Praksisoppgave,  Automatiseringssystemer 

TEMA: Start og stopp fra to steder med PLS 
Praksisoppgave: Kobling av kortsluttet asynkronmotor: start og stopp fra to steder

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:
I garderoben på et verksted er det installert en vifte som startes fra ett sted. Nå ønsker kunden at viften skal kunne startes og stoppes i begge ender av garderoben. I tillegg skal det monteres en litt større motor til viften. Når det likevel skal lages en ny styring, ønsker kunden at motoren skal styres av en PLS med to start- og to stoppknapper. Verkstedet har IT-nett.

Be læreren bestille Montørhåndboken fra Eaton!

Utstyr du trenger
- PLS/multifunksjons relé : PLS erstatter vanlig, tradisjonell styrestrømkobling. Du sparer mye koblingsarbeid med å bruke PLS. Den største besparelsen oppnår du når installasjonen skal forandres, for eksempel fra start og stopp fra to steder til stjerne-trekant-start. Da trenger du ikke å koble i det hele tatt, bare programmere PLS-en med PC-en.
-     Trykknapp for START. Det skal brukes grønn tast til start. I tillegg brukes det normalt åpen kontakt, NO, med merking 3 og 4.
-     Trykkapp for STOPP. Det skal brukes rød tast til stopp og normalt lukket brytekontakt, NC, med merkingen 1 og 2.
-     Nødstopp: DU må vurdere om det trengs nødstopp i denne installasjonen. Denne vurderingen gjør du i risikoanalysen nedenfor.
-     Kontaktelement (NC): Ekstra kontaktelement som monteres på nødstoppen.
-     Nødstopprelé/sikkerhetsrelé. Brukes sammen med nødstopp i stedet for ekstra kontaktelement.
-     Boks med trykknapper
-     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. Den 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 med i styrestrømskjemaet. Det er hjelpekontakten som bryter strømmen til spolen i kontaktoren. Motorvernreleet monteres på kontaktoren. Motorvernreleet bryter ikke strømmen ved kortslutning, så det må monteres en elementautomat som kortslutningsvern i tillegg.
-     Elementautomat. Det brukes trepolt kortslutningsvern som sammen med motorvernreleet gir beskyttelse av motoren. Vernet får ikke være større enn det leverandøren tillater i forhold til motorvernreleet.
-     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., ved rengjøring, vedlikehold og reparasjoner. Se også link om KRAV til sikkerhetsbryter (kilde: Eaton).
-     Rekkeklemmer. Koblingspunkt for å få en overgang fra skapet og videre utenfor skapet til for eksempel en motor.
-     PFXP. «Dobbeltisolert» kabel for faste installasjoner i åpne anlegg og røranlegg. Tillatt innendørs og utendørs. Entrådet leder gir stiv kabel, flertrådet leder gir myk 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

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


Din oppgave:

Denne oppgaven går ut på å lage dokumentasjon før og etter installasjonen. Som elektrikere er vi pålagt å dokumentere installasjonen. Dette gjelder også oppgavene i faget Automasjon. Dokumentasjonen er til for vår egen sikkerhet og bekrefter at installasjonen er uten feil og mangler.

Styring med PLS
Du skal koble en motor som styres med hjelp av PLS og start og stopp fra to steder. Du installerer i et skap på veggen eller på et motorstativ. Trykknappene kan monteres på døren til skapet eller i en løs trykknappboks. Spør læreren om hvor du skal installere. For å kunne planlegge må du vite hvilken motor du skal bruke i installasjonen. På motorens merkeskilt står de dataene du trenger. Se eksemplet på en motors merkeskilt. Installasjonen kan kobles enten til IT-nett eller TN-nett avhengig av hvilket nettsystem skolen bruker.



Tidsplan:

*    Lag en tidsplan for oppgaven på et skjema. Tidsbruken blir forskjellig om du har et anlegg du skal utbedre eller om du skal lage et nytt anlegg.



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 tak eller vegg. I tillegg må det være bygd inn en sikkerhet som stopper porten hvis noe er i veien når porten går ned.

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. Der 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:

Brukes det nødstoppbrytere må det brukes to ekstra kontaktelement (NC) som monteres på nødstoppbryteren. Det er ikke nok at kun en av nødstoppens kontakter er koblet til inngangen på PLSen. De andre kontaktene på nødstoppbryteren må kobles i serie med kontaktoren. Dette for at 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 arrangementtegning 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 avPLSen hvor du tegne inn hvordan brytere, kontaktor og eventuell sikkerhetsrelé.

*    Lag en tilordningsliste til alt utstyr som kobles til PLSen

*    Lag en rekkeklemmetabell. Bruk skjema.

*     Lag et PLS-program med programvaren til PLSen. 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. Dette for at du skal få realistiske verdier. I denne oppgaven er det en ny og større vifte i garderoben. I tillegg skal det være to start og stopp. Du gjør beregningene som om verkstedet har IT-nett.

-     En motor trekker den strømmen den trenger for belastningen. Når motoren blir maksimalt belastet, trekker den den største strømmen motoren klarer før den ”brenner”. Den maksimale strømmen motoren tåler, kalles merkestrøm. Merkestrømmen er merket på motorens merkeskilt. Les av motorens merkestrøm på merkeskiltet.
-     Startstrømmen er 8,7 ganger større enn merkestrømmen for akkurat denne motoren.
-     Læreren forteller deg lengden på kabelen fra styreskapet til motoren.
-     Læreren forteller 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 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 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 skjønt hvert punkt. Les veiledningen.

*    Monter utstyret og motor 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 med multifunksjons releet (PLS) 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 PLSen.
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.

*    Test anlegget med ditt PLSprogram. Trykk på start og stopp. Kontrollere også at PLSen bryter motoren når du trykker på testknappen på motorvernreleet. 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 også 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 bruke linkene: PLS/multifunksjonsrelé, Nødstopp, Kontaktelement (NC), Nødstopprelé/sikkerhetsrelé, Trykkapper, Boks med trykknapper, Kontaktor, Motorvern relé og Elementautomat eller Motorvernbrytere, Sikkerhetsbryter, Rekkeklemmer, PN, PFSP, PFXP.

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 begynner å løse 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 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 din sammen med deg på skjemaet du brukte.