LF er basert på kompendium i instrumenteringssystemer, 5. utgave (2011)

Transkript

1 LF er basert på kompendium i instrumenteringssystemer, 5. utgave (2011) Alle deloppgaver vektes 5%, bortsett fra der annet er spesifisert. Oppgave 1: Diverse (25%) a) Hvilket direktiv fastsetter de viktigste kravene til sikkerhet og helse i forbindelse med konstruksjon og bygging av en hydraulisk presse? Maskindirektivet. Se kap b) Hva er deterministisk kommunikasjon? Hvorfor er dette en ønskelig egenskap for et industrielt kommunikasjonsnettverk? Svar i kap 2.2. Spes og Man har deterministisk kommunikasjon når man har en gitt maksimal ventetid for tilgang til kommunikasjonsnettet. Deterministisk kommunikasjon er viktig fordi det sikrer en maksimumventetid for samtlige enheter til å få tilgang på komunikasjonsnettet. Svar som "er inne på noe" á la "sikrer suksessfull kommunikasjon" gir begrenset uttelling. Vekt: 1 riktig svar gir 3/5, 2 riktige gir 5/5 c) Hvilket problem skal OPC-standardene løse (hva er motivasjonen for bruk av OPC)? OPC er en standard for kommunikasjon med industrielle enheter. Motivasjonen bak er å sikre interoperabilitet mellom ulike produsenters enheter. Med andre ord slipper man drivere mellom alle produkter. De snakker samme språk. Se ppt for OPC d) Nevn tre sikringssystemer en vanligvis finner på en offshore-plattform. Side og Punktliste - Nødavstengningssystemer (NAS/ESD)

2 - Brann- og gassystemer (BGS/F&G) - Prosessikringssystemer - *Trykkavlastning (BD-BD-Blow Down) (*Godkjent denne også) BOP har også gitt uttelling i denne oppgaven Vekt: 1 riktig gir 2/5, 2 riktige gir 4/5 og 3 riktige gir 5/5 e) Hva står TUF for? Hva beskriver TUF? Beskrevet i kap Står for Test Uavhengige Feil. Det er sannsynligheten for at en komponent som akkurat har blitt testet ikke vil utføre tilsiktet funksjon ved en virkelig hendelse. Svar som sier at det er "feil som er igjen etter testing" er også korrekte. Vekt: 1 riktig gir 3 poeng, 2 riktige gir 5 poeng Oppgave 2: Strukturert analyse (15%) a) Nevn forskjellene på: Kontekstdiagram Dataflytdiagram Tilstandstransisjonsdiagram Hva har dataflytdiagram og tilstandstransisjonsdiagram til felles? Beskrevet i kap og Kontekstdiagram viser hvordan systemet er koblet opp mot omgivelsene, uten noen detaljer for selve systemet. Dataflytdiagram definerer prosessering/transformasjon av informasjon. Tilstandstransisjonsdiagram definerer et systems oppførsel over tid. Dataflytdiagram og tilstandstransisjons diagram beskriver de aktive komponentene av systemet. Beskriver dynamikken i systemet.

3 Vekt: Forklaring på hvert diagram vektes 1%, forklaring på hva som er felles for DF og TT vektes 2%. (totalt 5%) b) Tegn et kontekstdiagram for en sikkerhetsventil. Ventilen skal være tilkoblet en reset-bryter og en serielinje. Alle eksterne hendelser og datatransformer bør defineres for full score. Se kap , figur 3.7 Dersom diagrammet viser kontekstdiagram med kobling mellom ventil, resetbryter og serielinje uten eksterne hendelser og datatransformer, gis 5 poeng. Vekt: 10% Oppgave 3: Pålitelighet (20%) a) Hvilken bruk av redundans ble benyttet på HIMA-labben for å oppnå feildeteksjon, og hva hadde konsekvensene vært for systemet om man istede benyttet seg av ett signal mindre? Analog 2oo3 votering. Man trenger minst 3 signaler for å avgjøre hvilket signal som er feil, om et av disse fjernes kan man ikke lenger si om signal 1 eller 2 er riktig hvis de er forskjellige uten å innføre selvtest. Svar som nevner 1oo2-votering og 2oo2-votering ift-2oo3 votering er også godkjent, dersom de sier at 2oo2-votering gir dårligere sikkerhet og 1oo2 dårlig regularitet («oppetid») Vekt: 2p for riktig svar med analog 2oo3 votering, svar som kun nevner 2oo3 votering får 1p. 3p for korrekt svar ang fjerning av signal. b) Det antas ofte at feilraten på en gitt enhet følger en badekarskurve. Skisser denne kurven, og forklar kort hvorfor den er formet slik.

4 Se kap 8.4.2, figur 8.10 Formen til badekarskurven skyldes at nye komponenter ofte vil ha mange svikt pga uoppdagede feil, barnesykdommer og svikt ved enkeltkomponenter, mens på slutten av levetiden vil man ha slitasje som fører til større sviktintensitet. Vekt: 2p for korrekt skisse, 3 poeng for korrekt forklaring som inneholder forklaring på de tre stadiene. c) Vis prinsippskisse for 2oo2 votering, der sikker tilstand er AV. Bruk NE/NO kontakter. Se kap 8.2.3, figur 8.4 d) Oppgi sannhetstabellen til voteringen i c), hvor 0 betyr sikker tilstand. Nevn en fordel og en ulempe med 2oo2 votering. Se kap 8.2.2, tabell 8.2 Fordel: God for regulariteten, unngår trip da begge enhetene må svikte Ulempe: Dårlig for sikkerheten, begge enhetene må fungere for å unngå funksjonsfeil Vekt: 3p for korrekt tabell, 1 p for hhv riktig fordel og ulempe Oppgave 4: Eksplosjonssikring og brann (15%) a) Det blir i hovedsak brukt to forskjellige prinsipper for deteksjon av flammer. Hvilke prinsipper er disse? Nevn to fordeler og to ulemper med hver av dem. Beskrevet i kap 11.2 Vi har ultrafiolett strålingsdetektor og infrarød strålingsdetektor. Ultrafiolett

5 Fordeler: - Rask deteksjon, mindre enn 25ms (uten filtrering og forsinkelser) - Reagerer på alle type flammer - Reagerer ikke på direkte eller reflektert sollys Ulemper: - Blindes av forurensing på linsa, f.eks. Oljedamp på linser eller i lufta - Sveising og radioktiv stråling gir falsk alarm - Røntgenstråling, f.eks. Fra ikke destruktiv testing av rør og tanker gir falsk alarm - Reagerer på lyn og blitz fra fotoapparater - Mange stoffer, deriblant tåke og røyk absorberer UV-stråling Infrarød Fordeler: - Lite følsom for forurensinger - Reagerer på de fleste hydrokarbonbranner - Detekterer selv med noe damp og røk tilstede - Reagerer i utgangspunktet ikke på sveising, radioaktivitet og røntgen - Lite følsom for sollys - Krever mindre vedlikehold enn UV detektorene Ulemper: - Is på linsa gir redusert følsomhet - Forholdsvis langsom deteksjon, typisk 3-5 sekunder - Følsomheten er avhengig av omgivelsestemperaturen (dårligere ved høy temp) - Reagerer ikke på brann fra hydrogen, svovel og en del andre stoffer - Høytrykksbranner uten flikker detekteres ikke - Varierende eller konstant stråling fra svart legeme kan gi alarm Vekt: 2 poeng for riktige detektorer. 2 poeng for én fordel/ulempe på hver detektor. 1 poeng for 2 fordeler/ulemper for hver detektor. Får 5/5 ved et godt svar (inkluderer alt, eller alt bortsett fra et punkt) b) Eksplosjonsfarlige områder for luft blandet med brennbare gasser, damp eller svevende væskedråper på en fabrikk deles inn i tre soner basert på hyppigheten av utslipp. Beskriv sonene, og gi eksempler. Side 10-5 og 10-6 Se tabell 10.4

6 Beskrivelse av sonene med konkrete eksempler gir også uttelling på lik linje som en generell beskrivelse av soneinndelingen. c) Forklar beskyttelsesmåten som er brukt for «Ex i» utstyr, og hvordan kan man bruke en tennkurve til dimensjoneringen av utstyret. Skisser gjerne. Kap 10.5 Egensikker utførelse via å begrense energien i signalet slik at antenning ikke kan oppstå i en gassblanding. Tennkurve kan brukes til å se hvilke samhørende verdier av strøm og spenning som kan tillates, og fremdeles holde seg innenfor den minimale tennenergien. Se figur 10.3 Vekt: 5/5 ved besvarelser som sier at energien må begrenses og holdes under tennpunktet. Oppgave 5: Dokumentasjon og vedlikehold (25%) a) Figur 1 illustrerer en del av et prosessanlegg. Beskriv hva som utføres, og hva de forskjellige tag-ene og symbolene forteller oss:

7 Figur 1: Prosesskjema med symboler Se side 16-9, figur Nivåregulering Vekt: 10%, 5 for forklaring av symboler, 5 for identifikasjon av overordnet funksjonalitet b) Det antas at flere av komponentene i figur 1 har konstant sviktintensitet, men det viser seg at feil på disse ikke kan finnes ved test eller inspeksjon. Siden en feil på en av disse er en fare for sikkerheten foreslår en av operatørene å innføre periodisk vedlikehold med optimalt intervall. Er dette en god idé? Hvorfor/hvorfor ikke? Nei, da man har konstant sviktintensitet og ingen måte å teste etter feil vil periodisk vedlikehold kun føre til økte kostnader og nedetid uten å minske sannsynligheten for feil.

8 c) Nevn 3 faktorer som brukes til å bestemme optimalt intervall for periodisk vedlikehold. Kap Utilgjengelighet pga. testing og vedlikehold - Utilgjengelighet pga. utilsiktet nedstengning - Utilgjengelighet pga. farlige feil Svar som beskriver disse punktene på en annen måte gir også full uttelling. Vekt: 1 riktig gir 2/5, 2 riktige 4/5 og 3 riktige gir 5/5 Kap 17.4 d) Hva er OEE - Overall Equipment Effectiveness? Hvilke tre hovedfaktorer påvirker OEE? En metode for forbedring innen vedlikehold. Det gir mer kostnadseffektivt vedlikehold. Tre hovedfaktorer: - Tilgjengeligelighet ift den teoretiske planlagte tiden for utstyret. - Yteslesgrad ift maksimal teoretisk kapasitet. - Kvalitetsgrad ift andel godkjent produksjon eller produkt. Vekt: 2 poeng for beskrivelse av OEE. 1 poeng per hovedfaktor