EKSAMEN I FAG INSTRUMENTERINGSSYSTEMER

Transkript

1 NORGES TEKNISK NATURVITENSKAPLIGE UNIVERSITET Side 1 av 7 Faglig kontakt under eksamen Navn: Tor Onshus Tlf: EKSAMEN I FAG INSTRUMENTERINGSSYSTEMER Torsdag 9. Mai 1996 Tid: kl Hjelpemidler: A1 - Kalkulator ikke tillatt. - Ingen trykte eller håndskrevne hjelpemidler tillatt. NB! Tallene i parentes angir den relative vekt oppgaven tillegges ved bedømmelsen Oppgave 1 (20% ) Kontrollromsutforming Beskrivelse av en prosessen: En dampsentral består av to dampkjeler som hver har 6 brennkammer Hver brennerkammer har to tilførselsledninger, en med luft og en med gass. På hver tilførselsledning er det en reguleringsventil og en nødavstengningsventil. Til hver ventil kan en gi et pådrag, og vi får en tilbakemelding fra hver ventil med beskjed om ventilens stilling, endebryter åpen og lukket I hvert brennkammer det en pilotflamme som brukes til å tenne brennkammeret. En flammevakt gir signal om pilotflammen er tent eller ikke. Før hver tenning må en spyle brennkammeret med luft slik at det ikke er gass der når det tennes. Er det gass i kammeret vil hele kammeret eksplodere. Ved start må det derfor komme luft før gass ved tenning.

2 NORGES TEKNISK NATURVITENSKAPLIGE UNIVERSITET Side 2 av 7 Derfor må ikke lufttilførselen stanses før kjelen slåes av. Vi får også et signal som forteller oss om det er nok luft (>25%) slik at vi trygt kan tenne. Men denne spylingen med luft før vi tenner, skal uansett vare i 5 minutter før vi evt. tenner på pilotflammen. En prøver å tenne brenneren i 10 sekund. Er den ikke tent innen da, skal vi stenge av alt og gi beskjed til operatør. Fra dampkjelen får vi følgende signal : Trykk, Vannivå, Nivåvakt høy og lav. a) Tenk deg at du skal designe et nytt kontrollrom til dampsentralen, og du skal få bruke både fargeskjerm og mosaikktavle med mosaikk og diverse instrumenter til å formidle hva som skjer ute i prosessen. Hvilke signaler vil du presentere på skjerm, og hvilke signal vil du presentere på ei mosaikktavle? Skisser løsningene og begrunn svaret. b) Forklar hvordan forskjellige betjeningsorgan (input ) virker for automatiseringsanlegg. Ta for deg disse 4 : Berøringsskjerm, Tablet, Programmerbare funksjonstaster og Faste funksjonstaster, og forklar hvordan disse virker. Forklar fordeler og ulemper ved hvert enkelt av dem. Oppgave 2 (25% )Prosesstyresystem a) Blant automatiseringssystemene er konfigureringene enten objektorientert eller skjermbildedesign og logikkdesign foregå i separate deler. Hva er fordeler og ulemper med disse to måtene å gjøre det på. b) Innen prossesstyringsanlegg finnes det i hovedsak to måter for lagring av informasjon om prosessen. I denne sammenhengen blir det benyttet to

3 NORGES TEKNISK NATURVITENSKAPLIGE UNIVERSITET Side 3 av 7 begrep: henteprinsippet og abonementsprinsippet. Forklar hva som er forskjellen, og hvilke fordeler og ulemper har hver av dem. c) Hva bør det taes hensyn til i forbindelse med alarmhåndtering? Begrunn svaret. Hva må en legge spesiellt vekt på slik at operatøren kan gjør de riktige handlingene når mange alarmer går på en gang? d) Hva er fordelene og ulempene med hver av disse metodene å beskrive logikk på 1) releskjema 2) boolsk logikk 3) sekvenser flytskjema/logikk (IEC1131) e) Implementer prosessen beskrevet i 1a) med hver av disse 3 metodene. Det som skal implementeres er spyle og tennesekvens for benneren.

4 NORGES TEKNISK NATURVITENSKAPLIGE UNIVERSITET Side 4 av 7 Oppgave 3 (9 %) Sikkerhet a) Når vi snakker om votering, bruker vi ofte betegnelsene 1oo2, 2oo2 og 2oo3. Hva mener vi med disse betegnelsene, og hvilke fordeler og ulemper har hver av disse metodene. Begrunn svaret. b) I boka står følgende likning oppgitt: λ F τ MFDT = TUF 2 Hva forteller denne likningen. Forklar hva hvert enket ledd og symbol i uttrykket betyr. Hvilke metoder/teknikker har vi for å forbedre MFDT? Hvilke fordeler og ulemper vil vi få ved å gjøre disse tiltakene. Oppgave 4 (36%) Industriell kommunikasjon a) Hvilke kommunikasjonsprotokoller og strukturer er de mest brukte i automastiseringssammenheng, og hvordan virker de? Hvilke fordeler og ulemper har de enkelte. b) Forklar hva feltbuss er, fordeler og ulemper ved å å benytte feltbuss. c) Forklar hva som menes med smart instrumentering. Hvilke fordeler og ulemper har smart instrumentering

5 NORGES TEKNISK NATURVITENSKAPLIGE UNIVERSITET Side 5 av 7 d) Forklar prinsippiell virkemåte til to forskjellige detektorprinsipp i hvert av delspørsmålene. Forklar også hva som er evt. fordeler og ulemper med hvert av dem. - Gassdetektorer - Flammedetektorer - Røykdetektorer

6 NORGES TEKNISK NATURVITENSKAPLIGE UNIVERSITET Side 6 av 7 Oppgave 5 ( 9% ) Dokumentasjon a) I figuren er det gitt et utsnitt fra en tegning som er brukt til å dokumentere et instrumenteringssystem. Beskriv hvilke funksjoner som utføres, og hva taggene forteller oss. LT LIC TANK H L PSA FICA FV FT

7 NORGES TEKNISK NATURVITENSKAPLIGE UNIVERSITET Side 7 av 7 b) Her skal du instrumentere ei destillasjonskolonne. Den skal reguleres ved hjelp av en såkalt LV-konfigurering. Det vil si at konsentrasjonen av destilatet (y D ) skal benyttes til regulere refluksstrømmen (L), og konsentrasjonen til bunnproduktstrømmen (x B ) benyttes til å regulere dampstrømmen fra kokeren (V). Tegn inn dette med de aktuelle instrumenteringssymbolene med tag og nummerering slik som vist i delspørsmål 5a).