HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi Institutt for elektroteknikk 7004 TRONDHEIM Forprosjekt Oppgavens tittel: Fag: PO501E Prosjekt i Automatiseringsteknikk Gruppedeltakere: Sindre Hansen Stian Bueide Pål Jacob Nessjøen Institutt/studieretning: Automatiseringsteknikk Dato: 09.09.03 Antall sider/bilag 25 Veileder : Arnfinn Hofstad Prosjektgruppe: 72 Oppdragsgiver: Finn Drangsholt Kontaktperson hos oppdragsgiver: Finn Drangsholt Fritt tilgjengelig X Tilgjengelig etter avtale med oppdragsgiver Rapporten frigitt etter 11.09.03
Sammendrag Denne rapporten skal omhandle regulering av et ventilasjonssystem. Systemet skal reguleres slik at det blir brukt minimalt med energi for å transportere luft, og gi hvert enkelt rom den luftmengden det trenger. Vi kommer ikke til å gå i dybden på hvordan hvert enkelt rom identifiserer ønsket luftmengde. Det er skal også undersøkes muligheter for å gjøre drift og investeringskostnadene for et slikt reguleringssystem mindre enn eksisterende løsninger på markedet. Det skal bygges en testrigg som skal brukes for å teste ut forskjellige reguleringsstrategier. Testriggen vil bli styrt fra PC via FieldPointmoduler. Testriggen vil inneholde frekvensregulerte vifter, motorstyrte spjeld og en del trykk og strøningsmålere for å observere hvordan systemet oppfører seg. Systemet skal bygges i samarbeid med labbingeniør Morten Uv. Figur 1.1-1 Ventilasjonssystem Vi mener vi skal ha gode forutsetninger for å gjennomføre prosjektet med den teoretiske bakgrunnen vi har fra tavleundervisningen og tidligere prosjekter. I tillegg har alle gruppemedlemmene teknisk bakgrunn, og noe erfaring med å bygge ventilasjonsanlegg.
Innholdsfortegnelse Innholdsfortegnelse... 1 1 Innledning... 1 1.1 Bakgrunn...1 1.2 Systembeskrivelse... 2 1.3 Definisjoner...3 1.4 Problemstilling... 4 1.5 Prosjektmål...6 1.5.1 Effektmål effekten av prosjektet... 6 1.5.2 Resultatmål resultatet av prosjektet... 6 1.5.3 Prosessmål... 6 1.6 Prosjektbeskrivelse... 7 1.6.1 Testrigg... 7 1.6.2 Regulering... 8 1.6.3 Luft styring... 10 1.7 Problemområder... 11 2 Prosjektorganisering... 12 2.1 Prosjektdeltagere... 12 2.2 Utstyr og ressurser... 12 2.3 Tidsplan... 13 2.4 Kvalitetssikring... 13 2.4.1 Prosjektleder... 13 2.4.2 Gantt- skjema... 13 2.4.3 Arbeidstider... 13 2.4.4 Prosjektmøter... 14 3 Konklusjon...15 4 Referanser... 16 5 Vedlegg oversikt... 17
1 Innledning 1.1 Bakgrunn I vårsemesteret gjennomfører 3. klassen ved studieretning for automatiseringsteknikk hovedprosjekt som teller 6 vekttall. Prosjektet er siste del av ingeniørutdanningen der vi får prøve oss i å gjennomføre et større prosjekt for en arbeidsgiver. Her vil en få mulighet til å samle nye og gamle kunnskaper for å få løst problemstillingen på best mulig måte. Hovedprosjektet er gitt av Finn Drangsholt ved IMT. Oppgaven er behovstyrt ventilasjon (DCV- Demand and Control Ventilation). Årsaken til at DCV og VAV (Variabel Air Volum) blir mer i søkelyset nå er grunnet lovendringer om hvor mye energi per kvadratmeter som er lovelig i nye bygg. Høyere energipriser og mer miljøbevissthet har også bidratt til at det er fokus på VAV og DCV i disse dager. I dagens bygg er det nesten utelukkende CAV (Constant Air Volum) ventilasjonsanlegg, det vil si at luft mengden er beregnet ut fra normalbelastningen til hvert enkelt rom. Dette er ikke energieffektivt verken for oppvarming eller når det gjelder energien vi bruker for å transportere luftmengden. Samtidig betyr dette at en leverer luft til rom som ikke er i bruk. Alt etter hvilket bygg det er snakk om kan det her være store muligheter for energisparing. I bygg med lav samtidsfaktor (sannsynlig andel rom i bruk til en hver tid) vil det være et stort potensial for energisparing. Tabell 1.1-1 og etterfølgende avsnitt er hentet fra referanse nr. 1, som viser hvor mye KT - Sensor har regnet seg frem til i energisparing ved forskjellige samtidsfaktorer. Tabell 1.1-1 Enøk gevinst ved behovstyring. S-faktor Uten varmegjenvinning Med varmegjenvinning 1,0 0 % 22 % 0,9 18 % 37 % 0,8 33 % 51 % 0,7 46 % 61 % 0,6 57 % 70 % 0,5 67 % 78 % Tabellen antyder hvilken innsparing som kan oppnås ved full behovstyring av ventilasjonen; både med og uten varmegjenvinning vil dette kunne dreie seg om langt mer enn halve energi - budsjettet til varme og ventilasjon. Mer nøyaktige beregninger krever bedre informasjon om hvordan energibruken fordeler seg i en aktuell bygning. Tabellen gir likevel et enkelt inntrykk av ENØK - gevinsten ved behovstyring av ventilasjonen. Gruppen skal i dette hovedprosjektet ta for seg regulering og optimalisering av ventilasjonsanlegg. Det har vært noe forskning på ventilasjons regulering, mesteparten er gjort av VVS-ingeniører. Dette har ført til noen løsninger som fungerer (VAV), men disse løsningene er som regel dyre på grunn av at det er avhengig av mye instrumentering. 1
1.2 Systembeskrivelse Et VVS - anlegg er delt opp i to deler, tilluft og fraluft. Tilluft bruker et luftaggregat til å leverer luft til et kanalnett. Fraluft er har et luftaggregat som trekker luft. Kanalnettet fordeler så luften til de forskjellige rommene som skal ventileres. I et behovstyrt VVS - anlegg vil en da være avhengig av motorstyrte spjeld for å variere luftstrømmene til rommene, og en frekvensomformer for å variere luftmengden som leveres fra luftaggregatet. Et VVS - anlegg er et multivariabelt system, det vil si at dersom en for eksempel endrer på posisjonen til et spjeld vil dette føre til at luftstrømmen til alle de andre rommene vil forandre seg. I dette prosjektet bruker vi et programmeringsprogram som heter LabView. LabView benytter seg av et grafisk programmeringsspråk som blant annet er godt egnet til å lage programmer som skal styre og regulere prosesser. PC-en blir styringsenheten, den gjør alle utregningene som er nødvendig for å styre/regulere prosessen. Her kan vi også observere hvordan prosessen oppfører seg til en hver tid, den vil også kunne logge data. PC-en kommuniserer med prosessen ved hjelp av FieldPoint moduler. FieldPoint er et modulbasert system, det vil si at en har en master som har muligheten til å kommunisere med en PC og med andre FieldPoint moduler. Mastermodulene som er ute på markedet nå har som oftest også muligheten til å kjøre programmer uavhengig av PC-en. Tilleggsmodulene er for eksempel analoge inn/utganger som gjør det mulig å hente inn data fra sensorer og styrer pådragsorganer. De målingene som er aktuelle for dette prosjektet er å måle luftsstrøm inn til rommene og posisjonene til spjeldene. De pådragene en har for å styre prosessen er spjeldposisjon og levert luftmengde fra luftaggregatet. Dette gjøres ved at en har en motor på hvert spjeld og en frekvensomformer på viften i luftaggregatet som styrer hastigheten på viften. 2
1.3 Definisjoner LabVIEW - Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench. Leveres av National Instrument. Programmeringsspråk basert på grafisk programmering. AutoCAD Tegneprogram for teknisk tegning. PC-ene her på skolen har AutoCAD LT (Light versjon) installert. Tekniske tegninger av riggen er/blir tegnet i AutoCAD. VAV - Variable Air Volume (Variabel Luft Strøm) VVS - Varme Ventilasjon Sanitær DCV- Demand and Control Ventilation CAV - Constant Air Volum FieldPoint Kommunikasjons enhet mellom pc og prosess. (I/O enhet). LabVIEW brukes for å styre modulene, FieldPoint lages av National Instrument. IMT - Institutt for MaskinTeknikk IET Institutt for ElektroTeknikk ENØK - energiøkonomisering, samlebegrep for tiltak som gjør det mulig å dekke energibehovet til lavere (samfunnsøkonomisk) kostnad. Oftest brukt om tiltak som reduserer selve energibehovet, f.eks. bedre isolering av bygninger. S faktor Samtids faktor, sannsynlig andel rom i bruk til en hver tid. 3
Teknisk del 1.4 Problemstilling Målet med oppgaven er å oppnå en sunn strategi for hvordan en skal behovstyre et VVS - anlegg for å oppnå gode økonomiske gevinster. For å få oppnå et mer økonomisk VVS - anlegg er det tre hovedpunkter som må forsøkes å oppnåes: En skal styre luften til de rommene det er behov for luft. (De andre rommene får den minimumssirkulasjon som er fastsatt på grunn av avgasser fra bygningsmateriale). Minst mulig trykkfall over spjeldene. Minst mulig hastighet på viften. Det finnes i dag systemer som til en viss grad kan brukes for å oppnå disse målene. Det mest vellykkede som gruppen har funnet tak i er et VAV - anlegg med turtallsregulering av luft aggregatet. Figur 1.4-1 Prinsippskisse VAV - anlegg (kostbar løsning), hentet fra referanse 2. 4
Som en ser av Figur 1.4-1 er det i dette prinsippet brukt flere små reguleringssløyfer som opererer uavhengig av hverandre. Dette fører til at en er avhengig av mye instrumentering. Hvert enkelt rom må her instrumenteres med en føler inne i rommet, en strømningsmåler for luften inn og en for å måle strømmen ut. Samt tilhørende regulatorer. Luftaggregatet er i denne typen anlegg styrt av en trykkføler som er anbefalt å ligge ca. 1/3 fra enden av kanalstrekket. Mer informasjon om denne typen anlegg kan finnes i referanse 2. Det som er ønskelig med denne prosjektoppgaven er å få til et overordnet reguleringssystem der alle data blir hentet inn og behandlet i en sentral enhet, for så å bestemme hva som er de beste innstillingene for systemet og på denne måten oppnå målene bedre. 5
1.5 Prosjektmål 1.5.1 Effektmål effekten av prosjektet Etter gjennomført prosjekt vil dette kunne gi muligheter for bedre og billigere kontroll over ventilasjon i et bygg. Nye krav til nybygg gjør at en er avhenging av å spare inn på effektforbruket. Dette gjør det nødvendig med mer forskning på behovstyrt ventilasjon for å møte disse kravene. Ved å behovstyre ventilasjonen får vi både bedre ventilasjon der det trengs, samtidig som en oppnår mindre forbruk og dermed store økonomiske gevinster. 1.5.2 Resultatmål resultatet av prosjektet En testrigg, som er instrumentert og gjengir de problemstillinger en finner i et reelt ventilasjonsanlegg, skal bygges. Denne riggen skal så brukes til å utarbeide en god reguleringsstrategi/styringsstrategi. Forskjellen fra eksisterende løsninger blir da at det her skal lages et mer overordnet styrings- reguleringssystem, der en forsøker å minske behovet for instrumentering. Gruppen vil i dette prosjektet se på hvordan en styrer ønsket luftmengde til ønsket rom med minst mulig energitap på veien (dvs. Lav hastighet på viften og mest mulig åpne spjeld). Hvordan en skal detektere luftbehovet i de enkelte rom vil ikke bli tatt hensyn til. Detekteringen vil være lett å innarbeide i reguleringssystemet i etterkant. Gruppen og oppdragsgiver ser muligheten for at dette vil være et hovedprosjekt som vil være nødvendig å kjøre over flere år. Dette fordi et VVS - anlegg er et vanskelig og komplekst reguleringsteknisk problem. 1.5.3 Prosessmål Målet med prosjektet er at prosjektgruppa skal få trening på prosjektarbeid, og at vi skal få et faglig og erfaringsmessig utbytte av prosjektet. Det er ønskelig at alle i gruppa skal ha oversikt over alt arbeidet som blir gjort selv om de forskjellige gruppemedlemmene har forskjellige ansvarsområder på prosjektet og kommer til å jobbe med forskjellige ting. Det vil si at kommunikasjon og læring på tvers i gruppa må fungere bra. Vi ønsker selvsagt også å oppnå en god karakter på prosjektet, og at effektmål og resultatmål skal oppfylles. 6
1.6 Prosjektbeskrivelse 1.6.1 Testrigg. Det skal i løpet av prosjektperioden bygges en testrigg som kan brukes til å teste ut regulering og styringsstrategier. Denne riggen må være laget på en slik måte at den vil kunne gjengi de problemområdene som en vil møte på i et reelt VVS - anlegg. Gruppen ser det også som hensiktsmessig at denne riggen har forholdsvis mye instrumentering, slik at en får en god oversikt over hva som foregår i prosessen. Disse målingene er det ønskelig å unngå i et endelig reguleringssystem, men vil være nødvendig for å kontrollere at en eventuell reguleringsstrategi uten målinger, stemmer med virkeligheten. Forgreining videre oppdelt Forgreining Figur 1.6-1 Prinsippskisse VVS - testrigg. Hovedkanal Som en ser av Figur 1.6-1 er en avhengig av å bruke en del rom eller eventuelt bygge flere små rom i et litt større rom. Oppgaven blir her å oppnå en bestemt luftstrøm i de tre rommene i midten (auditorium, klasserom og kontor), avhengig av etterspørsel. Hvilken luftstrøm som skal være i hvert enkelt rom vil det i dette prosjektet ikke bli tatt spesielt hensyn til, da dette er avhengig av hvilken detektering en skal ha i de enkelte rommene (for eksempel CO2 eller tilstedeværelse). Siden et VVS - anlegg er et multivariabelt system der en endring i et av rommene vil påvirke hele systemet, er det også lagt inn et rom før og et rom etter de tre rommene som skal styres. Disse rommene skal da simulere et større anlegg der en gjerne har flere forgreininger (med mindre rom bak) på et hovedkanalstrekk. 7
Testriggen har gruppen valgt å styre ved hjelp av LabVIEW igjennom FieldPoint - moduler. Gruppen har valgt dette programmet fordi det har gode verktøy for både grafisk framstilling og logging. LabVIEW har flere måter å ta inn og sende data. Vi velger å benytte FieldPointmoduler til å være bindeleddet mellom instrumenteringen og PC. Dette fordi FieldPoint har mange analoge inn - og utganger til en lav pris, og oppdragsgiver har FieldPointmoduler liggende. Skal en kunne styre/regulere strømningen trengs spjeld. Ut Figur 1.6-1 ser en hvor en trenger disse. Valg av spjeldtype vil kravene være: Standard spjeld Posisjonstilbakemelding God repeterbarhet Inn og ut av hvert enkelt rom på testriggen, er det ønskelig med strømningsmålere. Dette for å få kunnskap om prosessen og ved styring kunne verifisere estimeringer. Hvor lang tid det vil ta før vi kan begynne å bygge testriggen er avhengig velviljen til de som leverer VVS - utstyr, da spesielt med tanke på motorspjeld og følere. Gruppen mener selve byggingen av testriggen ikke skal ta så lang tid. 1.6.2 Regulering Avanserte ventilasjonsanlegg i dag er basert på å regulere gjennomstrømningen i hvert enkelt rom og turtallsregulere viften ved at en velger et punkt i kanalnettet som skal ha et bestemt trykk. Reguleringen som skal prøves i dette prosjektet er har noen av de samme egenskapene, det vil si at det fortsatt blir mange små reguleringssløyfer og mye instrumentering. Forskjellen ligger i hovedsak i styringen av luftaggregatet. Figur 1.6-2 Prinsippskisse for reguleringssystem. 8
Som en ser av Figur 1.6-2, har en her en måling mer (spjeldposisjon) per rom enn en har i eksisterende VAV - systemer. I stedet for å styre viften ut i fra et valgt trykk ved et gitt punkt i kanalsystemet kan en da styre viften etter det rommet som krever mest trykk/volumstrøm. En styrer da viften slik at et av spjeldene ligger nesten helt åpent og oppnår da at viften ikke bruker mer energi enn nødvendig på å transportere luft. Dette i motsetning til VAV - anlegg der en er avhengig av en sikkerhetsmargin for trykket, som skal sørge for at alle rom skal få tilstrekkelig luftmengde ved alle tilfeller, og en taper dermed energi. Det vil i dette prosjektet også prøves å benyttes strømningsdata fra VVS - leverandørene (se kapittel 1.6.3) for å lage et program som regner ut innstillingene til anlegget. Under har gruppen satt opp noen punkter som beskriver fordeler og ulemper med et regulert VVS - anlegg i forhold til et styrt VVS - anlegg. Fordeler med et regulert system: Tar hensyn til dynamiske responser i systemet. God kontroll med faktiske tilstander i systemet. Sikker. (Med korrekt regulering). Reguleringsmetoder som er brukt til nå er ganske simple, kan være mye å hente på mer avansert regulering. Kan oppnå systemer som er selvlærende. Det vil si å logge stabile tilstander og overstyre reguleringen ved kjente tilstander for å få rask stabilitet. Det er dette som menes med selvlærende system. Ulemper/problemer med et regulert system: Blir avhengig av instrumentering på alle rom (til - og fraluft, spjeldposisjon). Kostbar investering. Treg regulering. Kan få svingesystemer, som lager problemer med å gjøre systemet selvlærende. Gruppen mener at denne metoden å løse oppgaven på vil være den som mest sannsynlig gir et godt resultat reguleringsmessig i løpet av prosjektperioden. En har her full kontroll over hva som foregår i systemet, og med riktig innstilte regulatorer skal et slikt system fungere. Problemet med et slikt system er at siden et VVS - anlegg er multivariabelt, vil en være avhengig av en forholdsvis treg regulering for unngå svingninger. En kan da få den situasjonen at reguleringen ikke klarer å holde følge ved raskt varierende belastninger, og systemet kommer da ut av kontroll. 9
1.6.3 Luft styring Som retningsgivende maksimal instrumenteringskostnad per rom i et behovstyrt anlegg er grensen satt til 2500-3000 kr (litt varierende med type bygg, referanse 1). Figur 1.6-3 Maksimal instrumenteringskostnad basert som funksjon av samtidsfaktoren. Eksisterende VAV - anlegg vil som regel overstige denne grensen. For å senke denne kostnaden ser gruppen det da som hensiktsmessig å prøve å estimere enkelte av de målte verdiene i slike anlegg. Problemet som en får ved multivariable systemer er at en må vite tilstanden til resten av anlegget for å kunne regne ut en enkelt verdi. Det vil si at for at det her skal være mulig å få fjernet nok målinger til at instrumenteringskostnadene blir lave nok, må en her estimere hele anlegget. Dette er i følge Svein Otto Kanstad (Siv.ing. dr.techn. KT Sensor) et område som har blitt neglisjert i VVS - bransjen i Norge, men som er begynt å taes i bruk ved noen firmaer i utlandet. Det å estimere et VVS - anlegg ser gruppen som en veldig vanskelig oppgave, men gevinsten vil være desto større dersom dette lar seg gjøre. Noen av de fordelene en oppnår ved et estimert anlegg fremfor et regulert anlegg er: Kan oppnå raskere styring av luftmengde. Rimeligere. Mulighet for å spare tid ved bygging (som følge av mindre instrumentering). Får kontroll med til - og fraluft. Unngår svingesystemer. Gruppen velger her å se problemet fra en mer praktisk side. Det skal forsøkes å estimere systemtilstandene ut fra praktiske målinger på de enkeltkomponentene som testriggen bygges av, for så å sammenligne estimattoren og testriggen. Målinger av enkeltkomponentene vil vi først og fremst forsøke å få fra produsentene av disse. Noen av forutsetningene for at en slik estimator skal være mulig å realisere for VVS - anlegg er: Avhengig av at det foreligger nok data og at denne dataen er god nok for formålet. Baserer seg på at det blir brukt standardkomponenter når VVS anlegg skal bygges. 10
Må oppdateres over tid ettersom ventilasjonsanlegget forandrer karakteristikk. Eventuelt må det undersøkes hvor mye et VVS - anlegg forandrer seg dersom en tar bort hovedårsakene til forandring (eksempelvis vifte og filtervegger). En estimator av den typen som her er satt har begrensninger ved at den ikke tar hensyn til den dynamiske responsen i anlegget. Det vil si at det ikke blir tatt hensyn til hvordan luften blir fordelt på rommene i den tidsperioden systemet bruker på å kjøre spjeldene og luftaggregatene til ny posisjon. Gruppen mener at et slikt beregningsprogram/estimator bør være fullt mulig å få til dersom en har nok tid og målinger som er nøyaktig nok. Hvor nøyaktig data en er avhengig av vil være en del av det som vil bli forsøkt å finne ut av i dette prosjektet. I VVS - bransjen i dag regner en på luft som et innkompressibelt medie. Det vil det også bli gjort i dette prosjektet. Dersom denne tilnærmelsen gir for store avvik med virkeligheten kan også dette være en grunn til at en ikke får beregnede og fysiske anlegg til å stemme med hverandre. Dersom det viser seg at denne måten å estimere VVS - anlegg fungerer, vil det bli forsøkt å sette opp et program i LabVIEW som gjør at en slik estimator skal være mulig å sette opp for en person med litt data og VVS - kunnskap. 1.7 Problemområder Gruppen vurderer prosjektet slik at det vil være det regulerings- og styringsmessige arbeidet som vil by på mest problemer. Det å regulere et så multivariabelt og ulineært system vil ofte gi problemer da en ofte vil være avhengig av treg regulering for at hele systemet ikke skal begynne å svinge. Dersom denne reguleringen da blir for treg, kan dette igjen føre til at en reguleringen prøver å kompensere for en forandring som ikke lenger er tilstede, og systemet begynner allikevel å svinge fordi det henger for langt etter den faktiske tilstanden i prosessen. Et slik reguleringssystem vil også i utgangspunktet være for dyrt. En løsningen på disse problemene kan være å lage en estimator slik at en raskere kan stille inn prosessen, og en slipper målere. Problemet her vil ligge i at det kan være vanskelig å få tak i data på VVS - komponenter samt at en ikke vet noe om godheten i disse dataene. Å bygge og koble opp riggen mot PC burde gå greit med den kompetansen som ligger i gruppen. Alle i gruppen har god erfaring med LabVIEW og FieldPoint, samt noe erfaring med å bygge VVS - anlegg. Eventuelle begrensninger vil her være at det kan vise seg vanskelig å få tak i det utstyret som trengs til testriggen. 11
2 Prosjektorganisering 2.1 Prosjektdeltagere Sindre Hansen Alder:28 Mail: sindrehansen@hotmail.com Tidligere utdanning/erfaring: Fagbrev Audio - video. Jobbet 2 år som Audio/video service tekniker. Teknisk fagskole data. Elektrolinje ved HiST - Avdeling for Teknologi. Stian Bueide Alder: 25 Mail: s_bueide@hotmail.com Tidligere utdanning/erfaring: Fagbrev automatikkmekaniker. Førstegangstjeneste. Elektrolinje ved HiST - Avdeling for Teknologi. Pål Jacob Nessjøen Alder: 22 Mail: paljacob@msn.com Tidligere utdanning/erfaring: Elekro GK/ElektronikkVK1 Førstegangstjeneste. Elektrolinje ved HiST - Avdeling for Teknologi. 2.2 Utstyr og ressurser Prosjektoppgaven kjøres i VVS laboratoriet i kjelleren i Gunnerus gate. Det er her satt av et kontor og plass til å bygge en testrigg. Simuleringsmodellen skal styres fra PC via FieldPoint moduler. Å skaffe utstyr til testriggen blir en del av prosjektet i starten, da det er begrenset med økonomiske midler til prosjektet. Av faglig kompetanse har vi oppdragsgiver Finn Drangsholt, Morten Christian Svensson og Morten Uv. Noe relevant bakgrunnsinformasjon er lagt frem av Finn Drangsholt. Forøvrig finnes det en del informasjon på Internett om emnet. 12
2.3 Tidsplan Det er utarbeidet en fremdriftsplan i form av et Gant diagram (Vedlegg 1) og S kurve (Vedlegg 2). Gruppen vil prøve å holde dette tidsskjemaet, men det kan bli nødvendig å revidere dette avhengig av leveransetider på utstyr. 2.4 Kvalitetssikring 2.4.1 Prosjektleder I løpet av prosjektet skal gruppen ha en prosjektleder. Prosjektleder vil ha følgende oppgaver i gruppen i tillegg til de vanlige oppgavene. - påse at fremdriften i prosjektet følger fremdriftsplan. - ha oversikt over arbeidsmengde og situasjonen i gruppa. - innkalle til prosjektmøter. - påse at dokumentasjon og notater blir laget og arkivert på en tilfredsstillende måte. - være ansvarlig for orden på arbeidsstedet. Prosjektleder rollen vil gå på rundgang i gruppen: Uke: 4-9 10-15 16-20 Prosjektleder: Stian Pål Sindre 2.4.2 Gant - skjema Gruppen har utarbeidet et Gant - skjema hvor alle planlagte aktiviteter i prosjektet er tatt med. Dette vil gi prosjektleder og øvrige gruppemedlemmer god oversikt over planlagt fremdrift. Prosjektleder er ansvarlig for å merke ut de aktiviteter som er utført. Ved eventuelle avvik fra fremdriftsplan vil gruppen måtte omdirigere arbeidskraft til der behovet er størst. Dette vil være prosjektleders ansvar. 2.4.3 Arbeidstider. Gruppen vil jobbe så mye med prosjektet som det er mulighet for. Tirsdag til og med fredag er i hovedsak satt av til prosjektarbeid. Helgearbeid vil være litt opp til hver enkelt, men en del tid må også her påberegnes. Mandager er satt av til valgfag. Det vil bli holdt uoffisielle møter innad i gruppen etter behov. 13
2.4.4 Prosjektmøter Det vil bli innkalt til gruppemøter med veileder og oppdragsgiver hver 14. dag. Disse møtene skal hovedsaklig holdes på rom 103E kl 14.00. På disse møtene skal gruppen informere om hva som er gjort siden forrige møte, og hva som er målsetningene frem til neste møte. Gruppen vil veksle på møteleder- og referentvervene på møtene. Gruppen vil i tillegg til de formelle prosjektmøtene få i gang uformelle møter med oppdragsgiver og veileder etter behov. Uke : 4, 6 og 8 10, 12 og 14 16, 18 og 20 Møteleder: Stian Sindre Pål Referent : Sindre Pål Stian 14
3 Konklusjon Gruppen ser helt klart effekten av å kjøre dette prosjektet. Det er helt klart store ENØK fordeler med et behovstyrt VVS - anlegg, dersom det fungerer. Det som tidligere har vært tilfellet med behovstyrte anlegg er at de ikke har vært stabile, de utnytter ikke det fulle potensialet i ENØK besparingene og investeringskostnadene overskrider inntjeningsmulighetene. Det er i all hovedsak disse tre problemene som skal forsøkes i overkommes i dette prosjektet. Gruppen mener at de to første problemene vil være mulig å overkomme med en smart regulering, men det løser ikke problemet med de høye investeringskostnadene. På grunn av de nye ENØK kravene vil et slikt anlegg allikevel være en nødvendig investering for å imøtekomme kravene. For å redusere investeringskostnadene, mener gruppen det burde være mulig å beregne et VVS - anlegg nøyaktig nok til at beregnede verdier kan benyttes for å styre anlegget. Gruppen har ikke funnet noen informasjon om lignende forsøk på å beregne slike anlegg annet i en uttalelse av Svein Otto Kanstad (ref 1), som sier at dette blir gjort ved enkelte firmaer i utlandet. Det er første året dette prosjektet blir kjørt som hovedprosjekt ved Høgskolen i Sør- Trøndelag. Dette gjør at det tar litt tid å komme i gang, med tanke på å anskaffe materiell til prosjektet. Gruppen ser også muligheten for det kan bli nødvendig å kjøre dette prosjektet over flere år, for at slike system skal bli mest mulig lønnsomt å investere i. 15
4 Referanser 1. KT - Sensor sluttrapport www.ktsensor.com 2. VAV - Prinsipp www.bevent-rasch.no/ 16
5 Vedlegg oversikt 1. Gant - diagram 2. S - Kurve 3. KTR - skjema 17
Vedlegg hovedprosjekt i automatiseringsteknikk våren 2004 Vedlegg 1 Gant - diagram Vedlegg 2 S kurve 1600 1400 Tidsforbruk Estimert timeforbruk Akkumulert timeforbruk Sum antall timer 1200 1000 800 600 400 200 0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Uke 2
Vedlegg hovedprosjekt i automatiseringsteknikk våren 2004 Vedlegg 3 KTR Skjema Testrigg Ref. prosjektforslag : Forprosjekt Dato : 23.01.04 Prosjekt : Aktivitet : 1. Testrigg Aktivitets nummer : (ref Gant - diagram) Start : 2. februar 2004 Slutt : (Dato) (Dato) Foregående aktiviteter / prosjekt : Forprosjekt 1 12. mars 2004 Etterfølgende aktiviteter : Regulering av prosessen Mål : 1. Skaffe og teste deler og utstyr. Rørdeler, vifter, frekvensomformere, motorspjeld, strømningsmålere, FieldPointmoduler og trykkmålere. 2. Sette opp testriggen. 3. Kjøre tester på alt utstyret oppkoblet. Arbeidsbeskrivelse : Antall timeverk : Gj. Snittlige timekostnad : Totale timekostnad : Faglig ansvarlig : Prosjekt medarbeidere : 1. Sette opp liste over hvilket utstyr som er tilgjengelig og hvilket som må skaffes. Få tak i nødvendige deler og utstyr. 2. Bygg en nedskalert modell av et ventilasjonsanlegg i et av rommene på VVS - labben. 3. Test alle målere og pådrag. 4. Dokumentasjon 300 timer 0,- 0,- Dir. kostnader : Tot kostnader : 0,- 0,- Pål Jacob Nessjøen og Sindre R. Hansen. Stian Bueide 3
Vedlegg hovedprosjekt i automatiseringsteknikk våren 2004 Regulering Ref. prosjektforslag : Forprosjekt Dato : 23.01.04 Prosjekt : Aktivitet : 2. Regulering Aktivitets nummer : (ref Gant-diagram) Start : 9. februar 2004 Slutt : (Dato) (Dato) Foregående aktiviteter / prosjekt : Testrigg 4 2. april 2004 Etterfølgende aktiviteter : Styring av rigg og rapportskriving. Mål : 1. Lage et grensesnitt i LabVIEW som skal brukes til testing og logging av resultater. 2. Prøve ut enkel manuell styring av prosessen via FieldPointmoduler. 3. Utarbeide et program som regulerer ønsket mengde til hvert enkelt rom. 4. Lage program som logger verdier og er selvlærende. Arbeidsbeskrivelse : Antall timeverk : Gj. Snittlige timekostnad : Totale timekostnad : Faglig ansvarlig : Prosjekt medarbeidere : 1. Utarbeid et fleksibelt grensesnitt med mulighet for overvåkning av mange målere, og lag en loggefunksjon som holder styr på datastrømmene. 2. Her må en få til alle pådrag og lese av alle verdiene. 3. Programmet skal være satt opp på godt strukturert og oversiktlig måte. Dette for å kunne bygge ut programmet under en senere anledning. 4. Bruke LabVIEW for å se på muligheten for å lage et selvlærende program ut fra tidligere stasjonære tilstander i prosessen. Oppnå raskere regulering. 5. Dokumentasjon 250 timer 0,- 0,- Dir. kostnader : Tot kostnader : 0,- 0,- Pål Jacob Nessjøen og Sindre R. Hansen Stian Bueide 4
Vedlegg hovedprosjekt i automatiseringsteknikk våren 2004 Luft styring Ref. prosjektforslag : Forprosjekt Dato : 23.01.04 Prosjekt : Aktivitet : 3. Luft styring Aktivitets nummer : (ref Gant-diagram) Start : 16. februar 2004 Slutt : (Dato) (Dato) Foregående aktiviteter / prosjekt : Testrigg. 7 23. april 2004 Etterfølgende aktiviteter : Rapportskriving. Mål : 1. Samle inn data for å lage karakterisere enkeltkomponentene som blir brukt på testriggen. 2. Sette opp et enkelt program som bruker komponentdataene for å estimere tilstandene i prosessen. 3. Teste beregnede verdier opp mot testriggen. 4. Konklusjon styreprinsipp. 5. Utarbeide et program som styrer ønsket mengde til hver enkelt rom. 6. Utarbeide rutine for å sette opp beregningsprogram. Arbeidsbeskrivelse : 1. Samle inn data fra leverandører, eventuelt gjøre målinger på de komponentene som viser seg vanskelig å få tak i data på. 2. Finne ut hvordan komponentdataene skal brukes for å kunne beregne tilstandene i prosessen, og sette opp et program som gjør denne beregningen. 3. Sammenligne beregnede verdier opp mot målte verdier for å se hva som stemmer og hva som ikke stemmer. 4. Det vil her være potensial for en god del feilsøking samt at det kan bli nødvendig å konkludere med at dette styringsprinsippet vil være for vanskelig. 5. Utarbeide et program for å styre riggen med varierende ønsket luftstrøm på flere rom. 6. Lage en rutine for hvordan en setter opp beregningene på en enkel måte og ved hjelp av ferdigprogrammerte SUB- VI. 7. Dokumentasjon Antall timeverk : Gj. Snittlige timekostnad : Totale timekostnad : Faglig ansvarlig : Prosjekt medarbeidere : 400 timer 0,- 0,- Dir. kostnader : Tot kostnader : 0,- 0,- Stian Bueide Pål Jacob Nessjøen og Sindre R. Hansen. 5
Vedlegg hovedprosjekt i automatiseringsteknikk våren 2004 Administrasjon og dokumentasjon Ref. prosjektforslag : Forprosjekt Dato : 23.01.04 Prosjekt : Aktivitet : 4. Administrasjon og dokumentasjon Aktivitets nummer : (ref Gant-diagram) Start : 12. januar 2004 Slutt : (Dato) (Dato) Foregående aktiviteter / prosjekt : Forprosjekt 12 13. mai 2004 Etterfølgende aktiviteter : Mål : 1. Holde kommunikasjonen og orden mellom gruppa, veileder og arbeidsgiver. 2. Gi veileder og arbeidsgiver løpende informasjon om status og framdrift. 3. Få dokumentert feil, målinger og løsninger. Arbeidsbeskrivelse : Antall timeverk : Gj. Snittlige timekostnad : Totale timekostnad : Faglig ansvarlig : Prosjekt medarbeidere : 1. Kalle inn til formelle møter. 2. Skrive statusrapporter. 3. Dokumentasjon. 250 timer Dir. kostnader : 0,- 0,- 0,- Tot kostnader : 0,- Stian Bueide, Pål Jacob Nessjøen og Sindre R. Hansen. 6
Vedlegg hovedprosjekt i automatiseringsteknikk våren 2004 Vedlegg 3 Mal møteinnkalling HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi Institutt for elektroteknikk 7004 TRONDHEIM Møteinnkalling Gjelder: Prosjekteringsmøte nr X Møtedato: XX Oppgave: VVS anlegg Tid: XX Prosjektgruppe: 72 Sted XX Møteleder: XX Referent: XX Deltakere: Finn Drangsholt finn.drangsholt@iml.hist.no tlf: 73 55 96 88 Arnfinn Hofstad arnfinn.hofstad@iet.hist.no tlf: 73 55 95 92 Pål Jacob Nessjøen paaljn@stud.iet.hist.no tlf: 92 44 41 32 Stian Bueide stianbu@stud.iet.hist.no tlf: 93 05 30 93 Sindre R. Hansen sindrehansen@hotmail.com tlf: 95 20 78 20 Går til : Møtedeltagere Oppdragsgiver: Finn Drangsholt Dato: Dato referat utsendt Veileder: Arnfinn Hofstad Sakliste: Sak.nr Emne Ansvarlig 00/XX Godkjenning av innkalling og saksliste Møteleder 01/XX Godkjenning av forrige møtereferat Møteleder 02/XX Presentasjon av statusrapport Gruppen XX/XX XXXXX XX/XX Eventuelt Personer som er forhindret fra å komme skal melde dette til møteleder 7
Vedlegg hovedprosjekt i automatiseringsteknikk våren 2004 Vedlegg 4 Mal møtereferat HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi Institutt for elektroteknikk 7004 TRONDHEIM Møtereferat Gjelder: Prosjekteringsmøte nr X Møtedato: XX Oppgave: VVS anlegg Tid: XX Prosjektgruppe: 72 Sted XX Møteleder: XX Referent: XX Tilstede: Finn Drangsholt finn.drangsholt@iml.hist.no tlf: 73 55 96 88 Arnfinn Hofstad arnfinn.hofstad@iet.hist.no tlf: 73 55 95 92 Pål Jacob Nessjøen paaljn@stud.iet.hist.no tlf: 92 44 41 32 Stian Bueide stianbu@stud.iet.hist.no tlf: 93 05 30 93 Sindre R. Hansen sindrehansen@hotmail.com tlf: 95 20 78 20 Går til : Møtedeltagere Oppdragsgiver: Finn Drangsholt Dato: Dato referat utsendt Veileder: Arnfinn Hofstad Sak.nr Emne Ansvarlig Tidsfrist 00/XX Godkjenning av innkalling og saksliste Møteleder 01/XX Godkjenning av forrige møtereferat Møteleder 02/XX Presentasjon av statusrapport Gruppen XX/XX XXXXX XX/XX Eventuelt 8
Vedlegg hovedprosjekt i automatiseringsteknikk våren 2004 Vedlegg 5 Mal statusrapport HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi Institutt for elektroteknikk 7004 TRONDHEIM Statusrapport Periode: XX.XX.04 XX.XX.04 Uke: XX og XX Oppgave: VVS anlegg Dato: XX.XX.04 Prosjektgruppe: 72 Utarbeidet av: XX Går til: Finn Drangsholt finn.drangsholt@iml.hist.no tlf: 73 55 96 88 Arnfinn Hofstad arnfinn.hofstad@iet.hist.no tlf: 73 55 95 92 Pål Jacob Nessjøen paaljn@stud.iet.hist.no tlf: 92 44 41 32 Stian Bueide stianbu@stud.iet.hist.no tlf: 93 05 30 93 Sindre R. Hansen sindrehansen@hotmail.com tlf: 95 20 78 20 1 Oppnådde mål/milepeler i perioden Mål/Milepel Ansvarlig Kommentarer 2 Avvik Avvik Kommentarer Ansvarlig Ny frist 3 Oppgaver neste periode Oppgaver Kommentarer Ansvarlig Frist 4 Tidsforbruk i perioden Navn Aktivitet Timer 9