Høgskolen i Østfold Avdeling for ingeniørfag Forprosjekt for bacheloroppgave Vasking av hydraulikkrør i umbilicals Prosjektnummer: Oppdragsgiver: Nexans Norway AS Veileder: Helge E.Mordt ------------ Gruppemedlemmer:
Contents 1. Prosjektinformasjon... 2 1.1 Gruppens medlemmer... 2 1.2 Ansvarsforhold... 2 1.3 Andre roller... 2 2. Bakgrunn... 2 3.Prosjektmål... 3 3.1 Programvarestruktur... 3 4. Problemstilling... 4 5. Rammer og avgrensinger... 5 6. Prosjektplan med tidsdiagram... 6 6.1 Viktige frister... 7 6.2 Aktivitetsfordeling... 7 6.3 Organisasjonskart... 8 6.4 Plan for statusmøter/fremdrift... 8 6.5 Organisering og kvalitetssikring... 8 7. Sammenfattet beskrivelse av løsningsmetodikk... 9 8. Kontaktinformasjon... 10 8.1 Gruppens kontaktinformasjon... 10 8.2 Veileders kontaktinformasjon... 10 8.3 Oppdragsgiver kontaktinformasjon... 10 9. Vedlegg... 11 1
1. Prosjektinformasjon 1.1 Gruppens medlemmer 1.2 Ansvarsforhold Oppdragsgiver: Nexans Norway AS, Knivsøveien 70, 1788 Halden Prosjektveileder: Helge Mordt Gruppeleder: 1.3 Andre roller Ansvarlig for arbeidslogg og møtereferater: Ansvarlig for websider: Ansvarlig for EXPO katalogen, pressemelding: 2. Bakgrunn Nexans Norway AS er en av de ledende bedriftene i verden på produksjon og leveranser av kabler og kabelsystemer. På Nexans avdeling i Halden designes og produseres blant annet umbilical kabler. Umbilical kabler benyttes i oljeindustrien til å styre hydrauliske ventiler, overføre strøm til elektriske undervannssystemer, overføre signaler for overvåking/monitorering, injisere væsker i produksjonsstrømmen for å optimalisere produksjon, injisere metanol for å motvirke pluggdannelser, og drifte elektriske pumper for å øke utnyttelsesgraden av reservoarene. I motsetning til høyspent kablene, inneholder umbilical kablene flere forskjellige teknologier som er samlet i en kabel for å forsyne undervannssystemene med all den kapasiteten den trenger for eksempel hydraulikk, fiber, elektriske elementer og kraftfaser. Hydraulikkrørene som brukes i disse blir levert til Nexans i ca. 18 meters lengder og sveises sammen på stedet. Deretter blir alle sveiseskjøtene nøye overvåket med røntgen for å se til at det ikke finnes noen svakheter i rørene, før de blir rullet opp på store kveiler. Kveilene blir så fraktet til trykktesthallen. Der blir rørene testet for store trykk før de blir kjørt gjennom en vaskeprosess for å bli kvitt sveiseslagg og annet smuss som kan ligge i rørene. Denne prosessen er i dag manuell. Ønsket fra 2
bedriften, som danner grunnlag for oppgaven er at denne prosessen skal automatiseres. 3.Prosjektmål Dagens drift av vaskingen er manuell og ineffektiv. I hallen er det et lukket rørsystem som inneholder et eget renseanlegg der vannet fra vaskeprosessen renses og filtreres. Systemet innehar fem stasjoner med tilkoblingspunkt for tromler slik at man kan koble til fem tromler på samme tid. Grunnet stort trykktap i de lange hydraulikkrørene tar det lang tid å spyle rørene, og det er ikke mulig å vaske flere tromler samtidig. På hver stasjon er tromlene koblet til systemet i hver ende. Slik at vannet som har blitt spylt gjennom rørene går tilbake i det lukkede systemet. På retur siden av kabeltrommelen tas det ut en vannprøve som analyseres. Denne prøven utføres gjentatte ganger med 10 minutters mellomrom helt til det er mottatt tre positive resultater. Når disse er oppnådd er renhetskriteriene tilfredsstilt, og tromlen er ferdig. Det er ønsket å automatisere driften slik at man kan vaske tromlene sekvensielt etter hverandre. Dette medfører at man ikke trenger arbeidskraft for å stenge og åpne ventiler, slik at prosessen også kan foregå ubemannet. Ved å bytte ut de manuelle ventilene med elektroniske, kan disse styres ved at det blir utviklet en programvare. Programmet skal kunne styre og loggføre prosessen. 3.1 Programvarestruktur Oppbyggingen av programvaren er slik at man i første del av prosessen angir data om hvor mange tromler som er koblet til systemet, hvor lenge de skal spyles før første prøve tas og testkriterier. Deretter startes prosessen, slik at trommel nummer en begynner spyling. Etter oppgitt tid, gitt i første del av programmet, tas første prøve. Dette gjentas hvert 10.minutt til det oppnås tre godkjente testresultater. Hvilke kriterier det blir testet etter, angis som input i første del av programmet. Når tre tester er godkjent, åpnes trommel 2 hvor prosessen gjentas etter gitte data. Denne prosessen skal gå i 1 minutt før trommel nummer en stenges. Dette gjøres for at det ikke skal bli for stort trykk på ventilene når disse åpnes. Hvis det ikke oppnås tre godkjente resultater i løpet av fem tester, skal vaskingen allikevel avsluttes og det skal byttes til neste trommel, slik at prosessen ikke stopper opp ved eventuelle feil. Deretter går prosessen på samme måte til alle tromler er ferdig. Underveis i prosessen skal det på et brukerpanel, kunne leses av hvor lenge prosessen har gått og resultatet på testene. Når prosessen er ferdig skal alle retur ventiler åpnes og 3
informasjon om testresultater og spyletid for hver enkelt trommel, skal vises på brukerpanelet. Dette grunnet at operatøren skal kunne se resultatet av prosessen når han kommer på jobb dagen etter. Det skal også være mulig å overstyre prosessen manuelt etter behov, for eksempel nødstopp. 4. Problemstilling Driften av vaskeanlegget for hydraulikkrør hos Nexans Norge skal automatiseres. Prosessen stiller strenge krav til kvaliteten av renheten av rørene. Oppgaven er å planlegge og programmere en prototype av det nye anlegget. Under ligger en enkel skisse av hvordan oppbygningen av prototypen er tenkt. Figur 1. Skisse av tenkt løsning for prototype. 4
5. Rammer og avgrensinger Grunnet store kostnader tilknyttet endringene i vaskeanlegget, er det besluttet at oppgaven skal omhandle en prototype av anlegget og en programvare som enkelt kan overføres til det originale vaskeanlegget. Siden prosessen er gjentagende begrenses prototypen til å kunne vaske to tromler. Det blir lagt vekt på styring av systemet og loggføring av prosessen. Programmet skal utvikles i LabVIEW 12, som er en grafisk programmerings plattform, for å på enklest mulig måte implementere programmet i det eksisterende anlegget hvor LabVIEW 12 er i bruk i dag. 5
6. Prosjektplan med tidsdiagram 6
6.1 Viktige frister Hovedaktivitet Frist Forprosjektrapport 11. April Opprettelse av hjemmeside 25. April Prosjektbeskrivelse til EXPO-katalog 02. Mai Midtveisrapport 05. Mai Pressemelding 01. Juni Ferdigstilt nettside 05. Juni Bachelor prosjektrapport 06. Juni Kl. 10.00 EXPO-utstilling 10.-11. Juni 6.2 Aktivitetsfordeling Hovedaktivitet Ansvarlig Startdato/sluttdato Utforske utstyr, komponentvalg 14/03/16-18/03/16 Flytskjema, utstyrsordre 17/03/16-25/03/16 Forprosjektrapport 24/03/16-08/04/16 Labview testing 29/03/16-04/04/16 Oppkobling prototype 07/04/16-14/04/16 Programmering i labview 11/04/16-27/05/16 Midtveisrapport 11/04/16-02/05/16 Hjemmeside 22/04/16-04/05/16 Prosjektbeskrivelse til EXPO 26/04/16-27/04/16 Gjenstående arbeid 01/05/16-06/05/16 Bachelor prosjektrapport 04/05/16-01/06/16 Ferdigstillelse av protoytpe 16/05/16-25/05/16 Pressemelding 30/05/16-01/06/16 Presentasjon og EXPO 10/06/16-11/06/16 Det er besluttet at en av deltakerne får ansvar for en aktivitet, men begge to deltar. Dette for at begge skal få størst læringsutbytte av alle aktiviteter. 7
6.3 Organisasjonskart Lars Jordal Nexans Trond Guttormsen Nexans Helge Mordt Veileder HIOF Mathias Grytøyr Prosjektleder Jan Eric Seglem Prosjektdeltager 6.4 Plan for statusmøter/fremdrift Alle møter skal ha referat. Datoer for statusmøter: Gruppen skal ha statusmøter annenhver mandag kl.10.00 hvor gjøremål for de to inneværende uker skal gjennomgås, samt oppdateringer på hva som er blitt gjort de to forrige ukene. 6.5 Organisering og kvalitetssikring Møteregler Gruppemedlemmene må forholde seg til tid, dato og sted ved innkallelse av gruppemøter. Ved sykdom eller annen fraværsgrunn skal medlemmet varsle det andre medlemmet. Ved fravær har medlemmet selv ansvar for å innhente eventuell tapt informasjon ved å se på møtereferat. Møtetider avtales når medlemmene er tilstede. Møteinnkallelse skal sendes med seneste en dags varsel. Møtereferent ved hvert møte tas annen hver gang. 8
Dokumenthåndtering Elektronisk dokumenter oppbevares på felles skolemappe. Ikke-elektronisk dokumenter oppbevares av gruppeleder. Logging av arbeidet: Gruppemedlemmene har ansvar for å loggføre eget arbeid, og videreføre dette til logg ansvarlig, som oppdaterer fremdriftsplan. Arbeidstid Gruppemedlemmene har følgende arbeidstider: Mandag: 08.00 16.00 Tirsdag: 08.00 16.00 Onsdag: 08.00 16.00 Torsdag: 08.00 16.00 Fredag : 08.00 16.00 7. Sammenfattet beskrivelse av løsningsmetodikk Alle aktivitetene må blir gjort til tiden som er satt for at tidsplanen skal kunne holdes, da flere av aktivitetene avhenger av at de andre er ferdig. Det skal lages aktivitetsbeskrivelser (CTR), som sier noe om omfanget av aktivitetene, ressursbehovet og varighet. De ulike aktivitetene for utførelse av bacheloroppgaven vil ha følgende oppdeling: 1. Utforske utstyr, komponentvalg 2. Flytskjema, utstyrsordre 3. Forprosjektrapport 4. Labview testing 5. Oppkobling av prototype 6. Programmering av vaske-sekvens i Labview 7. Midtveisrapport 8. Opprettelse av hjemmeside 9. Prosjektbeskrivelse til EXPO 10. Bachelorprosjektrapport 11. Ferdigstillelse av prototype 12. Pressemelding 13. Expo-presentasjon 9
8. Kontaktinformasjon 8.1 Gruppens kontaktinformasjon Gruppenummer H16E05 Mathias Grytøy Elkraft ved Høggskolen i Østfold Elektronikk ved Høgskolen i Østfold Email: Jeseglem@gmail.com Email: matgryt@gmail.com Telefon: 901 77 502 Telefon: 928 99 680 8.2 Veileders kontaktinformasjon Helge E Mordt Email: Helge.mordt@hiof.no Telefon: 906 86 990 8.3 Oppdragsgiver kontaktinformasjon Lars Jordal Email: Lars.Jordal@Nexans.com Telefon: 691 73 446 10
9. Vedlegg CTR Oppdragsgiver: Nexans As Planlagt start: 14.03.16 Nummer 1 Planlagt ferdig: 18.03.16 Tittel: Utforske utstyr, komponentvalg Varighet: 5 dager Dato: 29.03.16 Utforske utstyr til prototype, og velge endelige komponenter. Senere i oppgaven skal det lages en prototype for den automatiserte vaskeprosessen. Automatiseringen gjør at det er behov for styrbare ventiler og nivåbrytere, samt en DAQ og moduler til å styre operasjonene. Det er viktig å undersøke grundig hvilke komponenter som skal brukes til dette, og finne ut om disse er kompatible med hverandre. Derfor er det viktig og gjøre et grundig forarbeid og research av de mulige løsningene. En ferdig utviklet skisse av protypen. En komplett bestillingsliste for utstyr og komponenter som trengs for å bygge prototypen. 20 timer 11
CTR Oppdragsgiver: Nexans As Planlagt start: 17.03.16 Nummer 2 Planlagt ferdig: 25.03.16 Tittel: Flytskjema, utstyrsordre Varighet: 7 dager Dato: 29.03.16 Ferdigstille flytskjema og bestille utstyr til prototypen. Det skal lages flytskjema for virkemåten til programmet, som skal styre vaskeprosessen. Dette gjør senere arbeid med programmering av sekvensen enklere. Utstyr til prototypen skal være avklart og bestilt, så videre arbeid kan påbegynnes. Ferdigstilt skisse av prototypen. Flytskjema Utstyrodre, skisse av prototype. 35 timer 12
CTR Oppdragsgiver: Nexans As Planlagt start: 23.03.16 Nummer 3 Planlagt ferdig: 08.04.16 Tittel: Forprosjektrapport Varighet: 15 dager Dato: 29.03.16 Ferdigstille forprosjektrapport. Det skal lages et forprosjekt som beskriver problemstillingen, oppgaveformulering, rammer og avgrensinger, mål med kravspesifikasjoner og delmål (milepæler), arbeidsoppgaver, arbeidsmetoder, ansvarsfordeling og tidsplan, kontaktinformasjon og vedlegg. Denne forprosjektrapporten skal brukes som en beskrivelse av oppgaven på hjemmesiden. Forprosjektet er den første aktiviteten som skal gjøres, og trenger derfor ikke forarbeid for å bli gjort. Forprosjektrapport Antatt timer brukt er satt til 40 timer. Det er mye som skal planlegges og et godt forarbeid vil gi et godt grunnlag for videre arbeid. Kontakinformasjon, litteratur 40 timer 13
CTR Oppdragsgiver: Nexans As Planlagt start: 29.03.16 Nummer 4 Planlagt ferdig: 04.04.16 Tittel: Labview testing Varighet: 5 dager Dato: 29.03.16 Opparbeide seg kunnskap om det grafiske programmerings programmet Labview 2012. Etter oppdragsgivers ønske, skal Labview 2012 brukes til å realisere vaskesekvensen. Dette er et grafisk programmerings system som tar tid å lære seg. Det er derfor viktig å sette seg godt inn i programmet, for å kunne gjøre dette mer effektiv når arbeidet påbegynnes. Litteratur om Labview Labview 2012-lisens. 25 timer 14
CTR Oppdragsgiver: Nexans As Planlagt start: 07.04.16 Planlagt ferdig:14.04.16 Varighet: 7 dager 5 Tittel: Oppkobling av prototype Dato: 29.03.16 Prototype skal være ferdig oppkoblet og klar til testing med LabVIEW Oppkoblingen av prototypen er et viktig arbeid som må gjøres på en smart måte. Det er viktig å tenke på at prototypen skal kunne kobles ned å fraktes i f.eks forbindelse med EXPO. Prototypen kobles etter et utviklet koblingsskjema. Alle delene må være på plass, ventiler, slanger, nivåbrytere og en PCM PALL 400 må lånes fra Nexans for å teste vannkvaliteten. Ferdig oppkoblet prototype. Ventiler, rør, nivåbrytere, PCM 12 timer 15
CTR Oppdragsgiver: Nexans As Planlagt start: 11.04.16 Nummer 6 Planlagt ferdig: 27.05.16 Tittel: Programmering av vaskesekvens i Labview Varighet: 35 dager Dato: 21.03.16 Utvikle programvare for styring av vaskeprosess. Lage et program i Labview, som styrer vaskeprosessen av prototype. Programmet skal kunne loggføre data, samt å kunne styre ventilene i kretsen. Programmet skal enkelt kunne implementeres i systemet hos Nexans. Prototype, for testing av program. Labview-lisens, og nedlastet program. Programvare som kjører vaskesekvensen og logger data. Antatt timer brukt, er satt til 250 timer. Noe som tilsvarer ca 7 timer daglig. Dette kan varier ettersom evt. problemer oppstår. 250 timer 16
CTR Oppdragsgiver: Nexans As Planlagt start: 11.04.16 Nummer 7 Planlagt ferdig: 02.05.16 Tittel: Midtveisrapport Varighet: 16 dager Dato: 29.03.16 Levere et utkast av bachelor rapport. Det skal leveres et utkast av påbegynt bachelorprosjektrapport til intern hovedveileder 04.05.16. Det er viktig å komme så langt som mulig, slik at man kan få tilbakemelding på det arbeidet som er gjort. Dokumentasjon av utført arbeid. Midtveisrapport 160 timer 17
CTR Oppdragsgiver: Nexans As Planlagt start: 22.04.16 Planlagt ferdig: 04.05.16 Varighet: 9 dager 8 Tittel: Opprettelse av hjemmeside Dato: 29.03.16 Hjemmeside skal opprettes Som et arbeidskrav i hovedoppgaven, skal det settes opp en webside som beskriver oppgaven i sin helhet. Websiden skal inneholde forprosjektrapport, hovedprosjektrapport, informasjon om prosjektgruppen, informasjon om oppdragsgiver, pressemeldinger, informasjon om hvilke verktøy som blir tatt i bruk for a løse oppgaven, informasjon om byggeprosjektet generelt, og kontaktinformasjon. Forprosjektet, kontaktinformasjon Ferdigstilt webside 42 timer 18
CTR Oppdragsgiver: Nexans As Planlagt start: 26.04.16 Nummer 9 Planlagt ferdig: 27.04.16 Tittel: Prosjektbeskrivelse til EXPO Varighet: 2 dager Dato: 29.03.16 Ferdigstille hovedoppgave. Som en del av hovedoppgaven skal resultatet av oppgaven vises frem på EXPO messen. Innen 2.Mai skal det leveres en beskrivelse av prosjektet som skal være med i EXPO katalogen. Beskrivelsen skal inneholde: Bilder av prosjektdeltagere og produkt Navn, e-post og telefonnummer til prosjektdeltagere Kort oppsummering om prosjektet Kort om oppdragsgiver Prosjektbeskrivelsen tar utgangspunkt i forprosjektrapporten. Prosjektbeskrivelse til EXPO Bilder, navn, telefonnummer til 6 timer prosjektdeltagere, beskrivelse av prosjektet, informasjon om oppdragsgiver. 19
CTR Oppdragsgiver: Nexans As Planlagt start: 04.05.16 Nummer 11 Planlagt ferdig: 01.06.16 Tittel: Bachelorprosjektrapport Varighet: 21 dager Dato: 29.03.16 Ferdigstille hovedoppgave. Utarbeiding av bachelorprosjektrapporten skal foregå parallelt med den praktiske delen av prosjektet. Prosjektet skal dokumenteres, og legges i prosjektrapporten. Alle tidligere CTRaktiviteter ligger til grunn for denne aktiviteten Forprosjektrapport, midtveisrapport, prototype, programvare, møtereferater, timelister og all annen dokumentasjon rundt oppgaven. Ferdigstilt bachelorprosjektrapport 250 timer 20
CTR Oppdragsgiver: Nexans As Planlagt start: 16.05.16 Planlagt ferdig: 25.05.16 Varighet: 8 dager 12 Tittel: Ferdigstillelse av prototype Dato: 29.03.16 Ferdigstillelse av prototypen Den praktiske delen av oppgaven skal ferdigstilles. Det vil si at en fungerende prototype skal være klar med et Labview-program som styrer sekvensene. Programmet må være ferdig og prototypen må være ferdig koblet. Prototypen skal være ferdig fungerende med programvare. Alle deler av oppgaveteksten skal være oppfylt. 35 timer 21
CTR Oppdragsgiver: Nexans As Planlagt start: 30.05.16 Nummer 13 Planlagt ferdig: 01.06.16 Tittel: Pressemelding Varighet: 3 dager Dato: 29.03.16 Utarbeide en pressemelding Det skal utarbeides en pressemelding som skal legges ut på hjemmesiden til prosjektet og skal sendes ut til minimum et medium innen 2. Juni. Pressemeldingen skal skrive slik at den vekker interesse. Det er viktig at pressemeldingen inneholder navn og nummer til kontaktperson så gruppen kan kontaktes om ønskelig. Hjemmeside må være opprettet og sluttrapporten må være i sluttfasen. Pressemelding Hjemmeside, navn og nummer på kontaktperson 4 timer 22
CTR Oppdragsgiver: Nexans As Planlagt start: 10.06.16 Nummer 14 Planlagt ferdig: 11.06.16 Tittel: EXPO Presentasjon Varighet: 2 dager Dato: 29.03.16 Utarbeide en pressemelding Hovedoppgaven avsluttes ved å presentere resultatet av oppgaven på EXPO messen. På messen skal det rigges opp en stand som viser frem sluttproduktet på en god og informativ måte. Det skal også være en muntlig høring der oppgaven skal forsvares. Hovedoppgaven må være ferdig. Stand på messen, som viser frem sluttproduktet av oppgaven. Presentasjon av oppgaven. 8 timer 23