Oppgave 1 ATEX: (12.5%) a) Forklar hvorfor partikkelstørrelsen til røyk er en av faktorene som påvirker valget av røykdetektor. (2.5%) Partikkelstørrelsen påvirker til en viss grad valget mellom optiske eller ioniske detektorer. (Instrumenteringssystemer - 11-10) b) I forbindelse med eksplosjonsfare snakker vi gjerne om soneinndeling, beskriv kort hva som menes med dette. (2.5%) Områder klassifiseres i kategorier og soner. Kategoriinndeling avhenger av hvilke stoff som er tilstede, mens soneindeling foretas på bakgrunn av hvor ofte utslipp forekommer. Full uttelling krever ikke noen avklaring angående kategoriinndeling, men om studenten nevner klassifisering av type stoff må det framgå at dette ikke er en del av soneinndelingen. (Instrumenteringssystemer - 11-5) c) Hvem er ansvarlig for å utarbeide sonekart for en fabrikk? (1%) Eieren av anlegget er ansvarlig for soneinndelingen og godkjenningen av denne hos DBE. (Instrumenteringssystemer - 10-6) d) Under finner du et bilde av en lagertank som står montert i en hall. Tanken inneholder en væske som avgir gass som er tyngre enn luft. Tegn tilhørende sonekart og skriv ned eventuelle antagelser du gjør. (4%) 1
Eksempel på riktig soneinndeling: 2
Energien i signalet er kretsen el.l ikke framb gassblanding. Energie tennenergi. For å oppnå full uttelli beskrivelsen over. (In c) Figuren under viser et eksempel på Ex-i beskyttelse. Beskriv kort hva denne type beskyttelse innebærer. (2.5%) 3
Oppgave 2 Maskinsikkerhet: (12.5%) a) Forklar betydningen av begrepene: PFD og PFH. Gi også en kort forklarting på når vi bruker de ulike begrepene. (5%) PFD - Probability of Failure on Demand Sannsynligheten for at et system svikter når det trengs. Ulykker skjer om det er behov for utstyrets funksjon, samtidig som funksjonen svikter. PFH = Propability of Failure per Hour Den gjennomsnittlige sannsynligheten for feil/time. Ulykker skjer om funksjonen svikter. PFH brukes for funksjoner vi ofte har behov for, mens PFD brukes for systemer hvor det sjeldent er behov for funksjonen. For full uttelling kreves korrekt beskrivelse av PFH og PFD, samt en forklaring på når de brukes. (Instrumenteringssystemer - 9-19) b) I figur 3 ser du et eksempel på risikoreduksjon, fyll inn tilhørende tekst for de ulike stegene. (7.5%) Fig. 3 - Risikoreduksjon 4
Figuren under viser riktig svar Oppgave 3 Pålitelighet: (15%) a) Beskriv noen eksempler på hendelser som kan føre til feil av typen: 1) Felles årsak (common cause) (2.5%) 2) Felles komponent (common component) (2.5%) 5
1) Common cause Designfeil Operatørfeil Miljøpåvirkning 2) Common component Strømsvikt Kjøling Luftsvikt For full uttelling kreves minst tre eksempler på hendelser for hver feiltype. Andre eksempler enn de som er nevnt her godtas også. En mer generell beskrivelse av hvilke hendelser som kan forårsake de ulike feiltypene finnes i fagets kompendium, kap. 8.3.4 Avhengige feil. (Instrumenteringssystemer - 8-15) Tilleggsinformasjon: Det gis også full uttelling for generelle beskrivelser som korrekt beskriver feiltypen på en slik måte at den dekker alle mulige tilfeller. b) Hva er en trip feil? (2.5%) En trip feil er utilsiktet aktivering. Et eksempel på en slik hendelse er en brannalarm som går av uten at det faktisk brenner. (Instrumenteringssystemer - 8-11) c) Hva menes med begrepet «Testuavhengige feil»? (2.5%) Testuavhengige feil er de feilene som er igjen etter at testing er utført. (Instrumenteringssystemer - 8-14) 6
d) Fyll inn de manglende feltene i figuren under (5%) Figuren under viser korrekt svar: 7
Oppgave 4 Diverse: (15%) a) Foklar kort forskjellen på OPC Classic og OPC UA. (3%) OPC UA er ment som erstatning for de ulike standardene i OPC Classic (DA, AE, HDA). OPC Classic kan kun benyttes på Windows, i OPC UA er det nå kryssplattformstøtte. OPC UA trenger ikke en dedikert server. b) Beskriv punktvis noen forskjeller mellom logging av borehull via hhv. «LWD/ MWD» (Logging/measuring while drilling) og kabellogging (wireline). (3%) LWD/MWD: Sensorer er plassert bak borkronen og logging skjer samtidig med boring. Data i sanntid under boring. Kan samle inn data i borehull hvor kabellogging ikke er mulig Kabellogging: Sensorer blir sendt ned på en kabel etter at boring er avsluttet Mer nøyaktige data og bedre tetther mellom datapunkter Kan logges i både åpent og komplettert hull c) Hva beskrives i et enhetsrelasjonsdiagram (ERD - Entity Relationship Diagram) (3%) Sammenhengen i informasjon mellom dataenheter. (Instrumenteringssystemer - 3-6) d) Hva er forskjellen på FAT og SAT? (3%) FAT: Factory Acceptance Test. Full test i fabrikken til leverandøren. SAT: Site Acceptance Test. Overtagelse av ferdig igangkjørt anlegg. (Instrumenteringssystemer - 13-7) 8
e) Tegn en prinsipiell skisse av virkemåten for en avbruddsfri strømforsyning (UPS). (3%) (Instrumenteringssystemer - 5-51) Oppgave 5 Sikringssystemer: (15%) a) Hva menes med feiltoleranse i et sikringssystem? (3%) Feiltoleranse betyr at systemet kan utføre tiltenkt funksjon, selv om det skulle oppstå feil i deler av systemet. (Instrumenteringssystemer - 12-4) b) Gi noen eksempler på tiltak som kan benyttes for å oppnå feilreduksjon i et sikringsystem. (6%) Bedre komponenter med mindre sviktintensitet. Godt design og testing. Dimensjonere komponenter slik at de belastes mindre enn merkeverdi. (Instrumenteringssystemer - 12-4) 9
c) Gi en kortfattet forklaring på hva som menes med «fail-safe» design. (3%) Fail-safe design vil si at systemene ved feil går til en forhåndsdefinert sikker tilstand. (Instrumenteringssystemer - 12-5) d) Sensorer med innebygget selvtest kan detektere en rekke feil, men det finnes noen som ikke vil bli detektert ved innebygget selvtest, hvilke feil er dette? (3%) Innebygget selvtesting kan ikke teste om sensorene reagerer på forandringer i prosessen. (Instrumenteringssystemer - 12-6) Oppgave 6 Prosjektering: (35%) Du har fått i oppdrag å prosjektere et drivstoffanlegg for diesel. Her oppbevares drivstoff i nedgravde tanker, og kan derfra leveres ut via to pumper. Tegningen under viser den konseptuelle skissen for anlegget. A B Lagringstank Spilltank 10
a) Gjør en kort analyse hvor du beskriver punktvis hvilke sikkerhetskrav som finnes med tanke på brann- og eksplosjonssikring. (10 %) For full uttelling kreves det at besvarelsen dekker følgende punkter: Inndeling av området i soner og kategorier. Vurdering av egnede brannvarslere (røyk/flamme/varme) Vurdering av plassering av brannvarslere Riktig utstyr mtp. ATEX sikring. (Instrumenteringssystemer - kap. 10 & 11) b) Tegn en P&ID som oppfyller kravspesifikasjonen i vedlegg A (12.5%) 11
Poengfordeling: - Tags (5%) - Symboler (5%) - Forbindelser (2.5%) For full uttelling kreves korrekt og konsekvent bruk av tags, symboler og forbindelser. Alt skal være numerert og tags må gjenspeile riktig funksjon. Eksempel på P&ID med full uttelling kan sees under. Lagertank: Spilltank: 12
c) Det er ønskelig å benytte en feltbuss for sammenkobling av komponentene i anlegget. Velg en passende feltbuss og begrunn valget. (12.5%) For full uttelling må besvarelsen dekke følgende punkter: - Beskrive valgt feltbuss med korrekte egenskaper - Det må taes hensyn til avstander - Det må taes hensyn til antall enheter som skal kobles til bussen - Mulighet for bruk i ATEX soner - Sikkerhetsfunksjon i feltbussen 13
Vedlegg A - Kravspesifikasjon drivstoffanlegg Drivstoff skal kunne fylles inn til anlegget via en separat pumpe ved lokasjon A. Tapping av drivstoff fra anlegget skal skje ved punkt B. Her skal det benyttes redundante pumper og systemet skal kunne operere med én pumpe ute av drift. Ved eventuelt spill av drivstoff i punkt B skal det ledes til en egen spilltank. Spilltanken skal være utstyrt med nivåvarsel for å hindre at denne overfylles. Nivået skal varsles ved to ulike alarmgrenser (H, HH). Systemet må kunne måle mengde drivstoff som tappes inn til lagringstanken, samt hvor mye som tappes ut av anlegget for å sikre korrekt betaling for drivstoffet. På rørkobling inn og ut av systemet skal det monteres en styrt ventil. Det skal ikke være mulig å starte pumping inn/ut av systemet uten å først åpne riktig ventil. Lagringstanken skal ha nivåmåling som kan angi hvor mye drivstoff som finnes på tanken. Det skal ikke være mulig å fylle lagringstanken over 90% kapasitet. 14