Automatiserte anlegg 1 8200414493 [PDF]

Zitiervorschau

Helge Strømme

Automatiserte anlegg 1 Bokmål

Universitetsforlaget

©UNIVERSITETSFORLAGET AS 1994 ISBN 82-00-41449-3

Det må ikke kopieres fra denne boka i strid med åndsverk­ loven og fotografiloven eller i strid med avtaler om kopie­ ring inngått med Kopinor, interesseorgan for rettighetshave­ re til åndsverk. Godkjent av Nasjonalt Læremiddelsenter 30. juni 1994 til bruk i den videregående skolen.

Forfatteren har mottatt støtte fra Norsk Faglitterært Fond.

Spørsmål om denne boka kan rettes til: Universitetsforlaget Postboks 2959 Tøyen 0608 Oslo 6 Tegning: Flemming Jacobsen Omslag: Tor Berglie Trykk: HS-Trykk A/S, Oslo 1994

2

Forord Denne boka dekker innholdet i faget automatiserte anlegg for grunnkurs elektro. Boka kan også brukes på linjer som har lik­ nende fag, som for eksempel grunnkurs mekaniske fag. Målet med faget automatiserte anlegg er å lære eleven å kople og for­ stå enkle motorstyringer med både kontaktorer og PLS.

Det er viktig å huske på at dette er et grunnkursfag som bare skal danne grunnlaget for videre utdanning. Mange emner blir berørt, og det er begrenset hvor mye en kan gå inn på hvert enkelt av dem. For de elevene som fortsetter i en yrkesutdan­ ning som har med automatiserte anlegg å gjøre, vil hvert emne bli grundigere behandlet senere. Automatiserte anlegg må ikke ses på som et eget fag isolert fra de andre på grunnkurs elektro. De fleste fagene griper inn i hverandre, og krever samarbeid mellom lærerne. Noen emner, som for eksempel motorteori og digitalteknikk, bør du vite noe om før du leser boka Automatiserte anlegg, men denne boka gir ikke utdypende forklaring om dette. Bruk derfor også andre bøker aktivt for å få full forståelse av teorien. Når du begynner på et nytt kapittel, bør du lese gjennom hele kapitlet før du begynner å studere detaljene. Det vil gi en bedre oversikt og systemforståelse. Læring oppnås ofte best ved en kombinasjon av teori og praksis. Det er derfor lagt opp til at de praktiske øvelsene skal dekke omtrent halvparten av tiden i faget. Dersom du ikke forstår teorien fullt ut, vil du kanskje for­ stå den når du har gjennomgått øvingene som står bak hvert kapittel.

Kontrollspørsmålene i slutten av hvert kapittel er lagd slik at du bør kunne svare på disse uten å slå opp i teksten (boka).

Oppgavene i slutten av hvert kapittel vil i noen tilfeller kreve litt mer av deg enn at du slår opp og finner svaret i boka. I noen

3

av oppgavene må du bruke skolens oppslagsbøker, eller brosjy­ rer og kataloger fra elektrolimiaer. Uten velvilje fra en del leverandører hadde det ikke vært mulig å få til illustrasjonene i denne utgivelsen. Jeg takker derfor spesi­ elt Siemens, Mitsubishi (Beijer Elektronikk) og KlockncrMoeller for velvilje til å stille illustrasjoner fra sine kataloger til disposisjon. Jeg takker også Norsk faglitterær forfatter- og oversetterforening som via faglitterært fond har gitt stipend til utgivelsen av denne boka.

Denne utgivelsen vil bli etterfulgt av Automatiserte anlegg 2 som vil behandle de samme emnene, men selvfølgelig gå lenger og grundigere inn på alle områder. Den inneholder i tillegg måle- og reguleringsteknikk som såvidt er berørt i kapittel 1 - i denne boka

Forslag til forandringer og forbedringer mottas gjeme.

Skien, april 1994

4

Helge Strømme

Innhold Automatiserte anlegg 9 Innledning 10 Styring og regulering 10 Historisk utvikling 11 Automatisering og innvirkning på arbeidskraft 12 Reguleringsteknikk 13 Datastyrt regulering 14 Styringssystemer 15 Programmerbare logiske styringer 15 Kontaktorstyringer 15 Kontrollspørsmål 16 Oppgaver 16 Forskrifter 17 Innledning 18 Kortslutning 20 Overbelastninger 21 Jordfeil 21 Nødstopp 22 Utilsiktet innkopling 23 Beskyttelse mot berøring 23 Beskyttelse mot underspenning 25 Krav til materiell 25 Krav til fagmessig utførelse 25 Sikkerhet ved arbeid på motoranlegg 26 Kontrollspørsmål 26 Oppgaver 26

Instrumenter 27 Innledning 28 Amperemeter 28 Voltmeter 29 Isolasjonsmålere 30 Summer 31 Generelt om instrumenter 31 Kontrollspørsmål 31 Oppgaver 32

Motorens hovedstrømkrets 33 Innledning 34 Asynkron kortslutningsmotor 34 Tilkopling 35 Forskrifter 36 Start og stopp av motorer 36 Motorvembryter 37 Kontaktorer 38 Termisk vern 38

5

Motorkabel 39 Andre startformer 41 Dreierelning 41 Trefasemotor tilkoplet enfasenett 42 Sikkerhetsutkopling 42 Kontrollspørsmål 42 Oppgaver 43 Øvelser 43

Kontaktortyringer 45 Forskjellige styringssystemer 56 Sikringer(Q) 47 Strømveinummer og henvisninger 47 Arbeidskontakter og hvilekontakter 47 Brytere (S) 48 Holdekontakt (Kl. 13-14) 48 Termisk relé (Fl. 95-96) 49 Rekkeklemmer (X) 49 Lamper (H) 50 Tegningsnormer 50 Sikkerhet 50 Ledningsforbindelser 51 Arrangementstegning 51 Elektroniske brytere 52 Andre brytere 53 Forriglinger 54 Tidsreléer 57 Feilsøking 59 Kontrollspørsmål 61 Oppgaver 61 Øvelser 61 PLS - Programmerbare logiske styringer 63 Innledning 64 Oppbygning 65 Inngangsenheten 65 Utgangsenheten 65 Sentralenheten 65 Strømforsyningsenheten 65 Programmeringsenheten 65 Tilleggsutstyr 66 Datamaskin 66 Ekspansjonsenheter 66 Spesialenheter 66 Operatørterminal 66

Prosessdatamaskiner 66 Simuleringsenhet 66 De forskjellige enhetenes funksjon 67 Inngangsenheten 67 Utgangsenheten 68 Sentralenheten 70

6

Strømforsyningsenheten 71 Programmeringsenheten 71 Tilkopling av datamaskin (PD) 72 Kontrollspørsmål 73 Oppgaver 73

PLS-programmering 75 Innledning 76 Programmeringsmetoder 77 Instruksjonsliste 77 Kontaktplan 78 Funksjonsplan 79 Andre programmeringsmetoder 79 Minneceller 79 Invertere (IKKE-funksjoner) 80 Tidsfunksjoner 81 Holde funksjoner (RS-vipper) 81 Forandring av program 83 Start- og/stop-velgeren 83 Programmering ved hjelp av PD 83 Dokumentasjon 85 Motorstyringer 86 Feilsøking 89 Kontrollspørsmål 89 Øvelser 90

Prosjektoppgaver 95 Prosjektarbeid som arbeidsform 96 Stikkord 97

7

1 Automatiserte anlegg

Mål: I dette kapitlet blir du kjent med hva vi mener med automatiser­ te anlegg, styrings- og reguleringsteknikk. Du får en kort innfø­ ring i begrepene og lærer om forskjellige former for slike anlegg og det utstyret som brukes der.

9

Innledning Et automatisert anlegg er et anlegg der arbeidsoppgavene blir utført automatisk av maskiner med minst mulig inngrep av mennesker. Et godt eksempel kan være en helautomatisk vaske­ maskin der det foregår mange automatiske prosesser, eller for å gå til industrien, et anlegg for automatisk tapping av brus. I sli­ ke anlegg skjer rengjøring, tapping, korking og stabling uten manuell hjelp. I neslen alle former for industri finnes automati­ serte anlegg. I noen fabrikker foregår all produksjon uten men­ nesker i lokalene. Overvåking og styring skjer fra et kontroll­ rom som betjenes av få personer. I forretningsbygg og skoler finnes automatiserte anlegg i form av varme- og ventilasjonsan­ legg.

Automatiserte anlegg kan utføres på en rekke forskjellige måter, fra små enkle anlegg som krever minimalt med utstyr, til store datastyrte anlegg som krever utstyr i millionklassen.

Figur 1.2 Automatisk vaskemaskin

Styring og regulering Alle automatiserte anlegg må ha en styring og/eller en regule­ ring. Det kan være vanskelig å se forskjellen på styring og regu­ lering. «Rådet for teknisk terminologi» har definert styring og regulering slik: «Styring er påvirkning av en prosess uten bruk av tilbakekopling.»

«Regulering er påvirkning av en prosess gjennom tilbakekopling med det formål å bringe utgangsstørrelsen i over­ ensstemmelse med gitte spesifikasjoner.» Et konkret eksempel vil kanskje vise deg forskjellen bedre.

10

Eksempel

Tenk deg at varmen i et rom bare blir påvirket av en bryter som du kan slå av og på. Et eksempel på dette er en vanlig panelovn. Varmeelementet får ikke noen tilbakemelding fra rommet om at det er riktig temperatur der, og fortsetter å varme så lenge bryte­ ren står på. Varmeelementet blir styrt av en bryter.

Figur 1.3 Operatør styrer romtemperaturen

Dersom du i tillegg til bryteren bruker en termostat som får var­ meelementet til å regulere temperaturen, gir den tilbakemelding når det er varmt nok i rommet, og bryteren slår av varmeele­ mentet. Når temperaturen faller, gir termostaten tilbakemelding, og varmeelementet blir aktivisert. Dette er en enkel form for regulering. Tilbakekoplingen sørger for å stille prosessen inn på den verdien du ønsker.

Figur 1.4 Termostatregulering av en ovn

Historisk utvikling Verdens første alminnelige elektrisitetsforsyning ble satt i drift i 1882. Norge var tidlig ute, og allerede i 1885 leverte Laugstol Brug strøm til «Borgere av Skien by». Mange tror at automatisering av anlegg er noe som har skjedd i de siste tiår, men det er en prosess som har foregått i tusener av år. Menneskene har stadig forsøkt å lage utstyr som kan forenk­ le og forbedre ulike deler av produksjonen. Allerede for 4000 år siden automatiserte babylonerne sine anlegg for å holde kon­ stant nivå i vannreservoarene. Et slikt mekanisk reguleringssy­ stem er vist på figur 1.5. Dette systemet rasjonaliserte bort den personen som er vist på figur 1.6, og som sørget for manuell regulering av vannivået.

• 12 mm. V erktøy, tråder o.l. med diameter eller tykkelse > 2.5 mm. Faste fremmedlegemer med diameter > 2.5 mm.

Forklaring

0

•)

2

Kort beskrivelse

Beskyttelse mot underspenning Dersom spenning som kommer tilbake etter uventet spennings­ fall eller utfall av spenning, kan føre til fare for liv eller eien­ dom, skal det være utstyr som forhindrer uventet start. Dette kan være tilfellet ved roterende verktøymaskiner, transportbånd osv. Utstyr som kan medføre fare ved plutselig start, skal ha utstyr som forhindrer dette. Slikt utstyr kan kombineres med advarselskilt og lys/lyd som forteller at nå skal anlegget startes. Beskyttelse mot underspenning kalles også nullspenningsbeskyttelse. Se også FEB 45, side 105.

Krav til materiell FEB stiller strenge krav til det materiellet vi bruker. Det skal tåle alle belastninger det kan bli utsatt for. Det kan være både mekaniske og elektriske belastninger. Når vi velger materiell, må vi være sikre på at det tåler den strømmen og spenningen det skal brukes til. Det er motorens merkestrøm som avgjør valg av kabel, bryterutstyr og vern for et motoranlegg. Jo større en motor er, jo større tverrsnitt må vi velge på kablene, og like­ dan er det med annet materiell. En stor motor må ha et stort ter­ misk vern, en liten motor kan greie seg med et lite termisk vern.

Det meste av elektrisk materiell er laget etter internasjonale normer. De fastsetter en del krav til fysiske størrelser, mekanis­ ke og elektriske påkjenninger og merking. Dette er en fordel, for da oppfyller materiellet visse minstekrav, og materiell fra forskjellige fabrikanter kan brukes om hverandre.

Krav til fagmessig utførelse Alle elektriske anlegg skal være fagmessig utført. Fagmessig utførelse betyr at alle FEBs krav om sikkerhet for liv og eien­ dom er tilfredsstilt. I tillegg må anlegget også tilfredsstille visse krav til estetisk utførelse. Det betyr at det skal være pent og ordentlig utført.

De første kravene til faglig utdanning for elektropersonell ble vedtatt ved kgl. res. i 1935, og satte minstekrav til praktisk og teoretisk utdanning.

Montasje, service, vedlikehold og forandring av anleggene skal bare utføres av fagarbeidere som er godkjent for det. Slik lov­ verket praktiseres i dag, kan en elektriker gjøre all slags arbeid på det elektriske anlegget. En automatiker kan gjøre en begren­ set del. Andre fagarbeidere som mekanikere, sveisere osv. har ofte tillatelse til bare å betjene sikringer og servicebrytere. Dette lovverket er til revisjon, og forandringer kan komme.

25

Sikkerhet ved arbeid på motoranlegg Sikkerhetsforskrifter for lavspenningsanlegg (SL) inneholder regler for hvordan du skal sikre deg mot skader når du arbeider på eller ved elektriske anlegg. Den viktigste regelen i disse for­ skriftene er:

ALT ARBEID BØR SKJE PÅ ANLEGG UTEN SPENNING! Dette er en viktig regel som du må følge på skolen ved kopling­ er. I noen tilfeller må arbeid utføres mens det er spenning på anlegget. På skolen kan det være aktuelt når du skal utføre spennings- og strømmålinger på et anlegg. Det er viktig at du er nøye med hva du gjør, og tenker over hvilke konsekvenser det kan få dersom du gjør feil. Husk å bruke riktig og egnet verktøy og instrumenter. Riktig bekledning kan også være viktig. Sett deg godt inn i skolens verne- og sikkerhetsregler, slik at du unngår ulykker. Det er ditt ansvar å ta vare på din egen og andres helse.

Kontrollspørsmål 1 2 3 4 5 6 7 8 9

For hvilke spenninger gjelder FEB? Hvorfor har vi FEB? Hva mener vi med kortslutningsvem? Hva mener vi med overbelastningsvem? Hvorfor er det viktig med jording av utsatte anleggsdeler? Gi eksempler på hvor nødstoppbrytere brukes. Hvorfor brukes nullspenningsbeskyttelse? Hva er den viktigste regelen i SL? Gi eksempler på hvordan en kan sikre seg mot utilsiktet innkopling når en arbeider med et spenningsløst anlegg.

Oppgaver 1

De fleste forskriftene er like innen mange land, likedan er det med normene. Hvilke fordeler har dette?

2 Diskuter skolens verne- eller sikkerhetsregler med spesiell vekt på hva som kan skje ved skader som skyldes elektrisitet. Skriv opp hvilke rutiner som må følges ved skader.

26

3 Instrumenter

Mål: I dette kapitlet blir du kjent med de instrumentene som er mest brukt ved kontroll og feilsøking på motoranlegg og styringer.

27

Innledning I faget automatiserte anlegg må du bruke instrumenter til kon­ troll og måling av anlegg for motorer og forskjellige styringer. Noen av disse instrumentene vil du også bruke i fagene elektro­ teknikk og elektronikk. De mest brukte instrumentene i dette faget er amperemeter, voltmeter, isolasjonsmåler og summer. I de praktiske øvelsene som kommer senere i boka, får du bruk for disse instrumentene. Vi vil derfor gjennomgå bruken av dem.

Amperemeter Et amperemeter måler strømmen. Strømmåling foretas når du skal kontrollere om en motor eller en annen elektrisk belastning bruker riktig mengde strøm. Slik måling foretas også når du har mistanke om at det er noe galt med for eksempel en motor. Dersom måleresultatet viser at strømforbruket er unormalt stort, tyder det på at noe er galt, og du må foreta ytterligere kontroll av anlegget. Det samme gjelder hvis måleresultatet viser for­ skjellig strøm i hver av tilførselsledningene, det tyder også på at noe er feil.

Andre Marié Ampére var en fransk fysiker som levde fra 1775 til 1836. Han gjorde mange oppdagelser omkring elektromagnetismen. Et amperemeter skal alltid koples i serie med den belastningen som skal måles. Amperemeteret har liten indre resistans og kan derfor koples i serie i en strømkrets uten at kretsens egenskaper forandres.

Amperemeter er å få med forskjellige måleområder, og det er viktig å bruke et måleområde som passer til det du skal måle. Et instrument som er beregnet for liten strøm, kan bli ødelagt der­ som det blir utsatt for større strøm enn det er beregnet for. Instrumentet blir også ødelagt dersom det koples direkte til spenning, slik figuren viser.

28

En spesiell type amperemeter kalles tangamperemeter eller kloamperemeter. Det brukes som regel ved måling av litt større strømstyrker. Tangamperemeteret har den store fordelen at en slipper å foreta noen inngrep i kretsen når en skal utføre målinger. En holder kloen rundt den lederen en skal måle, slik figuren til høyre viser.

Kopling av tangamperemeter

Figur 3.2 Eksempel på tangampermeter

Voltmeter Aleksandro Volta var en italiensk fysiker som levde fra 1745 til 1827. Han konstruerte den første varige spenningskilden i år 1800.

Figur 3.3 b Voltmeter

230V

Symbol

Voltmeter brukes til spenningsmåling. Spenningsmåling brukes når du har en mistanke om at sikringene har gått, eller at spen­ ningen er borte av andre årsaker. Noen årsaker kan være brudd i ledninger eller en dårlig forbindelse i en kopling. Det brukes også for å kontrollere at størrelsen på spenningen er riktig, og ved feilsøking på styringer.

Voltmeteret har stor indre resistans og skal derfor koples paral­ lelt med belastningen, mellom fasene slik figuren viser. Det første voltmeteret var et dreiespoleinstrument som ble laget i 1882. Dagens dreiespoleinstrumenter bygges etter det samme prinsippet. Figur 3.3 Rett kopling

29

Til måling på en del anlegg brukes ofte en voltmetertype som kalles en spenningstester. Dette er et noe mer robust og sikkert instrument enn det voltmeteret som er på universalinstrumentet.

Figur 3.4 Spenningstester

Vær likevel klar over at det bare angir om det er spenning til ste­ de, og det viser deg ikke nøyaktig størrelse, slik voltmeteret gjør. Ved valg av voltmeter er det viktig å velge en type med riktig spenningsområde. Dersom du velger et instrument som er beregnet for lavere spenning enn vi utsetter det for, kan det bli ødelagt.

En forenklet fornt for voltmeter er en prøvelampe. Det er en lampe som viser deg om spenning er til stede eller ikke.

Isolasjonsmålere Isolasjonsmålere brukes til å måle isolasjonstilstanden i et an­ legg. Instrumentet som brukes til dette, kalles både isolasjons­ måler og isolasjonstester. På «elektrikerspråket» blir det ofte kalt en «megger». All isolasjonsmåling skal foregå med spen­ ning frakoplet. Isolasjonsmåling betyr at du måler og kontrollerer at det ikke er overslag (kortslutning) mellom noen av fasene eller mellom en av fasene og jord. Ifølge FEB (Forskrifter for Elektriske Bygningsinstallasjoner) skal alle elektriske anlegg isolasjonsmåles før spenning blir påsatt.

Det er et generelt krav at isolasjonsresistansen mellom hver fase og jord skal være på minst 1000 Q/V driftsspenning. Det betyr at verdien skal være minst 230 kQ på et 230 V anlegg. Isolasjonsmåling skal foretas med et instrument som er spesielt godkjent for dette. Et universalinstrument med ohmmåling er ikke godkjent til slik bruk. Figur 3.6 Eksempel på isolasjonsmåler "Megger"

30

Se også FEB 512.1.6, side 125.

Summer En summer er et instrument til å kontrollere om det er elektrisk forbindelse mellom to punkter. Ved forbindelse avgir instru­ mentet lyd (summer) eller lys. En summer må bare brukes på spenningsløse anlegg. Hvis en bruker den på anlegg med spen­ ning, kan den bli ødelagt. Summeren kan brukes til å måle om det er forbindelse mellom to ledere. Den kan også brukes til å kontrollere om elektrisk utstyr, for eksempel en bryter eller en sikring, er i orden.

Summere kan enten fås som egne instrumenter, eller innebyg­ get i et universalinstrument.

Generelt om instrumenter Les bruksanvisningen før du tar et nytt instrument i bruk. Spør læreren hvis du er i tvil om valg og kopling av instrumentet.

Velg riktig instrument til riktig måling. Velg riktig måleområde. Hold instrumentledningene i orden. Lag et skjema for koplingen dersom du arbeider med litt kompliserte koplinger. • Si fra til læreren dersom det er feil på et instrument.

• • • •

Kontrollspørsmål 1 Hvorfor må et amperemeter alltid koples i serie med belastningen?

2 Hvilke fordeler er det med et tangamperemeter framfor andre amperemeter? 3 I hvilke tilfeller kan det være aktuelt å bruke prøvelampe istedenfor voltmeter til spenningsmåling? 4 Hvor stor skal isolasjonsresistansen mellom en fase og jord være på et 400 V anlegg?

5 Hvilke krav stiller FEB til isolasjonsmåleren? 6 Hvilken type instrumenter kan bli ødelagt ved måling med spenning påsatt?

31

Oppgaver Finn fram blant skolens instrumenter ett av hver av de typene som er nevnt i dette kapitlet, og sett deg godt inn i virkemåte, innstilling og kopling. 1 Mål spenning i en stikkontakt.

2 Prøv en summer og kontroller noen brytere og ledninger med den. 3 Utfør isolasjonstesting av en motor i fellesskap i klassen. Målingen utføres slik figuren viser.

Mål også resistansen i hver vikling slik figuren viser.

32

4 Motorens hovedstrømkrets

Mål: I dette kapitlet lærer du om kopling av en motors hovedstrøm­ krets.

33

Innledning I faget elektroteknikk lærer du om forskjellige typer av elektris­ ke motorer og om hvordan de virker. I faget automatiserte anlegg skal du lære å kople en trefaset vekselstrømsmotor som har betegnelsen asynkron kortslutningsmotor. Du vil også få kjennskap til hvilke komponenter som inngår i motorstrømkretsen. Vet du at den første elektromotoren ble konstruert i 1833. Det var en likestrømsmotor. I 1889 ble den første vekselstrømsmotoren konstruert.

Asynkron kortslutningsmotor Dette er den mest brukte elektriske motoren. Det finnes tusen­ vis av slike motorer i industrianlegg, i ventilasjonsanlegg og på nesten alle områder der en trenger vekselstrømsmotorer.

Kortslutningsnng Rotorleder Koblingshus for statorvikling

'Statorjern-iaminert jern med isolerende mellomlegg Spor for stotorviklmg

Figur 4.1 Asynkron motor med kortslutningsrotor

Figuren viser hvordan denne motoren er bygd opp, og hvilke deler den består av. Den har fått navnet sitt fordi den har et asynkront turtall (hastighet). Det betyr at turtallet varierer med belastningen. Hastigheten er høyest når motoren er ubelastet (i tomgang) og synker med økende belastning.

34

Prinsippet for motorer er, som kjent fra elektroteknikken, at de har viklinger som danner elektriske felt. Disse feltene påvirker hverandre og får motorens rotor (de bevegelige delene) til å gå rundt. Når vekselspenning blir koplet til motoren, dannes et roterende elektrisk felt i statoren. Hastigheten på dette feltet er synkront og avhengig av frekvensen på vekselspenningen. Dette feltet påvirker rotoren og får denne til å rotere. Rotorens hastighet er noe lavere enn statorfeltets, og varierer med belast­ ningen på motoren. Derav kommer navnet asynkronmotor. Se forøvrig i elektroteknikkboka, side 331, om motorens virkemå­ te. Det er viklinger både i stator (faste deler) og rotor. Rotorviklingene er kortsluttet, derfor kaller vi motoren en kortslutningsmotor. Når vi i denne boka bruker betegnelsen motor, er det kortslutnings-motoren vi mener.

Figur 4.2 Asynkron kortslutnings motor

Tilkopling I statoren ligger tre sett viklinger. Dersom motoren skal gå rundt, må disse viklingene få tilført spenning. Kretsen som dan­ ner denne tilførselen, kalles motorens hovedstrømkrets eller motorstrømkrets. Viklingene avsluttes i motorens klemmebrett, eller koplingsboks som det også kalles. I motorens klemme-

35

brett blir tilførselskabelen koplet til. Kretsen som blir koplet til motoren, kalles motorens hovedstrømkrets.

De tre viklingene kan koples sammen på forskjellige måter i klemmebrettet, slik at de danner en trekantkopling eller en stjernekopling. Figurene viser hvordan en slik sammenkopling utføres. Motorens merkeskilt angir med bokstaver eller tall om de skal koples i trekant eller stjerne. Bokstaven D eller tegnet A brukes for trekantkopling, og Y eller tegnet Å brukes for stjemekopling. De fleste motorer som brukes på 230 volts anlegg i Norge, blir koplet i trekant.

Figur 4.3 Stjemekopling

Figur 4 4 Trekantkopling

Forskrifter «-Forskrifter for elektriske bygningsinstallasjoner m.m.» (FEB) fastsetter en rekke krav til utførelse, montering og valg av utstyr til motorens hovedstrømkrets. Disse kravene er gitt for å sikre motoren med tilhørende utstyr mot skader. Aller viktigst er at de skal sikre at feil ikke medfører skade som går ut over mennes­ ker. Her blir du litt kjent med disse kravene, og du får kjennskap til dem i senere yrkesutdanning.

Start og stopp av motorer Til å starte og stoppe en motor kan det brukes flere metoder. De to vanligste er å bruke en motorvembryter eller kontaktor. En motorvembryter brukes ofte når motoren ikke skal fjembetjenes, og skal betjenes manuelt. Du finner den på snekkerens sag, og dersom skolen har dreiebenker eller litt store bormaskiner, er det motorvembryter på disse.

Kontaktorer brukes ofte på anlegg der styringen foregår fra et annet sted enn der motoren står, og der det er anlegg som styres automatisk. Kontaktorene må ha egne styrestrømkretser. I neste kapittel lærer du om dette.

36

Motorvernbryter Dette er en bryter som koples i motorens tilførselskabel. Den finnes i flere utførelser og størrelser. Ved valg av motorvembryter må en ta hensyn til motorens strømforbruk og driftsfor­ hold. Ifølge FEB skal motoranlegg sikres, eller vernes, som forskriftene kaller det, på flere måter. Anlegget skal blant annet ha vem som sikrer mot: • overbelastning • kortslutning • underspenning

a) Termisk utløser

b) Termisk og elektro­ magnetisk utløser

Figur 4.5 Motorvernbrytere kan se slik ut. Stoppbryteren merkes ofte med 0 og rød farge, og startbryteren merkes ofte med 1 og grønn farge.

Overbelastningsvemet blir også kalt termisk vem og bimetall. Det har den egenskapen at det slår ut dersom motorens strøm­ forbruk blir større enn den innstilte verdien. Overbelastnings­ vemet er integrert i motorvembryteren og kan som regel stilles innenfor visse verdier slik at den samme motorvembryteren kan brukes til flere motorstørrelser. Dette vernet skal stilles inn på motorens merkestrøm.

c) Flerlinjeskjema

d) Enlinjeskjema

Figur 4.6 Termisk, elektromagnetisk og underspenningsbeskyttelse

Et motoranlegg skal også ha vem mot kortslutning; det blir ofte kalt elektromagnetisk utløsning. Dette vernet kan være sikringer, eller en egen bryter, eller det kan være integrert i motor­ vembryteren. Størrelsen på dette vernet bør du velge etter anbefalinger fra fabrikantene. Som regel skal det være to-tre ganger større enn motorens merkestrøm. Et motoranlegg kan også ha vem mot underspenning. Dette er et vem som skal forhindre uventet start av en motor etter utfall av spenningen. Ifølge FEB skal vernet nyttes dersom en slik start kan føre til skade på liv, eiendom, installasjon osv. Typiske eksempler på hvor slikt vem er i bruk, er roterende verktøymaskiner som sager, bormaskiner og dreiebenker.

Figurene til venstre viser hvordan motorvernbrytere med for­ skjellig vem kan tegnes.

37

Kontaktorer Figuren viser hvordan en kontaktor kan se ut. Den består av dis­ se hoveddelene: • • • •

Figur 4.7 Kontaktor

spole jemkjeme hovedkontakter hjelpekontakter

Spolen er kopperviklinger som er spunnet rundt en jemkjeme. Jemkjemen består av to deler; en fast og en bevegelig. Når spo­ len koples til en spenning, trekkes den bevegelige delen mot den faste og drar med seg kontaktene. Hovedkontaktene er tre kontakter som skal bryte eller slutte hovedstrømmen. Forskjel­ lige kontaktorstørrelser tåler forskjellige motorstrømmer. Hjelpekontaktene brukes til styring, og tåler som regel mindre strøm enn hovedkontaktene. Det kan være en eller flere hjelpe­ kontakter. Du får mer kjennskap til dem i kapitlet om styringer.

2S ♦ 20

4S ♦ 40

Figur 4.7 f. Eksempel på kontaktorer med flere kontakter

Kontaktorstyringer kalles også reléstyringer. Begge betegnel­ sene blir brukt. Betegnelsen kontaktor blir som regel brukt der­ som hovedstrømmen til motor, varme osv. skal brytes. Betegnelsen relé anvendes dersom den bare blir brukt til sty­ ringer, signallamper osv.

En kontaktor virker altså som en trepolet bryter (en bryter for hver fase) som blir elektrisk styrt.

Termisk vern I serie med kontaktoren koples motorens overbelastningsvem. Dette kalles også termisk relé, termisk vem og bimetall. Det kan være bygd opp på flere måter. En vanlig måte å gjøre det på er å bruke to metaller med forskjellig varmekoeffisient. Motorstrømmen varmer dem opp, og fordi de har ulik varmekoeffisi­ ent, bøyer de seg og sørger via en bryter for at motoren løser ut.

38

Virkemåten og den mekaniske oppbygningen har gitt dette ver­ net navnet bimetall (bi = to). Vernet kan også lages elektronisk.

Kontaktor

|L1

|L2

jL3

In !t2 It3 Figur 4.7

Termisk relé

Sammenstilling.

Som erstatning, eller som et tillegg, kan motorer også ha såkalt termistorbeskyttelse. Termistoren er en temperaturavhengig motstand som ligger blant motorens viklinger. (Se i Elektronikkboka om termistorer/NTC-/PTC). Den er koplet til et relé som slår ut når temperaturen blir for høy. Termistoren kan beskytte mot alle former for oppvarming av motoren, ikke bare for varme som kommer av høy strøm, slik bimetallet gjør.

Motorkabel I hovedstrømkretsen til motoren inngår en kabel som fører strømmen fram til viklingene. Den kabelen som er mest brukt til dette i industrianlegg, har betegnelsen PFSP, og lages i mange dimensjoner, fra 1,5 mm2 til 240 mm2 som Cu-kabel (kopper-kabel), og i dimensjoner på 25-240 mm2 som Al-kabel (aluminiumskabel). Al-kabelen er billigst, og blir derfor ofte valgt til motoranlegg. Aluminium har dårligere ledningsevne enn kopper, og en må da ofte velge kabel med noe større tverr­ snitt. I industri installasjoner blir kablene som regel lagt åpent, direkte på vegg eller på kabelbru. Når du kjenner merkestrømmen (oppgitt på motorens merke skilt) og kabelens forlegningsmåte, kan du velge tverrsnitt for kabelen.

39

Eksempel

En motors mcrkestrøm er 71 A, og kabelen er forlagt på vegg. Ifølge tabell 52 Cl i FEB kan en 3 x 16 mm2 Cu-kabel med forlegningsmåte C belastes med 73 A, og en 3 x 25 mm2 Al-kabel kan belastes med 76 A. Du kan derfor velge et av disse kabeltverrsnittene. Ved lange kabellengder bør spenningsfallet også kontrolleres. Ifølge FEB skal dette ikke overstige 4 %. Blir det større, må en velge en kabel med større tverrsnitt. Dersom flere kabler blir lagt sammen som vist på figurene, må du korrigere strømføringsevnen etter tabell 52 D2. Også ved forlegning i sterk var­ me må strømføringsevnen korrigeres (se tabell 52 Dl på side 172 i FEB). Kapittel 52 på side 146 i FEB gir deg alle opplys­ ninger om valg av kabel.

Tabell 52 B2. Oversikt over forlegningsmåtene E til I.

Tabell 52 C3. Strømføringsevne for PVC-isolerte kabler fritt forlagt eller i luft

Forlegningsmåte (referansemetode for installasjon) Flerlcderkabel i luft og be'/egelig ledning. Klaring til vegg minst 0,3 g anger kabeldiameteren

Flerlederkabel ogbevegel. ledn. 2 strøm­ 3 strøm­ 2 enkle førende førende ledere ledere ledere

E

f®®) l\^ y

E

Enlederkabler i luft som be rører hverandre. Klaring til vegg minst én kabeldiameter.

F

Enlederkabel

.Nominelt ledertverrsnitt

E 1 1®

F

3 enkle ledere trekant forlegn. F

h

G)®®

3 enkle ledere, flat forlegning Berører Horison­ Verti­ tverandre talt kalt F G G 1 0®© 1 ® —t/ De i®"1 1

mnf Cu

1 Enlederkabler i luft, innby "des adskilt. Innbyrdes avstand minst én kabeldiameter. te

0.75 1.0 1.5 2.5

G

4

Kabler som berører hverandre forlagt på uperforert bro. Se veiledning 3.

H

Kabler som berører hverandre forlagt på perforert bro. Se veiledning 3.

J

6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 400 500 630

© 1® ® ® k r

10 15 22 30 40 51 70 94 119 148 181 232 282 328 379 434 513 594 -

8 13 19 25 34 43 60 80 101 126 153 196 238 276 319 364 430 497 -

73 89 135 210 282 380 -

61 78 117 182 245 330 -

-

131 162 196 251 304 352 406 463 546 629 754 868 1005

110 137 167 216 264 307 356 407 482 556 664 757 856

114 143 174 225 275 320 371 426 504 582 698 797 899

146 181 219 281 341 396 456 521 615 709 852 982 1138

130 162 197 254 311 362 419 480 569 659 795 920 1070

98 149 235 316 430 600 808

84 128 203 274 375 526 710

87 133 212 287 392 552 746

112 169 265 356 482 671 900

99 152 241 326 447 629 852

mm- Al

16 25 50 95 150 240 400 630

Veiledning: Vedrørende overstrømsvern, se kapittel 43.

Figur 4.8

40

Andre startformer I de siste årene har det kommet flere former for starterutstyr i bruk. Det kan være elektroniske enheter, som fatstoffreleer («solid state»-releer) og mykstartere. Vi kommer ikke nærmere inn på dette utstyret i grunnkurset, men du lærer om dette der­ som du velger en videre yrkesutdanning som har med motorer å gjøre.

Dreieretning En motor går med riktig dreieretning dersom den er riktig koplet. Den er riktig koplet når fasene er koplet slik:

L1 -U1 L2- V1

L3-W1

Figur 4.9

Riktig dreieretning er med klokka sett fra motorens driftsside dersom ikke annet er angitt.

Dersom du ønsker å snu dreieretningen, må du bytte om på to av fasene i tilkoplingen. Hvis du ønsker at en motor skal kunne gå begge veier, for eksempel for å drive en kran, må du kople hovedstrømkretsen som en dreieretningsvender. Figuren viser hvordan dette kan gjøres.

Figur 4.10

41

Trefasemotor tilkoplet enfasenett I noen tilfeller kan det være aktuelt å bruke en trefaset motor i et enfaset nett. Ved hjelp av en kondensator, koplet som vist i figu­ ren, kan dette gjøres. En må da være oppmerksom på at en mis­ ter en del av motorens kraft og effekt. L1

L2

Figur 4.11 Tilkopling av trefasemotor til enfasenett

Sikkerhetsutkopling I noen tilfeller kan det være påbudt eller ønskelig med nødutkopling, slik at et anlegg raskt kan legges spenningsløst ved far­ lige situasjoner. En nødstoppbryter koples da som regel i styrestrømkretsen.

Ifølge FEB skal motorinstallasjoner ha nødvendig utstyr for utkopling når mekanisk vedlikehold kan medføre risiko for per­ sonskade. Slikt utstyr kan være en sikkerhetsbryter som er koplet i serie i motorkretsen. Den må være utført slik at den kan låses, så ikke uvedkommende kan legge den inn. Figur 2.6 Nøkkelbryter

Kontrollspørsmål 1 Hva er betegnelsen på den vanligste kabeltypen for motorkretser? 2 Hvilke forhold bestemmer størrelsen på kabelen? 3 Gi eksempler på vem som er påbudt i motorkretser. 4 Gi eksempler på verneutstyr som kan være nyttig i motorkretser i tillegg til de som er påbudt. 5 Tegn klemmebrettet og viklingene til en motor og vis hvordan de koples i forhold til hverandre, med riktige bokstavbetegnelser. 6 Tegn klemmebrettet til en motor, og vis sammenkoplingen for å kople motoren i stjerne og i trekant. 7 Hvordan kan en snu en motors dreieretning? 8 Gi eksempler på anlegg der en motorvembryter er i bruk.

42

Oppgaver 1 Bruk FEBs tabeller (tabell 52) og finn kabelstørrelsen for disse motoranleggene. Bruk også en firmakatalog til å finne passende kontaktor og vem for motorene: a) En motor på 125 A med kabel forlagt åpent på vegg. b) En motor på 216 A med kabel forlagt på kabelbru sammen med 20 andre kabler. c) En motor på 27 A med kabel forlagt i rør på vegg. d) En motor på 17 A med kabel forlagt i kabelkanal på vegg. e) En motor på 324 A med kabel forlagt på vegg sammen med to andre kabler.

2 Både aluminium og kopper brukes i motorkabler. Forsøk å finne ut hvilket av disse metallene det er best å bruke ut fra miljøhensyn. Kabelisolasjon inneholder en del plaststoffer. Finn ut hvordan avfall fra dem kan behandles for å gjøre minst skade på naturen. 3 Slå opp i en firmakatalog og gjør deg kjent med forskjellen på en kontaktor og et relé.

Øvelser 1 Kople opp et motoranlegg med motorvembryer. Mål motorstrømmen, og sammenlikn med merkeskiltets opplysninger. Kople motoren både i stjerne og i trekant. Mål og kommenter strømverdiene.

2 Øv deg i avisolering og tilkopling av forskjellige kabelstørrelser på en motor, motorvembryter eller koplingsboks. 3 Demonter en kontaktor og studer dens forskjellige deler. 4 Noen ganger er det aktuelt å bruke kabelsko ved tilkopling er. Øv deg i å kople til forskjellige kabelstørrelser med påsatte kabelsko i motor, motorvembryter eller koplings­ boks.

43

5 Kontaktorstyringer

Mål: I dette kapitlet lærer du om hvordan enkle styringer for motoranlegg utføres med kontaktorer. Du lærer også om de kompo­ nentene som inngår i slike anlegg, og å kople opp enkle sty­ ringer.

45

Forskjellige styringssystemer Motorer kan bli styrt på flere måter, fra den enkleste med bare en motor som styres med en bryter, til store industrianlegg som styres ved hjelp av avanserte datamaskiner. I dette kapitlet skal vi se på kontaktorstyringer, eller relé styringer, som de også kal­ les. En kontaktor og et relé er i prinsippet like, men en bruker som regel betegnelsen kontaktor når den kan bryte hovedstrøm­ men, og relé når den bare brukes til styringer.

Vet du at relé opprinnelig betød hestebytte og siden gikk over til å bety forsterker? Andre styresystemer som er i bruk, er programmerbare logiske styringer (PLS) og datamaskinstyringer. Disse brukes ved anlegg over en viss størrelse. I de to neste kapitlene lærer du mere om PLS-styringer.

For å kunne forstå hvordan en kontaktorstyring kan være bygd opp og hvilke komponenter som kan inngå, skal vi ta utgangs­ punkt i et ferdig skjema og forklare de enkelte delene. Et styre strømskjema for et enkelt motoranlegg kan se slik ut:

Figur 5.1 Styrestrømskjema

De enkelte delene i skjemaet er:

46

Sikringer (Q) Patronsikring

Enpolet automatsikring

Topolet automatsikring Figur 5.2 Sikringer

Som alle andre elektriske anlegg må også styringen ha egne sik­ ringer. Betegnelsen Q brukes ved bruk av automatsikringer og F ved bruk av patronsikringer. Topolede automatsikringer i stør­ relse 6 og 10 A er mest i bruk som sikringer for styre-strømmen. Figurene viser noen forskjellige typer sikringer. Sikringer finnes i mange ulike størrelser og utgaver. Forskjellige typer sikringer kan ha forskjellige egenskaper, eller karakteristikker som det kalles. Det er viktig å velge riktig sikringstype til anlegget. Fabrikantene oppgir alle opplysninger om sikringenes egenskaper. Her er en kort oversikt over noen vanlige automatsikringer og deres bruksområder. • Sikring med B-karakteristikk (kvikk) brukes til varmekurser og lyskurser, hvor det ikke er store strømstøt ved innkopling. Kan også brukes til styrestrøm. • Sikring med R-karakteristikk (superkvikk) brukes til beskyttelse av halvledere (elektronikk).

• Sikring med C-karakteristikk (treg) brukes til motorkretser. • Sikring med D- og S-karakteristikk (ekstra treg) brukes til industrianlegg og styringer der det er ekstra stor induktiv last, for eksempel store motorer, kontaktorer og magnetventiler.

Strømveinummer og henvisninger Hver strømvei der det inngår relékontakter, har sitt nummer. Legg merke til at det under spolen står henvisninger til hvor dens kontakter inngår i skjemaet. Denne merkingen har store fordeler, spesielt ved store tegninger som det ellers ville vært vanskelig å få oversikt over. Med slike henvisninger går for eksempel feilsøking og forandring på et anlegg lettere.

Arbeidskontakter og hvilekontakter

dl

(3) (5) (4)

a

Figur 5.3 Strømveinummer Henvisning til strømvei­ nummer kan gjøres som a) og b) viser. Metode a brukes ofte når skjemae­ ne blir tegnet med data. Metode b brukes helst når skjemaene blir teg­ net manuelt

Skjemaet har en del kontakter som hører til brytere, termisk relé og kontaktorene. Alle kontakter skal tegnes i upåvirket tilstand. For kontaktorer vil det si slik de er når de står uten spenning. Se for eksempel på Kl 13-14. Den er tegnet åpen. Når kontaktoren får spenning, lukker den seg. Se også på bryteren S2. Denne er tegnet åpen, og ved betjening lukker den seg og gir kontakt. Slike kontakter kalles arbeidskontakter (noen steder brukes også beteg­ nelsen lukkekontakt). Nummereringen av slike kontakter er nor­ mert; de skal ha sifrene 3 og 4, det kan være 3 A 13-14, 23-24 osv. Den andre typen kontakt er den som er lukket i upåvirket til­ stand, men som åpner seg ved betjening. Den kalles en hvilekontakt (eller en åpnekontakt). Nummereringen her er også normert, med sifrene 1 og 2, hvor tallene kan være 1-2, 11-12, 21-22 osv. Også denne kontakten kan vi finne igjen på både brytere og releer.

47

Brytere (S) Dette anlegget har en stoppbryter Sl og en startbryter S2. Legg merke til at stoppbryteren er hvilekontakt og startbryteren er arbeidskontakt. Merkingen er som nevnt standardisert slik at hvilekontaktene er merket med 1 og 2 og arbeidskontaktene med 3 og 4. Dersom en motor skal ha flere stoppbrytere, skal de koples i serie. Hvis den skal ha flere startbrytere, skal disse koples i parallell og parallelt med holdekontakten Kl. 13-14. Brytere kan ha forskjellig farge etter hvilken funksjon de har. Ofte brukes for eksempel grønn bryter for start og rød for stopp. Disse bryterne kalles også impulsbrytere, fordi de går tilbake til utgangsstillingen sin når en slipper dem. En annen brytertype kan ha varig kontaktgiver. Figurene viser noen av de vanligste bryterne.

Figur 5.4 Eksempel på brytere

Dersom anlegget skal ha flere startbrytere, må de koples på en spesiell måte. Startbrytere kobles alltid parallelt med hverandre. Stoppbrytere koples alltid i serie med hverandre slik:

Q

Figur 5.5 Stoppbryter

Holdekontakt (Kl. 13-14)

U

a__h_ 2 3

Figur 5.6 Holdekontakt

48

Arbeidskontakten Kl. 13-4 som er koplet parallelt med start­ bryteren, kalles en holdekontakt fordi den sørger for å tilføre kontaktoren spenning når en slipper startbryteren. Det er nok med en puls fra startbryteren til spolen. Deretter kan man slippe startbryteren, og spolen får så sin spenning gjennom holdekon­ takten. Se figur i margen til venstre.

Termisk relé (Fl. 95-96) En motors termiske relé kjenner vi fra hovedstrømkretsen. Dette releet har også en hvilekontakt som inngår i styrestrømkretsen. Dersom motoren bruker mer strøm enn det termiske releet er inn­ stilt på, åpner hvilekontakten Fl. 95-96 seg, og kontaktoren slår ut. Dermed stopper motoren. Legg merke til at det termiske releets kontakt er seriekoplet med stoppbryteren. Den virker altså som en stoppbryter, og alle stoppfunksjoner skal koples i serie. Det termiske releet må vanligvis tilbakestilles (resettes) manuelt før motoren igjen kan startes. En del termiske releer har en testknapp for kontroll, slik at termisk utløsning kan simuleres.

Rekkeklemmer (X) Rekkeklemmer brukes for å forenkle montering og feilsøking av anlegget. De koples mellom de delene av anlegget som står inne i et skap eller en fordeling, og de delene som står ute i anlegget. En rekkeklemmetegning som på figuren, er et nyttig hjelpemiddel både ved montering og feilsøking, fordi den viser alle tilkoplingene på en oversiktlig måte. Rekkeklemmer for­ enkler ofte montering, feilsøking og forandring på et anlegg. De finnes i flere forskjellige utgaver og størrelser. Størrelsen må velges slik at den passer best mulig til de kablene og ledningene som skal tilkoples. De angis derfor i mm2.

REKKEKLEMMETEGNING FORX 1

Kabelside X1

Apparatside

L 1

1

Q

1.1

L 2

2

Q

1.3

S 1.1

3

Q

1.2

S2.3

4

K

1.13

S2.4

5

F

4.95

H 1.2

6

Kl. A.2

H 1.1

7

Kl. 2.4

H2.I

8

Kl. 3.2

H3.I

9

F4. 9.8

Figur 5.7 b. (Se figur 5.1)

Figur 5.7 a Rekkeklemmer lages i mange størrelser og utførelser. Størrelsen må tilpasses tilkoplingsledningene og angis i mm2

49

Lamper (H) Varslings- og signalutstyr som lamper, hom, sirener osv. beteg­ nes med H. På figur 5.1 på side 46 er det tegnet inn tre lamper som kan varsle om tilstanden i anlegget. H1 lyser når motoren går, og H2 lyser når den står stille. H3 er koplet over det tenniske releets arbeidskontakt og lyser dersom dette releet slår ut. Lampene kan ha forskjellig farge med hver sin betydning. Rød brukes som regel for å indikere at noe er feil med anlegget.

Tegningsnormer De fleste leverandører er flinke til å bruke standardiserte symbo­ ler og normer for tegning og merking av alt utstyr. Slik blir det lett å lese tegninger. Tegningen og nummereringen av alt utstyr blir lik uansett hvilken fabrikant utstyret kommer fra. De norske normene følger de internasjonale og kalles IEC-normer. IEC er forkortelse for International Electrotechnical Commision. Selv om det er normer for skjemategning, kan du oppleve en del små forskjeller. Disse er imidlertid så uvesentlige at de som regel ikke fører til noe problem eller uklarheter. Forskjeller du ofte kan se, er hvor stoppbryter og termisk relé tegnes. Noen ganger finner du disse tegnet foran startbryteren og noen ganger etter. Virkemåten for styringen blir likevel den samme. De fleste tegningseksemplene du finner i denne boka, kunne vært løst også på andre måter. Når dere løser oppgavene, kan det derfor hende at dere har litt ulike tegninger, men virkemåten kan like­ vel være lik.

Sikkerhet I en del styringer bør det inngå sikkerhetstiltak som nød-stoppbryter og låsbar bryter. En nødstoppbryter brukes for å få rask stopp ved fare for skader. En låsbar bryter brukes for å sikre anlegget mot uforsvarlig bruk eller innkopling. Slike brytere koples i serie med stoppbryteren som figuren viser.

På figuren på side 46 er det noen småting som gjør tegningen mer oversiktlig og enklere å lese, blant annet dette:

• Alle bokstavmerkinger står til venstre for komponenten, men nummereringen står til høyre. • Alle komponenter bortsett fra sikringer tegnes loddrett. • Alle spoler og lamper tegnes i samme høyde. Figur 5.8 Nødstoppbryter

50

Bakerst i dette kapitlet finner du en oversikt over de mest brukte symbolene og flere eksempler på tegninger.

Ledningsforbindelser

Figur 5.9 a) Ved å tegne slik ser en ikke om K3. 43 er tilkoplet F1.96 eller K2.21. b) Ved å tegne slik ser en at K3.43 er tilkoplet K2.21. Dette kalles forlegningsmessig riktig tegning. Det vil si at alle tilkoplinger tegnes slik de koples

I et skap eller i en fordeling brukes vanligvis en ledning med betegnelsen PN i størrelse 0,75 mm2, 1 mm2 eller 1,5 mm2. Ute i anlegget brukes vanligvis kabel av type PFSP 1,5 mm2. Denne kabelen finnes i utgaver fra toleder og opp til 36 ledere. Legg merke til at ledningsforbindelsen er tegnet slik at vi skal kunne se hvor hver enkelt leder er tilkoplet. I noen få tilfeller må en bruke 2,5 mm2 kabel. Årsaken til dette kan være store avstander og spenningsfall.

Arrangementstegning Denne tegningen viser hvor de enkelte komponentene er plas­ sert i forhold til hverandre, og hvilke kabler som er i bruk. En slik tegning kan være et nyttig hjelpemiddel ved planlegging, montering og feilsøking på anlegget.

Figur 5.10 Arrangementstegning

51

Elektroniske brytere I en del prosessanlegg brukes brytere som blir påvirket uten at de berøres. De går under flere betegnelser, som følere, givere, sensorer, elektroniske brytere, og detektorer. De har en rekke fordeler i forhold til mekaniske brytere. For eksempel:

• Ingen fysisk kontakt med følerobjektet. • Elektronikken i føleren har ingen bevegelige deler og dermed ingen mekanisk slitasje. • De tåler raskere signalforandringer enn mekaniske brytere. • De tåler et ubegrenset antall inn- og utkoplinger. De har dessverre også noen ulemper: En induktiv føler som føler på metallbokser

En kapasitiv føler som føler på pappesker

Figur 5.11

• De er noe dyrere. • En må være svært nøye med riktig tilkopling. Feil tilkopling eller feil spenning kan ødelegge føleren. Disse føleme kan deles inn i to typer, induktive og kapasitive. En induktiv føler reagerer bare på metallobjekter. Den er basert på prinsippet om at det elektromagnetiske feltet rundt føleren dempes når et metallobjekt kommer inn i feltet.

En kapasitiv føler reagerer på alle stoffer, metall, tre, papir, væs­ ker osv. Den bygger på prinsippet om at det elektromagnetiske feltet økes når et følerobjekt kommer inn i feltet til føleren.

Berøringsfrie følere kan du lese mer om på sidene 312 317 i elektroteknikkboka. Slike følere finnes i en rekke forskjellige fysiske størrelser og utgaver som du ser på figuren under.

Figur 5.12 Grensebryterutførelse Denne typen har et vendbart følerhode (5 eller 48 posisjoner avheng­ ig av type), og har de samme montasjemål som standard mekaniske endebrytere

52

Sylindrisk Føleflaten sitter i fronten. Føleren aktiveres når et emne beveger seg aksielt eller sideveis inn i følerområ­ det

Overflatemontert Føleretning avhengig av den type man velger

Det er mange forskjellige måter å kople dem på, fordi de finnes som toledere, treledere og fireledere. Disse følerne kan enten tilkoples vekselstrøm eller likestrøm. En tolederføler kan ha arbeids- eller hvilekontakt og blir som regel koplet direkte i serie med en reléspole, slik figur viser. En treleder er for like­ strøm og må ha likestrøm (som regel 12-30 V) for å virke. Når den blir påvirket, sender den tredje lederen ut et signal som gir spenning til en reléspole, slik figur viser. Figur 5.13 a

Figur 5.13 b

En tolederføler koples i serie med spolen. Den kan ha arbeids- eller hvilekontakt. Symbolet er ikke normert, men det viste symbolet brukes ofte. Koplingen er lik både til like- og veksel­ strøm

Figur 5.14 a og b Figurene viser hvordan en trelederføler tilkoples. Symbolet er ikke normert

Dette signalet kan være positivt (pluss spenning), og føleren kalles da PNP. Er signalet negativt (minus spenning), kalles føleren NPN. Figurene viser tilkopling av treleder-følere med henholdsvis PNP- og NPN-utgang.

a) PNP-utførelse

b) NPN-utførelse

Det er svært viktig å kople følerne etter fabrikantens anvisning­ er. Feil kopling og feil spenning kan ødelegge følerne.

Andre brytere I automatiserte anlegg brukes også en del andre brytere som ikke er manuelle. Eksempler på slike brytere er: • Endebrytere (grensebrytere) brukes for eksempel på kraner og andre bevegelige maskiner som skal stoppe og starte på spesielle steder. • Termostater eller termoutløsere som gir signal for inn-eller utkopling ved spesielle temperaturer. • Nivåbrytere, som gir signal om nivået i for eksempel en vanntank. • Fotoelektriske brytere, som gir signal når en lysstråle (som regel usynlig lys) blir brutt.

I dagliglivet finner vi en rekke slike brytere i bruk. Det kan for eksempel være brytere som gir signal om automatisk dør- eller portåpning. Trafikklys påvirkes ofte av elektroniske følere som reagerer når en bil kommer.

53

Forriglinger I anlegg der det er mer enn en kontaktor, er styringene av de for­ skjellige kontaktorene ofte avhengig av hverandre. På fagsprå­ ket kalles dette forrigling, og kontaktene som brukes, kalles forriglingskontakter. Tre eksempler kan vise hva vi mener med det­ te.

Eksempel 1 Motor nummer 2 skal bare kunne startes og være i drift dersom motor nummer 1 er i gang. Det betyr at K2 bare skal kunne leg­ ges inn dersom Kl ligger inne. Dersom Kl legges ut, skal også K2 slå ut. Til dette må du bruke en arbeidskontakt fra Kl som forriglingskontakt i serie med K2s spole. Du kan bare bruke en kontakt ett sted i skjemaet ditt. Når Kl. 13-14 er brukt som holdekontakt, må du bruke en annen arbeidskontakt som er ledig, for eksempel Kl. 23-24. Tegningen blir slik:

Figur 5.15

54

Eksempel 2

Motor nummer 1 og motor nummer 2 skal forrigles slik at bare den ene skal kunne være i drift. Det betyr at bare en av kontak­ torene skal ligge inne om gangen. Da må du bruke en hvilekontakt fra Kl i serie med K2s spole, og en hvilekontakt fra K2 i serie med Kis spole. Tegningen blir slik:

Figur 5.16

55

Eksempel 3

Samme type forrigling som i eksempel 2 brukes ved dreieretningsvendere, det vil si for en motor som skal kunne gå i begge retninger. Dersom begge kontaktorene for denne slår inn samti­ dig, blir det kortslutning i hovedstrømkretsen. For å unngå dette forrigler man kontaktorene. Tegningen blir slik: 1

Figur 5.17 a

56

4

2 OPP

NED

Tidsreleer I en rekke anlegg er det lagt inn tidsforsinkelser, og til det bru­ kes tidsreleer. De er en rekke forskjellige typer på markedet. Det som er mest brukt, er tidsreleer med forsinket innkopling.

«ixr~i A2

Spole

Figur 5.19 Elektronisk tidsrelé

Arbeidskontakt

Hvilekontakt

Vekselkontakt

Figur 5.18 Istedenfor arbeids- og hvilekontakt kan tidsreleer være utstyrt med en vekselkontakt

Du kan finne både mekaniske og pneumatiske (luftstyrte) tids­ releer i bruk, men elektroniske tidsreleer er vanligst. Tidsreleer har spole, arbeidskontakter og hvilekontakter akkurat som et vanlig relé, men kontaktene slår ut eller inn etter innstilt tid. To eksempler kan vise virkemåten: Eksempel 1

Kl styres på vanlig måte av en startbryter og en stoppbryter. Kontaktoren K3 slår automatisk inn når Kl har vært aktivisert like lenge som tidsinnstillingen angir. Tiden stilles inn på tidsreleet K2. Tegningen blir slik:

57

Eksempel 2

Kl styres på vanlig måte av en startbryter og stoppbryter, men den skal bare gå i så lang tid som tidsreleet bestemmer. Tegningen blir slik:

58

Feilsøking Det er ikke alltid at et elektrisk anlegg virker, og da må du for­ søke å finne feilen. Det er mange typer feil som kan oppstå. De vanligste er koplingsfeil, feil på utstyret, brudd i ledninger, kort­ slutning i kretsen, dårlige tilkoplinger, korrosjon osv. Ved feil­ søking er det viktig å tenke logisk for å finne feilen raskest mulig. Disse tipsene kan hjelpe deg under feilsøkingen:

• Dersom en styring har virket riktig og plutselig ikke virker, har du ikke koplingsfeil, men en ledning kan ha løsnet, eller noe utstyr kan ha blitt ødelagt. • Dersom sikringen går, kan det være spolen i releet som har kortslutning, eller det kan være en forbindelse mellom to steder i anlegget som ikke skulle være der. • Dersom anlegget ikke virker ved første forsøk, er det sannsynlig at du har gjort en koplingsfeil, eller at noe av utstyret er ødelagt. • Kontroll av brytere gjør du enkelt med en summer som du kopler over brytekontaktene og kontrollerer om kontaktene åpner lukker seg når du betjener bryteren. Slik kontrollmåling kan som regel foretas på rekkeklemmene slik at du slipper å åpne bryterboksen. Figur 5.22

Husk at summeren bare må brukes når anlegget er spenningsfritt! • Dersom du har mistanke om at det er en dårlig forbindelse et sted, kan du foreta kontroll med en summer. • Dersom du har mistanke om at en kontaktor ikke er i orden, kan du kople spolen direkte til spenning og måle kontaktene med en summer. Husk at andre ledninger da må koples fra først. • Med et voltmeter eller en spenningstester kan du kontrollere om spenningen kommer fram. Ved å flytte det ene målepunktet slik figuren viser, kan du foreta systematisk feilsøking med voltmeter. Hvis du i ett målepunkt har spenning og i det neste målepunktet mangler spenning, ligger feilen sannsynligvis mellom disse to punktene. • Feilsøking i hovedstrømkretsen kan gjøres på samme måte som for styringen, med voltmeter og summer. I tillegg bør motorstrømmen kontrolleres med tangamperemeter. Dersom motorstrømmen er for stor, eller forskjellig fra fase til fase, må motoren kontrolleres som tidligere beskrevet.

Figur 5.23

59

Symboler Benevning

i

60

Symbol

Benevning

Patronsikring

Motorvembryter med termisk utløser

Automatsikring enpolet

Motorvembryter med termisk og elektromagnetisk utløsning

Automatsikring topolet

Motorvembryter med termisk og elektromagnetisk nulispenningsutløsning

Jording

Kontaktorens spole

Tidsrele arbeidskontakt

Kontaktorens arbeidskontakt

Tidsrele hvilekontakt

Kontaktorens hvilekontakter

Tidsrele vekselkontakt

Motor

Signallampe

Horn og sirene

Nødstoppbryter

Rekkeklemme

Manuell impulsbryter arbeidskontakt

Manuell impulsbryter hvilekontakt

Kontrollspørsmål 1 2 3 4 5 6

7 8 9

10

Forklar hva vi mener med arbeidskontakt og hvilekontakt. Hvilke fordeler oppnår vi ved bruk av rekkeklemmer? Hva er forskjellen på en kontaktor og et relé? Hva mener vi med forrigling og forriglingskontakt? Hva mener vi med holdekontakt? Gi eksempler på noen automatiske brytere og hva de brukes til. Hva reagerer en induktiv og en kapasitiv føler på? Hvilke fordeler og ulemper har induktive og kapasitive følere sammenliknet med mekaniske brytere? Hvilken bokstavbetegnelse har de mest brukte kablene og ledningene som brukes til styringer? Hvilke instrumenter blir brukt ved feilsøking på styrestrømmen?

Oppgaver 1 Ved øvelse med elektriske anlegg blir det en del kabel- og ledningsbiter liggende igjensom avfall. Diskuter i klassen hvordan dette kan behandles på en best mulig og riktig måte.

2 Slå opp i en firmakatalog og finn ut om forskjellene på egenskapene til en kontaktor og et relé. 3 Finn fram i en firmakatalog og lag en oversikt over forskjellige typer sikringer og deres egenskaper.

Øvelser Under de praktiske øvelsene er det ikke sagt noe om hoved­ strømmen, men du bør kople en motor til hovedstrøm ved minst to av øvelsene. Dette kan du gjøre i tillegg til øvelsen med dreieretningsvender, hvor du også bør kople til en motor. I forbindel­ se med hovedstrømmen er det fokusert mye på at kontaktoren styrer en motor. Du bør imidlertid være oppmerksom på at kon­ taktoren ofte brukes til å styre også andre enheter. Det kan være store varmeanlegg, store lysanlegg, store ventiler osv. På de fleste eksemplene mangler rekkeklemmer. Førsøk å tegne dem inn på en egen plint, slik at det passer med ditt utstyr.

61

1 Ta for deg en del av skolens brytere og mål arbeids- og hvilekontaktene med en summer for å kontrollere om de virker slik de skal i påvirket og upåvirket tilstand. Gjør det samme med noen kontaktorer eller releer. 2 Kople opp en styring slik figur 5.1 viser. Lag din egen tegning for styringen. Pass på at alle nummer på tegningen og koplingen stemmer overens. Det kan hende at noe av det utstyret du bruker, har andre nummer enn det som er vist i boka. Det kan være smart å kople bare en strøm vei om gangen og så prøve om den virker. Da er det enklere å finne eventuelle feil ved koplingen.

3 Tegn og kople opp styringen til en motor som skal styres fra to forskjellige steder. Figuren til venstre viser et uferdig skjema der bare ledningsforbindelsene mangler. 4 Figurene 5.15 og 5.16 viser forskjellige koplinger med forriglinger. Kople opp og prøv dem.

5 Tegn og kople opp en øvelse med dreieretning av en motor med utgangspunkt i figur 5.17. Etter at du har fått denne koplingen til å virke, kan du lage feil på den og la noen andre elever forsøke seg på systematisk feilsøking.

6 Kople opp og prøv eksemplene med tidsreleer på side 57 og 58. Figur 5.25 Motor styrt fra to forskjellige steder

7 Undersøk skolens induktive og/eller kapasitive følere, og kople dem til et relé. NB: Vær nøye med tilkopling og riktig spenning, slik at følerne ikke blir ødelagt. Kontroller hva slags materiale følerne reagerer på, og føleavstand og føle vinkel.

8 Prøv på egen hånd eller i samarbeid med en annen elev å tegne styringen for en lampe som skal blinke med lik tid for lys og pause. 9 Prøv på egen hånd eller i samarbeid med en annen elev å tegne styring til tre lamper som skal tenne og slukke etter et visst system. Velg selv hvordan lampene skal lyse og slukke. Kople opp og prøv anlegget.

62

6 PLS- programmer­ bare logiske styringer Oppbygning, komponenter og tilkoplinger

Mål: Etter at du har vært igjennom dette kapitlet, skal du ha kjenn­ skap til hvilke deler en PLS består av, hva PLS-en brukes til, og hvordan komponenter tilkoples. I slutten av kapitlet er det noen oppgaver som skal gjøre deg kjent med den PLS-typen som din skole bruker.

63

Innledning Programmerbare logiske styringer forkortes PLS, og dette er en betegnelse som brukes i «elektrikerspråket». Navnet forteller oss en del om PLS-en.

Den er til styringer. Det vil si at den kan brukes til å styre alle former for elektriske anlegg, for eksempel motoranlegg, lysan­ legg, ventilasjonsanlegg, varmeanlegg, alarmanlegg, pneumatikkanlegg, kontroll anlegg osv.

Figur 6.1 PLS med 8 innganger og 6 utganger

Den er logisk. Det vil si at språket bygger på logiske funksjoner som OG, ELLER osv., som du kjenner fra digitalteknikken. Den er programmerbar. Det vil si at du kan programmere den slik at styringen virker slik du ønsker.

OG

ELLER

IKKE

Figur 6.2 Symboler

I løpet av noen år har PLS mer og mer erstattet reléstyringer. Både reléstyringer og PLS-en må ha en kontaktor som slår hovedstrømmen av og på, men forskjellen ligger i styringen. I en reléstyring bestemmes styringen av hvordan koplinger med ledninger er utført. I en PLS bestemmes styringen av et pro­ gram. En PLS har mange fordeler framfor reléstyringer. Fordelene er flere jo større et anlegg er. Vi skal nevne noen av dem:

• • • • • • •

64

En får et anlegg som tar mindre plass. En programmerer istedenfor å gjøre mange koplinger. Forandringer kan programmeres om istedenfor å kople om. PLS-en er som regel mer driftssikker. Feilsøking er enklere. Det er enkelt å overvåke PLS-en under drift. Billigere anlegg.

Oppbygning PLS-en er bygd opp av flere enheter. Vi skal ta for oss de van­ ligste.

Inngangsenheten Her blir alle brytere og andre enheter som kan påvirke styrin­ gen, tilkoplet.

Utgangsenheten Her blir alle enheter, som kontaktorer og andre belastninger som skal styres, tilkoplet.

Sentralenheten Dette er PLS-ens hjerne, der programmet blir lagret og bearbei­ det og ordrer gitt om hvordan styringen skal utføres.

Strømforsyningsenheten Denne gir spenning til PLS-ens elektronikk, og kan også gi spenning til ytre enheter som skal tilkoples.

Programmeringsenheten Med denne enheten kan programmet skrives, leses og kontrol­ leres. I små PLS-er kan alle disse enhetene være i den samme kompo­ nenten. I andre PLS-er kan de være hver for seg og koplet sam­ men ved hjelp av en skinne eller kabel. Figurene viser noen små og noen store PLS-er og hvilke deler de består av.

a

Figur .6.23 Eksempler på PLS: a) Maskin hvor alt er i en enhet b) Maskin hvor enhetene er hver for seg, men sammenkoplet i buss c) Programmmeringsenhet a) Datamaskin som programenhet

65

Tilleggsutstyr En PLS kan i tillegg tilkoples følgende enheter:

Datamaskin En datamaskin kan brukes til programmering, utskriving og kontroll av PLS-programmet.

Ekspansjonsenheter Dette er enheter som må brukes dersom styringen krever flere innganger eller utganger enn den opprinnelige PLS-en har.

Spesialenheter Noen styringer kan kreve spesialenheter. Det kan være analoge innganger og utganger, temperaturmoduler for tilkopling av temperaturmålere, og andre spesialmoduler.

Operatørterminal Dette er eh terminal der en operatør kan se på programmet, få ut meldinger om styringen og forandre enkelte ting, for eksempel tider eller tellere.

Ved store styringer kan flere PLS-er som står langt fra hveran­ dre, være koplet sammen; de kan utveksle data med hverandre og styre i samarbeid.

Prosessdatamaskiner I store prosessanlegg kan en prosessdatamaskin være en over­ ordnet styring, og PLS-en kan inngå som en liten del av styring­ en. I slike tilfeller tar PLS-en seg ofte av alarm- og forriglingsanlegg, mens prosessdatamaskinen tar seg av reguleringen.

Simuleringsenhet Dette er en enhet med brytere som koples til inngangene. Det er et godt hjelpemiddel når du skal kontrollere programmet. Til opplæring er en som regel helt avhengig av en slik enhet.

Hvilke muligheter en har for tilkopling av forskjellige enheter, kan variere fra type til type. En stor og dyr PLS har som regel flere utvidelsesmuligheter enn en liten og billig type. Det kan både være færre og flere muligheter enn de som er nevnt her. Brukerhåndboka til PLS-en gir nærmere opplysninger om dette.

66

De forskjellige enhetenes funksjon Inngangsenheten Som nevnt blir alle brytere og andre enheter som skal påvirke styringen, koplet til inngangene. Tilkoplingen kan gjøres som

XO-S 1

X 1 -S2 X2-S3

X3-S4 X4-S5

A - viser fullstendig tilkoplingsskjema B - viser forenklet tilkoplingsskjema C - viser en oversikt over tilkoplingene, denne kalles tilordningsliste, alternativ C brukes mest

Desimalt Oktalt tall tall 0

0

1

1

2

2

3

3

4

4

5

5

6

6

7

7

8

10

9

11

10

12

Figur 6.5 Tabell

Inngangene blir vanligvis aktivert av en spenning på 24 V DC. Spenningen kan tas fra PLS-ens strømforsyning og koples via brytere, følere o.l. til inngangene. Inngangene merkes med en bokstav med et etterfølgende nummer. Denne merkingen er ikke standardisert, derfor er den ofte forskjellig fra type til type. Bokstavene X, I og E brukes ofte som betegnelse på inngang. I digitalteknikken har du lært om ulike tallsystemer, med hoved­ vekt på det binære og det desimale tallsystemet. Det binære bru­ kes ofte i digitale kretser, men på en PLS nummereres inn- og utganger ofte etter det oktale tallsystemet. Ordet bi(nær) betyr to, desi(mal) betyr ti, og okt(al) betyr åtte. Det ligger derfor i ordet hvor stort grunntall som brukes i de forskjellige tallsystemene. Binærsystemet kan ha to ulike til­ stander, nemlig 0 og 1. Desimalsystemet kan ha ti ulike til-stander, fra 0 til og med 9. Det oktale kan ha åtte ulike tilstander, og kan derfor ha verdiene 0 til og med 7. Når en for eksempel skal telle til 10 (desimalt) ved å bruke det oktale tallsystemet, blir tallene som i figuren. Det oktale tallsystemet brukes som regel til nummerering. Det betyr at tallene 0-7, 10-17, 20-27 osv. brukes. En PLS har et begrenset antall innganger som kan tilkoples. De minste kan for eksempel ha bare åtte innganger, mens de største kan ha flere hundre. De fleste PLS-er har lysdioder som viser hvilke inn­ ganger som har signal.

67

Til de fleste styringer brukes bare digitale innganger. Det vil si innganger som bare har to tilstander, av eller på. Til noen spesi­ elle målinger og reguleringer, for eksempel måling av tempera­ tur og hastighet, kan man bruke analoge innganger. Slike inn­ ganger kan måle og regulere mer nøyaktig enn digitale. Figuren viser forskjellen mellom et analogt og et digitalt signal (se også i elektronikkboka om dette.)

Digitalt signal

Figuren viser inngangene til en PLS og hvordan de kan være merket.

Analogt signal Figur 6.6 Digitale signaler er enten av (0) eller (1). For inngangssignalet på en PLS betyr dette at det er enten 0 V eller 24 V. Analoge signa­ ler inn på en PLS kan ha aile verdie­ ne mellom 0 og full spenning. Til PLS ligger analoge signaler ofte innenfor disse standardverdiene: 4 - 20 mA

0-5 V

0-10V

Utgangsenheten Til utgangene blir alt som skal styres, tilkoplet. Litt forenklet kan en si at utgangen er en enpolet bryter som slår seg av eller på etter kommandoer som gis i programmet. Kontaktorer blir vanligvis koplet til utgangene. Kontaktorene slår så varme, motorer, ventiler, lys og andre elektriske belastninger av og på. Årsaken til at det blir gjort slik, er at utgangene bare kan bryte små strømmer. Hovedstrømmen må derfor brytes av en kontak­ tor. Figuren viser hvordan tilkoplinger på utgangene kan utfø­ res.

YO-K 1 Y 1 -K2 Y 2-H 1

Y3-K3 Y4-K4

68

Utgangene merkes med en bokstav og et etterfølgende num­ mer. Denne merkingen er ikke standardisert, derfor kan den være forskjellig fra type til type. Bokstavene Y, Q og A brukes på en del maskiner. I likhet med nummereringen av inngangene brukes også det oktale tallsystemet ofte for utgangene. Antall utganger varierer fra type til type. De fleste PLS-er er utstyrt med lysdioder som viser om utgangen er av eller på.

Til de fleste styringer brukes digitale utganger, men i spesielle tilfeller kan det være nødvendig å bruke analoge, for eksempel ved hastighetsregulering av motorer. Figuren viser noen PLS-er og hvordan utgangen er merket på disse.

Utgangene kan være av forskjellige typer, for eksempel relé-, transistor-, tyristor- og triacutgang. De forskjellige typene har hver sine fordeler og ulemper. Til skolebruk er det mest vanlig å bruke PLS-er med reléutgang.

En reléutgang betyr at det er et relé med en arbeidskontakt som slår seg av og på. Den har den fordelen at den kan brukes til både likestrøm og vekselstrøm med spenninger inntil 230 V. Den tåler som regel belastninger i størrelsesorden 1-2 A (hånd­ boka gir nøyaktige opplysninger om dette). Ulempen med en reléutgang er at den har mekaniske deler og derfor kan slites. Den egner seg derfor ikke ved hurtige av- og påkoplinger.

Transistor-, triac- og tyristorutganger er elektroniske og har ing­ en bevegelige deler som kan bli slitt. De må derfor brukes ved hurtige av- og påkoplinger. Men de har noen begrensninger med hensyn til strøm og spenning. Som regel kan de belastes med maksimalt 1 A. Begrensningene er: En transistorutgang kan bare brukes til likesperining, som regel begrenset til 30 V. • En triacutgang kan bare brukes til vekselspenning inntil 230 V. • En tyristorutgang kan bare belastes med likespenning inntil 230 V.

•

69

Det er meget viktig å kontrollere med PLS-ens håndbok, hvor mye utgangene kan belastes med. For stor belastning kan øde­ legge PLS-ens utgang.

Sentralenheten Sentralenheten er PLS-ens «hjerne», og alt blir styrt fra den. I mange PLS-er forkortes sentralenheten til CPU, som står for «Control Processing Unit». Den består av en del elektronikk der en mikroprosessor er hovedkomponenten. I denne enheten sitter også programhukommelse og lager, IC-kretser med ferdig programvare, og kretser som behandler alle inngående og utgående signaler. Figur 6.9

Programbearbeidingen i sentralenheten foregår slik at styre programmet leser linje for linje og sammenlikner dem med inngangssignalene. Instruksjoner blir så utført, og dette gjentar seg helt til du slår av maskinen.

Sentralenheten har en begrenset plass til program. Denne plas­ sen måles i antall linjer i programmet. De programmene du skal bruke i denne boka, er på maksimalt noen titalls linjer. Store prosess-styringer kan ha programmer på flere tusen linjer. PLSens håndbok oppgir hvor stort program det er plass til. Det blir ofte oppgitt i antall K, der 1 K = 1024 linjer.

Den kretsen som lagrer programmet, kan ha forskjellig utførel­ se. Den kan sitte fast i maskinen eller være pluggbar. Det siste kan være en fordel, for da kan programmeringen foregå et annet sted enn der maskinen står, og en kan ha reserveprogram lig­ gende på et trygt sted i tilfelle det skjer noe galt med maskinen. I likhet med datamaskinen og mikroprosessorer kan en PLS ha forskjellige typer av lagre for å ta vare på programmet. Lageret (hukommelsen) kan ha forskjellige egenskaper alt etter hvilken type det er. Til PLS-ene er lager av typen RAM og EEPROM mest vanlig.

RAM (Random Access Memory) er et lager som en enkelt kan lese fra og skrive til, og som det er enkelt å gjøre forandringer på. Dette lageret har den ulempen at en mister programmet der­ som spenningen blir borte. De fleste PLS-er er utstyrt med et batteri (battery back-up), slik at denne ulempen kan reduseres. PLS-er er som regel utstyrt med denne typen lager som stan­ dard. Det egner seg godt til å stå fast i maskinen.

Figur 6.10 Pluggbare lager

70

EEPROM (Electrically Erasable Programable Read Only Memory) er et lager med de samme egenskapene som RAMlageret, men det har den fordelen at det beholder programmet selv om spenningen blir borte. Det blir derfor ofte brukt dersom en skal ha et pluggbart program som kan flyttes fra PLS til PLS, eller dersom en ønsker å ha et ferdig program liggende i reserve.

Strømforsyningsenheten PLS-ens strømforsyningsenhet gir spenning til all indre elektro­ nikk. Denne spenningen er som regel ca. 5 V DC. Den gir også 24 V DC spenning til komponenter som skal koples til inngang­ ene. Den har begrenset kapasitet, som regel på noen hundre ampere A. Dersom belastningen blir større, må en ekstern strømforsyning brukes.

Programmeringsenheten Med programmeringsenheten kan en, som navnet sier, program­ mere. I tillegg kan en bruke den til å forandre programmer, kon­ trollere programmer og overvåke styringen mens den pågår. I neste kapittel lærer du mer om programmering.

Figur 6.12 Programmeringsenhet

71

Tilkopling av datamaskin (PD) Begrepet PC (Personal Computer) ble lansert med en IBM-maskin i 1981. Begrepet PD brukes nå mer og mer i Norge. De fleste PLS-er har mulighet for tilkopling av PD. PD-en må da ha et program (software) beregnet på den PLS-en du bruker. Denne programvaren er ikke standardisert, så det er en del for­ skjell fra type til type. Tilkopling til PD-en blir som regel gjort via PD-ens serieutgang (RS 232) med en spesialkabel til PLSen. PD-en har en rekke fordeler som du vil se i praksis når du begynner å programmere i neste kapittel. La oss bare nevne noen:

• Programmeringen blir enklere enn med programmeringsenheten. • Programmering kan utføres et annet sted enn der PLS-en står. • En kan få god dokumentasjon i form av utskrifter fra PD-en. • En kan bruke PD-ens harddisk eller disketter som reservelager for programmer. • En kan overvåke styringen via skjermen. • En kan bruke flere programmeringsmetoder enn med programmeringsenheten. Den første elektroniske datamaskinen (egentlig bare en regnemaskin) ble konstruert i USA i 1946. Den besto av 18000 radiorør og veide 30 tonn. I Norge ble den første maskinen satt i drift i 1954.

Figur 6.13 Tilkopling av datamaskin

72

Kontrollspørsmål 1 Hvilke fordeler har PLS framfor reléstyringer? 2 Gi eksempler på anlegg der PLS blir brukt. 3 Gi eksempler på hva som blir koplet til inngangene. Tegn opp hvordan slik kopling utføres. 4 Gi eksempler på hva som blir tilkoplet utgangene. Tegn opp hvordan slik kopling blir utført. 5 Nevn hvilke typer utganger en har, og deres bruksområder med hensyn til strøm og spenning. 6 Hva betyr forkortelsene CPU, RAM og EEPROM? 7 Hvilke fordeler oppnås med bruk av PD?

Oppgaver Disse oppgavene har som mål å gjøre deg best mulig kjent med den PLS-en som du skal bruke på skolen. For å løse oppgaven må du studere PLS-en, brosjyrer og håndbøker.

1 Hvor mange innganger har den? Hvordan er de merket (bokstav og nummer)? Hvor mange innganger kan den bygges ut til?

2 Hvor mange utganger har den? Hvordan er de merket (bokstav og nummer)? Hvor mange utganger kan den bygges ut til? Hvilke type utganger har den? Hvor stor belastning tåler hver utgang? 3 Hva slags lager (hukommelse) sitter i sentralenheten? Hvor stor kapasitet (antall linjer) har lageret? Hvilke muligheter er det for å bytte lager?

4 Hvor mye kan strømforsyningsenheten belastes med? 5 Hvilke muligheter er det for utvidelser med tilkopling av flere enheter?

6 PLS-en har en del lysdioder. Hva betyr de signalene disse gir?

73

7PLSprogrammering

Mål: I dette kapitlet lærer du om programmering av programmerbare logiske styringer.

75

Innledning Programmering vil si at en lager et program som blir lagt inn i PLS-ens hukommelse. Programmet forteller maskinen hvordan en styring eller prosess skal utføres. Det henter inn signaler fra inngangene, behandler dem og sender så nye signaler til utgangene, som utfører de instruksjonene programmet inne­ holder. Programmeringen kan foregå med programmeringsenheten eller med en datamaskin (PD).

Programmeringen av PLS er ikke standardisert. De forskjellige PLS-fabrikantene har litt forskjellige språk og litt forskjellige måter å nummerere utstyret på. Også innenfor hvert fabrikat kan det være litt forskjell fra modell til modell. I denne boka er alle eksemplene hentet fra maskiner av fabrikat Siemens, Mitsubishi og Klockner-Moeller, der vi har tatt med tre eksempler. Der det bare er ett eksempel, er det hentet fra Mitsubishi. Du ser av eksemplene at forskjellene i programme­ ringsspråket ikke er så store. Dersom du har en annen type til disposisjon, trengs det sannsynligvis bare små endringer i for­ hold til bokas eksempler for at programmet kan virke.

For å utføre øvelsene i boka er du avhengig av skolens håndbø­ ker for den PLS-en du skal bruke. Gjennom bokas forklaringer, eksempler og øvelser og ved å bruke håndbøker, får du en grunnleggende opplæring. Heldigvis er forskjellen fra maskin til maskin såpass liten at når en har fått opplæring på en maskintype, er det forholdsvis lett å gå over til en annen type.

Mye av programmeringen bygger på de logiske grunnfunksjonene OG, IKKE, ELLER og RS-vipper. Disse lærer du om i elektronikktimene, og det er en fordel om du har vært igjennom kapitlene om dette før du begynner å programmere.

76

Programmeringsmetoder Det er i hovedsak tre programmeringsmetoder som er grunn­ leggende, og som du vil lære om her:

• • •

instruksjonsliste kontaktplan funksjonsplan

Hvilken programmeringsmetode som er enklest og best er det uenighet om. Dersom du spør en del eksperter, vil du sannsyn­ ligvis få litt forskjellige svar. Men metodene har hver sine for­ deler. Dersom programmeringen skjer med program-meringsenheten, er en som regel avhengig av å bruke instruk-sjonsliste. Selv om en skal programmere med instruksjonsliste, får en ofte bedre oversikt over programmet ved først å tegne det som kon­ taktplan eller funksjonsplan. Med spesielle (store) programmeringsenheter og datamaskiner (PD) kan en som regel bruke alle metoder.

Instruksjonsliste En instruksjonsliste består, som navnet sier, av instruksjoner eller kommandoer som gir maskinen instruksjoner om hva som skal utføres. Instruksjonslista består av et visst antall linjer. Hver linje inneholder en instruksjon og en adresse. Instruksjonen er en kommando om hva som skal utføres, og adressen er nummeret på for eksempel en inngang eller en utgang.

Eksemplet viser en OG-funksjon med tre innganger, en ELLER-funksjon med tre innganger. Slik vil programmet se ut som instruksjonsliste:

Mitsubishi LD X 0.0 AND X0.1 AND X0.2 OUT YO.O LD X 0.3 OR X 0.4 OR X 0.5 OUT Y0.1

Siemens U EO.O U E0.1 U E0.2 = A 0.0 0 E0.3 0 E0.4 0 E0.5 = A 0.1

Klockner-Moeller L I 0.0 A I 0.1 A I 0.2 = Q 0.0 L I 0.3 0 I 0.4 0 I 0.5 = Q 0.1

Som du ser, har programmene mange likheter, men de har en del ulike bokstavbetegnelser for å angi instruksjonene.

I programeksemplene er det ikke tatt med linjenummer, fordi det brukes forskjellige tallsystemer til dette. Både det desimale, det oktale og det heksadesimale tallsystemet er i bruk. Hver lin­ je må avsluttes med en kommando, og den er også forskjellig fra maskin til maskin; for eksempel «Enter» på én type og «Go» på en annen. Ved begynnelsen av et program brukes det litt forskjellige kommandoer (LD, U, O og L).

77

Programmering av OG-funksjonen er litt forskjellig. Både AND (eng. og), U (forkortelse for tysk und) og A (forkortelse for and) brukes. Programmering av ELLER-funksjonen er også litt forskjellig. Her brukes OR (eng. eller), O (forkortelse for tysk oder) og O (forkortelse for eng. or). Nummeme på innganger og utganger er like, men bokstavene er forskjellige. X, E (tysk Eingang) og I (eng. In) brukes for inngangene, og Y, A (tysk Ausgang) og Q for utgangene.

Kontaktplan Programmering i kontaktplan kalles også ladderdiagram eller stigediagram. Kontaktplanprogrammeringen har fått navnet sitt fordi det har en del likhetstrekk med kontaktorskjemaer. Det viser ikke arbeids- og hvilekontakter som kontaktorskjemaene, men signalgangen i programmet (kretsen). Symbolene som blir brukt til tegningene, er ikke standardisert, men ser som regel slik ut:

Figur 7.1 Symboler brukt i kontaktplanskjema

Over eller under hvert symbol skrives nummeret på den inn­ gangen eller utgangen som skal programmeres. Tegningen av et kontaktplanskjema blir lik uansett hvilken fabrikant en bruker, men merkingen av innganger og utganger kan være litt forskjel­ lig. I et kontaktplanskjema kan en OG-funksjon sammen-liknes med en seriekopling og en ELLER-funksjon med en parallell­ kopling.

Det samme eksemplet som over med en OG-funksjon med tre innganger, en ELLER-funksjon med tre innganger.

OG-funksjon

ELLERfunksjon

78

Funksjonsplan Dette er en programmeringsmetode der en tegner opp de logis­ ke funksjonene (OG, ELLER osv.) og merker dem med inn­ ganger og utganger. Tegningen blir lik for de forskjellige maskinene, men merkingen av innganger og utganger kan bli noe forskjellig.

Vi bruker igjen samme eksemplet med en tre-inngangs OGfunksjon, en ELLER-funksjon med tre innganger. De ser slik ut:

OG

ELLER

Figur 7.3 Funksjonsplanskjema

Andre programmeringsmetoder Det finnes flere programmeringsmetoder som kan lette og for­ enkle programmeringen av litt større og kompliserte prosesser. Disse lærer du mer om i videre yrkesutdanning.

Minneceller

xoo X01

&

I en del tilfeller må en programmere minneceller eller markø­ rer, flagg og hjelpereleer, som det også blir kalt. Disse blir brukt som en hjelpefunksjon når programmet blir av en slik art at en ikke kan programmere alt direkte. De blir programmert som en utgang, men har selvfølgelig en annen nummerering. Bokstaven M brukes ofte for å angi en minnecelle. Et eksempel der en kan bruke minneceller, er en funksjon hvor to OG-funksjoner koples foran en ELLER-funksjon slik: ------ M00

Instruksjonsliste: X02

X03

M01

M00

Figur 7.4

M01

Y00

LD AND OUT LD AND OUT LD OR OUT

xo.o X0.1 MO.O X0.2 X0.3 M0.1 MO.O M0.1 YO.O

79

Invertere (IKKE-funksjoner) I en del tilfeller skal signaler inverteres, det vil si at de skal for­ andres til motsatt verdi. I en instruksjonsliste blir dette ofte gjort med en I (INVERTER) eller en N (NOT). I kontaktplanskjema og funksjonsplan blir det gjort som figur 7.6 viser.

Figur 7.6 Symboler

Det neste eksemplet viser en OG-funksjon med tre innganger, hvor to av dem er invertert. Videre er det en NELLER-funksjon (NOR) med to innganger. Ved å bruke symboler fra digitaltek­ nikken blir det som figuren 7.7.

Figur 7.7

Programmet blir slik: Mitsubishi LD ANI ANI OUT LD OR OUT LDI OUT

XO.O X0.1 X0.2 YO.O X0.3 X0.4 MO.O MO.O Y0.1

Siemens U UN UN — 0 0 = UN =

EO.O E0.1 E0.2 A 0.0 E0.3 E0.4 MO.O MO.O A 0.1

Klbeckner-Moeller L AI AI — L 01 = LI =

I 0.0 I 0.1 I 0.2 Q 0.0 I 0.3 I 0.4 MO.O MO.O Q 0.1

Tilsvarende eksempel som kontaktplan, og funksjonsplan:

80

Tidsfunksjoner I mange styringer inngår det ofte at maskiner skal starte eller stoppe til visse tider i forhold til hverandre. Til hjelp her har alle PLS-er et visst antall tidsfunksjoner som kan programmeres med ulike tider.

Det neste eksemplet viser et program hvor utgangen Y 0.0 slår seg på 10 sekunder etter inngangen X 0.0. LD OUT LD OUT

xo.o TO.O K 100 TO.O YO.O

Her betyr T 0.0 at det er tidsfunksjon nr. 0.0. Maskinen har et visst antall av disse tidsfunksjonene, derfor må de nummereres. Bokstaven K betyr at det kommer en konstant, som i vårt eksempel er 100. En kan programmere i tidels sekunder; 100 betyr derfor 10 sekunder.

Holdefunksjoner (RS-vipper) I digitalteknikken har du lært at en kan lage RS-vipper ved hjelp av en OG-funksjon og en ELLER-funksjon.

Som logikkskjema fra digitalteknikken blir det slik:

81

RS-vipper kan programmeres direkte slik tidligere eksempler har vist. De kan også programmeres indirekte ved hjelp av en OG-funksjon og en ELLER-funksjon. Programmet ser da slik ut:

Mitsubishi LD OR AND OUT

X 00 Y 00 X01 Y 00

S imens

V 0 U =

EO.O A 0.0 E0.1 A 0.0

Kløckner - Moeller

L 10.0 0 QO.O A 10.1 = QO.O

Som kontaktplanskjema og funksjonsplanskjema blir det slik: xoo

Figur 7.11

X01

X02

Y00

Figur 7.12

Som du vel husker fra elektronikken, kan RS-vipper ha R-dominans eller S-dominans. Til motoranlegg blir vippene i de aller fleste tilfellene programmert med R-dominans. Det betyr at dersom både startbryteren (start=set=S) og stoppbryteren (stopp=rcset=R) betje­ nes samtidig, så er det stoppbryteren som bestemmer. For de fleste PLS-er er det den sist programmerte funksjonen i en RS-vippe som gir dominans. Det betyr at hvis S programmeres før R, så har vip­ pen R-dominans. Holdefunksjoner brukes ofte til start og stopp av motorer. Hvis du sammenlikner med en kontaktorstyring, ser du likheten mellom kontaktplanskjemaet og kontaktorstyringer. Dersom du snur ett av skjemaene 90°, ser du at de er temmelig like.

Figur 7.13

En tilsvarende instruksjonsliste blir:

LD OR AND AND OUT

82

X Y X X Y

0.0 0.0 0.1 0.2 0.0

Forandring av program Av og til blir det programmert feil, og av til skal en styring for­ andres. Det er som regel enkelt å forandre på programmet: • En kan enkelt skrive over en feil linje og få inn den riktige. Den gale linjen blir da automatisk strøket ut. • En kan enkelt stryke ut deler av et program eller et helt program. Til det brukes ofte kommandoen «Delete». • En kan sette inn nye linjer midt inne i et program. Til dette brukes ofte kommandoen «Insert». • En kan forandre nummeret på innganger eller utganger dersom koplinger forandres.

Start- og stoppvelger I likhet med en datamaskin må en PLS ha en kommando som sier når et program skal utføres. Det blir ofte gjort med en bryter som er merket «run» og «stop». «Run» betyr at programmet går, og stop at det ikke går. En lysdiode viser som regel når program­ met er i drift. Programmering må ofte foregå med denne bryte­ ren i stopstilling, det vil si når program utførelse ikke pågår. På store anlegg kan programmering utføres med programmet i drift; det er altså ikke nødvendig å stoppe et anlegg for å gjøre forandringer i programmet.

Programmering ved hjelp av PD Den første elektroniske datamaskinen (egentlig bare en regnemaskin) ble konstruert i USA i 1946. Den bestod av blant annet 18000 radiorør og veide 30 tonn. I Norge ble den første maskinen satt i drift i 1954.

Til de fleste PLS-er er det laget programmer (software) slik at de kan koples til en personlig datamaskin (PD). Tilkoplingen skjer da som regel via PD-ens serieport (RS 232) til PLS-en ved hjelp av en kabel som er særskilt beregnet på dette. Bruk av PD med­ fører en rekke fordeler: • Som regel kan alle metoder for programmering brukes. • Dersom du har brukt en metode, kan PD-en oversette den til andre metoder. Du kan for eksempel programmere i kontaktplanskjema ved å tegne skjemaet på skjermen og la maskinen oversette det til instruksjonsliste eller funksjonsplan.

83

• Du kan legge inn tekst og kommentarer i programmet. Det gjør oversikten enklere og bedre. • Ved tilkopling til skriver kan en få utskrift av programmet. Det forenkler mye i forhold til å skrive for hånd. • En kan få utskrift over alle innganger og utganger som er brukt. • En kan se på store deler av programmet samtidig. Dette gjør oversikten bedre. Med en programmeringsenhet kan en ofte bare se på en eller noen få linjer samtidig. • En kan se på programmet mens styringen pågår. På skjermen ser en da hvilke innganger og utganger som aktiveres. • En kan enkelt lagre programmet på en diskett eller på PD-ens harddisk. • Programmeringen kan foregå et annet sted enn der PLS-en står. Noen av fordelene ved dokumentasjonen en får ved bruk av PD, vises ved eksempelet nedenfor. Programmet viser en enkel start og stopp av en motor. Her gir PD-en en utskrift som viser både tilkoplingene og en tilordningsliste.

Tilordningsliste:

Instruksjonsliste: LD S LD AND R

xoo Y 00 XO1 X02 Y00

Sl Startbryter Kl Viftemotor 1 S2 Stoppbryter F3 Termisk relé Kl Viftemotor 1

innganger X00-S1.4 X01 -S2.2 X 02 - F3.96 utgang Y00-K1. A2

Dette eksemplet er et lite, og dermed et oversiktlig program. Jo større programmet er, jo viktigere er det med oversiktlige utskrifter og god dokumentasjon.

AWL U UN U ON ON -

84

E E E E E A

Dokumentasjon Ved alle elektriske anlegg er det krav om god dokumentasjon. Det har mange fordeler. Fordelene er større og flere ved store anlegg, men også små anlegg bør ha skikkelig dokumentasjon. Uten det kan det være vanskelig å forstå en styring. Med god dokumentasjon oppnår en i tillegg at det blir enklere å kontrol­ lere og feilsøke på anlegget. Forandring av styring blir også enklere med god dokumentasjon.

Minstekravet til dokumentasjon bør være programmet og en oversikt over alle innganger og utganger og hva som er koplet til disse. En oversikt som viser all tilkopling av inn- og utgang­ er, kalles en I/O-liste eller en tilordningsliste.

Innganger X 00 - S 1 X01 - S2 X 02 - S 3 X 03 - F 1 Utganger Y 00 - K 1 Y01 -K2 Y 02 - H 1 Y 03 - H 2 Eksempel på tilordningsliste

Litt forklarende tekst i programmet kan også være en fordel. Programeksemplet foran med litt forklarende tekst kan være nok dokumentasjon ved et lite anlegg. Ved større anlegg kan en PD gi oss utskrift med alle nødvendige opplysninger.

Figur 7.15 Eksempel på tilkopling

85

Motorstyringen PLS-er blir mye brukt til motorstyringen Vi skal vise fire eksempler på det. Til sammenlikning har vi tatt med tegninger for de samme styringene, vist med kontaktorer slik du kjenner det fra kapitlet om kontaktorstyring. I disse eksemplene er det termiske vernet koplet til en inngang. Noen ganger blir det koplet i serie med kontaktoren til utgangen, som på figuren.

I eksemplene er det også tatt med en tegning som viser hva som er koplet til de forskjellige inngangene og utgangene. En slik tegning, eller en annen form for dokumentasjon, er viktig for å forstå programmet.

86

Eksempel 1

Instruksjonsliste for enkel start og stopp av motor:

LD S LD AND R Figur 7.17

XOO Y 00 X01 X02 Y 00

51 Startbryter Kl Pumpemotor 52 Stoppbryter F3 Termisk relé Kl

Eksempel 2

Start og stopp av motor fra to forskjellige steder:

Figur 7.20

LD OR S LD AND AND R

XOO X01 Y 00 X02 X03 X 04 Y 00

Sl Startbryter ved motor S2 Startbryter i kontrollrom Kl Viftemotor S3 Stoppbryter ved motor S4 Stoppbryter i kontrollrom F5 Termisk relé Kl

87

Eksempel 3

Figur7.22

Forrigling, motorl må gå før motor 2 kan starte og gå: LD S LD AND R LD S LD AND AND AND R

88

xoo Y 00 X01 X02 Y00 X03 Y01 X 04 Y 00 X05 X06 Y01

Sl Startbryter for Ml Kl Motorl S2 Stoppbryter for Ml F4 Termisk relé M1 Kl S3 Startbryter for M2 K2 Motor2 S3 Startbryter for M2 Kl Forrigling S4 Stoppbryter for M2 F5 Termisk relé M2 K2

Dreieretningsvender, bare en av utgangene må være aktivert om gangen:

LD S LD AND ANI R LD S LD AND ANI R

xoo Y 00 X01 X03 Y01 Y 00 X02 Y01 X01 X03 Y 00 Y01

S2 Startbryter høyre Kl Ml høyre Sl Stoppbryter F2 Termisk relé K2 Forrigling Kl S3 Startbryter venstre K2 M1 venstre Sl F2 Kl Forrigling K2

Feilsøking Erfaring viser at over 90 % av feil som forekommer i anlegg med PLS, oppstår utenfor selve PLS-maskinen. Feilsøking i dette området skjer på samme måte som ved feilsøking på kon­ taktorstyringer. Vi kan altså bruke et voltmeter for å kontrollere spenninger på alle komponenter, og på innganger og utganger. Dersom det oppstår feil inne i PLS-en, må vi overlate dette til eksperter. En del maskiner har lysdioder og melderutiner i dis­ playet som signaliserer at noe er galt. Programmeringsfeil kan selvsagt også forekomme. Kontroller derfor nøye at du taster inn riktige programkoder.

89

Kontrollspørsmål 1 Hvilke tre programmeringsmetoder er vanligst? Hvilken metode må brukes av de fleste programmeringsenheter? 2 Hva kan programmeringsenheten brukes til foruten til å programmere? 3 Hva er forskjellen på en instruksjon og en adresse i et program? Gi eksempel. 4 Hvorfor er det viktig med god dokumentasjon? 5 Hvilke fordeler oppnår en ved å bruke PD? 6 I hvilke tilfeller må en bruke minneceller ved programmering? 7 Til hvilken type styringer er det vanlig å bruke RS-vipper? 8 Hva mener vi med en tilordningsliste?

Øvelser Det er umulig å lære PLS ved bare å lese, det må praktiske øvelser til. Du bør derfor legge stor vekt på å forstå virkemåten ved alle øvelsene» Det er ikke om å gjøre å bli først ferdig, men å lære deg programmeringen best mulig. Dersom ikke annet er angitt, bør du forsøke å løse alle oppgavene med alle tre meto­ dene.

Gjør alle oppgavene først med programmeringsenheten. Deretter kan styringen utføres med en PD. Når du utfører dem med PD, bør du legge vekt på å bruke PD-ens muligheter til å legge inn noe ekstra forklarende tekst og utskrifter. Bruk PLS-ens håndbok aktivt. Selv erfarne programmerere må slå opp i den. 1 Programmer en OG-funksjon med to innganger, en ELLER-funksjon med to innganger og en RS-vippe. a)

Kontroller om funksjonene virker.

b) Gjør en forandring slik at OG-funksjonen får tre innganger.

90

c)

Stryk ut ELLER-funksjonen.

d)

Legg inn en tidsfunksjon med 15 sekunders forsinkelse.

e)

Se på tiden på programmeringsenheten.

f)

Forandre tiden til ett minutt.

g)

Kontroller om inngangene og utgangene er aktivert ved hjelp av programmeringsenheten.

2 Programmer en NOG-funksjon (NAND) og en NELLER-funksjon med tre innganger. Hver funksjon skal føres ut til hver sin utgang.

a)

Kontroller om funksjonene virker som de skal.

b)

Invertér alle inngangene, og finn ut hva slags funksjoner du får.

3 Kople opp fire brytere til en PLS, to med arbeidskontakt og to med hvilekontakt. a)

Programmer de fire inngangene som en OG-funksjon, og finn ut hvilke brytere en må betjene for å få signal på utgangen.

b)

Programmer de fire inngangene som en ELLER-funksjon, og finn ut hvilke brytere en nå må betjene for ikke å få signal på utgangen.

c)

Programmer slik at du ikke har signal på utgangen når bryterne er ubetjent, men slik at det blir signal så fort en av dem blir betjent.

4 Kople en induktiv og en kapasitiv giver til hver sin inngang.

a)

Forsøk med forskjellige materialer som jern, kopper, aluminium, plast, tre, papir og eventuelt annet foran følerne. Se på lysdioden som viser inngangssignalet, for å se hva de reagerer på. Lag en oversikt som viser hva hver enkelt føler reagerer på.

b)

Kontroller hvor nær følerne du må komme før de reagerer. Dette viser at det kan være forskjellig føleavstand for forskjellige materialer.

c)

Kontroller også om størrelsen på materialene har noen innvirkning på følsomheten.

91

5

Figur 7.25

92

Figurene viser noen kontaktplanskjemaer. Nummerer dem slik at de passer til din PLS, og lag tilsvarende programmer som instruksjonsliste. Funksjonsprøv programmene.

6

Figur 7.26

Figurene viser noen funksjonsplanskjemaer. Nummerer dem slik at de passer med din PLS, og lag tilsvarende programmer som instruksjonsliste. Funksjonsprøv programmene.

93

94

7

Ta for deg elektron! kkboka og finn minst fem koplinger med logiske funksjoner som du skal programmere og prøve.

8

Lag styring for en lampe som skal blinke. Lag den først med lik tid på pause og lys, og så med ulik tid.

9

I kapittel 5 om kontaktorstyringer finner du en del eksem­ pler på motorstyringer. Forsøk å lage PLS-programmer for alle disse styringene.

8 Prosjektoppgaver

Mål: Målet med dette kapitlet er å gi noen tips om temaer fra faget automatiserte anlegg. Her presenteres emner som kan brukes til prosjektoppgaver.

95

Prosjektarbeid som arbeidsform Alle elevene skal i løpet av skoleåret gjennomføre minst to pro­ sjektoppgaver, hvor den ene skal være individuell og den andre skal utføres i gruppesamarbeid. Det er ingenting i veien for å gjennomføre flere prosjektoppgaver enn det læreplanen sier. Læreplanen peker bare på at det skal gjennomføres minimum to prosjektoppgaver. Oppgavene skal ta utgangspunkt i studieretningsfagene, men også allmenfagene skal anvendes for å løse oppgaven. Det er viktig å tenke på dette når du skal velge oppgave.

Her er noen forslag til emner. Temaene er bare kort beskrevet for å gi deg noen ideer. Det er din oppgave i samarbeid med lærer å beskrive dem fullstendig.

1

Den teknologiske utviklingen innen automatiserte anlegg.

2

Morgendagens teknologi - hvordan vil den teknologiske utviklingen fortsette, og hvordan vil den påvirke samfunnsutviklingen?

3

Automatisering og ENØK - finn eksempler på hvordan automatikken styrer’ENØK-anlegg.

4

Styringer - lag forslag til styringer som er litt mer kompliserte enn de som er nevnt i boka, og finn løsning på dem.

5

Automatisering og arbeidsplasser.

6

Motorer - finn ut om flere typer elektriske motorer og beskriv deres virkemåte, egenskaper og bruksområder.

7

Elektronikk og automatisering - sett deg inn i de ulike elektronikkkomponentene som inngår i automatiserte anlegg.

8

Studer et tema fra faget som du er spesielt interessert i.

I prosjektoppgaven vil du som regel ha behov for flere opplys­ ninger enn de som står i dine egne lærebøker. Slike opplysning­ er kan du blant annet finne i skolens oppslagsbøker eller tids­ skrifter, brosjyrer og kataloger fra leverandører, elektrofirmaer og offentlige bibliotek.

96

Stikkord amperemeter 28 arbeidskontakt 47 arrangemengstegning 51 automatisert anlegg 10

beskyttelsesgrad 23 bryter 48 CPU 70

dokumentasjon 85 dreieretning 41 dreieretningsvender 41 EEPROM 70 ekspansjonsenhet 66 elektrisitetstilsynet 19 endebryter 53

fagarbeider 25 feilsøking 59 flytskjema 14 forrigling 54 fotoelektrisk bryter 53 funksjonsplan 79

holdekontakt 48 hovedstrømkrets 35 hvilekontakt 47

induktiv føler 52 inngangsenhet 67 instruksjonsliste 77 invertere 80 isolasjonsmåler 30

97

jordfeil 21 jordfeilbryter 22 jordfeilvarsler 22 kapasitiv føler 52 karakteristikker 47 kontaktorer 38 kontaktorstyringer 45 kontaktplan 78 kortslutning 20 kortslutningsmotor 35 kortslutningsvem 20 lampe 50

markør 79 «megger» 30 merkeeffekt 21 merkestrøm 21 minnecelle 79 motorkabel 39 motorvembryter 37 måleelement 13 måleverdiomformer 13 niv åbry ter 53 nullspenningsbeskyttelse 25 nødstopp 22

oktale tallsystem 67 operatørterminal 66 overbelastningsvem 21

PLS 64 programmeringsenhet 71 prosessdatamaskin 14, 66 prosessverdi 13 pådragsorgan 13 RAM 70 regulator 13 regulering 10 reguleringsteknikk 13 rekkeklemmer 49 RS-vippe 81

sentralenhet 70 sikkerhet 26 sikkerhetsutkopling 42 sikringer 20, 47 simuleringsenhet 66 spenningstest 30

98

spesialenhet 66 stjemekopling 36 strømforsyningsenhet 71 strømveinummer 47 styring 10 summer 31 tangamperemeter 29 tegningsnorm 50 termisk relé 49 termisk vern 21, 38 termistorbeskyttelse 39 termostat 53 tidsfunksjon 81 tidsrelé 57 tilordningsliste 68, 84 trekantkopling 36 utgangsenhet 68

voltmeter 29

99