Praksisoppgave,  Automatiseringssystemer 

TEMA: Y/D start med PLS 
Praksisoppgave:  Kobling av kortsluttet asynkronmotor: Y/D start med PLS 

Kompetansemål:
 Mål for opplæringen er at eleven skal kunne
  • planlegge, montere, sette i drift og dokumentere programmerbare logiske styringssystemer for digital og analog signalbehandling knyttet til byggautomatisering, fjernstyring og sekvensstyring, og bruke digitale verktøy til programmering, konfigurering og feilsøking
  • planlegge, montere, sette i drift og dokumentere systemer for motorstyring med valgbar dreieretning og turtall av trefase asynkron kortslutningsmotor
  • måle elektriske størrelser på systemene og vurdere måleresultatene
  • feilsøke på systemnivå
  • risikovurdere og sluttkontrollere arbeidet som utføres på systemene
  • bruke faglig presist språk om systemene, tilpasset brukere, supportpersonell, kolleger og representanter fra andre fagområder
  • utføre arbeidet på systemene fagmessig, nøyaktig og i overensstemmelse med gjeldende lover og forskrifter, normer og produsentens tekniske dokumentasjon
  • arbeide i overensstemmelse med rutiner for kvalitetssikring og internkontroll, med hovedvekt på avvikshåndtering og helse, miljø og sikkerhet


Innledning:

På en gård skal det monteres en ny ventilasjonsvifte. Gården har problemer med energiforsyningen fra e-verket, og de har fått beskjed om å bruke Y/D start av motoren. De på gården er opptatt av å modernisere anlegget og har da bestemt at motoren skal styres av en PLS. På sikt skal alt utstyr automatiseres.
Styringen til vifta skal monteres i et automatikkskap. Gården forsynes fra et IT-nett.
Be læreren bestille montørhåndboken fra Eaton (Moeller).

Utstyr du trenger
PLS/multifunksjons reléPLS erstatter den tradisjonelle styrekreten.
Boks med trykknapper. Start og stoppknapper monteres i en boks ved åpen installasjon.
Nødstopp: Kunden ønsker at installasjonen har nødstopp.
Kontaktelement (NC). Ekstra kontaktelement som monteres på nødstoppen.
- Nødstopprelé (sikkerhetsrelé). Brukes sammen med nødstopp i stedet for ekstra kontaktelement. 
Kontaktor. Styres med trykknappene. Kontaktorene brukes til å koble til og bryte strømmen til motoren. 
Motorvernrelé. Registrerer om motoren trekker for stor strøm i forhold til motorens merkestrøm. Det virker slik at strømmen i releet varmer opp lederne som påvirker et bimetall inne i releet. Bimetallet bryter en hjelpekontakt. Det er viktig at denne hjelpekontakten er koblet til en inngang på PLS-en. Det er hjelpekontakten som gir beskjed til PLS-en om å bryte. Motorvernreleet monteres på kontaktoren. Motorvernreleet bryter ikke strømmen ved kortslutning, så det må monteres en elementautomat som kortslutningsvern i tillegg. NB. Det er viktig at dette vernet ikke er for stort i forhold til motorvernreleet. For et motorvernrelé som har innstilt verdi på ca. 1 A skal normalt ha et forankoblet vern på under 5 A.
Elementautomat. Det brukes trepolt kortslutningsvern som sammen med motorvernreleet gir beskyttelse av motoren. Vernet får ikke være større i forhold til motorvernreleet enn det leverandøren tillater.
Motorvernbryter. En motorvernbryter virker både som kortslutningsvern (elementautomat) og motorvernrelé. En motorvernbryter erstatter kortslutningsvernet og motorvernreleet.
Sikkerhetsbryter. Vi må bruker sikkerhetsbryter for å beskytte liv og helse ved å eliminere berøringsfaren, forhindre utilsiktet innkobling, forhindre at uvedkommende forårsaker innkobling osv., under rengjøring, vedlikehold og reparasjoner. Se også link om KRAV til sikkerhetsbryter. (Kilde: Eaton).
Rekkeklemme. Koblingspunkt for å få en overgang fra skapet og videre til for eksempel en motor utenfor skapet.
PFXP. «Dobbeltisolert» kabel for faste installasjoner i åpne anlegg og røranlegg. Tillatt innendørs og utendørs. Entrådet leder gir stiv kabel, flertrådet leder gir bøyelig kabel som tåler vibrasjon og bevegelse (kilde: Draka kabel). 
PFSP. Kraftkabel med inntil 1 kV driftspenning. Tillatt innendørs, utendørs og som jordkabel uten ekstra beskyttelse. (Kilde Draka kabel



Planlegging

 Husk på å ta vare på notater fra planleggingen. Planleggingen brukes som dokumentasjon som leveres kunden. Les om dokumentasjon i § 12 (FEL).


Din oppgave:
 Oppgaven går ut på å lage dokumentasjon før og etter installasjonen. Som elektrikere er vi pålagt å lage dokumentasjon. Dette gjelder også oppgavene i faget Automasjon. Dokumentasjonen er til for vår egen sikkerhet og for å bekrefte at installasjonen er uten feil og mangler.

Funksjon med PLS-styring
- Start: En trykknapp brukes for at vifta skal starte. Motoren skal først starte i Y-kobling. Når motoren har kommet opp i turtall skal motoren gå over i D-kobling
- Stopp: En annen trykknapp brukes for å stoppe vifta. 
- Kunden ønsker i tillegg at anlegget har nødstopp.

For å kunne utføre planleggingen må du vite hvilken motor du skal bruke i din installasjon. På motorens merkeskilt får du de dataene du trenger. Se eksempel på en motors merkeskilt.

Du kobler i et skap på veggen eller på et motorstativ. Spør læreren hvor installasjonen skal monteres. Oppgaven kan kobles enten til IT-nett eller TN-nett uavhengig hvilket nettsystem skolen din bruker. 

Tidsplan:
 * Lag en tidsplan for arbeidet på et skjema. Tidsbruken blir forskjellig om du har en oppgave du skal utbedre eller om installasjonen er ny.

Risikovurdering:
 Risikovurderingen består av to deler. 
-     Arbeidet – Du finner ut hvilke farer som er forbundet med å utføre arbeidet. 
-     Elinstallasjonen – Du redegjør for hvilken risiko av elektrisk karakter installasjon medfører både før og etter at installasjonen er ferdig.
Risikovurdering av arbeidet
Les informasjonen om risikovurdering i forbindelse med å utføre arbeidet på Arbeidstilsynet.no.
Med risiko menes «sannsynligheten for og konsekvensen av at noe uønsket skal hende eller utvikle seg». «Farekilde» er alle forhold som kan forårsake skade. Det kan være kjemikalier, maskiner, arbeid i høyden, tunge løft, stress, osv. Husk at risiko ikke begrenser seg til umiddelbare, fysiske farer. De hyppigste årsakene til skader og sykdom i arbeidslivet i dag, er ergonomiske og psykososiale forhold som muskel- og skjelettplager, stress, konflikter etc. En vurdering av risikoen må derfor også omfatte slike spørsmål. I faget automatiserte anlegg kan det i tillegg være risiko for å miste ned en stor motor fra stor høyde.
Tre enkle spørsmål er kjernen i risikovurderingen:
-     Hva kan gå galt?
-     Hva kan vi gjøre for å hindre dette?
-     Hva kan vi gjøre for å redusere konsekvensene dersom det skjer?
En enkel risikovurdering kan gjøres i fire trinn:
-     Trinn 1: Finn farekildene
-     Trinn 2: Hva kan skje og hvor sannsynlig er det?
-     Trinn 3: Hva kan vi gjøre for å hindre det?
-     Trinn 4: Tiltak og videre arbeid (Kilde: Arbeidstilsynet)
*    Fyll ut hjelpeskjema om risikovurdering fra Arbeidstilsynet. SE VEILEDNING! Her beskriver du de farene som kan oppstå under arbeidet med å installere lysbryteren og stikkontaktene. For eksempel om du skal stå på stige, bore i vegg eller lignende. Notér også alle andre farer som du mener det kan være i forbindelse med denne installasjonen.

Risikovurdering: elektrisk installasjon
Les § 16 i FEL om risikovurdering i forbindelse med elinstallasjonen..
Er det noe spesielt en må huske på ved installasjon med PLS? Hva skjer hvis PLS-en slutter å virke og du trykker på nødstopp? Stopper motoren da?

* Fyll ut risikovurdering «rapport fra risikovurderingen» fra NELFO – husk på å skrive inn kommentarer for å vise at du har forstått hvert punkt. Les veiledningen



Tegninger:

Hvis en bruker nødstoppbrytere, må en bruke to ekstra kontaktelement (NC) som monteres på nødstoppbryteren. Det er ikke nok at bare en av nødstoppens kontakter er koblet til inngangen på PLS-en. De andre kontaktene på nødstoppbryteren må kobles i serie med kontaktoren for å være helt sikker på at kontaktoren bryter hvis en trykker på nødstoppbryteren. I stedet for flere kontaktelement (NC) kan en bruke et nødstopprelé (sikkerhetsrelé).
*    Lag en arrangementstegning over hvordan du har tenkt å montere utstyret i skapet eller på stativet.
*    Lag et hovedstrømsskjema og styrestrømskjema for start og stopp fra to steder. Bruk helst et tegneprogram på PC-en. For eksempel PC SCHEMATIC som er gratis for skoler.
*    Lag en tegning av PLS-en hvor du tegner inn brytere, kontaktor og et eventuelt sikkerhetsrelé.
*    Lag en tilordningsliste for alt utstyr som kobles til PLS-en.
*    Lag en rekkeklemmetabell. Bruk skjema.

*    Lag et PLS-program med programvaren til PLS-en. Husk på å lagre programmet og skriv ut programmet som dokumentasjon. 

Beregninger:
 Du skal beregne og dokumentere ledertverrsnittet på kabelen fra styreskapet frem til motoren. Dokumentasjonen skal være for kundens tenkte installasjon slik at du skal få realistiske verdier. Kortslutningsstrømmer og lengden på kabelen får du av læreren. Du gjør beregningene som om verkstedet har TN-nett.
Husk på at motoren først er koblet i Y (stjerne) og så i D (trekant). Hvilken merkestrøm skal du dokumentere etter ved Y/D-start?
- Les av motorens merkestrøm på motorens merkeskilt.
- Startstrømmen er omtrent som merkestrømmen ved Y/D-start.
- Læreren gir deg lengden på kabelen fra styreskapet til motoren.
- Læreren gir deg minste kortslutningsstrøm i enden på kabelen til motoren. * Bruk skjema for å beregne og dokumentere at du har rett tverrsnitt på kabelen i forhold til vernet. Husk på at det er trefase.   

Materielliste:
Lag en materialliste for kundens installasjon. Print ut et skjema og skriv inn det materiell du trenger.
- PLS/multifunksjons relé:
- Nødstopp
- Kontaktelement (NC) 
- Nødstopprelé/sikkerhetsrelé.
- Trykkapper 
- Boks med trykknapper
- Kontaktor 
- Motorvern relé og Elementautomat eller eller motorvernbrytere
- Sikkerhetsbryter
- Rekkeklemmer
- PFXP
- PFSP 



Gjennomføring

Husk at arbeidet skal være fagmessig utført!



Montasje

*    Fyll ut risikovurdering ”rapport fra risikovurderingen”. Husk på å skrive inn kommentarer for å vise at du har forstått alle punktene. Les veiledningen.
*    Monter utstyret ut fra arrangementstegningen.
*    Trekk kabel fra styreskapet eller motorbrettet frem til sikkerhetsbryteren og motoren.
*    Trekk kabel fra styreskapet eller motorbrettet frem til boks med trykknapper.
*    Koble installasjonen ut fra dokumentasjonen.



Testing

*    PLSen er en elektronisk komponent som kan bruke lavere spenning enn 230 V. Vær nøye med hvor du måler isolasjonsresistansen så du ikke ødelegger PLS-en. Mål isolasjonsresistansen på rett sted og noter verdien. Se film om isolasjonsresistans.
*    Mål kontinuiteten og noter verdien. Se film om kontinuitet. Kontinuiteten kan måles mellom jordstiften på støpselet og motor, skap, stativ eller andre metalliske deler. Husk på at døren til skapet skal ha en egen jording!
*    Spenningssett installasjonen etter tillatelse fra læreren.

*    Teste anlegget. Trykk på start og stopp. Kontrollere også at styrestrømmen brytes og motoren stopper når du trykker på testknappen på motorvern releet. Se bilde!   

Feilsøking

*    Bryt spenningen og feilsøk hvis installasjonen ikke virker.
*    En medelev lager feil på din installasjon, og du feilsøker og utbedrer feilen.





Dokumentasjon

Sluttkontroll

Gjør sluttkontrollen av installasjonen. 

* Se filmene på linken til filmer om sluttkontroll.
Se film om”5 sikre”.
*    Bruk ”5 sikre”. Måling, prøving og visuell kontroll. Fyll ut alle verdier, husk på å kommentere.



Kursfortegnelse

Lag en kursfortegnelse over installasjonen.
*    Bruk ”5 sikre” og fyll skjemaet.



FDV-dokumentasjon
 For installasjoner i bedrifter skal det leveres FDV-dokumentasjon til eieren av anlegget.
*    Print ut FDV-dokumentasjonen for utstyret.
Gå in på Eaton sitt FDV-program eller bruk linkene: PLS/multifunksjons reléNødstoppKontaktelement (NC)Nødstopprelé/sikkerhetsreléTrykkapperBoks med trykknapper,KontaktorMotorvern relé og Elementautomat eller MotorvernbrytereSikkerhetsbryterRekkeklemmerPFSPPFXP.
Et alternativ til FDV-dokumentasjon er utstyrsdokumentasjon.

Utstyrsdokumentasjon

Les om CE-merking og om utstyrsdokumentasjon.
*    Lag utstyrsdokumentasjon. Bruk skjema.



Brukerveiledning
 Lag en enkel brukerveiledning til kunden. Der skal det blant annet stå hvordan kunden skal rengjøre motoren og hva som kan være galt hvis motorvernreleet eller motorvernbryteren løser ut. Brukerveiledningen skal også forklare funksjonen på installasjonen.

Samsvarserklæring
*    Lag en samsvarserklæring for installasjonen. Bruk ”5 sikre”.
All dokumentasjon skal leveres kunden (læreren).





Vurdering

Min innsats:
  • *    Hvordan var mitt planlagte tidsforbruk i forhold til virkelig tidsforbruk? Hvis det er forskjell, hva er grunnen? Skriv en kort begrunnelse.
    *    Hva har jeg lært av denne oppgaven? Skriv en kort forklaring.
    *    Hva var bra med denne oppgaven? Skriv en kort begrunnelse for hvorfor det var bra.
    *    Hva kan jeg gjøre bedre neste gang jeg installerer start og stopp av en motor? Skriv en kort forklaring.
    *    Hvilken karakter mener jeg at jeg skal ha på denne oppgaven? Bruk skjema.
    *    Læreren setter karakter på oppgaven min sammen med meg på skjemaet jeg bruker.