmer Startdato: Fullført dato: Deltakere: Alle Estimert timeforbruk: 75 timer Resultat: Ferdig utarbeidet utkast til laboratorieoppgave med tilhørende dokumentasjon som kan kjøres av studenter på henholdsvis 2. og 3.årstrinn Gjennomføring: - Kartlegge hva en slik laboratorieoppgave bør inneholde - Lage et utkast til laboratorieoppgave - Utprøving/kvalitetssikring av laboratorieoppgave Dokumentasjon: Oppgavetekst og tilhørende dokumentasjon 19

22 Kapittel: 4 Arbeidspakker Arbeidspakke Tittel: Dokumentering Pakkenr. 7 Ansvarlig: Marius Vaage Startdato: Fullført dato: Deltakere: Alle Estimert timeforbruk: 220 timer Resultat: - Prosjektrapport - Kontinuerlig oppdatert hjemmeside Gjennomføring: - Dokumentere alt som har blitt gjort i prosjektperioden - Utarbeide prosjektrapport - Diverse - Oppdatering/drift av hjemmeside Dokumentasjon: Prosjektrapport med vedlegg, hjemmeside. Arbeidspakke Tittel: Administrativt Pakkenr. 8 Ansvarlig: Prosjektleder (Rullerende ansvar) Startdato: Fullført dato: Deltakere: Alle Estimert timeforbruk: 180 timer Resultat: Gjennomføre en god prosjektledelse med et godt sluttresultat Gjennomføring: - Møteinnkalling - Møteledelse - Prosjektstyring - Generelt Dokumentasjon: Møteinnkallelser, møtereferat, toukersrapporter, tidsbudsjett 20

23 Kapittel: 4 Arbeidspakker Arbeidspakke Tittel: Evaluering/kvalitetssikring Pakkenr. 9 Ansvarlig: Konrad Palmer Start dato: Fullført dato: Deltakere: Alle Estimert timeforbruk: 90 Resultat: Gjennomført evaluering/kvalitetssikring av prosjektet og det arbeidet som er blitt gjort Gjennomføring: - Gjennomføre en intern evaluering av arbeidet og prosessen underveis i prosjektet - Kvalitetssikre demo-/labrigg (Funksjonsmessig) - Kvalitetssikre de dokumenter som blir ferdigstilt - Korrekturlesing Dokumentasjon: Prosjektrapport, arbeidstegninger 21

24 Kapittel: 5 Prosjektorganisering 5 Prosjektorganisering Siden det fra Høgskolen i Sør-Trøndelag sin side er ønskelig at alle prosjektdeltakere skal få prøvd seg som prosjektledere, har gruppen valgt å bruke en rullerende ledelse. Prosjektgruppen skal holde formelle møter hver 14.dag med skriftlig innkalling og møtereferat der skolens veileder og oppdragsgivers kontaktperson blir innkalt. Prosjektleder har ansvaret for møteinnkalling, møteledelse og at veileder og oppdragsgiver får skriftlig referat fra alle møtene. Det er valgt å organisere seg slik at påtroppende prosjektleder er referent. En tabell som illustrerer fordelingen av prosjektlederrollen er vist under i tabell 5-1. Tabell 5-1 Prosjektledere Prosjektleder Uke Konrad Palmer 6,7,12,13,18,19 Ole-Espen Buer 8,9,14,15 Marius Vaage 10,11,16,17 (Dette oppsettet er veiledende, justeringer vil kunne forekomme ved behov) Under gjennomførelsen av prosjektet vil gruppedeltakerne benytte seg av it s learning som en intern dokumentdatabase. Det er også opprettet en hjemmeside for prosjektet der generell informasjon og fremdrift kan følges av eksterne interessenter. Møteinnkallelse skal sendes ut via e-post minst tre virkedager før møtet. Sammen med møteinnkallingen skal det være vedlagt en statusrapport som vil inneholde følgende fire punkter: Timelister (Akkumulert for de enkelte aktivitetene og for hele prosjektet) Arbeid utført i siste periode Planer for neste periode Eventuelle avvik fra forrige periode Etter møtene vil referent sende ut møtereferat til alle deltakere og andre eventuelle aktører. Dette skal gjøres innen to virkedager etter avsluttet møte. 22

25 Kapittel: 5 Prosjektorganisering 5.1 Prosjektdeltakere Navn: Marius Vaage Født: 1980 Oppvekst: Bardufoss Tlf: E-post: mariusvaage@hotmail.com Utdanning: 3. år ingeniør innen automatisering HiST år ingeniør innen automatisering HiST år ingeniør innen elektro HiST ½ årig Realfagskurs ingeniør HiST 05 Luftkrigsskolen Fagbrev Serviceelektronikk/m Radar 02 Teknisk spesialisering LSK (Forsvaret) Studiekompetanse LSK (Forsvaret) Luftforsvarets Befalskole LBSK VK2 Serviceelektronikk m\radar Bardufoss vgs VK1 Elektronikk Bardufoss vgs Grunnkurs Elektro Bardufoss vgs Erfaring: Veileder (Forsvarets Opptak og Seleksjon) - Sommer Instruktør LBSK/NK Tropp (Luftforsvarets befalskole) 04 Luftverntekniker BHFS Luftvernspesialist BHFS (Lærling)

26 Kapittel: 5 Prosjektorganisering Navn: Konrad Palmer Født: 1980 Oppvekst: Moss Tlf: E-post: kopal@online.no Utdanning: 3. år ingeniør innen automatisering HiST år ingeniør innen automatisering HiST år ingeniør innen elektro HiST årig fordypning i matematikk NTNU ½ årig Realfagskurs ingeniør HiST 04 Studiekompetanse Østfold Tekniske Fagskole VK2 Elektriker fordypning industri VK1 Elektro Malakoff vgs Grunnkurs Elektro Malakoff vgs Erfaring: Ark Brunhjørnet Ekstrahjelp 06 - Peterson Linerboard Ferievikar, elektriker Adecco Lagermedarbeider 04 Peterson Linerboard Industrielektrikker Sjøforsvaret El-ass. på KNM Utvær, undervannsbåt Østfold Fylkeskommune Støttekontakt/avlastning Peterson Linerboard Elektriker lærling Aftenposten - Søndagsavisbud

27 Kapittel: 5 Prosjektorganisering Navn: Ole-Espen Buer Født: 1978 Oppvekst: Enebakk Tlf: E-post: ole_espen@hotmail.com Utdanning: 3. år ingeniør innen automatisering HiST år ingeniør innen automatisering HiST år ingeniør innen elektro HiST Forkurs for ingeniørutdanning HiST VK2 Automatisering Strømmen vgs VK1 Automatisering Strømmen vgs VK1 Elektro Skedsmo vgs Grunnkurs Elektro Rælingen vgs Erfaring: Bravida industri Elektriker Bravida industri Elektriker lærling Q-matic Køsystemmontør Kellers Køsystemmontør Førstegangstjeneste Hæren, SBBN

28 Kapittel: 5 Prosjektorganisering 5.2 Utstyr og ressurser Gruppen har fått tildelt et arbeidskontor som er lokalisert ved Høgskolen i Sør-Trøndelag, Gunnerusgt 1, rom 216, der det meste av arbeidet med prosjektet i utgangspunktet vil finne sted. Prosjektgruppen har også fått adgang til Kongsberg Maritime AS sine lokaler, som også vil bli benyttet ved behov. Annet utstyr og ressurser gruppen vil ha behov for, for å gjennomføre prosjektet er vist i tabell 5-2 under. Tabell 5-2 Utstyr og ressurser Utstyr og ressurser Verksted Verktøy Instrumenter fra Kongsberg Maritime AS Deler/komponenter fra eksterne leverandører Diverse materialer Programvare MS Word 2007 MS Excel 2007 MS Power Point 2007 MS Project 2007 Auto CAD 2008 Google SketchUp 6 Adobe DreamWeaver CS3 Save as PDF and XPF It s learning Formål Pga. tilgang til tyngre mekanisk verktøy For montering av hardware på riggen Utstyret som ønskes presentert Deler som er nødvendig for bygging av riggen Formål Dokumentering Dokumentering Presentasjon Prosjektstyring og planlegging Dokumentasjon/Arbeidstegninger Dokumentering (3D- illustrasjon) Generering av internettside Dokumentering Dokumentdatabase 5.3 Prosjektleveranser I dette prosjektet skal følgende leveres: Utkast til laboratorierapport innen Brukerveiledning innen Ferdigstilt rigg som tilfredsstiller oppdragsgivers krav innen Prosjektrapport med vedlegg innen

29 Kapittel: 5 Prosjektorganisering 5.4 Tids- og kostnadsplan Gantt-diagrammet på vedlegg 1, viser et utkast over planlagt tidsforbruk. Det er også konstruert et s-diagram(se fig 5-1) for å illustrere arbeidstimer på ukesbasis. Denne vil avvike fra et standardisert s- diagram da dette prosjektet ikke har mer ressurser å sette inn i den travle midtperioden. De flate partenei S-diagrammet består av henholdsvis eksamensperiode og påskeferie. Timeantall Arbeidstimer Ukenr. Arbeidstimer Fig. 5-1 viser et s-diagram. Dette skisserer forbruk av arbeidstimer over prosjektperioden. Da rigg-alternativ enda ikke er valgt, henvises det til kapittel 3.4: utstyrslister og prisestimering for prisestimat. Prisestimeringen for de alternative konstruksjonene er ikke inkludert KM sine instrumenter, da dette leveres kostnadsfritt av Kongsberggruppen. Siden dette er et studentprosjekt, er det heller ikke beregnet noen kostnader til arbeidstimer. 27

30 Kapittel: 5 Prosjektorganisering 5.5 Kvalitetssikring - Statusrapportering: Det skal levers statusrapport hver andre uke. Dette er en toukersrapport, der det rapporteres om oppnådde mål og milepæler i perioden, fremdriftsplan, strategier, eventuelle avvik fra den opprinnelige planen, hvilke oppgaver som er planlagt for neste periode, planlagt tidsforbruk og annen relevant informasjon. - Standardiserte skjemaer: Møteinnkalling, møtereferat og statusrapporter skrives etter maler presentert av Høgskolen i Sør-Trøndelag. - Utarbeide sjekklister: Det er utarbeidet en sjekkliste for hjelp og kontroll vedrørende skriving av hovedprosjektrapporten. - Utarbeide dokumentplan: Denne skal inneholde en liste/plan over hvilke dokumenter som skal lages i løpet av prosjektperioden. - Rapportskriving: Alle i gruppen skal lese korrektur på hele rapporten. Se på innhold, formuleringer og ortografi. Det skal også utarbeides en felles mal som prosjektdeltakerne arbeider etter underveis i prosjektet. - Sikkerhetskopi: De dokumenter som blir produsert skal lagres på to eksterne baser slik at en unngår å miste data ved eventuelle komplikasjoner. All relevant dokumentasjon skal også arkiveres på papirformat. - Tekniske tegninger: Alle tekniske tegninger skal, såfremt mulig, følge Norsk Standards retningslinjer for DAK (Data Assistert Konstruksjon) - Elektriske installasjoner: Alle elektriske installasjoner skal følge NEK (Norsk Elektroteknisk Komité) - HMS: Vi ønsker å gjennomføre prosjektet i henhold til Høgskolen i Sør-Trøndelag og Kongsberg Maritime AS sine retningslinjer i forhold til Helse, Miljø og Sikkerhet. 28