Prosjektoppgave i faget Styresystemer 2EA våren 2015

Avdeling for teknologi Program for data- og elektroteknikk 7004 Trondheim Prosjektoppgave i faget Styresystemer 2EA våren 2015 TCP/IP Ethernet (skolens) Trådløst nettverk PC HMI PC2 PC3 Twisted pair SKAP 1 ix Panel TA100 TCP/IP Ethernet PLS-RIGG Trådløst nettverk Trådløs ruter Melsec Q00 Power CPU Nett Nett Master TANKRIGG Tank 1 LV LT SKAP 2 2 2 2 FX1N Slave 1 AD/DA FT FV 2 Profibus DP SKAP 3 2 2 Tank 2 LV LT FX1N Slave 2 AD/DA H

Prosjektoppgave i faget Styresystemer, 2EA våren 2015 2 Innhold: 1 Målsetting og muntlig avsluttende presentasjon... 3 2 Beskrivelse... 3 3 Tidsfrister... 4 4 Prosjektstyringen... 5 5 Grovspesifikasjoner... 6 5.1 Antialiasing filter, regulator, PLS og tank... 6 5.2 Operatørpanelet ix Panel TA100... 8 5.3 InTouch... 9 5.4 Q-PLS med Ethernet- og PROFIBUS-moduler... 11 5.5 PROFIBUS-modulene i FX1N-PLS ene... 11 5.6 Referansesystem på figurer.... 11 5.7 Programvare.... 11 5.8 Rapportering.... 12 5.9 Bonus.... 13 6 Feilsøking og demonstrasjon av miniprosjekt... 14 7 Utdelt dokumentasjon... 15 8 Enkel presentasjon av prosjektet på Webside... 16 9 Felles prosjektplass på nettet... 16 10 Applikasjonsfiler... 16 11 Evaluering... 16 Vedleggsliste:... 18 Vedlegg 1: Eksempel på referansesystem på figurer.... 19 Vedlegg 2: Programvareoversikt... 20 Vedlegg 3: "Prosjektets faser", utdrag fra SINTEF s prosjekthåndbok... 21 Vedlegg 4a:Eksempel på tidsplan (Gantt-diagram)... 24 Vedlegg 4b. Eksempel på arbeidspakkeskjema:... 25 Vedlegg 5: Utdrag fra en hovedprosjektrapport... 26 Vedlegg 6: Evalueringsskjema... 30

Prosjektoppgave i faget Styresystemer, 2EA våren 2015 3 1 Målsetting og muntlig avsluttende presentasjon Målet med prosjektet er at du som student skal lære både prosjektstyring, gruppearbeid, rapportskriving og presentasjon i tillegg til at du skal få anvendt teorien i de forskjellige delene av faget Styresystemer på et praktisk problem. I et større prosjekt av denne typen vil det være naturlig med en viss form for arbeidsdeling. Alle skal ikke gjøre alt, men alle skal lære mest mulig. Derfor er det en felles oppgave å sørge for at alle i gruppa behersker alle de forskjellige fagemnene som tilsammen utgjør prosjektet. Dersom en person i gruppa får ansvaret for PLS-programmeringa så er det denne personen som har ansvaret for at alle de andre i gruppa også skjønner PLS-programmets oppbygging og virkemåte. Et utmerket PLS-program som bare en person i gruppa har kunnskap om vil resultere i nedsatt karakter både for den som har laget programmet og for de andre i gruppa. For å sikre et felles ansvar i gruppa vil den muntlige presentasjonen ved slutten av prosjektet foregå på følgende måte: Gruppa deler selv opp presentasjonen i tematiske deler som passer til antall gruppemedlemmer og forbereder seg til presentasjonen på vanlig vis. Alle i gruppa må beherske og kunne presentere alle delene av prosjektet - også deler de ikke har hatt hovedansvaret for. Dagen før presentasjonen, fyller gruppa ut skjemaet Skjema for sluttpresentasjonen som ligger på It learning under Prosjekt 2015 og sender det via epost til Arnfinn. Deretter foretas det loddtrekning mellom hvilket gruppemedlem som skal presentere hver enkelt del, resultatet av loddtrekningen blir opplyst umiddelbart før presentasjonen. Så foregår presentasjonen på vanlig vis med eventuelle spørsmål fra faglærere og tilhørere etter hver enkelt del. Sluttpresentasjonen skal legges opp sånn at en ingeniør som ikke har automatiseringsbakgrunn, men noe kjennskap til elektro og PLS (f eks maskiningeniør eller elkraftingeniør) og ikke kjenner prosjektet på forhånd skal skjønne hva prosjektet har gått ut på, hvilke vanskeligheter som ble løst på veien, hvilke løsninger som ble valgt og hvorfor akkurat disse løsningene ble valgt. 2 Beskrivelse Nivået i to forskjellige tanker på en tankrigg skal reguleres av hver sin PLS. De to PLS ene skal betjenes av et operatørpanel montert i et skap i produksjonen. På lab en er PLS ene og operatørpanelet plassert i tre forskjellige skap i en PLS-rigg For å realisere dette er PC en, PLS ene og operatørpanelet koblet sammen ved hjelp av to datanett. Mellom PC, operatørpanel og en Q- PLS går det et Ethernet. Dette nettet er kopla sammen med skolens Ethernet via en ruter. Q-PLS en og de to FX1N-PLS ene er kopla sammen med et nett av typen PROFIBUS DP. Se figuren på forsiden av oppgaveteksten. Figur 1 Totankrigg. For- og bakside. Menneske-maskin-grensesnittet (Human-Machine-Interface, HMI) på PC en skal realiseres ved hjelp av

Prosjektoppgave i faget Styresystemer, 2EA våren 2015 4 programmet InTouch. (Se 5.3 for en grov kravspesifikasjon for dette.) Operatørpanelet som skal benyttes er av typen ix Panel TA100 med fargeskjerm som også funker som berøringsfølsom skjerm. (Se 5.2 for en grov spesifikasjon for brukergrensesnittet som skal realiseres.) Nivået i hver tank skal reguleres i sin PLS. Dette sikrer at nivåreguleringen for den enkelte tanken fortsetter å fungere også om det oppstår feil i datanettet. (Se 5.1 for en grov spesifikasjon for PLS-program og tank.) I første omgang skal bare nivået i den ene tanken reguleres - ENTANK-prosjektet. Begge tankene skal reguleres på slutten av prosjektet - TOTANK-prosjektet. Prosjektet skal ha sin egen hjemmeside på nettet. (Se kap 8 for nærmere info.) 3 Tidsfrister Figur 2 PLS-rigg Tidsfristene er ganske knappe, så det må arbeides effektivt. God prosjektstyring er et nøkkelord. Hver gruppe skal lage et forprosjekt med en realistisk fremdriftsplan. Husk at det i perioden frem til innlevering er avsatt en del arbeidsdager til prosjektet. Onsdag 25/2: Onsdag 4/3: Tirsdag 24/3: Mandag 20/4: Tirsdag 28/4: Torsdag 7/5: Mandag 11/5: Tirsdag 12/5: Oppgaveteksten utleveres Forprosjekt innleveres. NB! Forprosjkektrapporten skal også inneholde arbeidspakkeskjemaer som vedlegg. Siste frist for enkel demo og godkjenning av miniprosjektet. Rapport for miniprosjektet leveres inn. Her skal også en foreløpig utgave av prosjektets hjemmeside presenteres. Simuleringsnotat innleveres. Arbeidnotatet skal inneholde matematisk modellering, simulering i Matlab, reguleringsstrategi og regulatorinnstillinger. Demonstrasjon og godkjenning av den praktiske delen i entank. (Det anbefales å bli ferdig før fristen!) Rapport for entankprosjektet leveres inn. Simuleringsnotatet skal med som vedlegg. NB! Regulatorinnstillingene fra simuleringsnotatet skal testes ut og dokumenteres i entankrapporten. Demonstrasjon og godkjenning av den praktiske delen i totank/ekstraoppgave. Rapport for totankprosjektet leveres inn. Innlevering av en to-siders tidsskriftartikkel. Prosjektets hjemmeside skal være helt oppdatert. Presentasjonen av prosjektet. Klasserom/auditorium oppgis senere.

Prosjektoppgave i faget Styresystemer, 2EA våren 2015 5 Fredag 22/5: Eksamen i faget Styresystemer og reguleringsteknikk (Sannhetens øyeblikk!) 4 Prosjektstyringen Det må påpekes igjen: God prosjektstyring er en forutsetning for et godt resultat. For å sikre dette skal hver gruppe ha ukentlige prosjektmøter med veileder. Prosjektmøtene skal være rett på sak og effektive. Øvre tidsramme er normalt 45 minutter. Det er gruppa som står ansvarlig for skriftlig møteinnkalling, saksliste, sakspapirer, møteledelse og møtereferat. Alle møteinnkallinger og møtereferater skal tas med som vedlegg til prosjektrapporten. Deltakelse på prosjektmøtene er obligatorisk. Prosjektmøtene med veileder skal foregå som angitt i ukeplanene for styresystemer. På prosjektmøtene skal gruppa presentere resultatene av det arbeidet som har foregått siden forrige prosjektmøte og de konkrete planene for neste periode. Dette skal presenteres på transparenter, som power-point presentasjon eller liknende. Den i gruppa som har utført arbeidet skal presentere det. Alle i gruppa skal ha noe å presentere på hvert møte. Under presentasjonen skal veileder oppfattes som en oppdragsgiver med ingeniørutdanning, men ikke med automatiseringsutdanning. Veileder kan f eks være maskiningeniør eller elkraftingeniør. Det er veldig viktig at resultater legges fram på en sånn måte at oppdragsgiveren skjønner hva som foregår og at oppdragsgiveren etter møtet er styrka i troen på at han satte bort prosjektet til den rette gruppa. Pål Gisvold er veileder for gruppe 1. (Skal arbeide på tankrigg 1) Arnfinn Hofstad er veileder for gruppe 2. (Skal arbeide på tankrigg 1) Dag Aune er veileder for gruppene 3 og 4. (Skal arbeide på tankrigg 2) Sigurd Gossé er veileder for gruppe 5 og 6. (Skal arbeide på tankrigg 3 ) I et så stort prosjekt er det viktig at arbeidsoppgavene fordeles mellom gruppedeltakerne. Alle verken skal eller kan gjøre alt. Alle gruppedeltagere må derfor dele sine spesielle kunnskaper med de andre på gruppa. Hver enkelt gruppedeltaker står ansvarlig for egen læring og må sørge for at de forstår alt det de andre i gruppa har gjort. Hver gruppe skal føre et skjema over estimert/akkumulert tidsforbruk for hver enkelt student og for gruppa som helhet. Det er tre sett PLS-rigger og tre sett tankrigger plassert på automatiseringslab en. Dvs at programmering av f eks nettverk, operatørpanelet osv bare kan gjøres av tre grupper om gangen på hver sin PLS-rigg. Det vil bli hengt opp liste for bestilling av tid på utstyret. I starten kan veldig mye av arbeidet gjøres på PC-salen. Det gjelder programmering av InTouch og PLS. Hver gruppe får utdelt en FX2N med AD- og DA-omformere. Det er f eks mulig å programmere og teste ut det meste av InTouch- og PLS-programmet på denne dersom det lages en enkel analog simulert tank som koples til AD- og DA-omformerne. For å teste PI-regulatoren må den simulerte analoge tanken gi stasjonært avvik med P-regulator. Miniprosjekt: Alle grupper skal lage et miniprosjekt først som demonstrerer at nettverkene er satt opp rett og at det går å sende data mellom InTouch, operatørpanel og begge PLSene. De nødvendige programmene skal presenteres for veilederne og den konkrete dataoverføringa skal demonstreres og godkjennes. Miniprosjektet skal dokumenteres i en rapport. Modellering og simulering: Det skal lages en enkel matematisk modell av nivåregulering av tanken med både serieregulering og foroverregulering. Denne modellen skal simuleres og analyseres i Matlab. Dette skal resultere i et forslag til regulatorinnstillinger. Modellering og simulering skal dokumenteres i et arbeidsnotat. Entankprosjektet: Når miniprosjektet funker skal alle grupper lage program for InTouch, operatørpanel og PLS ene som oppfyller prosjektkravene når det gjelder styring av den ene tanken på tankriggen ved hjelp av en FX1N-PLS. Dette skal presenteres for veileder og godkjennes som

Prosjektoppgave i faget Styresystemer, 2EA våren 2015 6 entankprsojektet. Entankprosjektet skal dokumenteres i en rapport. NB! Brukergrensesnittet skal være for en tank. Dersom brukergrensesnittet forvirrer operatøren ved å refere til to tanker er dette et stort minus! Totankprosjektet: Når dette er ferdig skal prosjektet utvides sånn at InTouch, operatørpanel og PLS ene som oppfyller prosjektkravene når det gjelder styring av begge tankene på tankriggen ved hjelp av hver sin FX1N-PLS. Dette skal presenteres for veileder og godkjennes som totankprosjektet. Totankprosjektet skal dokumenteres i en rapport 5 Grovspesifikasjoner Generelt gjelder at det skal lages testskjemaer for alt som kan testes ut. Disse testskjemaene skal vedlegges i utfylt tilstand til miniprosjektrapporten, entankrapporten og totankrapporten. 5.1 Antialiasing filter, regulator, PLS og tank PLS-programmet skal fungere som en PI-regulator med PDforoverkopling på inkrementell form for regulering av nivået i tanken. Det skal brukes antialiasing filtre i forbindelse regulatoren. Det ene filteret skal brukes på målt nivå i tanken og skal være av 2. orden. Det andre filteret skal filtrere på målt utløp. Filtrene skal lages med brikka LM358 som inneholder to operasjonsforsterkere. Se figur 1. Et spenningsbasert filter kan være vanskelig å sette inn i ei strømsløyfe som leverer 4-20 ma. Strømmen må først gjøres om til ei spenning i området 1-5 V ved hjelp av en 250 Ω motstand. Deretter må koplinga kunne levere ut en spenning i området 1-5 V som kan levere 4-20 ma Figur 3 LM 358 gjennom en 250 Ω motstand plassert i strøminngangen til ADomformeren i PLS en. LM358 klarer å levere tilstrekkelig med strøm dersom V+ koples til mer enn 9V. Dersom innsignalet alltid er positivt og ingen av spenningene internt i filteret går negativt trenger ikke kretsen negativ spenningsforsyning. Figur 2 viser et første ordens antialiasing filter kopla inn i ei 4-20 ma strømsløyfe. Komponenter til filterene leveres ut av veileder etter at dere har funnet fram til komponentverdiene dere vil bruke og har levert inn et bestillingsskjema med alle nødvendige spesifikasjoner. For kvalitetssikring skal det sammen med bestillingsskjema leveres et komplett koplingsskjema med komponentverdier og knekkfrekvenser. NB! Dere får bare utlevert det dere har bestilt eller ekvivalente komponenter. Absolutt alt dere har bruk for i forbindelse med filteret må bestilles. Ufullstendig bestilling eller feil bestilling blir ikke retta. Dere må eventuelt etterbestille det som mangler når dere oppdager at dere mangler det. Etterbestillinger medfører tap av tid! Bestillinger må derfor gjøres i god tid (minst ei uke, gjerne flere uker) før entankdemonstrasjonen.

Prosjektoppgave i faget Styresystemer, 2EA våren 2015 7 Figur 4 Første ordens antialiasingfilter plassert i ei 4-20mA strømsløyfe. Strømmen fra DA i PLS koples til klemmene merka u 0 og klemmene merka u 2 koples til AD i PLS. Regulatoren skal justeres inn så det blir et innsvingningsforløp av typen minimum areal når nivået har stabilisert seg uten stasjonært avvik med referanse på 60 % og det kommer et sprang i utløpet fra ca 3/3 utløp (dvs tre magnetventiler åpne) til ca 1/3 utløp (dvs en magnetventil åpen). I tillegg skal det være raskest mulg innsvingningstid til nivået av tanken holder seg innafor ± 2 % (av måleområdet). Det dynamiske avviket skal være minst mulig. Programmet skal kunne fungere både som P- og PI-regulator med rykkfri overgang (bumpless transfer) ved skifte av regulatortype. Det skal ha både direkte og reversert modus. Det skal også være mulig å sette regulatoren i manuell modus i tillegg til den automatiske. Regulatoren skal også inneholde mulghet for foroverkopling av P-, D- eller PD-type. Overgangen mellom manuell og automatisk modus skal også foregå rykkfritt. Følgende parametre skal kunne justeres i regulatoren: proporsjonal forsterkning, intergrasjonstid, nominelt pådrag, referanse og samplingstid. I manuell modus skal pådraget settes. I foroverkoplingsdelen skal det være mulig å stille inn KpFF, TdFF og NFF. Det skal gå alarm dersom nivået avviker mer enn 25 % fra referansen. (25% av totalt måleområde.) Kritisk alarm skal aktiveres dersom det absolutte nivået overstiger 90% eller går under 10%. Ved vanlig alarm skal ei varsellampe på tanken blinke med 0,5 sekunder på og 0,5 sekunder av. Ved kritisk alarm skal blinkefrekvensen økes slik at lampa står på å 0,2 sekunder og av i 0,2 sekunder. Dersom alarmen er kvittert ut fra operatørpanelet eller InTouch-applikasjonen, men det fortsatt er alarmtilstand, skal lampa ha fast lys. Lampa skal bli mørk når det ikke lenger er alarmtilstand. Hvis prosessen går ut av alarmtilstand uten at alarmen er kvittert, skal lampa fortsette å blinke inntil alarmen er kvittert. NB! Alarmtilstander som varer mindre enn fem sekunder skal ikke utløse alarm. Programmet må utformes slik at pumpa til tanken skal kunne slås av og på. Ved kritisk høy alarm skal pumpa stoppes automatisk. Det er viktig at programmet automatisk sørger for at nivået i tanken reguleres rett ved strøminnkobling etter strømbrudd. FX2N har det samme instruksjonssettet som FX1N. Program skrevet for FX2N i GX Works2 må konverteres før det kan overføres til FX1N.

Prosjektoppgave i faget Styresystemer, 2EA våren 2015 8 5.2 Operatørpanelet ix Panel TA100 Panelet skal brukes til å lese og skrive verdier til de to PLS-ene og kvittere ut alarmer. Operatørpanelet programmeres via et program på PC kalt ix Developer. Verdier som skal kunne skrives og leses: Panelet er direkte koblet til Ethernet. For å få verdiene fra operatørpanelet over i PLS ene må dataene gå via Ethernet til Q- PLS en hvor de legges i de PPS-adressene som er definert i operatørpanelet. Fra dette bufferet sendes verdiene ut på PROFIBUSnettet før de kommer fram til PROFIBUSmodulen i FX1N-PLS ene. Du kan lese mer om dette i permen med dokumentasjon. Operatørpanelet har veldig mange muligheter. Du står fritt til å velge blant Figur 5 Operatørpanelet mulighetene for å lage et mest mulig fint og brukervennlig operatørgrensesnitt. I tillegg skal dere sette opp operatørpanelet som WEB-server for informasjon og fjernstyring av tankriggen via internett.

Prosjektoppgave i faget Styresystemer, 2EA våren 2015 9 Tabell som viser ønskede skrive- og leserettigheter for operatørpanelet Variabel Skrives Leses Referanse til tank1 X X Referanse til tank2 X X Manuelt pådrag til tank1 X X Manuelt pådrag til tank2 X X Omstilling fra manuelt pådrag til automatisk nivåregulering for tank1 Omstilling fra manuelt pådrag til automatisk nivåregulering for tank2 Pådrag for tank1 Pådrag for tank2 Nivå i tank1 Nivå i tank2 Melding om alarmer fra tank1 Melding om alarmer fra tank2 Kvittering av alarmer fra tank1 Kvittering av alarmer fra tank2 X X X X X X X X X X X X Start/stopp pumpe 1 X X 5.3 InTouch Programmet InTouch benyttes til å lage operatørgrensesnitt på PC mot en prosess. I dette prosjektet skal det lages ett eller flere skjermbilder for å kunne styre og overvåke de to tankene. Et av skjermbildene skal inneholde et prosessbilde der det blant annet skal fremkomme informasjon om pumpens tilstand, nivå i tankene, pådrag og alarmtilstander. I InTouch er det muligheter til å begrense tilgangen til endel variable for operatører alt etter hvilket nivå de er innlogget på.innlogget operatør skal kunne lese/skrive følgende verdier:

Prosjektoppgave i faget Styresystemer, 2EA våren 2015 10 Tabell som viser ønskede skrive- og leserettigheter i InTouch Variabel Leses Skrives Operatør 1 Operatør 2 Operatør 3 Operatør 1 Operatør 2 Operatør 3 Referanse til tank1 og tank2 X X X X X Nivå i tank1 og tank2 X X X Kp til regulator tank1 og tank2 X X Ti til regulator tank1 og tank2 X X U0 til regulator tank1 og tank2 X X Valg mellom P- og PI-regulator tank1 og tank2 X X X KpFF til regulator tank1 X X TdFF til regulator tank1 X X NFF til regulator tank 1 X X Valg av foroverkoplingstype tank1. Ingen, P, D eller PD X X X Magnetventiler utløp X X X Utstrømming fra gjennomstrømmingsmåler Start/stopp tilstand til pumpe, tank1 og tank2 X X X X X X X X Auto/manuell tilstand tank1 og tank2 X X X X X Pådrag for tank1 og tank2 X X X X X Melding om alarmer fra tank1 og tank2 X X X Kvittering av alarmer fra tank1 og tank2 X X Samplingstid tank1 og tank2 X X Det skal lages et vindu for lesing/logging av alarmer, kvittering av alarmer mot PLS skal legges til PC'en og operatørpanelet. Det skal lages et/flere vindu for å vise sanntidstrender i prosessen over den siste tiden. I tillegg skal det lages et/flere vindu for å vise historiske trender. Det skal lages et vindu der operatøren må logge seg inn med eget passord. Benytt tre brukere OPERATØR1, OPERATØR2 og OPERATØR3 der operatør3 har alle rettigheter mens de to andre operatørene har begrensede rettigheter som vist i tabellen over. Passordene som skal brukes er henholdsvis Op1, Op2 og Op3.

Prosjektoppgave i faget Styresystemer, 2EA våren 2015 11 5.4 Q-PLS med Ethernet- og PROFIBUS-moduler Q-PLS en kunne ha styrt begge tankene direkte dersom den hadde hatt I/Omoduler og AD/DA-modul. I dette prosjektet blir Q-PLS en bare brukt som en master i PROFIBUS-nettverket og som et bindeledd mellom Ethernet og PROFIBUS-nettet. Q-PLS en er derfor bare utbygd med en Ethernet-modul og en PROFIBUS DP-modul. I oppgava her skal du programmere Q-PLS en til å gjøre jobben som bindeledd mellom Ethernet og PROFIBUS-nettet. Mer info om dette i prosjektpermen. 5.5 PROFIBUS-modulene i FX1N-PLS ene Kommunikasjonsmodulene som benyttes i FX1N_PLS er av typen PROFIBUS DP. Disse skal settes opp for riktig kommunikasjon over PROFIBUS-nettet hvor PROFIBUS-modulen i Q-PLS en skal være master. Mer info i prosjektpermen. 5.6 Referansesystem på figurer. Når det gjelder det elektriske utstyret på PLS-riggene skal det brukes referansesystem etter IEC 113-2 og NEN 145.79. Se vedlegg 1. 5.7 Programvare. En oversikt over programvare som benyttes til de forskjellige delene i prosjektet er vist i vedlegg 2. Figur 6 Trådløs ruter og strømforsyning øverst. Q-PLS med moduler og en SMS-mobiltelefonenhet nederst. Figur 7 FX1-PLS med ADDA-modul og Profibus-modul

Prosjektoppgave i faget Styresystemer, 2EA våren 2015 12 5.8 Rapportering. Det skal skrives et arbeidsnotat, flere rapporter og en tidsskriftartikkel fra dette prosjektet. NB! Hver av disse gis en evaluering som tilfaller gruppa. I tillegg blir det individuell vurdering av gruppemedlemmenes bidrag i miniprosjektrapporten og entankprosjektrapporten. For at individuell vurdering skal være mulig må det stå navn/initialer i deloverskriftene som viser hvem som har skrevet hva. Disse initialene skal også gjenfinnes i innholdslista. Bare en person pr del. Dere må dele ansvaret for rapportene mellom dere sånn at hvert gruppemedlem bidrar med omtrent like mange sider hver. Arbeidsnotat: Arbeidnotatet skal inneholde matematisk modellering, simulering i Matlab, reguleringsstrategi og forslag til regulatorinnstillinger. Et arbeidsnotat er en enklere form for rapportering. Her er det ikke like store formalistiske krav, men det skal likevel gå klart fram hva som er gjort og resultatene som man har kommet fram til. Et arbeidsnotat skal ha en forside med navn på forfatterne, og det skal ha nummererte overskrifter og nummererte sider. Et kort arbeidsnotat på mindre enn 10 sider trenger ikke innholdsliste eller eget sammendrag. Her kan teksten i notatet starte allerede på forsida Et større arbeidsnotat skal ha et kort innramma sammendrag og innholdsliste (ikke innramma) plassert på baksida av forsida. Arbeidsnotatet skal ikke ha forord på egen side. Tellinga for sidenummereringa for korte notater starter gjerne fra forsida, mens første sidetall som vises er side 2. For større notat starter gjerne sidenummereringa med side 1 på sida etter innholdslista. Dere skal skrive et større arbeidsnotat på minimum 20 og maksimum 30 sider. Brødteksten skal ha en fontstørrelse på minimum 12 og maksimum 14 punkt. Rapporter: 1. Forprosjektrapport: Denne skal skrives sånn at den framgår som et sjølstendig dokument. Det skal ikke være nødvendig å lese oppgaveteksten samtidig for å forstå forprosjektrapporten. I forprosjektrapporten må det dermed komme mange gjentakelser av det som står i oppgaveteksten. Husk at gode figurer og bilder ofte er veldig viktige for at leseren skal forstå hva det hele går ut på. NB! Forprosjektrapporten skal også inneholde personlige mål og arbeidspakkeskjemaer som vedlegg. Minimum 20 og maksimum 30 sider på sjølve rapportdelen. Forside, sammendrag, forord, innholdsliste og figurliste kommer ikke med i sidenummereringa og sidetellinga. Det gjør heller ikke litteraturlista og andre vedlegg. 2. Miniprosjektrapport: Skal inneholde en grundig beskrivelse av miniprosjektet. Minimum 35 og maksimum 50 sider på sjølve rapportdelen. 3. Entankprosjektrapport: Skal inneholde en grundig beskrivelse av entankprosjektet, men her er det ikke nødvendig å gjenta alt det grunnleggende som står i miniprosjektrapporten. Det er greit å refere tilbake til miniprosjektrapporten. F eks: For nærmere beskrivelse se miniprosjektrapporten side 12. Arbeidsnotatet skal inngå som et vedlegg i entankrapporten. En vurdering av de simulerte resultatene og innstillingene fra arbeidsnotatet opp mot tilsvarende målte resultater på den virkelige prosessen skal med i entankrapporten. Minimum 60 og maksimum 80 sider på sjølve rapportdelen. 4. Totankprosjektet: Hver dobbeltgruppe lager en felles totankprosjektrapport. Også her er det greit å referere tilbake til miniprosjekt eller entankprosjektrapportene. I totankrapporten skal det også være med en vurdering av prosjektstyring, gruppesamarbeid, veiledning osv fram til innleveringa av totankrapporten. NB! Vurderinga av prosjektstyringa skal gjelde hele prosjektet fra starten med utlevering av oppgaveteksten 27/2 til innleveringa av totankrapporten. Minimum 40 og maksimum 60 sider på sjølve rapportdelen.

Prosjektoppgave i faget Styresystemer, 2EA våren 2015 13 Rapportene 2, 3 og 4 over skal legges opp sånn at en ingeniør som ikke har automatiseringsbakgrunn, men noe kjennskap til elektro og PLS (f eks maskiningeniør eller elkraftingeniør) og ikke kjenner prosjektet på forhånd skal skjønne hva prosjektet har gått ut på, hvilke vanskeligheter som ble løst på veien, hvilke løsninger som ble valgt og hvorfor akkurat disse løsningene ble valgt. Vedlegg 5 viser oppbygging av en hovedprosjektrapport. Studer den når dere planlegger rapporten. Husk at rapportene i tillegg skal fylle to formål: 1 Rapporten skal kunne gi nødvendig info dersom det skal gjøres et annet, men liknende prosjekt i bedriften i framtida. F eks valg av utstyr, programmeringsverktøy, metoder, design lure triks osv. 2 Rapporten skal gi en dokumentasjon av dette prosjektet for drift, vedlikehold, feilsøking, framtidige forbedringer og utvidelser. Formål 1 bør oppfylles i sjølve rapportdelen, mens formål 2 bør oppfylles gjennom vedlegg. Arbeidsnotatet kan ha samme målgruppe som rapportene 2, 3 og 4. Artikkel: Tidsskriftartikkelen skal være en to-siders artikkel som kunne/kan stå i f eks Teknisk Ukeblad, Automatisering, Elektro eller liknende. Gå på biblioteket og se hvordan denne type fagtidsskrift former artiklene med overskrifter, bilder og tekst. Dere skal velge ut et tidskrift og lage en artikkel for samme målgruppe og med samme form. Dere må dermed prøve å popularisere prosjektet samtidig som dere prøver å trekke fram noe spesielt som dere mener målgruppa for tidsskriftet ikke bare vil bla forbi, men sette av fem minutter for å lese. Dersom leseren faktisk lærer noe nytt er det veldig bra. For å lette en rettferdig evaluering skal det i rapporten framgå hvem som har skrevet de forskjellige kapitlene i rapporten. Det skal også framgå hvem som har skrevet hele eller forskjellige deler av arbeidsnotatet og tidsskriftartikkelen 5.9 Bonus. Prosjektet kan utvides med flere forskjellige bonusdeler. Grupper som ønsker det kan etter avtale påta seg en bonusoppgave. OBS! Hver gruppe kan kun kjøre en bonusoppgave! 1. Bruk av strukturert tekst for å lage ei komplett regulatorblokk med PID-regulator. Denne skal lages som ei funksjonsblokk i GX Works2. 2. Fjernstyring av tankriggen med SMS-meldinger og utsending av utvalgte alarmer til oppgitt mobiltelefon. NB! Ikke godt nok bare å bruke web-serveren i operatørpanelet og vise side i webleser på smarttelefonen. 3. Kameraovervåking av tankriggen via internett. 4. Regulering av nivået ved hjelp av frekvensomformerstyring av pumpemotoren via PROFIBUS-nettverket. Innløpsventilen må da stå 100 % åpen hele tida. 5. Eget bonusforslag. Dersom gruppa finner en artig problemstilling under arbeidet med prosjektet kan de legge det fram som et eget bonusforslag. Grupper som ønsker å påta seg bonusarbeid melder dette i forprosjektet med ønsket bonusoppgaver i prioritert rekkefølge. Godt gjennomført bonusarbeid vil gi reelle bonuspoeng, men antall bonuspoeng kan variere med valgt bonusoppgave, arbeidsmengde, gjennomføring og rapportering. Det forutsettes at bonusarbeidet inngår i totankrapporten og at dette også presenteres for de andre studentene i klassen i forbindelse med prosjektframføringa. Framdriften i prosjektet bør være god før bonusarbeidet prioriteres. Den endelige avgjørelsen om bonusarbeidet skal droppes eller gjennomføres skikkelig tas i samråd med veileder på møte onsdag 22/4. Før noen får lov til å påta seg noe bonusarbeid må de godtgjøre at de virkelig kommer i mål med entankprosjektet. Dersom dere er helt sikre på at dere kommer i mål er det sjølsagt tillatt å starte på bonusarbeidet før 22/4, men den endelig avgjørelsen på om det skal være med tas på prosjektmøtet denne dagen.

Prosjektoppgave i faget Styresystemer, 2EA våren 2015 14 6 Feilsøking og demonstrasjon av miniprosjekt PC - InTouch ix Panel TA100 utganger, PLS1 AD/DA, PLS1 utganger, PLS2 AD/DA, PLS2 MAC-panelet utganger, PLS1 AD/DA, PLS1 utganger, PLS2 AD/DA, PLS2 InTouch skriv les skriv les skriv les skriv les les les skriv les les les skriv les les skriv Q00-CPU (master) Overføring via ethernet D21/b0 (M100) D21/b1 (M101) D20 D0 D61/b0 D61/b1 D60 D40 (M200) (M201) D100 Overføring via profibus FX1N (slave1) AD/DA 8 FX1N (slave2) AD/DA 8 Y0 Y1 D0 D1 Out In 4-20 ma Y0 Y1 D0 D1 Out In 4-20 ma Figur 8 Minimumsinnhold i miniprosjektet Det oppstår alltid mange flere feil enn man tror. Alt som kan gå galt går galt - og på værst tenkelige tidspunkt. Du må derfor teste ut alt bit for bit. Start med et lite miniprogram i PLS en og et lite mini InTouch program. Sjekk at dette virker med seriekabelen som kommunikasjonskanal. Du bør lagre unna programmene som virker etter hvert. Dersom alt går galt kan du alltid gå tilbake til det siste programmet som virka og starte på nytt derfra. Virker det med seriekabelen er tida inne til å prøve å få det samme programmet til å virke over Ethernett via Q-PLS og over PROFIBUS-nettet til FX1N-PLS en. Når dette virker er tida inne til å utvide med den andre FX1N-PLS en. Til slutt utvides det hele ved å trekke inn operatørpanelet i det hele. Først når dette funker er det noe poeng i å prøve med et større program. Derfor skal alle lage et lite miniprosjekt som skal fungere før dere går løs på gjennomføringa av resten av prosjektet. Dette miniprosjektet skal presenteres for veilederne både i teori og i praksis innen datoen som angitt i tidsplanen i kapittel 3. Miniprosjektet skal minst inneholde de aspektene som er vist i figur 3. OBS! OBS! Dersom kommunikasjonen funker gir det middels score. For å få full score skal det også være et gjennomtenkt og bra brukergrensesnitt. Et eksempel til miniprosjektet: Med utgangspunkt i figur 8 skal det programmeres en eller annen knapp i InTouch som kan overføre en 1 eller en 0 til utgang Y0 i PLS, tilstanden til denne utgangen skal også kunne leses av på operatørpanelet. Tilsvarende skal det kunne skrives inn et heltall i InTouch som skal overføres til PLS, operatørpanel og DA-omformeren osv.

Prosjektoppgave i faget Styresystemer, 2EA våren 2015 15 Sjøl om alle enkeltdelene virker hver for seg er det nesten garantert at de ikke virker sammen første gang dere syr dem sammen til en helhet. Både til entankpresentasjonen og totankpresentasjonen kreves det at dere har laga ei liste som viser hvordan dere systematisk har testa ut prosjektet for å være sikre på at det fyller kravene. For uttesting av regulatordelen i PLS en skal dere også lage en enkel analog simulert prosess. Denne skal koples rett på AD/DA-omformerne til PLS en og brukes til testing av programmet uten at det er nødvendig å ha tilgang til den fysiske tanken. NB! Dersom regulatoren din ikke virker som den skal er det for enkelt å skylde på det fysiske utstyret på tankriggen. All innjustering av transmittere og liknende på tankriggen er forbudt. Dersom du mener det er noe galt med tankriggen skal lab.ingeniøren kontaktes. 7 Utdelt dokumentasjon En del av den nødvendige dokumentasjonen er lagt ut som pdf-filer på It s learning. Dere må sjøl skrive ut relevante deler av dokumentasjonen og sette den inn i en ringperm. Det kan være at dette ikke er tilstrekkelig dokumentasjon, men mer dokumentasjon må dere da finne på internet. Leverandørene av utstyr har ofte gode hjemmesider med teknisk dokumentasjon. På Its learning kan dere finne følgende dokumenter: 1 Noen tips til prosjektet i Styresystemer våren 2012 2.0 MELSEC System Q - Beginners Manual 2.1 Melsec Q Data Book - del 1 av 2 2.1 Melsec Q Data Book - del 2 av 2 2.2 PLC Networks 2.3 GX IEC Developer Ethernettilkobling 2.4 Kom i gang Q00 3.1 ix Panel TA100 - Service & Maintainance manual 3.2 ix Developer - Reference Manual 4.1 Melsec OPC Server 4.2 Wonderware OPC Tag Creator Users Guide 4.3 Wonderware OPC link Hjelpfila 5.1 GX Configurator DP Software Manual 5.2 Melsec Q Profibus/DP Master QJ71PB92D 5.3 FX0N-32NT-DP Kom-igång 6.1 FX0N-3A Special Function Block User's Guide 6.2 FXoN-3A Kom-igång 7.1 Melsec FX series 1N Programmin Manual FX1S/FX1N/FX2N 8.1 Skjema og tegninger for riggene

Prosjektoppgave i faget Styresystemer, 2EA våren 2015 16 8 Enkel presentasjon av prosjektet på Webside Hver gruppe skal presentere gruppa og prosjektet på en enkel måte på nettet i form av noen websider. Sidene skal plasseres på Hekta (www.hekta.org). Brukere er oppretta for hver gruppe. Gruppe 1 sin bruker heter p2ea1, gruppe 2 sin bruker heter p2ea2 osv. Passord til brukerne fås hos veileder. Heimesidene du lager overføres til Hekta ved hjelp av et sftp-program. Hvis du bruker programmet WinSCP må du sette Host Name: www.hekta.org og User Name: p2ea1. (p2ea1 er for gruppe 1. Gruppe 2 bruker p2ea2 osv). I tillegg må du skrive inn rett passord. Du kommer da inn på: /home/users/p2ea1 Heimesidene må legges på katalogen public_html. Dersom du kaller sjølve heimesida for index.html så kan du lese den fra en web-leser på adressa www.hekta.org/~p2ea1. Passordet er p2ea15 for alle gruppene. Det første du må gjøre er å endre passordet. 9 Felles prosjektplass på nettet Det er definert ferdige prosjekter for hver gruppe i It s Learning. Invitasjon til prosjektgruppene vil gå ut så snart prosjektet er starta. Gruppa bruker prosjektet fritt. 10 Applikasjonsfiler, rapport og presentasjon Alle rapporter skal leveres inn på papir. Når gruppa er kommet til en innlevering eller til en demonstrasjon skal alle relevante filer legges på rett plass under mappa Innlevering på under mappa Posjekt på fagets It s Learning-side. Det betyr at når en rapport leveres inn på papir så skal rapportfila også legges på rett plass under mappa Innlevering. 11 Evaluering Prosjektet teller 40% av sluttkarakteren i faget styresystemer. 60% av karakteren avgjøres ut fra resultatene på skriftlig eksamen. Til vurdering av prosjektet benyttes et eget regneark. Se vedlegg 6. Her står det en del om punkter det legges vekt på. Det er viktig at dere allerede nå tenker litt over hvilken karakter dere vil ha på prosjektet og hvilken arbeidsinnsats dere vil legge ned i prosjektarbeidet. Husk på at faget Styresystemer og Reguleringsteknikk er på 30 SP. Prosjektet er vektet til 40% av dette, dvs 12 SP. Topp arbeidsinnsats er ca 27 t pr SP. For prosjektet tilsvarer dette ca 320 timer. I virkeligheten antar vi en innsats pr person på prosjektet i området 250-300 timer. For å få gjort unna så mye arbeid innen innlevering og presentasjon er det nødvendig å komme i gang skikkelig allerede fra første dag. I gruppa bør dere diskutere litt rundt hvilket ambisjonsnivå dere har for prosjektet. Erfaring fra i fjor viste at de fleste fikk litt bedre karakter på prosjektet enn de fikk på skriftlig eksamen. Likevel er det riktig å si at en innsats som gir C i andre fag ikke gir mer enn C på prosjektet. B er en god prosjektkarakter og krever stor innsats. Karakteren A henger svært høyt, men er ikke uoppnåelig. For å bestå faget kreves det ståkarakter både på prosjektet og på skriftlig eksamen. Det er vanlig at de forskjellige gruppedeltakerne får forskjellige karakterer på prosjektet. Når det gjelder evaluering vil det bli lagt vekt på prosessen fram til målet og oppfyllelsen av delmålene:! Forprosjektet: rapport, problemforståelse, arbeidsdeling, realisme i planer osv! Miniprosjektet: rapport, presentasjon og resultat av uttesting! Arbeidsnotatet: Resultat av uttesting, modellering og simulering! Entank: rapport, design, funksjonalitet og resultat av uttesting! Totank: rapport, design, funksjonalitet og resultat av uttesting! Prosjektpresentasjonen til slutt! Nettsidene

Prosjektoppgave i faget Styresystemer, 2EA våren 2015 17! Tidsskriftartikkelen I tillegg blir prosjektmøtene vurdert ut fra følgende punkter:! Møteinnkalling! Møteledelse! Presentasjon av arbeidet som er gjort. Alle skal presentere hva de har gjort siden sist på transparenter, powerpoint, tavle, programdemo e l. Alle skal ha gjort noe mellom møtene og skal presentere dette. Ingen presentasjon gir -1 poeng. En elendig presentasjon gir 0 poeng. En topp presentasjon gir 5 poeng. (Resultater. Faglig innhold. Er det i forhold til planen. Osv)! Presentasjon av planene framover. (Realistiske og troverdige planer.)! Møtereferatet.! Diverse. (Relevante andre saker og spørsmål) NB! Møteledelse, møteinnkalling og møtereferat skal gå på omgang! Når det gjelder skriftlige bidrag (rapporter, notat og tidsskriftartikkel) skal det gå klart fram hvem som har skrevet hver del. Som en del av forprosjektet bør hver enkelt deltaker i gruppa ha med et ark eller avsnitt som inneholder følgende: Jeg har som målsetting å oppnå følgende karakter: på prosjektet i styresystemer. Jeg kommer til å fortjene denne karakteren fordi jeg vil gjøre følgende i løpet av prosjektet: (Her skal det stå maksimalt 1 side om prosjektgjennomføring, arbeidsinnsats osv.) Dato/sted: Underskrift:

Prosjektoppgave i faget Styresystemer, 2EA våren 2015 18 Vedleggsliste: Vedlegg 1: Vedlegg 2: Vedlegg 3: Vedlegg 4a: Vedlegg 4b: Vedlegg 5: Vedlegg 6: Eksempel på referansesystem på figurer. Programvareoversikt "Prosjektets faser", utdrag fra SINTEF s prosjekthåndbok Eksempel på tidsplan (Gantt-diagram) Eksempel på arbeidspakkeskjema (KTR-skjema) Utdrag fra en hovedprosjektrapport Evalueringsskjema

Prosjektoppgave i faget Styresystemer, 2EA våren 2015 19 Vedlegg 1: Eksempel på referansesystem på figurer. Dette gjelder for PLS-RIGG1 TCP/IP Ethernet (skolens) Trådløst nettverk PC HMI PC2 PC3 Twisted pair +BA 1 ix Panel TA100 TCP/IP Ethernet PLS-RIGG 1 Trådløst nettverk Trådløs ruter Melsec Q00 Power CPU Nett Master Nett TANKRIGG 1 +BA 2 Tank1 Tank 2 FX1N Slave 1 +BA 3 FX1N AD/DA AD/DA Profibus DP Slave 2

Prosjektoppgave i faget Styresystemer, 2EA våren 2015 20 Vedlegg 2: Programvareoversikt Trådløs ruter Power CPU Nett PC HMI Nett TCP/IP Ethernet (skolens) TCP/IP Ethernet Twisted pair ix Developer v 1.31 Build 1.31.93.0 Profibus DP Tankrigg 2 GX Configurator-DP v 7.04 E Melsec Q Beijer OPC Server v 1.20A Build 184 PROGRAMVARE Trådløst nettverk PC2 PC1 GX Works2 v 1.77F AD/DA FX1N ix Panel TA100 Wonderware InTouch v 10.1.301 Wonderware OPC Tag Creator Wonderware OPCLink v 8,0,0,0 Tankrigg 1 AD/DA FX1N

Prosjektoppgave i faget Styresystemer, 2EA våren 2015 21 Vedlegg 3: "Prosjektets faser", utdrag fra SINTEF s prosjekthåndbok

Prosjektoppgave i faget Styresystemer, 2EA våren 2015 22

Prosjektoppgave i faget Styresystemer, 2EA våren 2015 23

Prosjektoppgave i faget Styresystemer, 2EA våren 2015 24 Vedlegg 4a: Eksempel på tidsplan (Gantt-diagram)

Prosjektoppgave i faget Styresystemer, 2EA våren 2015 25 Vedlegg 4b. Eksempel på arbeidspakkeskjema:

Prosjektoppgave i faget Styresystemer, 2EA våren 2015 26 Vedlegg 5: Utdrag fra en hovedprosjektrapport

Prosjektoppgave i faget Styresystemer, 2EA våren 2015 27

Prosjektoppgave i faget Styresystemer, 2EA våren 2015 28

Prosjektoppgave i faget Styresystemer, 2EA våren 2015 29

Prosjektoppgave i faget Styresystemer, 2EA våren 2015 30 Vedlegg 6: Evalueringsskjema