43312 Instrumenteringssystemer 12.5.97 Løsningsforslag 1 Eksplosjonssikring a) E - Europeisk Ex i - Beskyttelsesklasse. Egensikker utførelse. a - Område. Enkeltfeil eller kombinasjon av to feil skal ikke kunne forårsake antennelse (sone 0-2). IIc - Gruppeinndeling. Tennenergi under 0.06 m T5 (T amb = 40 o C) - Temperaturklasse. Max overflatetemp. 100 o C ved omgivelsestemp 40 o C. T4 (T amb = 70 o C) - Temperaturklasse. Max overflatetemp. 135 o C ved omgivelsestemp 40 o C. b) Vi kan i tillegg lese følgende informasjon C eq = 0.012µF U max = 30V DC W max = 0.9W I max = 200mA Dette forteller om maksimal effekt (energi) i utstyret. Effekten beregnes etter formelen: 1 P = --I 2 L + 1 2 2 --CU2 Se også fig 8.3 side 8-9. c) En egensikker krets (Ex i) har begrenset energi i kretsen. Bryting/slutting av kretsen skal ikke gi gnister eller oppvarming som kan antenne en gassblanding. Energien som er lagret i kretsen skal være lavere enn minste tennenergi.
d) Forskjeller på trafoisolerte og zener barrierer: Trafobarrierer: -Ikke IS-jording -Galvanisk skille -Høy driftssikkerhet -Dyrere De to første er de viktigste, men det bør være med et par til for å få full score. (se side 8-11) 2 Sikringssystemer a) Figur 7.2 i kompendiet viser system med pulstest. Pulstest foregår ved at utgangen skifter polaritet et kort tidsintervall slik at en kanlese tilbake og kontrollere at utgangen virkelig har endret verdi. Ved 1oo2 system er det en AD funksjon slik at det er nok at en av de to utgautgangene svikter for at det skal gis feilmelding. b)as-matrise er et veggmontert panel hvor hvert enkelt iin- og utgangssignal har hver sin statuslampe som er gruppert etter prosessavsnitt. I tillegg må AS-matrisen gi opperatøren anledning til å gripe inn med enkle operasjoner. c) AS-system: Størrelse: Så lite som mulig, oversiktlig. Fysisk og funksjonelt uavhengig av andre systemer. Fail-safe design Tilbakestilling i to trinn Logikk- og kablingstest Motstandsdyktig mot støy (EMC, HF) AS-matrise d) Feiltolerant system: Et system som kan utføre tiltenkt funksjon selv om det kan være feil i deler av systemet. Sviktsikkert (fail safe) system: Ved feil i systemet (svikt) skal det gå til en forhåndsdefinert sikker tilstand.
Hot/cold (aktiv/passiv) standby: To enheter som jobber i parallell hvor den ene skal ta over hvis den andre feiler. Hot standby betyr at den ekstra enheten er aktiv og tar over umiddelbart hvis den andre feiler. I cold standby er den ekstra enheten avslått under normal drift. 3 Drift og vedlikehold a) Typer vedlikehold: Forebyggende vedlikehold. Vedlikehold som skal hindre at feil oppstår og finne skjulte feil i systemet. Korrektivt vedlikehold. Komponentene får gå til de feiler fordi vi ikke kan forutsi når de feiler. Periodisk vedlikehold. Forebyggende operasjoner med jevne intervaller. Inspeksjon og overhaling for å unngå svikt. Tilstandsbasert vedlikehold. Basert på måling/inspeksjon/sjekk/funksjonstest for å bestemme om komponenten tilfredsstiller bestemte krav. Gjøres enten under drift eller ved stans. b) z(t) z(t) t z(t) t Sviktintensiteter som funsjon av tid Den øverste komponenten har minkende sviktintensitet som funksjon av tid. Periodisk vedlikehold vil da bare føre til en tilstand med større sannsynlighet for feil. Velger korrektivt vedlikehold. For den mitterste komponenten vil periodisk vedlikehold heller ikke minske sannsynligheten for svikt. Derfor velger vi også her korrektivt vedlikehold. t
Den nederste komponenten har økende sviktintensitet som funksjon av tid. Her vil en med periodisk vedl. bringe den til en tilstand med mindre feilsannsynlighet. c). Kritikalitet Deteksjon Sviktkarrakteristikk Type vedlikehold Kan feilen være en fare for sikkerhe- Er feilen skjult? Kan feilen finnes ved test eller inspeksjon? Periodisk funksjonsverifisering vha. test og inspeksjon Vil feilen føre til tapt produksjon eller andre tap? Øker sviktintensiteten med tiden? Periodisk vedlikeh. Korrektivt vedlikeh. Er feilutviklingen detekterbar? Metode for tilstandskontroll tilgjengelig? Tilstandskontroll Er kostn. ved feil større enn forebyggende vedl.? Korrektivt vedlikeh. Pålitelighetsbasert vedlikehold. d) Vedlikeholdssystem: Vedlikeholdsplanlegging og styring Anleggs- og utstyrsdata Reservedelsstyring Innkjøpssystem Rapportering, teknisk økonomisk analyse
4 Teknisk pålitelighet a) MFDT (midlere nedetid) pga. farlige feil for 1oo2 votering er gitt ved følgende formel: MFDT = 2p 2 ------------------- τ 2p λf -- + TUF 2 p 1 + 2 λ F - den del av sviktintensiteten (forenklet til konstant feilrate) som gir farlige feil. τ - Tid mellom funksjonstest (opt. testintervall) TUF - Parameter som angir sannsynlighet for at systemet ikke fungerer, selv om en like før har avsluttet en test som viser at det var i orden. p k - Faktorer som angir relativ andel av feil som fører til at k parallelle enheter svikter (multiplisitetsdistribusjon). b) Voteringer: Figur 1 har 1oo2 votering på CPU Figur 2 har 2oo2 votering på A/D og 1oo2 votering på D/A 5 Relelogikk a) Bryterfunksjoner: C - ormally closed, hvilekontakt O - ormally open, arbeidskontakt E - ormally Energized, spolen er i vanlig drift spenningssatt DE - ormally DeEnergized, spolen er i vanlig drift spenningsløs b) Strømløpsskjema:
ød Start Ret Start Ret f1 h1 h2 H F B 6 ormer Formålet med forskriften med internkontroll er å fremme: Arbeidsmiljø og sikkerhet. Vern mot helse- og miljø, skal påføres et CE-merke når det skader fra produkter. Vern av ytre miljø mot forurensning og en bedre behandlig av avfall. b) Hva ligger det i at et produkt er CE-merket? Alle produkter som omfattes av et direktiv, skal påføres et CE-merke når det omsettes i EØS -markedet. Dette merket er det synlige beviset at produsenten står inne for at produktet oppfyller de grunnleggende HMS-kravene i direktivene. Et CE-merket produkt skal også ledsages av teknisk dokumentasjon og en samsvarserklæring som er utarbeidet av produsenten og som viser at kravene er oppfylt. De forkjellige direktivene stiller forskjellige krav med hensyn på
Krav til produktet Dokumentasjon som kreves - Bruksanvisning - Teknisk duokumentasjon Fremgangsmåte for å dokumentere Hovedelementene i prosessen frem mot CE-merket er Klassifikasjon av produktet. Risikoanalyse. Utarbeiding av dokumentasjon. /// Hvilke forutsetninger må være oppfylt for å kunne ilegge en produsent produktansvar? Produktansvar er ansvar for følgeskade på grumm av svikteene produktkvalitet. Skadene kan gjelde personskade, skade på gjenstander og tap ved redusert produksjon. Produktansvaret er ikke begrenset til verdien av det leverte produktet. For å llegge en produsent produktansvar må følgende være oppfylt: Skaden hart forutsaket et økonomisk tap eller mén. Sakden ble forårsaket av feil (en sikkerhetsmangel) ved produktet, og det må foreligge en påviselig årssakssammenheng. Feilen innebar et urimlig fare- eller risikomoment. Feilen fantes da produktet forlot produsenten. Den skadelidte brukte produktet til påtenkt formål og i samsvar med anvisningene eller på annen vanlig eller forutsigbar måte Det siste kan åpne for mange uante bruksområder for produktet, som produsenten derfor bør ta høyde for. Produktansvar kan opptre lenge etter at produktet er solgt, og med meget stor geografisk spredning. En komponent kan også utløse kjedereaksjoner av skader som langt overstiger komponentens verdi og produsentens ressurser. Dette er sentralt ved underleveranser, fordi skadelidtne kan saksøke hvem som helst og gele leveransekjeden. Hovedtanken er at skadelidtne skal holdes skadeløs, og produsenten får eventuelt søke regress hos den skyldige part i leveransekjeden.
d) Harmonisert standard Dette er en europisk standard (norm) som anses å oppfylle sikkerhetskravene fastsatt i de respektive direktivene som gjelder innen EØS. I Europa vedtas disse av CE eller CEE- LEC. I orge offentliggjøres norske standarder som er harmoniserte standarder av SF eller EK Et direktiv er et regler og retningslinjer som styrer innen EU på de fleste områder. Det skal regulere f.eks. handel og samkvem. Direktivene kan deles i to grupper : - Minimumsdirektivet fastsetter minstekrav till helse, miljø og sikkerhetsrelaterte forhold. - Produktdirektivet skal sørge for felles regelverk innen EØS for produktene som omfattes gjennom å: Fjerne tekniske hindringer ved produkthandel mellom landene. Sikre helse og sikkerhet for forbrukeren av produktet. Sikre ytre miljø mot skader fra produktet. Et EU-direktiv gjelder for alle landene som er med EØS.