Fylkeskommunenes landssamarbeid. Eksamen. 1. juni ELE2002 Automatiseringssystem/Automatiseringssystemer. Programområde: Elenergi.

Transkript

1 Fylkeskommunenes landssamarbeid Eksamen 1. juni 2018 ELE2002 Automatiseringssystem/Automatiseringssystemer Programområde: Elenergi Nynorsk/Bokmål

2 Nynorsk Eksamensinformasjon Eksamenstid Hjelpemiddel Bruk av kjelder Vedlegg 5 Vedlegg som skal leverast inn Informasjon om vurderinga Eksamen varar i 4 timar. Alle hjelpemiddel er tillatne, bortsett frå Internett og andre verktøy som kan brukast til kommunikasjon. Dersom du bruker kjelder i svaret ditt, skal dei alltid førast opp på ein slik måte at lesaren kan finne fram til dei. Du skal føre opp forfattar og fullstendig tittel på både lærebøker og annan litteratur. Dersom du bruker utskrift eller sitat frå Internett, skal du føre opp nøyaktig nettadresse og nedlastingsdato. Alle. I vedlegg 1, 2, 4 og 5 skal det svarast rett på vedleggsarket. Når du svarar på denne eksamenen, må du ta omsyn til at sensorane kjem til å legge vekt på at du: kan beskrive arbeidsoppdraga og grunngje løysningane ved å bruke aktuell teori kan ta omsyn til konsekvensar av dei faglege vala dine for HMS kan planleggje, montere, sette i drift og dokumentere programmerbare logiske styringssystem for digital og analog signalbehandling knytt til byggautomatisering, fjernstyring og sekvensstyring, og bruke digitale verktøy til programmering, konfigurering og feilsøking kan vurdere ulike start- og reguleringsmetodar for trefase asynkronmotor, samt planlegge, montere, dokumentere og sette i drift minst to av startmetodane kan grunngje val av materiell kan nytte teikning og dokumentasjon som er vedlagt kan beskrive sentrale delar av ein sluttkontroll Sjølv om det ikkje er uttrykkelig nemnt i oppgåva, må du ta med i svaret ditt: berekningar, dersom det er naudsynt for å løyse oppgåva skisser, for å vise sensor kva du meiner teikningar eller endringer av dokumentasjonen, der dette inngår som ein naturlig del av løysninga oversynlege forklaringar på vala dine Den endelege vurderinga av svaret skal vere ei heilskapleg vurdering av den samla prestasjonen din. Eksamen Side 2 av 24

3 Situasjonsbeskriving Du er tilsett som lærling i firmaet «Alt i Elektro A/S». Firmaet har kompetanse innanfor installasjon i bustad- og næringsbygg samt at dei også har tilsette som har fagbrev innanfor automasjon. Lokal prosessindustri og bedrifter med elektriske maskiner nyttiggjer seg av dette og leier inn faste tenester frå firmaet. Firmaet er også kjent for å ha fokus på HMS og sluttdokumentasjon. Eksamen Side 3 av 24

4 Oppgåve 1 De har fått i oppgåve å byggje om styringa til eit transportband hos ei lokal bedrift. Transportbandet har inntil no stort sett blitt køyrt den eine vegen og berre blitt reversert dersom noko har kilt seg fast. Teikninga under viser korleis dreieretningsvendaren er kopla i dag ved hjelp av relé (denne finn du i styreskapet). Teikninga er gamal og utdatert. Sjå arbeidsordre under teikninga. Du skal planleggje følgjande ombygging. a) Ein pls skal erstatte dagens reléstyring. Du skal bruke ein Mitsubishi alpha kompakt-pls og vise på vedlegg 1 korleis du vil teikne den nye styringa. Info om komponentar: Inngangar pls: +24 VDC Driftsspenning pls: +24 VDC Utgangar pls: Reléutgangar. Spolekontaktorar: 230 Vac Eksamen Side 4 av 24

5 b) Kunden ynskjer også 3 ljos på styringa til transportbandet. To grøne ljos for drift fram og tilbake. Eit raudt ljos for motorvern utløyst. Teikn inn desse også på vedlegg 1. c) Tryggleiksfunksjonar er viktig å oppretthalde ved ombyggingar. Er det noko spesielt ein må tenke på i forhold til naudstopp og overbelastningsvern når ein byggjer om til pls-styring? Grunngje svaret. d) Kva for dokument bør kunden få når ombygginga er ferdig? e) Teikn eit forslag på vedlegg 2 på korleis programmet kan sjå ut. Du vel sjølv programmeringsspråk. Oppgåve 2 Du skal vere med på å prosjektere og installere ei vasspumpe som skal gje kjølevatn til lageret på ein turbin på eit lokalt vasskraftverk. Motoren som skal drive pumpa, er ein ABB-motor på 5.5 KW (sjå skilt under). Snøggleiken på motoren skal regulerast ved hjelp av ein ABB frekvensomformar (vedlegg 3). Fordelingsnettet på trafokretsen er TN-S 400 volt. a) Avstanden mellom motor og frekvensomformar er 28 m. Kabelen ligg saman med andre kablar på kabelstige. Omgjevnadstemperaturen er 30 C. Avgjer tverrsnittet på kabelen og grunngje vala dine. b) Kva for storleik vel du på kortslutningsvernet til motoren? Eksamen Side 5 av 24

6 c) Kva skal overbelastningsvernet stillast inn på i dette tilfellet, og kvar stillast dette inn? d) Lag ei skisse over korleis du ville lagt motorlaskar og kopla motoren. e) Kunden ynskjer at det går eit signal inn til eit alarmsystem dersom frekvensomformaren slår ut på feil. Kvar på omformaren ville du henta ut signal i dette tilfellet? (sjå vedlegg 3) f) Ved testkøyring viser det seg at pumpa går feil veg. Kva gjer du får å snu dreieretninga på motoren? g) Kva er fordelen med å bruke ein frekvensomformar kontra direkte start ved hjelp av kontaktorar? h) Kva kallar ein denne komponenten (sjå biletet til høgre) og kvifor bruker ein denne i samanheng med elektriske motorar? Eksamen Side 6 av 24

7 Oppgåve 3 Du skal gjennomføre sluttkontroll på jobben de gjennomførte i vasskraftverket. a) Kva for kontrollar og målingar må sluttkontrollen innehalde? b) Forklar kva ein meiner med ein isolasjonstest. Kva er kravet i ein slik test? c) Kva for krav er det til utjamningsforbinding på dette anlegget? d) I sluttkontrollen finn du ut at koplinga ikkje stemmer overeins med dokumentasjonen, men at anlegget verkar som det skal. Kva gjer du? Oppgåve 4 Uteljoset ved inngangspartiet på kraftstasjonen skal byggjast om slik at lysstyrken blir justert avhengig av ljostilhøva ute. Til denne styringa skal du bruke ein analog skumringsbrytar, sjå vedlegg 4 Datablad skumringsbrytar. Skumringsbrytaren gjev ut eit analogt signal (0-10 Volt) avhengig av kor mørkt det er ute. a) Kva er forskjellen på eit analogt og eit digitalt signal? b) Kva er forskjellen på ei styring og ei regulering? c) Veit du om andre analoge måleområde som blir brukt til regulering? d) Kva slags utstyr ville du kopla denne sensoren opp mot? e) Kor mange lux er 0V, 5V og 10V ut i frå databladet til sensoren? f) Teikn eit forslag og beskriv korleis reguleringssløyfa fungerer. (Teikn blokkskjema og oppkopling på vedlegg 5). Eksamen Side 7 av 24

8 Bokmål Eksamensinformasjon Eksamenstid Hjelpemidler Bruk av kilder Vedlegg 5 Vedlegg som skal leveres inn Informasjon om vurderingen Eksamen varer i 4 timer. Alle hjelpemidler er tillatt, bortsett fra Internett og andre verktøy som kan brukes til kommunikasjon. Hvis du bruker kilder i besvarelsen din, skal disse alltid oppgis på en slik måte at leseren kan finne fram til dem. Du skal oppgi forfatter og fullstendig tittel på både lærebøker og annen litteratur. Hvis du bruker utskrift eller sitat fra Internett, skal du oppgi nøyaktig nettadresse og nedlastingsdato. Alle. Vedlegg 1, 2, 4 og 5 skal besvares på vedleggsarket. Når du besvarer denne eksamenen, må du ta hensyn til at sensorene kommer til å legge vekt på at du: kan beskrive arbeidsoppdragene og begrunne løsningene ved å bruke aktuell teori kan ta hensyn til konsekvenser av dine faglige valg for HMS kan planlegge, montere, sette i drift og dokumentere programmerbare logiske styringssystemer for digital og analog signalbehandling knyttet til byggautomatisering, fjernstyring og sekvensstyring, og bruke digitale verktøy til programmering, konfigurering og feilsøking kan vurdere ulike start- og reguleringsmetoder for trefase asynkronmotor, samt planlegge, montere, dokumentere og sette i drift minst to av startmetodene kan begrunne valg av materiell kan benytte tegning og dokumentasjon som er vedlagt kan beskrive sentrale deler av en sluttkontroll Selv om det ikke er uttrykkelig nevnt i oppgaven, må du ta med i besvarelsen din: beregninger, hvis det er nødvendig for å løse oppgaven skisser, for å vise sensor hva du mener tegninger eller endringer av dokumentasjonen, der dette inngår som en naturlig del av løsningen oversiktlige forklaringer på valgene dine Den endelige vurderingen av besvarelsen skal være en helhetlig vurdering av den samlede prestasjonen din. Eksamen Side 8 av 24

9 Situasjonsbeskrivelse Du er ansatt som lærling i firmaet «Alt i Elektro A/S». Firmaet har kompetanse innenfor installasjon i bolig- og næringsbygg samt at de også har ansatte som har fagbrev innenfor automasjon. Lokal prosessindustri og bedrifter med elektriske maskiner benytter seg av dette og leier inn faste tjenester fra firmaet. Firmaet er også kjent for å ha fokus på HMS og sluttdokumentasjon Eksamen Side 9 av 24

10 Oppgave 1 Dere har fått i oppgave å bygge om styringen til et transportbånd hos en lokal bedrift. Transportbåndet har inntil nå stort sett blitt kjørt den ene veien og kun blitt reversert hvis noe har kilt seg fast. Tegningen under viser hvordan dreieretningsvenderen er koblet i dag ved hjelp av reléer (denne finner du i styreskapet). Tegningen er gammel og utdatert. Se arbeidsordre under tegningen. Du skal planlegge følgende ombygging. a) En pls skal erstatte dagens reléstyring. Du skal bruke en Mitsubishi alpha kompakt-pls og vise på vedlegg 1 hvordan du vil tegne den nye styringen. Info om komponenter: Innganger pls: +24 VDC Driftsspenning pls: +24 VDC Utganger pls: Reléutganger. Spolekontaktorer: 230 Vac Eksamen Side 10 av 24

11 b) Kunden ønsker også 3 lys på styringen til transportbåndet. To grønne lys for drift frem og tilbake. Et rødt lys for motorvern utløst. Tegn inn disse også på vedlegg 1. c) Sikkerhetsfunksjoner er viktig å opprettholde ved ombygginger. Er det noe spesielt man må tenke på i forhold til nødstopp og overbelastningsvern når man bygger om til pls-styring? Begrunn svaret. d) Hvilke dokumenter bør kunden få når ombyggingen er ferdigstilt? e) Tegn et forslag på vedlegg 2 på hvordan programmet kan se ut. Du velger selv programmeringsspråk. Oppgave 2 Du skal være med på å prosjektere og installere en vannpumpe som skal gi kjølevann til lageret på en turbin på et lokalt vannkraftverk. Motoren som skal drive pumpen, er en ABB-motor på 5.5 KW (se skilt under). Hastigheten på motoren skal reguleres ved hjelp av en ABB frekvensomformer (vedlegg 3). Fordelingsnettet på trafokretsen er TN-S 400 volt. a) Avstanden mellom motor og frekvensomformer er 28 m. Kabelen ligger sammen med andre kabler på kabelstige. Omgivelsestemperaturen er 30 C. Bestem tverrsnittet på kabelen og begrunn dine valg. Eksamen Side 11 av 24

12 b) Hvilken størrelse velger du på kortslutningsvernet til motoren? c) Hva skal overbelastningsvernet stilles inn på i dette tilfellet, og hvor stilles dette inn? d) Lag en skisse over hvordan du ville lagt motorlasker og koblet motoren. e) Kunden ønsker at det går et signal inn til et alarmsystem hvis frekvensomformeren slår ut på feil. Hvor på omformeren ville du hentet ut signal i dette tilfellet? (se vedlegg 3) f) Ved testkjøring viser det seg at pumpen går feil vei. Hva gjør du får å snu dreieretningen på motoren? g) Hva er fordelen med å bruke en frekvensomformer kontra direkte start ved hjelp av kontaktorer? h) Hva kalles denne komponenten (se bildet til høyre) og hvorfor brukes denne i sammenheng med elektriske motorer? Eksamen Side 12 av 24

13 Oppgave 3 Du skal gjennomføre sluttkontroll på jobben dere gjennomførte i vannkraftverket. a) Hvilke kontroller og målinger må sluttkontrollen inneholde? b) Forklar hva som menes med en isolasjonstest. Hva er kravet i en slik test? c) Hvilket krav er det til utjevningsforbindelse på dette anlegget? d) I sluttkontrollen finner du ut at koblingen ikke stemmer overens med dokumentasjonen, men at anlegget virker som det skal. Hva gjør du? Oppgave 4 Utelyset ved inngangspartiet på kraftstasjonen skal bygges om slik at lysstyrken blir justert avhengig av lysforholdene ute. Til denne styringen skal du bruke en analog skumringsbryter, se vedlegg 4 Datablad skumringsbryter. Skumringsbryteren gir ut et analogt signal (0-10 Volt) avhengig av hvor mørkt det er ute. a) Hva er forskjellen på et analogt og et digitalt signal? b) Hva er forskjellen på en styring og en regulering? c) Vet du om andre analoge måleområder som brukes til regulering? d) Hva slags utstyr ville du koblet denne sensoren opp mot? e) Hvor mange lux er 0V, 5V og 10V ut i fra sensorens datablad? f) Tegn et forslag og beskriv hvordan reguleringssløyfen fungerer. (Tegn blokkskjema og oppkobling på vedlegg 5). Eksamen Side 13 av 24

14 Vedlegg 1 Styrestrøm transportbånd L (B) INN 1 INN 2 INN 3 INN 4 INN 5 INN 6 INN 7 INN 8 240Vac - (A) PSU - 24Vdc ALPHA2-PLS N 24Vdc + + UT 1 UT 2 UT 3 UT 4 UT 5 UT 6 Eksamen Side 14 av 24

15 Eksamen Side 15 av 24

16 Vedlegg 2 PLS-program transportbånd Eksamen Side 16 av 24

17 Eksamen Side 17 av 24

18 Vedlegg 3 Wiring HZ Eksamen Side 18 av 24

19 Vedlegg 4 Skumringssensor, datablad Eksamen Side 19 av 24

20 Eksamen Side 20 av 24

21 Eksamen Side 21 av 24

22 Vedlegg 5 Lysregulering utelys kraftstasjon Eksamen Side 22 av 24

23 Eksamen Side 23 av 24

24