Prosesstyring 2 [2, 2 ed.] 8200453979 [PDF]

Zitiervorschau

Rolf Alvestad

Prosesstyring 2

Universitetsforlaget

© Universitetforlaget AS 1998 ISBN 82-00-45397-9

2. utgave 2000

Det må ikke kopieres fra denne boka i strid med ånds­ verkloven eller avtaler om kopiering inngått med Kopinor, interesseorgan for rettighetshavere til åndsverk.

Kopiering i strid med lov eller avtale kan medføre erstatningsansvar og inndragning og kan straffes med bøter eller fengsel. Læreboka er godkjent av Nasjonalt læremiddelsenter i november 1997 til bruk i videregående skole på studi­ eretning for mekaniske fag, VK1 mekaniske prosessfag, i faget prosesstyring, modul 3 og 4. Godkjenningen er knyt­ tet til fastsatt læreplan av september 1994 og gjelder så lenge læreplanen er gyldig. I denne boka er ca. 40 % skrevet på nynorsk og 60 % på bokmål. Nynorskdelen er oversatt av Per Arvid Ølmheim.

Forfatteren har mottatt støtte fra Norsk faglitterær forfatterforening

Henvendelser om denne boka kan rettes til: Universitetsforlaget AS Postboks 2959 Tøyen 0608 OSLO Universitetsforlaget på Internett: http://www.scup.no Illustrasjoner: Se liste på side 288 Omslag: Tor Berglie Trykk: GCS as, Oslo 2000

Forord

Prosesstyring 2 er en av to bøker (Prosesstyring 1 og Prosessstyring 2) som skal dekke hele det elektrotekniske, styringsog reguleringsmessige og elsikkerhetsmessige pensum i VK1 mekaniske prosessfag.

Prosesstyring 2, som må ses i sammenheng med Prosess­ tyring 1, omfatter følgende kapitler: 1 Programmerbare logiske styringer -PLS 2 Digitale logiske funksjoner utført med PLS 3 Automatisering - styring, regulering og instrumentering 4 Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll Prosesstyring 1 omfatter kapitlene: 1 Elektriske motorer 2 Motorvern og driftsforhold i motoranlegg 3 Startere og kontrollutstyr 4 Startmetoder i motoranlegg 5 Strømrettere 6 Dokumentasjon og montasje for motor- og kontrollanlegg 7 Feilsøking og vedlikehold i motorinstallasjoner

Hvert kapittel i begge bøkene avsluttes med kontrollspørsmål. Den generelle delen av læreplanen og de felles målene for studieretningsfagene er integrert i begge bøkene, men det er lagt spesielt vekt på kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskotroll i Prosesstyring 2.

Forfatteren og Universitetsforlaget vil spesielt rette en takk til Elforlaget som har bidratt med det meste av figurmaterialet i begge bøkene (se egen liste bak i boka). Mye av stoffet i denne boka har forfatteren publisert tidligere i bø­ kene Automatiserte anlegg og Automatisering fra Elforlaget.

Nesodden, 1998 -

Oslo, 1998

Rolf Alvestad

Universitetsforlaget

4

Forord til 2. utg.

I denne andre utgaven er vesentlige avsnitt og momenter av innholdet justert etter de nye forskriftene og normene. Disse er: FEL - Forskrift om elektriske lavspenningsanlegg NEK - Elektriske lavspenningsanlegg - Installasjoner EN 60204-1 - Maskinsikkerhet - Elektrisk utstyr i maskiner

De fleste referansene i denne boka er gjort til NEK 400. For å forenkle referansene til denne har vi valgt å bare referere til de aktuelle punktene. En referanse til for ek­ sempel NEK 400 pkt. 413.1.5.5, vil dermed bare stå opp­ ført som 413.1.5.5. For de øvrige forskriftene og normene er det referert fullt ut, for eksempel FEL, § 22 osv.

Nesodden, januar 2000 Rolf Alvestad

i

Innhold

Forord................................................................................... 3

1 Programmerbare logiske styringar - PLS................ 9 Prosessutstyr - kontrollnivå.............................................. 9 PLS som automatiseringsverktøy......................................... 21 Prinsipiell oppbygging av og verkemåte for ein PLS ...22 Inngangsmodular og utgangsmodular............................ 29 Sentrale og desentraliserte PLS-system.............................. 33 Eldre PLS-system.............................................................33 Moderne PLS-system...................................................... 34 Viktige kriterium for val av PLS-utstyr............................... 36 Funksjonsområde.............................................................36 Systemkonfigurasjon........................................................37 Utvidingskapasitet............................................................ 37 Programmering av PLS - programspråk............................. 38 Styringstekniske funksjonar og kombinasjonar............ 41 Signalgiving i PLS ved hjelp av brytarar og givarar..... 45 Funksjonsskjema............................................................. 49 Analog-digital (AD) og digital-analog (DA) omformar ....57 Analoge signal.................................................................. 57 Binære signal.................................................................... 57 Digitale signal..................................................................58 Analog-digital signalomforming (AD-omforming)...... 58 Digital-analog signalomforming (DA-omforming)..... 62 Kontrollspørsmål............................................................. 64 2 Digitale logiske funksjonar med PLS......................... 65 Grunnleggjande logiske omgrep, funksjonar og funksjonselement...........................................65 Omgrepa logikk og digitalteknikk................................. 65 Omgrep for analog og digital informasjonsbehandling...................................... 66 Kontrollspørsmål............................................................. 85 Haldefunksjonar med dominansforhold.............................. 86 Kontrollspørsmål............................................................. 89 Logiske tidsfunksjonar og tidselement................................ 89 Kontrollspørsmål............................................................. 94 Ulike typar vippefunksjonar................................................. 95 Monostabile vipper.......................................................... 95 Astabile vipper................................................................ 95

1

6

Innhold

Bistabile vipper................................................................ 95 Kontrollspørsmål.............................................................. 99 Talsystem - teljarar............................. 100 Generelt........................................................................... 100 Omgjering av talverdiar................................................ 104 Teljarar............................................................................. no Kontrollspørsmål............................................................ 120 3 Automatisering styring, regulering og instrumentering............... 121 Automatisering.....................................................................121 Omgrepet automatisering.............................................. 121 Strukturering av automatiserte anlegg................................ 123 Prosessfunksjonen.......................................................... 126 Energifunksjonen............................................................ 126 Kontrollfunksjonen......................................................... 127 Overordna kontrollfunksjon.......................................... 127 Dokumentasjon og montasje av automatiserte anlegg............................................................ 128 Dokumentasjon............................................................... 128 Montasje, oppstart og vedlikehald av automatiserte anlegg.............................128 Hovudeiningar i automatiserte anlegg................................ 129 Styre- og dialogutstyr..................................................... 131 Startapparat......................................................................131 Måle-, styrings- og reguleringseiningar....................... 131 Prosess............................................................................. 133 Prosesselement............................................................... 133 Følarar, sensorar og givarar........................................... 134 Måleverdiomformarar.................................................... 136 Måleinstrument og tilrettelegging av måleverdiar..... 138 Styring............................................................................. 140 Regulering.......................................................................141 Andre begreper for styring og regulering..................... 152 Kontrollnivåer - prosessavsnitt..................................... 164 Prosessanlegg vist i flytskjema..................................... 168 Instrumentert flytskjema for nivåregulering..............178 Direkte virkende og revers virkende regulatorutgang... 181 Av/på-regulering............................................................. 183 Kontinuerlige regulatorer, regulatorforsterkninger og reguleringsobjekter................................................... 186 Proporsjonalregulator - P-regulator..................................191 PI-regulator..................................................................... 194 PID-regulator (proporsjonal-, integral- og derivasjonsregulator)..... 198 Proporsjonalbånd og proporsjonalforsterkning........... 203 Kontrollspørsmål........................................................... 207

Innhold

7

4 Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll...................................................... 210 Innledning............................................................................ 210 Generelt om begrepene kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll...................................... 211 Kvalitetssikring.............................................................. 211 Kvalitet........................................................................... 212 Kvalitetssystem.............................................................. 212 Kvalitetsstyring.............................................................. 212 Kvalitetssikringshåndbok.............................................. 213 Kvalitetskontroll............................................................. 213 Egenkontroll................................................................... 213 Avvik.............................................................................. 213 Avvikskostnader.............................................................214 Korrigerende tiltak........................................................ 215 Internkontroll.................................................................. 215 Utforming av internkontrollsystemet og tilpassing til den enkelte bedrift................................... 221 Håndbok for internkontroll............................................ 223 Systematisk oppfølging av gjeldende krav som følge av tilsynsloven............................................................232 Eiers og brukers ansvar................................................. 232 Tilsyn.............................................................................. 233 Dokumentasjon, informasjon og melding.................... 233 Systematisk oppfølging................................................. 236 Gjennomføring av internkontrollen med hensyn til tilsynsloven................................................................ 238 Internkontroll for bedrift eller avdeling uten elektrofagkyndig personell............................................ 238 Internkontroll for bedrift eller avdeling med elektrofagkyndig personell............................................245 Internkontroll for bedrifter som selv kan forestå utførelse, drift og vedlikehold av elektriske anlegg ....251 Kvalitetskontroll/egenkontroll...........................................256 Besiktigelse.................................................................... 257 Klargjøring av krav og funksjon, funksjonsprøving ...259 Kontrollmåling .............................................................. 259 Funksjonsprøving og kontrollmåling under ett........... 261 Sjekklister for kontrollfasene....................................... 262 Eksempel på hva som må kontrolleres ved kvalitets kontroll (generelt for alle nett- og beskyttelsesforhold)...................................................... 263 Besiktigelse....................................................................263 Kontrollmåling.............................................................. 266 Eksempel på kvalitetskontrolli TN-nett............................ 268 Besiktigelse................................................................... 268 Klargjøring av krav og funksjon.................................. 268

8

Innhold

Kontrollmåling............................................................... 269 Eksempel på kvalitetskontrolli IT-nett............................... 270 Besiktigelse................................................................ ....270 Klargjøring av krav ogfunksjon,funksjonsprøving ...270 Kontrollmåling............................................................... 272 Kontrollspørsmål............................................................280 Termliste............................... . ............................................ 283

Stikkord............................................................................... 285

Figurliste............................... .............................................288

1 Programmerbare logiske styringar -PLS Mål Når du har arbeidd med dette kapitlet, skal du ha lært • kva vi meiner med prosessutstyr og kontrollnivå i automatiserte elektriske anlegg • å gjere kontrollfunksjonen i reléform • å gjere kontrollfunksjonen som PLS-system (programmerbart logisk styresystem) • korleis ein PLS prinsipielt er oppbygd og verkar, og kva for funksjon han har • om PLS som automatiseringsverktøy • om nødvendig dokumentasjon for enkle PLSstyrte anlegg - anleggsdokumentasjon - programdokumentasjon

Prosessutstyr kontrollnivå Automatiserte anlegg for industrielle produksjonsprosessar blir samansette av prosessutstyr. Prosessutstyret omfattar ein prosessfunksjon, ein energifimksjon og ein kontrollfunk­ sjon. Når fleire sett prosessutstyr skal arbeide saman, blir dei lagde inn under eit overordna nivå, det vil seie ein over­ ordna kontrollfunksjon.

Energifunksjonen omfattar primærkontrollen, det vil seie materiell, utstyr og dokumentasjon for energikrinsen. Kontrollfunksjonen omfattar materiell, utstyr og dokumen­ tasjon for å styre og kontrollere det prosessobjektet som prosessutstyret skal kontrollere.

10

Programmerbare logiske styringar - PLS Kontrollfunksjonen kan skje på to måtar: • som reléfunksjon (med relé og nødvendig dokumenta­ sjon) • som PLS-funksjon (med automatiseringsverktøyet PLS og med tilhøyrande anleggs- og programdokumentasjon) Vi vel å vise den overordna kontrollfunksjonen med PLS som automatiseringsapparat. For å få betre oversikt illus­ trerer vi det med start og stopp av ein motor. Denne funk­ sjonen er så enkel at vi like gjeme kunne ha lagt inn moto­ ren med ein kontaktor og ein start- og stoppbrytar.

a) Figur 1.1a Figuren illustrerer prosessutstyret med prosessfunksjonen, som kunne vore ei pumpe, eit transportband eller liknande

Prosessutstyr

Funksjons­ skjema

Figur 1.1b Figuren illustrerer funksjonsskjemaet for innkopling, drift og stopp. Eit funksjons­ skjema er eit skjema som viser ein prosessfunksjon

Figur 1.1c Hovudstraumsskjemaet for primærkontrollen på motoren

Programmerbare logiske styringar - PLS

11

Figur l.ld Figuren viser styrestraumskrinsen for primærkontrollen (energifunksjonen)

1 Termisk relé 2 Nødstopp 3 Servicevendar for man./aut. drift 4 Brytar for manuell rykkkjøyring av motor 5 Innkoplingskommando frå overordna kontroll 6 Hovudkontaktor for motor 7 Relé i primærkontrollen for tilbakemelding, driftsklar stilling 8 Tilbakemelding til overordna kontroll om driftsklar stilling 9 Start frå overordna kontroll 10 Haldefunksjon i overordna kontroll (reléutførelse) 11 Stopp frå overordna kontroll 12 Relé i PLS-utgang for innkoplingskommando frå overordna nivå i PLS-utførelse

Overordna kontroll utført som PLS

Figur l.le Tilkopling til ein PLS

12

Programmerbare logiske styringar - PLS Dersom vi innrettar det overordna kontrollnivået som ein PLS, bruker vi ein PLS som automatiseringsapparat på overordna nivå. Tilkoplinga til PLS-en blir som vist på fi­ gur Lie. Av funksjonsskjemaet på figur 1.1b ser vi at vi kan starte motoren i ein automatisk funksjon når det er gitt tilbakemelding om at anlegget (primærkontrollen) er i driftsklar stilling og startbrytaren blir sett i funksjon. Med anlegget i driftsklar stilling meiner vi at servicevendaren står i stilling A, at dei andre kriteria for drifts­ klar stilling er i orden, og at det blir gitt melding til det overordna nivået om dette. Det kan lettast forklarast med styrestraumsskjemaet for primærkontrollen på figur 1.1c. Dersom vi følgjer skjemaet for primærkontrollen på styrestraumskrinsen, ser vi at krinsen for K2 (7) blir slutta når det termiske releet er intakt, nødstoppbrytaren er lukka og servicevendaren er i stilling A. Relé K2 blir da lagt inn straks spenninga blir sett på. Arbeidskontakten på K2 gir tilbakemelding til det overordna nivået (PLS-en) om at driftsklar stilling (8) skal lukkast. (Sjå figur Lie.)

Når vi slår på startbrytaren Sl (9) på det overordna ni­ vået (PLS-en på figur Lie), aktiverer vi utgangen på PLSen, som igjen aktiverer releet Kl (5). Utgangsreleet Kl (5) på PLS-en gir innkoplingskommando til kontaktoren Q1 i primærkontrollen. Kontaktoren Q1 startar dermed moto­ ren og ligg inne så lenge utgangen på PLS-en er aktivert. Motoren stoppar dersom vi slår av stoppbrytaren S2 (11), eller dersom vi bryt krinsen for releet K2 (tilbakemelding driftsklar). Krinsen for releet K2 blir broten dersom det termiske releet løyser ut, nødstopp blir aktivert eller servicevendaren blir lagd ut av stilling A.

Kontaktoren Q1 blir lagd ut dersom • stoppbrytaren S2 i det overordna nivået blir aktivert • spolekrinsen for K2 blir broten. Både primærkontrollen og den overordna kontrollen løyser da ut Motoren kan køyrast manuelt frå primærkontrollen når det termiske releet F2 er intakt, nødstoppbrytaren S3 er lukka, servicevendaren S3 ligg i stilling M og trykknappbrytaren S5 (4) blir aktivert. Koplinga mellom PLS-en og primærkontrollen kan også gjerast direkte (utan å gå vegen om servicevendaren for manuell og automatisk køyring), slik figur l.lf viser (figu-

13

Programmerbare logiske styringar - PLS

Innkoplingskommandoen (utgangssignal frå PLS, sjå stipla linjer) slår med fast signal så lenge kontaktorane skal liggje inne (varig signal). Bimetallreleet i primærkontrollen må vere utført med sperre

Figur 1.1f

ren viser eit anna døme, men skal vise samanhengen mel­ lom overordna kontroll og primærkontroll utan bruk av servicevendar for manuell og automatisk køyring). Eit prosessutstyr kan likevel ha fleire funksjonar, både energifunksjonar og kontrollfunksjonar. Energifunksjon kan omfatte likestraumsmotorar og/eller vekselstraumsmotorar

14

Programmerbare logiske styringar - PLS Anleggssituasjon

Start

Stopp

Endebrytar

Endebrytar Endebrytar Endebrytar

Tilbakem. driftsklar band I Tilbakem. driftsklar band II Nødstopp Nødstopp

Termisk relé Termisk relé Kvitt.alarm

Figur 1.3a Anlegg samansett av to sett prosessutstyr

15

Programmerbare logiske styringar - PLS

5 Parkeringstid band II høgre S3 Endebrytar band I venstre S2 Stopp Band I ikkje driftsklar Band II ikkje driftsklar

S |

Band i venstre

| 3 | (Q2)

Funksjonsplan som kartlegg prosessforklaringen

k

Transportband II

Transportband 1

Høgre

Venstre

Driftsklar

Høgre

Venstre

Figur 1.3 b Anlegg samansett av to sett prosessutstyr

Driftsklar

16

Programmerbare logiske styringar - PLS med tilhøyrande startapparat. Kontrollfunksjonen kan også vere samansett av fleire funksjonar som omfattar styrelogikk, grenseverdiovervaking, reguleringsfunksjonar eller skjerm­ basert kontrollsystem for MMK (menneske-maskin-kommunikasjon). Sjå figur 1.2. Den styrande delen

Kontrollfunksjon

Energifunksjon

Den styrte delen

Prosessfunksjon

På figur 1.3 ser du eit anlegg som er samansett av to sett prosessutstyr. Det gir ei oversikt over den dokumentasjo­ nen som er nødvendig i eit enkelt automatisk anlegg med PLS som overordna automatiseringsverktøy. Figur 1.4 il­ lustrerer arrangementsteikninga for anlegget.

17

Programmerbare logiske styringar - PLS Apparatskap

PLS

Styrepanel/ -skap

-S8 -S12

230 -Q1

-Q2

-Q3

-Q4

-F2

-K5

F4

-K6

-H2 H3

24 K1

K2

K3

K4

S1

S2

O S15

L1 / L2 / L3 L10/20

S9

O

O

S10 O

-M1

-M2

Band I

Band II

S13

O S14

Figur 1.4 Arrangementsteikninga for anlegget

Eit automatisert anlegg kan som nemnt omfatte fleire sett prosessutstyr som skal fungere saman. Dei blir lagde inn under eit overordna kontrollnivå som vanlegvis blir kalla prosessavsnitt, sjå figur 1.5. Figur 1.6 viser ei meir detaljert utforming av energifunksjonane, som kan vere med drivarutstyr for direkte tilkopling eller med reguleringsutstyr.

18

Programmerbare logiske styringar - PLS

GRENSESNITT

Figur 1.5 Fleire sett av prosessutstyr som skal fungere saman, blir lagde inn under eit overordna kontrollnivå

Dersom vi har fleire slike prosessavsnitt som skal arbeide saman, blir også dei strukturerte under eit overordna kontroll­ nivå, sjå figur 1.7. Dei enkelte setta av prosessutstyr blir saman-sette etter det same prinsippet og på same måten som ovanfor. Utvidinga skjer ved at vi byggjer saman to eller fleire sett prosessutstyr til ei større eining med over­ ordna kontrollnivå (prosessavsnitt). Deretter kan vi byggje fleire slike einingar saman og leggje dei under eit nytt over­ ordna nivå.

Programmerbare logiske styringar - PLS Prosessavsnitt inntransport

Kommunikasjon til overordna nivå

Figur 1.6 Ei meir detaljert utforming av energifunksjonane

19

20

Programmerbare logiske styringar - PLS

Figur 1.7

21

Programmerbare logiske styringar - PLS

PLS som automatiseringsverktøy PLS er eit effektivt og svært fleksibelt automatiserings­ verktøy som vi kan løyse både enkle og kompliserte automatiseringsoppgåver med. Det er eit moderne moduloppbygd digitalt styresystem basert på integrerte krinsar og mikro­ prosessorar. PLS-systemet omfattar i prinsippet • ei sentraleining som står for signalbehandlinga for styreog kontrollfunksjonar • inngangs- og utgangseiningar • programmerings- og testapparat

Skrivar for utlisting av dokumentasjon

PC som programmeringsog testapparat

t------------------------------ >

----------- ''------------\

Døme på program­ dokumentasjon

Instruksjonsliste

Kontaktplan

oooo ooo o oooo

Funksjonsplan, FUP

Figur 1.8 Enkel bruk av PLS som automatiseringsapparat

22

Programmerbare logiske styringar - PLS

Brytarar, givarar og liknande blir kopla til inngangsmodulane på systemet. Kontaktorar, relé, signallamper, alarmhom og liknande blir kopla til utgangsmodulane på systemet. Med eit programmeringsapparat og eit enkelt og lett forståe­ leg programmeringsspråk (i funksjonsplanform, kontaktplanform eller instruksjonslisteform) kan vi skrive det styreprogrammet vi ønskjer, inn i programminnet (programlageret) i PLS-systemet.

Sentraleininga samordnar inngangssignala i styreprogrammet. Dei ulike utgangane blir aktiverte i samsvar med tilvisingane eller instruksjonane i programmet. Figur 1.8 viser ein enkel bruk av PLS-en som automatiseringsapparat.

Den sentrale eininga i ein PLS er mikroprosessoren. Mikro­ prosessoren er eit elektronisk standardelement med ei mengd elektroniske og datatekniske funksjonar. Vi kan seie at prosessoren er «arbeidshesten» eller «hjernen» i den mo­ derne elektronikken.

Prinsipiell oppbygging av og verkemåte for ein PLS PLS er eit moduloppbygd digitalt styresystem med eit ellager som kan programmerast. Dei viktigaste komponentane i eit slikt system er (sjå figur 1.9) • sentraleininga med prosessor (styreeining) og programog datalager • inngangs- og utgangseiningane • programmeringseininga Til eit PLS-styrt anlegg høyrer også signalgivarar og forstillingsorgan.

PLS-ane kan leverast i mange variantar, frå små kompakte einingar med nokre få inngangar og utgangar til større sys­ tem med fleire tusen inngangar og utgangar for større og meir komplekse prosessfunksjonar. Dei fleste systema er moduloppbygde. Det vil seie at dei kan utvidast med fleire inngangar og utgangar og liknande for å løyse større oppgåver. Utvidingane må skje i samsvar med dei avgrensingane systema har, og etter kva slags opp­ gåver som skal løysast.

I eit moduloppbygd system tek vi utgangspunkt i ei grunn­ form. (Somme faste grunnleggjande modular må vere med i

23

Programmerbare logiske styringar - PLS

b)

Programmeringsapparat

Figur 1.9

24

Programmerbare logiske styringar - PLS alle system.) Grunnetasjen er tilrettelagd for å plassere dei nødvendige modulane (korta), og han inneheld «busslinjer» for å transportere datasignal, adressesignal og straumforsyning til dei enkelte modulane.

Straumforsyningseininga gir ei stabilisert spenning til sys­ temet og til den interne signalbehandlinga.

Sentraleininga er «hjernen» i systemet og inneheld styre eininga og grunnprogrammet for den interne signal­ behandlinga. Sentraleininga kontrollerer og styrer all akti­ vitet i PLS-en. Inngangsmodular og utgangsmodular etablerer kommuni­ kasjon mellom styresystemet og prosessen. Vi kan mon­ tere og regulere dei etter behov og etter dei avgrensingane systemet har. I digital signalbehandling møter vi omgrepa bit, byte og ord (sjå figur 1.10):

Ein bit er eit binært signal som berre kan ha to tilstandar (av eller på, låg eller høg osv.). • Ein byte er samansett av åtte bitar. • Eit ord er samansett av to byte, det vil seie 16 bitar. • Eit dobbeltord er samansett av to ord, det vil seie åtte byte eller 32 bitar. •

16 bitar = 2 byte = 1 ord Samanhengen mellom bit, byte og ord

Figur 1.10

Programmerbare logiske styringar - PLS

25

Sentraleininga Sentraleininga inneheld i hovudtrekk eit elektronisk styre verk med (sjå figur 1.11) • adresseteljar • datalager eller arbeidslager for hjelpefunksjonar, registerfunksjonar, spesialfunksjonar og utgangar • adressedekodar • operasjonsdekodar • boolsk akkumulator

Sentraleininga, som også inneheld eit programlager, tek seg av all tilrettelegging av program (databehandling). Dei operasjonane som sentraleininga og PLS-en skal gjere, er spesifiserte i form av instruksjonar i programlageret. Desse instruksjonane blir programmerte inn i programlageret et­ ter ein utarbeidd programdokumentasjon ved hjelp av ei programmeringseining. I dag blir dei fleste PLS-ane programmerte ved hjelp av ein PC og eit tilpassa program. Programma blir tilrettelagde og programinformasjonane ef­ fektuerte av styreverket som arbeider saman med program­ lageret og arbeidslageret og datalageret i sentraleininga. Ved hjelp av operasjonsdekodaren, adressedekodaren og den boolske akkumulatoren blir det avgjort kva for inngangsog utgangskriterium, hjelpefunksjonar og liknande som skal verke på resultatgivinga i kvar kommando.

Prosessoren avsøkjer status på inngangar, utgangar og ulike funksjonar i samsvar med instruksjonane i programlageret. Signala (status) blir så samanlikna med vilkåra i program­ lageret. Deretter spør prosessoren etter den logiske tilstan­ den til utgangane og dei ulike hjelpefunksjonane og gir sine kommandoar vidare. Utgangane set i verk kommandoane frå prosessoren ved å leggje inn kontaktorar, relé, lamper, magnetventilar og liknande. Hjelpefunksjonane kan vere mellomlagringsresultat som høyrer med som prosessvariablar i programmet. Når prosessoren avsøkjer ein inngang, spør han om det er spenning til stades eller ikkje. Når prosessoren gir ein utgangskommando, blir det kopla ei spenning til den spesifi­ serte utgangen. Instruksjonane blir henta sekvensielt frå programlageret og utførte ein etter ein. I tabellen på neste side har vi sett opp ei oversikt over dei ulike typane minne vi har i ein PLS, i til­ legg har vi teke med kva forkortingane står for, i rubrikken for engelsk.

26

Programmerbare logiske styringar - PLS

Type minne

Norsk

Engelsk

RAM

lese- og skriveminne

random access memory

ROM

leseminne

read only memory

PROM

leseminne som kan programmerast

programable ROM

EPROM

PROM som kan slettast

erasable PROM

EAROM

ROM som kan omprogrammerast elektrisk

electrically alterable ROM

EEROM

ROM som kan slettast elektrisk

electrically erasable ROM

Straumforsynings-

Figur 1.11

27

Programmerbare logiske styringar - PLS

Verkemåte For at du lettare skal forstå korleis ein PLS verkar, skal vi forklare prinsippet for signalarbeidet på figur 1.12: Når vi startar sentraleininga, stiller adresseteljaren seg på programlinje 0000. Det første programordet blir overført til instruksjonsregisteret (sjå figur 1.11 og 1.12). Program­ ordet blir dekoda av operasjonsdekodaren og adressedekodaren, og instruksjonen blir utført. Operasjonsteiknet «!» fortel oss at det er første avspørjing eller byijinga på ei programsetning (sjå figur 1.13).

• 1. progr.setning

Figur 1.12

Kontaktplan

Funksjonsplan

Figur 1.13

Elter

Instruksjonsfiste

28

Programmerbare logiske styringar - PLS

Adresseteljaren går så tilbake til programlinje 0001. Programordet blir overført til instruksjonsregisteret, der det blir de­ koda. Operasjonsdekodaren les teiknet «/», og adressedekodaren les adressa ELI. Dekodinga klargjer at status (resultatet) for inngang ELI skal kombinerast som ein ELLER-funksjon med det resultatet som alt ligg i den boolske akkumulatoren. Adresseteljaren går deretter til programlinje 0002. Programordet blir overført til instruksjonsregisteret og dekoda. Operasjonsteiknet «=» fortel oss at resultatet i den boolske akku­ mulatoren skal bli gitt ut (tilordna) som eit signal. Adressedekodinga fortel at signalet skal sendast ut på utgang A3.0 (nummereringa er tilfeldig vald).

Etter at instruksjonen er ferdig, går adresseteljaren til neste linja i programmet, og programarbeidet held fram. Vi kan summere opp arbeidsgangen slik:

P.ord

Programord/instruksjon Minste del i eit PLS-program

Ein programsetning er sett saman av fleire ord eller instruksjonar

Figur 1.14

Før ei programmerbar styring kan arbeide med eit program, må vi dele opp styreoppgåva i instruksjonar eller programord. Ein instruksjon eller eit programord er den minste ei­ ninga i eit program og gir sentraleininga ei enkel arbeidsoppgåve. Fleire programord (instruksjonar) blir til ei programsetning, sjå figur 1.14. Sjølve programmet omfattar fleire programsetningar.

Eit programord må gi klare adresser til dei ulike variablane (inngangar, utgangar osv.) og klare operasjonsteikn (OG, EL­ LER, = osv.) Vi kan seie at programordet har to delar: ein operasjonsdel som gjer greie for den aktuelle funksjonen som skal gjerast, og ein operanddel som gir adressa til den aktu­ elle operanden (sjå figur 1.11). Med adresseteljaren legg styringa kvart enkelt programord til rette i tur og orden. Etter det siste programordet går adresse­ teljaren tilbake til programlinje 0000 og begynner tilretteleg­ ginga framanfrå igjen. Vi taler derfor om ei syklisk tilrette­ legging. Syklustida for 1 k programord (1024 programord) er vanlegvis 1-2 ms.

Programmerbare logiske styringar - PLS

29

Inngangsmodular og utgangsmodular Digitale inngangsmodular Digitale inngangsmodular er signalinngangar som tek imot informasjon frå brytarar på styrepanelet og frå signalgivarar i den prosessen som skal styrast. Inngangseiningane formar om signalnivåa og formidlar dei deretter til nivå som signalbehandlingsdelen kan leggje til rette. Signalgivarane kan vere kontaktlause givarar som fotoceller, induktive og kapasitive givarar, temperaturgivarar, meka­ niske endebrytarar osv. Dei er plasserte i maskinar, proses­ sar, produksjonsprosessar og liknande. Inngangseiningane blir laga i modular som kort eller blokker. Kvar modul inneheld mange inngangsterminalar (som regel frå 8 til 16, avhengig av type og fabrikat). Til dei blir det så kopla trykknappbrytarar, givarar, endebrytarar osv. som ar­ beider med digitale eller binære signalnivå, sjå figur 1.9.

Figur 1.15 illustrerer eit binært signalnivå med to tilstandar.

Inngangsmodulane skal vere tilpassa det signalnivået som brytarane, givarane osv. arbeider på, og det signalnivået sentraleininga arbeider på. Signaltilstand “I

Inn

Ut

Figur 1.15 Eit binært signalnivå med to tilstandar

30

Programmerbare logiske styringar - PLS

1 2 3 4 5

Digitale inngangar Forseinking av inngangssignalet Spenningstilpassing Galvanisk skilje ved optokoplar Intern signalspenning

Potensialatskilde inngangar for binære signal

Figur 1.16

Brytarar, givarar o.l.

Strøymingsvakt, trykkmålarar, takogenerator, potensiometer, måleverdiomformarar

0-20 mA

4-20 mA

Inngangar

Sentraleining

Utgangar

Digitale inngangar

Styreeining, bitprosessor, byteprosessor, programlager, arbeidslager

Digitale utgangar

-X

Analoge inngangar

Analoge utgangar

Oppløysing 8 bitar 12 bitar

Oppløysing 8 bitar 12 bitar

—►

->

0-20 mA

4-20 mA

0-10 V DC

0-10 V DC

Figur 1.17

Magnetventilar, kontaktorar, signallys alarmhorn

Ventilar, motorar, skjerm, instrumentar som kan regulerast

Programmerbare logiske styringar - PLS

31 Digitale inngangsmodular blir leverte for spenningar i områ­ det frå 120-230 V vekselspenning og til 24 V likespenning. Sjå figurane 1.9, 1.16 og 1.17.

Vi skil vanlegvis mellom potensialskilde (elektrisk skilde) og potensialbundne inngangseiningar og inngangsmodular. NB! Det er svært viktig å bruke elektronisk utstyr med poten­ sialskilde inngangar og utgangar, sjå figurane 1.9b, 1.16 og 1.17. Elektrisk skilje både på inngangs- og utgangsmodular er ein svært viktig metode for å avgrense elektromagnetisk støy og dermed hindre funksjonsforstyrringar i PLS-en.

Potensialskilde (elektrisk skilde) inngangsmodular I potensialskilde inngangsmodular blir vanlegvis det eksterne signalet skilt frå det interne ved hjelp av optokoplarar. Sjå prinsippkoplinga på figur 1.16. Det er både eit svært viktig poeng og ofte absolutt nødvendig i EMC-samanheng (EMC - electromagnetic compatibility, elektromagnetisk kompati­ bilitet).

Digitale utgangsmodular Signalutgangen forsterkar og formidlar dei svake signala som kjem frå signalbehandlingseininga, til signalnivå som kan setje i verk dei aktivitetane som høyrer med til prosessen. Utgangseininga legg til dømes kontaktorar og magnetventilar inn og ut, og bo opnar og lukkar triacar, slik at prosesselementa får den krafttilførselen som er nødvendig.

Utgangsmodulane skal også vere tilpassa det rette spennings­ nivået for dei komponentane vi har valt. Utgangsmodulane blir leverte for spenningsområdet frå 24 V likespenning til 230 V vekselspenning. Også her blir det brukt både potensials­ kilde (galvanisk skilde) utgangar, sjå figur 1.18, og potensial­ bundne utgangar.

Potensialskilde (elektrisk skilde) utgangsmodular Figur 1.18 viser prinsippet for (optokopla) og praktisk utfor­ ming av skilde utgangar (galvanisk skild utgang med reléutgang).

Analoge inngangs- og utgangsmodular Behandlinga av analoge inngangs- og utgangsmodular omfattar også analog-digital og digital-analog signal­ omforming. Til analoge inngangsmodular kan vi kople utstyr

32

Programmerbare logiske styringar - PLS 1

2

3

1 Galvanisk skilje utgang (optokoplar) 2 Utgangsforsterkar 3 Tilkopling av utgangslast

Figur 1.18 Prinsippet for og praktisk utforming av skilde utgangar

som temperaturfølarar, strøymingsmålarar, nivåmålarar, trykkmålarar, potensiometer, måleverdiomformarar osv. for standardsignal på 0-10 V, 0-20 mA eller 4-20 mA.

Til analoge utgangar kan vi kople ventilar, motorar, instru­ ment osv. som kan regulerast, for dei standardsignala som er nemnde ovanfor. Figur 1.17 viser ei prinsippskisse for korleis vi koplar til digi­ tale og analoge inngangar og utgangar.

I ei analog-digital omforming blir analoge inngangsverdiar omforma til binære talverdiar som styresystemet kan behandle aritmetisk. I ei digital-analog omforming blir resultatet sendt ut til eit prosessorgan, til dømes ein magnetventil. I ei analog behandling taler vi om oppløysing. Med eit inngangskort på til dømes 8-bitars oppløysing blir eit analogt signal ikkje gjen­ gitt som til dømes ei kontinuerleg kurve, men i 256 (28I)*like ***** steg.

Programmerbare logiske styringar - PLS

33

For eit analogt inngangssignal på 0-10 V med 8-bitars opp­ løysing er eller representerer analogverdien 0-255 steg (28 - 1). Den minste verdien som kan registrerast, er da

256

Dersom vi bruker eit inngangskort med 12-bitars oppløysing, representerer kvart steg

10 V --------- = 0,002 V 4096

Styresystem for ei rein bitbehandling må ha ei eiga signalbehandlingseining som kan behandle denne typen signal. Styresystem for ei analog signalbehandling må ha ei signalbehandlingseining for byte- og ordbehandling. I tillegg må dei ha utstyr for analog-digital og digital-analog signal­ omforming.

Sentrale og desentraliserte PLS-system Eldre PLS-system Tidlegare hadde PLS-systema stort sett PLS-en plassert på éin sentral stad (i eit apparatskap eller i eit styreskap), og derfrå gjekk ei mengd kablar og leidningar frå alle inngangar og utgangar i PLS-en i apparatskapet ut til anlegget og pro­ sessen. Sjå figur 1.19a, som illustrerer eit eldre PLS-system.

Figur 1.19a Eit eldre PLS-system

34

Programmerbare logiske styringar - PLS Desentralisert PLS-system PLS med sentraleining og —bussystem for desentralisert PLS-styring

To-leiar tvinna trådpar

Distribuerte inn-/utmodular Forlegging mellom distribuerte inn-/utmodular og prosessobjekt Prosessobjekt

Figur 1.19b Eit PLS-system som er tilpassa moderne installasjonar

Fordi PLS-en var plassert sentralt, måtte alle kontaktar (inn­ gangar og utgangar) terminerast med éi terminering per sig­ nal (inngangs- eller utgangssignal).

Moderne PLS-system Figur 1.19b viser eit PLS-system som er tilpassa moderne installasjonar. Med PLS-en plassert sentralt, med desentra­ liserte (distribuerte) inngangs- og utgangsmodular plasserte ute i anlegget (ved prosessobjekta der givarar og aktuatorar er) og med berre ei totråds linje mellom sentraleininga og dei distribuerte inngangs- og utgangsmodulane har vi eit moderne PLS-system med eit minimum av kablar for styre­ systemet. Vi reknar at vi med eit slikt system kan redusere kabellegginga for styresystemet med rundt 80 %. Alle se­ riøse PLS-leverandørar bruker i dag løysinga med distribu­ erte system med dei fordelane det har. Systemet blir programmert på same måten som eit sentralt system. Adresseringa skil seg heller ikkje nemneverdig frå adresseringa i eit stasjonært system, men dei distribuerte modulane må ha ei moduladresse slik at dei kan bli identifi­ serte og behandla i samsvar med brukarprogrammet. Det desentraliserte systemet gir mange løysingar. Figur 1.20 viser nokre av dei for PLS-systemet CS31 (ABB). Her er det brukt ein PLS med ei sentraleining som hovud-PLS for bussystemet (ofte kalla ein bussmasterj. Dei distribuerte inn­ gangs- og utgangsmodulane er underordna hovud-PLS-en og blir ofte kalla slavar.

Vi kan også kople sentraleiningar (PLS med sentraleining

Programmerbare logiske styringar - PLS

35 og eigne inngangar og utgangar) til bussystemet som ei un­ derordna eining (slave). Sjå figur 1.21. På den måten kan den lokale sentraleininga behandle lokalt definerte prosessavsnitt, samtidig som ho er underlagd bussystemet og hovudPLS-en. Men den lokale sentraleininga kan berre behandle eigne inngangar og utgangar.

Vi kan også fjernstyre moderne PLS-system med eit mo­ dem. Det skjer vanlegvis over eit fast samband (ei leigd linje) eller over eit oppringt samband på telenettet. (Sjå figur 1.20.)

Overføring over fast linje

Overføring over oppringt samband Eining for kopling til overordna kontrollsystem

Busskoblar for 1-3 systembusslinjer

> 3 busslinjer med kvar sin ventil 31 inn-/utmodular

Figur 1.20

36

Programmerbare logiske styringar - PLS Hovud-PLS (busmaster) med eigne inn- og utgangsmodular ____

CS31-system BUS

maks 500 m

pi mi^jiiiiiiHni'l|ip 07 KR 91 07 KT92

Inn- og utgangsmodular som distribuerte einingar (slavar)

Sentraleining som slave

Figur 1.21

Viktige kriterium for val av PLS-utstyr Enda om det ikkje blir di oppgåve å velje PLS-utstyr i første omgang, kan det kanskje bli det i framtida. I alle fall er det nyttig å vite kva for kriterium du bør leggje til grunn når du skal velje PLS-utstyr.

Desse eigenskapane bør du vurdere når du skal velje PLS: • funksjonsområde • systemkonfigurasjon • utvidingskapasitet • programmeringsmetodar

Funksjonsområde Du bør velje systemet ut frå dei funksjonane det skal gjere: • logiske funksjonar med kombinatorisk logikk, minne, tidsog teljefunksjonar • aritmetiske funksjonar • reguleringsfunksjonar • operatør- og prosesskommunikasjon • utvidingskapasitet

Inngangs- og utgangsmodular må vere tilpassa rett spenningsnivå, slik at du unngår fordyrande mellomledd. Generelt sett er PLS-en ikkje konstruert for å gjere større utrekningsoppgåver. Dersom funksjonskrava er utrekning

Programmerbare logiske styringar - PLS

37 av gjennomsnittsverdiar, utrekning av kvoteverdiar, regu­ lering osv., tek det opp ein stor del av syklustida. For at ikkje det skal gjere systemet tregt, kan du supplere det med separate prosessorar for aritmetikk, regulering, protokollering osv. Det er derfor viktig å vere klar over kva dei enkelte prosessane krev av responstider.

Systemkonfigurasjon Kva for system du skal velje, er også avhengig av kva for systemkonfigurasjon (systemsamansetjing) du skal bruke. Dei vanlegaste konfigurasjonane er • sentraliserte system med sentraleining og alle inngangar og utgangar plasserte sentralt • desentraliserte system der sentraleininga er plassert sen­ tralt, mens inngangane og utgangane er plasserte lokalt (i eit tavlerom eller i eit styreskap i fabrikkområdet). Kom­ munikasjonen mellom sentraleininga og inngangane og utgangane går over ein felles busskabel • desentraliserte autonome system (sjølvstendig arbeidande system) der sjølvstendige PLS-ar kommuniserer med kvarandre eller med ein overordna datamaskin, til dø­ mes ein datamaskin for operatørkommunikasjon.

Utvidingskapasitet Når du skal velje system, bør du også vurdere om det er mogeleg å utvide det. Dersom vi skal utvide systemet, kan det vere tale om eller behov for • fleire inngangs- og utgangsmodular • større lagerkapasitet • kommunikasjon mellom - PLS og PLS - PLS og datamaskin - PLS og distribuerte system - PLS og nye ytre einingar med og utan intelligens • tilkopling av ytre einingar med og utan intelligens • tastatur for prosesskommunikasjon

38

Programmerbare logiske styringar - PLS

Programmering av PLS programspråk Dei fleste PLS-ane blir i dag programmerte med ein PC (sjå figur 1.9) og tilhøyrande programvare for programmering i • funksjonsblokkform • kontaktplanform • instruksjonslisteform Programvara inneheld også eit stort programbibliotek med ei lang rekkje ferdiglaga funksjonsblokker som vi hentar fram på PC-en. Vi knyter så blokkene saman i samsvar med anleggsfunksjonen (funksjonsplanen). Etter at vi har gitt dei adresser på inngangar og utgangar, tidsfunksjonar, hjelpefunksjonar osv., lét vi programmet omsetje grafikken til maskinspråk før vi sen­ der det over til programlageret i PLS-en.

Programbiblioteket omfattar blant anna • binære funksjonar • teljefunksjonar • minnefunksjonar • program styrefunksjonar • matematiske funksjonar • omformingsfunksjonar • samanlikningsfunksjonar • regulatorfunksjonar • tidsfunksjonar (P-, PI- og PID-regulator) Operasjonsteikn DIN 19239

Operasjons­ teikn

Mnemotekn. symbol

Matematisk symbol

Amerikansk/ japansk symbol

DIN 19239 symbol

Amerikansk symbol

OG

U

&

AND

E

X

Inngang

ELLER

O

/

OR

A

Y

Utgang

IKKJE

N

N

NOT

M

CR

Hjelpe­ funksjon

XO

=1

T

TMR

Tidsledd

Set start

S

S

Z

CTR

Teljar

Reset stopp

R

R

SET

Tilordne

=

=

OUT

Når

L

Funksjon

EKSLUSIV* ELLER

Program slutt

PE

Byggjestein slutt

BE

Alle bitar «0»

Alle bitar

NOPO

NOP1

Figur 1.22

t

STR

Operandkjenneteikn Kommentar

Programmerbare logiske styringar - PLS

39 Amerikansk/japansk PLS

Europeisk PLS Funksjon

Reléfunksjon

Funksjonsplan

: E1 —[7Iai

OG U & AND

&E2 —LJ

Funksjonsplan

Kontaktplan

E1

E2

A1

HHK >H

Kontaktplan

STR X1-OY1 AND X2—| |

= A1

X1

ELLER O / OR

OR

/ E2 = A1

X2

X2—f J

hm

OUT Y1

X1

STR X1 OR

NELLER NOR

X2

X2

HM

STR X1

OR X2 OUT CR1

X4

STR X3 OR

: E1

Merkar M CR

/ E2 = Ml

X4

OUT CR2 STR CR1—I” & ANDCR2—1_

1 E3 / E4 = M2

STR X1-

: mi

OR

& M2

X2 —

STR X3-

= Al OR

X4 —

ANDSTR OUT YO

Figur 1.23 a

Y1

HMC/)H

OUT NOT Y1

X2

Yl

Hl—rC >H

STR X1—[Z~| Y1

o

□

&

Y1

40

Programmerbare logiske styringar - PLS

Dei fleste programmeringsspråka som vi bruker på ein PLS, er enkle og oppgåveorienterte. Dei er oppbygde etter det same prinsippet, og det er berre nyansar som skil dei. Vi plar skilje mellom europeiske og amerikansk-japanske pro­ grammeringsspråk. Figur 1.22 viser dei viktigaste operasjons- og operandteikna i desse språka. Figur 1.23 viser ei oversikt over nokre enkle og grunnleggjande kombinatoriske funksjonar for europeiske og amerikanske PLS-ar.

Programmerbare logiske styringar - PLS

41

Styringstekniske funksjonar og kombinasjonar Figurane 1.24 til 1.29 gir nokre døme på logiske styrefunksjonar og praktisk bruk av PLS-ar. På nokre av figurane har vi også vist den same funksjonen i reléutforming. I dette avsnittet skal vi ta for oss nokre enkle døme på lo­ giske styrefunksjonar og praktisk bruk av PLS-ar. Dei vesentlege døma og den praktiske bruken kjem vi nærmare inn på i oppgåver der vi bruker PLS-ar som automatiseringsverktøy.

For å sjå samanhengen mellom funksjonane i relé- og PLSutforming tek vi også med funksjonen i reléutforming i nokre få enkle døme. For å sleppe å knyte døma til spesielle PLS-ar med eigne adresseringar på inngangar og utgangar nummererer vi dei derfor i rekkjefølgje i døma. OG-funksjon 51 E

aJ

52 E\

Kl

a) Reléfunksjon

b) Tilkopling til PLS

1 El &E2 = A1

= A1

c) Funksjonsplanfbrm d) Kontaktplanform Utgangen får «1 «-signal når begge inngangane har «1 «-signal

Figur 1.24

42

Programmerbare logiske styringar - PLS

a) Reléfunksjon

b) Tilkopling til PLS

I E1 / E2

E2

HF

= A1

c) Funksjonsplanform

d) Kontaktplanform

Utgangen får «l»-signal når minst ein av inngangane har «l»-signal Figur 1.25

OG-ELLER-funksjon

a) Reléfunksjon

b) Tilkopling til PLS

I E1 &E2 / E3 & E4 = A1

c) Funksjonsplanform

d) Kontaktplanform Figur 1.26

Programmerbare logiske styringar - PLS

43

Haldefunksjonar (stoppdominerte)

1 A1 / E1 = M1 ! M1 &E2 = A1

c) Funksjonsplanform

d) Kontaktplanform Figur 1.27

44

Programmerbare logiske styringar - PLS Haldefunksjonar (startdominerte)

a) Reléfunksjon

b) Tilkopling til PLS

’ Al &E2 / E1 = A1

c) Funksjonsplanform

d) Kontaktplanform

Figur 1.28

1 =S I =R

E1 A1 E2 Al

1 =S 1 =R

E1 A1 E2 A1

! =R ! =S

E2 Al E1 A1

Vippe med stoppdominans a) Funksjonsplanform

1 =R 1 =S

b) Kontaktplanform

E2 At El A1

Vippe med startdominans

d) Kontaktplanform

c) Funksjonsplanform

Når El har «1», blir utgang Al sett. Når E2 har «1», blir utgangen nullstilt

Figur 1.29

45

Programmerbare logiske styringar - PLS

Signalgiving i PLS ved hjelp av brytarar og givarar Det er funksjonsvilkåra og signalkombinasjonane på inngangane og utgangane som avgjer og klargjer rett funk­ sjon. Det er du nøydd til å meistre for i det heile å kunne funksjonsprøve og feilsøkje i PLS-anlegg. Derfor må du ar­ beide med dette avsnittet til du kan stoffet. Når du skal framstille eit program, må du vere merksam på den funksjonen givarane har. Vi tenkjer da på om det blir brukt ein arbeidskontakt eller ein kvilekontakt til å gi infor­ masjon til PLS-en, eller om kontaktlause givarar gir 0-signal eller 1-signal når vi aktiverer dei: • Dersom ein arbeidskontakt er kopla som givar, gir inn­ gangen logisk 1-signal når givaren er aktivert. • Dersom ein kvilekontakt er kopla som givar, gir inngan­ gen logisk 0-signal når givaren er aktivert.

Styreeininga kan naturleg nok ikkje avgjere om det er ein kvilekontakt eller ein arbeidskontakt som er kopla til inn­ gangen. Styreeininga kan berre fastslå om det ligg føre eit 1-signal eller eit 0-signal. (Sjå tabelloversikta med symbol og teikn på figur 1.30a.) Figur 1.30b gir døme på binære tilstandsfunksjonar.

Signaltilstand på inngang

Givaren er ein

Givaren er

arb.kont, (lukkar)

sett på

1

arb. kont (lukkar)

ikkje sett på

0

hv.kont. (opnar)

sett på

0

kv.kont. (opnar)

ikkje sett på

1

Inngangslogikksymbol

Døme på operasjonsteikn (symbol) i instruksjonsliste DIN 19239. Matematisk 1

Figur 1.30a

DIN 19239 Mnemo

STR AND OR

0, U, L U 0

IN &N /N

STR NOT AND NOT OR NOT

0, U, L N U N 0 N

IN &N /N 1

STR NOT AND NOT OR NOT

0, U L N U N

STR AND OR

0, U L U 0

& /

———i

Amerikansk teikn

& /

Symbol kontaktplan

-- 1 I--tf-

'—zH"— —] I—

46

Programmerbare logiske styringar - PLS

Figur 1.30 b

47

Programmerbare logiske styringar - PLS

Når vi skal lage eit brukarprogram for ein PLS, er det derfor svært viktig å sjå på kva for signal givarane eller brytarane gir når dei blir aktiverte. Utforminga av brytarane er uinter­ essant. Når vi programmerer, må vi derfor berre ta omsyn til inngangssignalet, det vil seie ta omsyn til om inngangen skal ha 0-signal eller 1-signal for å tilfredsstille anleggsfunksjonen.

I dei neste døma har vi valt å illustrere programma med dei europeiske symbola. Vi har også forenkla adresseringa av inngangar og utgangar, slik at ho blir generell for alle styre­ system som kan programmerast.

Praktiske døme på bruk av inngangssignal til PLS To arbeidskontaktar (figur 1.31) Funksjons vilkår: •

Releet Kl skal trekkjast til når brytaren Sl er aktivert og brytaren S2 ikkje er aktivert.

Figur 1.31a viser tilkoplinga til PLS-en. På figur 1.31b ser du programdokumentasjonen i funksjonsplanform. Figur 1.31c er ikkje med i dokumentasjonen, han viser berre korleis signaltilstanden på logikkinngangane må vere for at utgangen skal få 1-signal.

Figur 1.3 Id viser korleis programdokumentasjonen blir i kontaktplanform.

Når brytaren Sl er aktivert, fører inngang El eit 1-signal. Når brytaren S2 ikkje er aktivert, er han open, og inngangen

a)

! E1 &NE2 = A1

Figur 1.31

48

Programmerbare logiske styringar - PLS

b)

Kontaktplanform

a)

Figur 1.32

fører eit 0-signal. For at OG-funksjonen i logikken skal vere tilfredsstilt, må inngangssignalet på E2 inverterast, og inn­ gangen må avspørjast etter 0-signal. Utgangen gir 1-signal når alle logikkinngangar i OG-funk­ sjonen har 1-signal. To kvilekontaktar (figur 1.32) Funksjons vilkår:

•

Releet Kl skal trekkjast til når Sl er aktivert og S2 ikkje er aktivert.

Utgangen gir 1-signal når alle logikkinngangar fører 1-sig­ nal. Når brytaren Sl er aktivert, fører inngang El 0-signal. For at OG-funksjonen i logikken skal vere tilfredsstilt, må signalet på inngang El inverterast, og inngangen må avspøijast etter 0-signal. Når S2 ikkje er aktivert, fører inn­ gang E2 1-signal og blir derfor avspurd etter 1-signal.

To arbeidskontaktar og kvilekontaktar (figur 1.33) Funksjonsvilkår:

•

Lampa Hl skal gi signal når Sl er aktivert og S2 ikkje er aktivert, og når S3 er aktivert og S4 ikkje er aktivert.

NB! Dette er svært viktig. Meistrar vi ikkje dette, er det håplaust å funksjonsprøve og feilsøkje i PLS-styrte anlegg. Figur 1.33a viser fire brytarar som er kopla til ein PLS. To av brytarane er utstyrte med arbeidskontaktar og to med kvilekontaktar.

49

Programmerbare logiske styringar - PLS

:

ei

&NE2 &NE3 & E4 = A1

b)

c)

Funksjønspianform

(S1)

(S2)

(S3)

(S4)

(HD

E1

E2

E3

E4

Al

1 E1 &NE2 &NE3 & E4 = A1

Kontaktplanform

Figur 1.33

Funksjons vilkåret ovanfor gir oss programdokumentasjo­ nen for funksjonen i funksjonsplanform som vist på figur 1.33b, og i kontaktplanform som vist på figur 1.33b Kan du forklare korleis vi har komme fram til ein program­ dokumentasjon som figur 1.33b og c viser? Dette må du forstå. Ikkje gi deg før du har taket på det! Det er altså likegyldig om ein givar er ein arbeidskontakt eller ein kvilekontakt, og om han er aktivert (innkopla) eller ikkje aktivert. Det er signalet på inngangen som er vesentleg. •

•

Dersom givaren er ein arbeidskontakt og aktivert eller ein kvilekontakt og ikkje aktivert, fører inngangen 1-sig­ nal. Inngangen må derfor avspørjast etter 1-signal der­ som det logiske vilkåret skal tilfredsstillast. Dersom givaren er ein arbeidskontakt og ikkje aktivert eller ein kvilekontakt og aktivert, fører inngangen O-signal. Inngangen må derfor avspørjast etter 0-signal der­ som det logiske vilkåret skal tilfredsstillast.

Studer oversiktssteikninga på figur 1.30b på nytt.

Funksjonsskjema Funksjonsplanar vart tekne opp i Elektroteknikk I, kapittel 6. Der såg vi blant anna korleis prosessfunksjonar vart for­ klarte, og korleis funksjonsplanar vart realiserte.

I dette avsnittet nøyer vi oss med å vise korleis dokumenta­

50

Programmerbare logiske styringar - PLS sjonen ser ut når vi bruker ein PLS som automatiseringsapparat, og når vi realiserer ei enkel prosessforklaring til anleggs- og programdokumentasjonen. Vi viser ei oversikt over to enkle anleggsfunksjonar: ein enkel motorfunksjon med overvakings- og alarmfunksjonar, og ein prosessfunksjon bygd som sekvensstyring.

Døme Enkel motorstyring med overvakings- og alarmfunksjonar Vi skal sjå på ei enkel motorstyring med overvaking. Ein PLS skal brukast som overordna nivå og automatiseringsapparat.

Start-, stopp- og driftskri teria:

Start: Tilbakemelding driftsklar og start Stopp: Stoppbrytar, nødstopp eller termisk overstraum Forrigling: Vi tenkjer oss forriglinga som ein funksjon med ein arbeidskontakt som skal liggje inne heile tida for å kunne gi utgangssignal. Dersom forriglinga fell ut under drift, skal utgangssignalet til moto­ ren bli nullstilt. Når utgangssignalet er nullstilt, skal også den overordna haldefunksjonen bli nullstilt. Alarm: Alarmen skal starte dersom nødstoppen blir innkopla, eller dersom motoren blir utkopla termisk. Alarmen skal kvitterast for med ein trykknappbrytar Signal: Drift: roleg lys Utkopling ved feil: blinkande lys Lampeprøving: med testbrytar

Funksjonsskjemaet for motorstyringa er vist på figur 1.34, mens hovudkrinsen og styrekrinsen for primærkontrollen blir som vist på figur 1.35.

Vi kan kople til PLS-systemet som på figur 1.36, mens tilordningslista for anlegget blir som vist på figur 1.37. Sjølve programdokumentasjonen i funksjonsplanform (funksjonsblokkform) er vist på figur 1.38.

51

Programmerbare logiske styringar - PLS Tilbakemelding driftsklar (-K3) Start

(-S1)

Stopp (-S2) Tilbakemelding ikkje driftsklar (-K3)

Nødtopp (S3) Termisk utkopling (-F2)

Forrigling (S6)

Kvittering alarm (-S4)

Lampeprøvar (-S5)

Figur 1.34

52

Programmerbare logiske styringar - PLS

Start

Motor

Stopp

Alarm Optisk signal drift og feil

Nødstopp Kvittering alarm

Lampeprøvar Forrigling 1 Tilbakemeld, driftsklar Termisk relé

Figur 1.36

Inngangar: 81 Start S2 Stopp S3 Nødstopp S4 Kvittering alarm S5 Lampeprøvar S6 Forrigling 1 K3 Tilbakemelding: driftsklar stilling F2 Termisk relé

Tilordningsliste Figur 1.37

E E E E E E

62.00 62.01 62.02 62.03 62.04 62.05

E 62.06 E 62.07

Utgangar: Motor A 62.00 Alarm A 62.01 Signal A 62.02

53

Programmerbare logiske styringar - PLS

M01.00

E62.02

Hjelpefunksjon utkopling feil

E62.07

M01.01

E62.01 E62.06 A62.00 M01.00 E62.06 E62.00

Utgang motor

E62.05

Alarm

Signal: Drift: Fast lys Utkopling feil: blink

Figur 1.38

1

54

Programmerbare logiske styringar - PLS På figur 1.39 ser du prinsippet for ei enkel sekvensstyring der vi har brukt ein PLS som overordna kontrollnivå og automatiseringsverktøy. Figur 1.40 viser korleis program­ dokumentasjonen i funksjonsplanform kan bli. NB! Dei stipla linjene tek vi ikkje med i praksis. Dei to figurane viser samanhengen mellom funksjonsskjemaet og tilkoplinga til inngangane og utgangane på PLS-en (figur 1.39) og mel­ lom funksjonsskjemaet og programdokumentasjonen (figur 1.40).

Av funksjonsskjemaet kan vi fastsetje denne funksjonen:

Steg 1 • Når vi har fått tilbakemelding om at anlegget ikkje er i drift, og vi koplar inn startbrytaren Sl, blir sekvenssteg 1 aktivert. (Sekvenssteg 1 kan også bli aktivert frå steg 4. Sjå nedanfor.) • Sekvenssteg 1 legg motor 1 inn. Motor 1 inn er ein Nkommando og ligg berre inne så lenge steg 1 er aktivert. Sekvenssteg 1 startar også ei tid TI. Tidskommandoen for TI er ein tN-kommando som berre er aktivert så lenge sekvenssteg 1 er aktivt. • Steg 1 blir også aktivert når det kjem melding om ny sekvensstart frå steg 4. (Steg 1 kan starte anten frå oppstartvilkåra eller frå steg 4.) Steg 2 • Når sekvenssteg 1 er aktivert, tida TI er ute og brytaren 52 blir aktivert, blir sekvenssteg 2 aktivert. • Steg 2 nullstiller steg 1, som legg ut motor 1 og tids­ funksjonen TI. • Steg 2 legg inn motor 2, som har ein S-kommando, og som skal liggje inne til han blir stoppa. • Steg 2 startar også ei tid T2, som har ein tN-kommando (er aktivert så lenge steg 2 er aktivt).

Steg 3 • Når både steg 2 er aktivert, tida T2 er ute og brytaren 53 blir aktivert, blir steg 3 aktivert. • Steg 3 nullstiller steg 2, som igjen nullstiller T2. • Steg 3 startar motor 3, som har N-kommando, samtidig som steg 3 startar ei tid T3 (med tN-kommando).

55

Programmerbare logiske styringar - PLS ----------Start-S1------------------------------

[-—Anlegg ikkje i drift-----------1

N Motor 1 inn tN Ventetid T1

1

-S2

N S tN

Motor 1 ut Motor 2 inn Ventetid T2

1

1 -S3------------------------------

N Motor 3 inn tN Ventetid T3

1

1

Gl ny

Motor 2 ut Motor 3 ut Ventetid T4

Interne tidsfunksjonar som må programmerast

1

x—54 L-ET Nullstill.anlegg

Programmeringseining

INN

■ Programmering av køyreinstruksjonar (overordna I * kontr.nivå) i samsvar med |

. funksjonsskjema

00

UT A6^ 00

-K1

-S2

01

01

-K2

-S3

02

02

-K3

-S4

03

-S5

04

Nødstopp -S6

05

-Q1

06

-Q2

07

-Q3

08

E62

Stopp

PLS

PRIMÆRKONTROLL:

|

Motor 1

|

Motor 2

________

| I

| Motor 3 |

11

-S61 Trinn 1

E62.08 E62.00

Motor 1 inn Ventetid T1

1

S00.04

&

E62.03

b

M01.03

Motor 1 ut Motor 2 inn Ventetid T2

S00.01

S00.02

Trinn 2

E62.01 --------

1

b

-------- T~

M01.00 -------- ------

— SOO.O2 _____ '

Motor 3 inn Ventetid T3

E62.02 --------

S00.03

&

Trinn 3

M01.01 ------- .

n

Cl 23

S00.03 ---------

Motor 2 ut Motor 3 ut Ventetid T4

L-fhl [ Nullstill.anlegg

Trinn 4

M01.02

1

)

S00.04

|

S00.04 --------- r~’ E62.06 ------- o &

S00.00

Stillstandstrinn

E62.07 ------- o E62.08 ____ o M01.03 -------E62.03

E62.04 E62.05

Tidsfunksjonar

Tilordningsliste Inngangar: S1 Start S2 Forrigling S3 Forrigling S4 Syklusbrytar S5 Stoppbrytar S6 Nødstoppbrytar Q1 Tilbakem. motor 1 Q2 Tilbakem. motor 2 Q3 Tilbakem. motor 3

S00.01

E 62.00 E 62.01 E 62.02 E 62.03 E 62.04 E 62.05 E 62.06 E 62.07 E 62.08

Ventetid trinn 1

KD00.01 S00.02

Ventetid trinn 2

KD00.02 S00.03

Ventetid trinn 3 KD00.03

S00.04

Utgangar: Motor 1 Motor 2 Motor 3

Tider: Ventetid Ventetid Ventetid Ventetid

trinn 1 trinn 2 trinn 3I ny syklusstart

Ventetid ny syklus

KD00.04

M 62.00 M 62.01 M 62.02

M M M M

01.00 01.01 01.02 01.03

Utganger

L__

S00.01

S00.02

I____ I____

Figur 1.40

Motor 1

Motor 2

SOO.OO

S00.04 S00.03

Motor 3

57

Programmerbare logiske styringar - PLS

Steg 4 • Når steg 3 er aktivert og tida T3 er ute, blir steg 4 akti­ vert. • Steg 4 nullstiller steg 3, som igjen nullstiller (legg ut) mo­ tor 3 og tida T3. • Steg 4 legg ut (reset) motoren 2 og startar ei tid T4, som er ein tN-kommando. • Når steg 4 er aktivert, tida T4 er ute og syklusbrytaren S4 blir aktivert, blir steg 3 og tida T3 nullstilte, samtidig som steg 1 blir aktivert på nytt. Steg 4 blir da nullstilt av steg 1. • Når steg 4 er aktivert og syklusbrytaren S4 ikkje er akti­ vert, blir heile anlegget nullstilt.

Analog-digital (AD) og digital-analog (DA) omformar Før vi ser på omforming av signal frå analog til digital form og omvendt, skal vi sjå litt på sjølve signalomgrepa.

Analoge signal Med eit analogt signal meiner vi eit signal som representerer ein variabel storleik i form av kontinuerlege funksjonar. Ana­ loge signal er derfor karakteriserte av at dei er kontinuerlege både i tid og i verdi, eller av at utgangssignala er analoge (likearta) med inngangssignala. med analoge signal

Figur 1.41

Analoge signal i styre- og målekrinsar gir med andre ord heile tida informasjon om eit signalnivå og om variasjonen i signalnivået (figur 1.41).

Binære signal

Figur 1.42

Med eit binært signal meiner vi eit signal som berre kan ha to signaltilstandar (signal eller ikkje signal, eit relé er aktivert eller ikkje aktivert osv.). Sjå figur 1.42. Ein kombinasjon av binære signal blir brukt i logiske styringar og følgjer dei van­ lege binærlogiske reglane (OG-funksjonar, ELLER-funksjonar osv.).

58

Programmerbare logiske styringar - PLS

Digitale signal Med digitale signal meiner vi binære signal som i numerisk form representerer ein variabel storleik eller som inneheld eit tal, til dømes talet 00111001, som i desimaltal blir 57.

Analog-digital signalomforming (A D-omforming) Elektrisk kontrollutstyr kan ofte ikkje akseptere analoge signal, derfor må dei formast om til digital signalform (binærteikn) med ein AD-omformar. Sjå figur 1.43. Kvart analogt signalnivå representerer da eit visst tal uttrykt som ein kombinasjon av talverdien 1 og 0. Det analoge signalområdet blir inndelt i eit passande tal på soner og nivå som får kvar sitt nummer. Når eit nivånummer blir uttrykt med eit tal, gir det informasjon om at det analoge signalet ligg innanfor den tilsvarande nivåsona. Kvar sone er inn­ delt i ei sonebreidd eller i eit kvantiseringssprarig. Det ana­ loge signalnivået kan dermed liggje på kva som helst nivå innanfor ei slik sone. Sjå dømet nedanfor. Det er derfor viktig at ein AD-omformar har så høg opp­ løysing som mogeleg, slik at spranga blir minst mogeleg. (Med oppløysing meiner vi den minste variasjonen i eit signalnivå som gir eit utslag som kan registrerast.) Med eit toverdisignal kan vi til dømes dele eit analogt spenning­ sområde 0-10 V (0-10 000 mV) inn i desse to områda:

Spenningsområde 0-5 000 mV 5001-10 000 mV

->■ ->

Signal 0 1

Det gir ei svært grov oppløysing. I fall vi kombinerer to binære tal, aukar vi oppløysinga til det doble: Spenningsområde 0-2500 mV 2501-5000 mV 5001-7500 mV 7501-10 000 mV

Signal 1 0 0 1 1

Signal 2 0 1 0 1

Av dette kan vi sjå at oppløysinga er avhengig av talet på binære tal. Med to binære tal kan vi dele eit analogt signal opp i fire nivå (22 = 4-bitars oppløysing).

59

Programmerbare logiske styringar - PLS

Vi kan dele ein AD-omformar med åtte toverdige signal (8-bitars oppløysing - åtte signalutgangar) opp i 28 = 256 nivå eller teljeeiningar. I dømet på figur 1.43 har vi valt ei maksimal måling på 256 mV. Det gir oss 28 = 256 mV per teljeeining. (256 mV/256 teljeeiningar = 1 mV/teljeeining.)

Dersom vi til dømes bruker 0-10 V på ein 8-bitars ADomformar, gir det ei spenning på 10 V/256 teljeeiningar = 0,03906 V per teljeeining. 0,03906 V er ein bit og er den minste informasjonseininga som i dette tilfellet kan representerast av eit binært signal. For ein AD-omformar med 12 bitar (tolv signalutgangar) blir oppløysinga

10 V/212 = 10 V/4096 teljeeiningar = 0,00244 V/ teljeeining

Digitale utgangar

Digitale talkodar

Figur 1.43

60

Programmerbare logiske styringar - PLS

Døme Døme på AD-omforming av 0-10 V med 12-bitars oppløysing Vi skal måle nivået i ein tank med ein givar med analoge utgangssignal i området 0-10 V. Nivåområdet i tanken er frå 0 m til 3,0 m. Vi skal behandle måleverdiane digitalt og bruke ein 12-bitars AD-omformar for omforminga frå ana­ loge til digitale signal. Områda 0,0 m, 0,3 m, 1,0 m, 2,0 m, 2,3 m og 3,0 m skal avkodast.

Løysing: Ein AD-omformar med 12-bitars utgang har 212 = 4096 einingar eller variasjonsmåtar.

Ein skalert vasstand for ein AD-omformar med tolv utgangar har 4096 ------ • 10 = 12

3413 einingar, i vårt tilfelle med ein maksimal verdi på

3,0 m = 3000 mm = 3413 einingar. (Vi deler på 12 inngangar og gongar med 10 for å få heile tal.)

For nivåa 3,0 m, 2,3 m, 2,0 m, 1,0 m 0,3 m og 0,0 m får vi desse skalerte einingane: „ _ 3413 einingar 3,0 m =--------------- —

3000 mm =

3413 einingar

3000 mm 110101010101, _ _ 3413 einingar 2,3 m =------------------- • 2300 mm = 2617 einingar 3000 mm 101000111001, _ 3413 einingar 2,0 m------------------ -— • 2000 mm = 2275 einingar 3000 mm 100011100011, 3413 einingar 1,0 m = ---------------- — • 1000 mm 3000 mm

1138 einingar 010001110010,

Programmerbare logiske styringar - PLS

61

3413 einingar 0,3 m =-------------------• 300 mm = 341,3 einingar 3000 mm 000101010101, 3413 einingar 0.0 m = ----------------- ■ 0,0 mm = 0,0 einingar 3000 mm 000000000000,

For ein AD-omformar med ein analog 0-10 V inngang og 12 utgangar får vi desse digitale utgangs verdiane: 3413 einingar (3,0 m er 10 V)

0 einingar (0,0 m er 0 V) Vi får dermed desse spenningsverdiane:

10 V Spenning per eining =----------------- = 3413 einingar

0,0029 V/eimng

Det gir oss desse nivåspenningane: U30m =

0,0029V/eining -3413 einingar = 10 V

L72 3 m =

0,0029V/eining • 2617 einingar = 7,6 V

l/,Om =

0,0029V/eining • 2275 einingar - 6,6 V

L/]Om =

0,0029V/eining -1138 einingar = 3.3 V

t/o3m = 0,0029 V/eining • 341 einingar = 1,0 V t/00m = 0,0029 V/eining • 0,0 einingar = 0,0 V

62

Programmerbare logiske styringar - PLS Når vi skal måle eit analogt nivå, til dømes ein temperatur, må den analoge givaren først gi ei analog spenning til ADomformaren, som formar dette om til eit digitalt signal. Mål­ inga og omforminga må skje så ofte som råd. Det analoge signalet på inngangen til AD-omformaren blir målt ved faste tidsintervall og lagt ut på utgangane som ein digital verdi (binære verdiar). Dersom det analoge signalet endrar seg ofte og raskt, må målingane gjerast med korte tidsintervall. Det er to kriterium som er viktige når vi skal velje ADomformarar:

1 Målefrekvensen (talet på målingar per sekund eller tida mellom kvar måling) 2 Talet på digitale utgangar (talet på bitar eller ordbreidda for den digitale informasjonen på utgangssida). Normalt blir dei leverte med 8, 12 eller 16 bitar (utgangar)

Digital-analog signalomforming (DA-omforming) Vi har no sett på analog omforming av signal som skulle behandlast digitalt. I den delen av styresystemet som blant anna har å gjere med pådragsorgan, er det vanleg å om­ forme signala motsett, det vil seie frå digital til analog signalform. Omforminga skjer med ein DA-omformar. DA-omformaren har i dette tilfellet åtte signalinngangar (BIO til BI7), som kvar kan overføre ein 1-verdi (ei spenning) eller 0-verdi (ikkje spenning). DA-omformaren les den digi­ tale kombinasjonen på inngangane og formar om den rette spenninga. Dei omgjorde verdiane blir så tilgjengelege på utgangen som analog verdi. Under omforminga er ikkje DAomformaren i stand til å lese kombinasjonen på inngangane. Dersom det kjem endringar i dette tidsrommet, blir dei der­ for ikkje registrerte, og utgangen held på den siste verdien inntil DA-omformaren igjen er klar for ein registrert verdi. Endringa av utgangsspenninga blir dermed noko oppstykkja. Utgangsspenninga blir derfor send gjennom eit utjamningsfilter. To svært viktige eigenskapar for ein DA-omformar er oppløysinga (talet på bitar) og omformingstida.

Programmerbare logiske styringar - PLS

63

Figur 1.44 Digital-analog signalomforming. Utgangssignalet gjennom utjamningsfilter

Døme Figur 1.45 viser eit prinsipielt døme på bruk av analoge sig­ nal som er omforma frå digital signalform. Det analoge styresignalet frå DA-omformaren går inn på basis på transisto­ ren og opnar han meir eller mindre i samsvar med variasjo­ nen i styrestraumen. Transistoren verkar som ein forster­ kar og eit styreelement som regulerer energien til likestraumsmotoren.

8-bits digital signal- < kombinasjon

Figur 1.45

64

Programmerbare logiske styringar - PLS

Kontrollspørsmål 1 2 3 4 5

6

7 8 9

10 11

12 13 14

Kva er ein PLS? Kva kan ein PLS? Kva for hovuddelar har ein PLS? Kva er ein inngangsmodul, kva for prinsipielle typar inn­ gangsmodular har vi, og kva for oppgåve har dei? Kva er ein utgangsmodul, kva for prinsipielle typar utgangsmodular har vi, og kva for oppgåve har dei? a Korleis er sentraleininga for ein PLS i prinsippet oppbygd? b Korleis fungerer sentraleininga? c Forklar kort korleis ein PLS i prinsippet fungerer. d Ta for deg ei enkel programsetning og forklar korleis PLS kontrollerer status på inngangane, signalbehandlar signala og gir frå seg signal eller ikkje gir frå seg sig­ nal på utgangane. Kva er digitale inngangs- og utgangsmodular? Kva er analoge inngangs- og utgangsmodular? Kva er eit programspråk for ein PLS, og kva for program­ språk blir brukte til programmering? Kva for programdokumentasjon bruker vi for å program­ mere ein PLS? Kva meiner vi med denne dokumentasjonen? a tilordningsliste b programdokumentasjon i kontaktplanform c programdokumentasjon i funksjonsblokkform d programdokumentasjon i instruksjonslisteform e kryssreferanseliste Kva er eit sentralt PLS-system? Kva er eit desentralisert PLS-system? Kva for krav bør vi stille når vi vel PLS-system?

2 Digitale logiske funksjonar med PLS Mål Når du har arbeidd med dette kapitlet, skal du ha lært • grunnleggjande og vidaregåande omgrep om digitalteknikk og logikk • grunnleggjande omgrep om talsystem og omrekning mellom talsystem som desimalsystemet, binærsystemet, oktalsystemet og det heksadesimale talsystemet • om systemlikningar, om oppbygging og praktisk bruk av funksjonsplanar og om PLS, slik at du kan bruke PLS til å realisere logikk og digital­ teknikk og funksjonsplanar til praktisk program­ dokumentasjon, og dermed også kunne pro­ grammere, setje i drift og feilsøkje i slike anlegg

Grunnleggjande logiske omgrep, funksjonar og funksjonselement Omgrepa logikk og digitalteknikk Omgrepet logikk tyder logisk eller rett tenking og provførsel. Logiske uttrykk kan berre vere sanne eller usanne. Logiske avgjerder er baserte på to tilstandar, ja-tilstand eller nei-tilstand. Ein brytar kan til dømes vere aktivert eller ikkje akti­ vert, ein arbeidskontakt eller ein kvilekontakt kan berre vere lukka eller open, osv. Når til dømes ein arbeidskontakt er lukka, lyser ei lampe. Når arbeidskontakten er open, er lampa mørk. Eit digitalt signal har berre to variantar, til dømes kan • ein kontakt eller brytar vere lukka eller open • eit relé ha spenning eller ikkje spenning • ein transistor vere open eller sperra

66

Digitale logiske funksjonar med PLS Dei to tilstandane kallar vi logisk null-nivå (0-nivå) og logisk ein-nivå (1-nivå), sjå nedanfor.

OG-funksjon

Digital stammar frå det engelske ordet digit (siffer), som igjen stammar frå det latinske ordet digitus (finger). Det skriv seg frå den tida da menneska talde på fingrane for å gjennomføre rekneoperasjonar. Omgrepet digital er grunnlaget for omgrepet digitalteknikk. Digitalteknikk er det same som sifferteknikk eller pulsteknikk, avhengig av kva slags arbeid vi held på med. Når vi arbeider med datamaskinar og talbehandling, bruker vi ofte omgrepet talbehandling eller sifferteknikk. Når vi arbeider med elek­ triske styrefunksjonar, bruker vi derimot omgrepet puls­ teknikk eller logiske styringar.

Figur 2.1 viser to enkle logiske brytarfunksjonar, ein OGfunksjon på figur 2.1a og ein ELLER-funksjon på figur 2.1b. På figur 2.1a ser du at lampa lyser når brytarane Sl og S2 er aktiverte (OG-funksjon), mens du på figur 2.1b ser at lampa lyser når brytar Sl eller brytar S2 eller begge brytarane er aktiverte (ELLER-funksjon).

ELLER-funksjon

Figur 2.1

Omgrep for analog og digital informasjonsbehandling Vi kan dagleg støyte på omgrepa analog og digital informasjonsbehandling og informasjonsvising. Analog vising ser du når du til dømes bruker ei klokke der visa­ ren går rundt talskiva (figur 2.2a), mens det er digital vising når tida blir vist med tal som skifter kvart sekund, kvart minutt og kvar time (figur 2.2b). I dagleglivet bru­ ker vi både analoge instrument og digitale instrument. Se figur 2.2c og d. b)

Analogur (ur med analog vising)

Figur 2.2a og b

Digitalur (ur med digital vising)

Digitale logiske funksjonar med PLS

67

Figur 2.2c og d Døme på eit analogt og digitalt instrument

Analog informasjon Figur 2.3 viser eit døme på ein analog signalinformasjon. Illustrasjonen av måleverdien R følgjer ein analog storleik. For kvar verdi av målestorleiken 7?x er det tilpassa ein eintydig verdi av U . Dei elektriske signala varierer med andre ord i takt med dei fysiske storleikane dei er avhengige av. Talet på verdiar for Ux kan heller ikkje teljast. Det er uendeleg innanfor ramma av grannsemda

Figur 2.3

Digital informasjon På figur 2.4 ser du at måleverdien for R følgjer eit av­ grensa tal på målte verdiar (signal). Den målte verdien Ux er alltid eit heilt tal på UR. For Ux finn vi derfor eit avgrensa tal av verdien UR gjennom teljing (Ux = n • t/R) eller gjennom måling. Oppløysinga for den digitale illus­ trasjonen er i samsvar med grunneininga UR. a)

Figur 2.4

b)

68

Digitale logiske funksjonar med PLS

Figur 2.5

Digital informasjon i styre- og kontrollsystem er elektriske signal som berre har to definerte spenningsnivå. Dei to signalnivåa kallar vi i daglegtale logisk null-nivå (0-nivå) og logisk ein-nivå (1-nivå). Sjå figur 2.5. (Sjå også ovanfor.) Logiske tilstandar kan altså berre ha to verdiar:

Logisk 0 Logisk 1

-

også kalla lågområde også kalla høgområde

Binære variablar Fordi alle brytarar, kontaktar på relé og kontaktorar og givarar med digital utgang berre har to tilstandar (1 og 0), og fordi slike komponentar berre kan operere med éin av to tilstandar, seier vi at dei arbeider etter ein binær (toverdig) funksjon. Ein brytar eller ein kontaktor kan som kjent innehalde både ein arbeidskontakt og ein kvilekontakt. Begge to blir i eit krinsskjema skrivne med til dømes Sl og S2. I ei systemlikning blir arbeidskontakten skriven Sl og kvilekontakten S2. Kontakt­ ane på brytarane indikerer desse logiske funksjonane:

Arbeidskontakt: • Ikkje innkopla (ikkje aktivert) - har den logiske verdien 0 • Innkopla (aktivert) - har den logiske verdien 1 Kvilekontakt: • Ikkje innkopla (ikkje aktivert) - har den logiske verdien 1 • Innkopla (aktivert) - har den logiske verdien 0

Konvensjonelle kontaktorstyringar (reléstyringar) er oppbygde med kombinasjonar av arbeidskontaktar og kvilekontaktar. Vi kan samanlikne alle variantar av koplingsfunksjonar for desse styringane med serie- og parallellkopling av kontaktar, OG-funksjon og ELLER-funksjon. (Sjå figur 2.1.) Figur 2.6 viser eit døme på ei seriekopling (OG-funksjon) der

Digitale logiske funksjonar med PLS

69

A1 = S1 • S2 • S3 • S4

Figur 2.6

K1 = S1 • S2 • S3 ■ S4

vi skal ha 1-signal på logikkutgangen Al (eller Kl) når Sl er aktivert, S2 ikkje er aktivert, S3 er aktivert og S4 er aktivert. Sl, S2, S3 og S4 er fire variablar (inngangsvariablar). Kvar av dei kan som sagt berre ha to tilstandar (1 og 0). Dersom vi har éin inngang (éin variabel), må vi derfor undersøkje han to gonger, to inngangar må undersøkjast fire gonger, tre inn­ gangar åtte gonger, fire inngangar 16 gonger osv.

Til dette kan vi lage ein sanningstabell. Figur 2.7 viser sanningstabellen for dømet på figur 2.6. Figur 2.8 viser nokre døme på binære variablar med sym­ bol og signaltilstandar.

Figur 2.7

K1

K1

Å 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0

A 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

S4 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1

S3 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1

S2 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1

S1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

0 1 0 1

------- X

d-------c X= a • b ■ c • d

d

X

c) a

a------- c >1 b----------- x c------- c d-------- —

b

— c

X=a + b+ c ■ d

d

X

d)

a d------- >1 b------c------d------- —

>---- x

b

c

X= a + b+ c + d

d

X Figur 2.14

•

78

Digitale logiske funksjonar med PLS

Døme I dette dømet skal vi vise korleis vi kjem fram til samansetjinga av logiske funksjonar:

Eit mateband B4 skal kunne starte når banda Bl og B2 går og band 3 ikkje går, eller når band B2 og B3 går og band 1 ikkje går. Vi tenkjer oss at Bl, B2 og B3 har turtalsvakter (signalgivarar) og dermed er tre inngangsvariablar for funksjonen. Med bakgrunn i desse vilkåra kjem vi fram til sannings- og funksjonstabellen og systemlikninga for samansetjinga. Sjå fi­ gur 2.15a og b. Fordi funksjonen har tre inngangsvariablar, må sanningstabellen omfatte 23 linjer (8 linjer). Av tabellen ser vi at OG-funksjonen går fram av tala i ei linje (talet på ledd i kvar linje representerer ein OG-funksjon), mens sambandet mellom linjene representerer ein ELLER-funksjon.

Med bakgrunn i tabellen kjem vi fram til systemlikninga og den logiske samansetjinga som er vist på figur 2.15c.

Figur 2.15

79

Digitale logiske funksjonar med PLS

Døme Figur 2.16 viser eit transportanlegg av tre separate transport­ band. Banda skal kunne startast manuelt og kvar for seg, men berre to av tre band kan gå samtidig. Vi ønskjer derfor eit op­ tisk signal som blir aktivert når to band går. For å kunne klargjere det må vi setje opp ein sanningstabell (figur 2.16b). Med tre variablar må tabellen ha 23 linjer, det vil seie åtte linjer.

Vi set kombinasjonane opp i tabellform. Dei kombinasjonane som skal gi resultat, set vi opp med signalverdien 1, dei andre med verdien 0.

Talet på ledd i kvar linje representerer som tidlegare ein OGfunksjon. Sambandet mellom linjene representerer ein ELLERfunksjon. Med basis i dette kan vi slå fast denne systemlikninga:

Hl = Bl • B2 • B3 + Bl • B2 • B3 + Bl • B2 • B3 Ut frå sanningstabellen og systemlikninga kjem vi fram til koplingsskjemaet for den logiske kombinasjonen som er vist på figur 2.16c.

a)

Signallampe som lyser når to band går

Figur 2.16

80

Digitale logiske funksjonar med PLS

EKSKLUSIV-ELLER-funksjon Ein EKSKLUSIV-ELLER-funksjon i antivalensutføring er kjenneteikna av at dei logiske verdiane på inngangane må vere ulike for at vi skal få logisk 1 på utgangen. Sjå figur 2.17. Vi kan til dømes bruke funksjonen når vi ønskjer å samanlikne to signal, til dømes signala frå to uavhengige signalkrinsar (overvakingskrinsar). Figur 2.17 viser eit døme på ein EKSKLUSIV-ELLER-funk­ sjon samansett av to OG-funksjonar og éin ELLER-funk­ sjon. Figuren viser også overgangen til eit EKSKLUSIVELLER-symbol (og ei logikkblokk), sanningstabellen, straumkrinsskjemaet for ein tilsvarande reléfunksjon og systemlikninga for funksjonen.

Figur 2.18 viser oppbygging, logikksymbol, sanningstabell, systemlikning og reléfunksjon for ein ekvivalent EKSKLU­ SIV-ELLER-funksjon.

Logikkopling

Logikksymbol

Systemlikning:

a

b

X

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

0

Sanningstabell

X= a ■ b + a • b

Figur 2.17 EKSKLUSIV-ELLER-funksjon i antivalens

81

Digitale logiske funksjonar med PLS a b a b Logikkopling

Logikksymbol

Systemlikning:

Sanningstabell

X=

(a ■

b)

+ (a ■

b) - a ■ b + a ■ b

Figur 2.18 EKSKLUSIV-ELLER-funksjon i ekvivalens

Nokre koplingsdøme med analysar På figur 2.19 ser du ein reléfunksjon med tilhøyrande system­ likning oppsett i ein funksjon med logiske element slik at dei får nøyaktig ekvivalent funksjon. Figurane 2.20, 2.21, 2.22, 2.23 og 2.24 viser også døme på logiske kombinasjonar med tilhøyrande systemlikningar.

82

Digitale logiske funksjonar med PLS

K1 =S1

Figur 2.19

a

b

c

d o &

>1

&

>1

-o

&

X= a • (b ■

c ■ d) + a • b • d

-o &

-o

Figur 2.20

Figur 2.21

(K2 + k3K4)-(S2 + K1)

83

Digitale logiske funksjonar med PLS a

b

c

Figur 2.22

Figur 2.23

Figur 2.24

d

84

Digitale logiske funksjonar med PLS Kort om de Morgans teorem De Morgans teorem gjeld omlaging av ein logisk krins til ein annan logisk krins med same funksjon. Den kategorien av elektromekanikarar som du representerer, skal kunne forstå og bruke logiske funksjonar i anleggssamanheng, men du skal ikkje bli elektronikar som skal byggje, lage eller til­ passe krinskort. Derfor må du ikkje kjenne så godt til omlag­ ing av logiske funksjonar, men det kan vere bra å kjenne til dei absolutt viktigaste grunnomgrepa for omlaging: På figur 2.25 ser du at 2.25a er ekvivalent med 2.25b og motsett, mens 2.25c er ekvivalent med 2.25d og motsett. Dermed kan vi fastslå at a + b = a • b, og a • b = a + b

Eit utrykk som blir invertert to gonger, blir ført tilbake til si opphavlege form (sjå også figur 2.26):

a = a og b = b.

a • b = a • b og a + b = a + b

a)

a

b

a

b

0

0

1

1

0

1

1

0

1

1

0

1

0

0

1

0

0

1

1

0

0

1

1

0

0

1

0

0

a

b

a

b

0

0

1

1

0

1

1

0

1

1

0

0

1

1

1

0

0

1

0

1

1

1

1

0

0

1

0

0

b)

a+b a+b a■b

c)

d)

a+b a■ b a+b

Kort om de Morgans teorem:

Figur 2.25

a+ b= a ■ b

a - b= a + b

85

Digitale logiske funksjonar med PLS

Figur 2.26

Kontrollspørsmål 1 Kva meiner vi med a binære variablar b analog signalbehandling og signalinformasjon c digital signalbehandling og signalinformasjon 2 Kva meiner vi med a ein logisk OG-funksjon, og korleis fungerer han b ein sanningstabell c ein logisk ELLER-funksjon, og korleis fungerer han d invertering og inverteringsledd e ein OG-IKKJE-funksjon, og korleis fungerer han f ein ELLER-IKKJE-funksjon, og korleis fungerer han 3 Kva er ein EKSKLUSIV-ELLER-funksjon, og korleis fungerer han? 4 Kva går de Morgans teorem ut på?

86

Digitale logiske funksjonar med PLS

Haldefunksjonar med dominansforhold Med dominansforhold for ein haldefunksjon/vippe meiner vi at haldefunksj onen/vippa blir lagt til rette med ein dominans dersom både start- og stoppfunksjonen er innkopla samtidig.

Haldefunksjon og SR-vippe med stoppdominans På figur 2.27 ser du ein haldefunksjon med stoppdominans. Figur 2.27a viser eit straumvegsskjema for funksjonen, figur 2.27b viser oppsetjinga med logiske funksjonselement, og fi­ gur 2.27c viser den same funksjonen som SR-vippe. Dersom vi programmerer funksjonen for ein PLS, må vi programmere han som ei SR-vippe. (Den siste bokstaven, i dette tilfelle R for tilbakeføring (reset), har dominans.) Alle funksjonane startar dersom startbrytaren blir innkopla, og stoppar dersom stoppbrytaren blir innkopla. Men dersom startbrytaren og stoppbrytaren blir aktivert samtidig, er det stoppbrytaren som har dominans (R-dominans). For SR-vippa gjeld: S står for start og R for stopp. Når vi set spenninga på SR-vippa, er ho i stillinga av, og utgangen Q har verdien 0. Når startbrytaren S2 blir slått på, får S-inngangen på vippa eit 1-signal, og vippa vekslar til 1 på utgang Q.

Ein lukka stoppbrytar (ikkje aktivert) gir verdien 1, som blir invertert og gir verdien 0 på R-inngangen til vippa. Når stopp­ brytaren, Sl, blir innkopla, opnar krinsen. Det gir verdien 0 frå stoppbrytaren, som blir invertert og gir 1-signal på Rinngangen. Dermed blir vippa nullstilt. Vippa vekslar med andre ord med annankvar puls inn på S-sida og R-sida. Dersom vi bruker fastkopla logikk, må vi klargjere dominansforholdet når vi kjøper eller lagar ei slik vippe. Når vi bruker vippa i eit PLS-program, må vi programmere dominansforholdet.

Haldeftmksjon og SR-vippe med startdominans Figur 2.28 viser ein haldefunksjon (start- og stoppfunksjon) med startdominans utført med krinsskjema i reléform (2.28a), med logiske grunnfunksjonar (figur 2.28b) og med logisk SRvippe (figur 2.28c). Start- og stoppforholdet blir som forklart

87

Digitale logiske funksjonar med PLS a)

Haldefunksjon og SR-vippe med stoppdominans (R-dominans)

Figur 2.27

Haldefunksjon og SR-vippe med startdominans (S-dominans)

Figur 2.28

for funksjonen på figur 2.27. Men dersom startbrytaren og stoppbrytaren blir aktivert samtidig, får vippa startdominans (S-dominans).

Det er svært viktig å kjenne til og å kunne bruke vipper med S- og R-dominans rett i anleggsfunksjonar. Figurane 2.29a og 2.29b viser døme på praktisk bruk av haldefunksjonar med R- og S-dominerte vippefunksjonar.

88

Digitale logiske funksjonar med PLS

Døme på praktisk bruk av R-dominert vippefunksjon

b)

Praktisk bruk av startdominert (S-dominert) vippefunksjon

Figur 2.29

Digitale logiske funksjonar med PLS

89

Kontrollspørsmål 1 Kva er ein haldefunksjon? 2 Kva er dominansforholdet til haldefunksjonen? 3 Kva er a ei SR-vippe, og korleis verkar ho b dominansforholdet til SR-vippa, og korleis verkar det c ei RS-vippe, og korleis verkar ho d dominansforholdet til RS-vippa, og korleis verkar det 4 Kan du nemne nokre praktiske døme på bruk av dominansforholdet til vipper, og kvifor eit dominans­ forhold blir valt?

Logiske tidsfunksjonar og tidselement Logiske tidsfunksjonar har nøyaktig den same funksjonen som tidsrelé. Vi har to hovudfunksjonar som går igjen: 1 Tidsforseinking ved innkopling (innkoplingsforseinka) 2 Tidsforseinking ved fråfall (fråfallsforseinka)

E62.00 A62.00 (M01.00)

KD00.00

ZD

d)

Fig 2.30

fo

90

Digitale logiske funksjonar med PLS Forseinking ved innkopling (innkoplingsforseinka) Tidsleddet fungerer slik at når det får tilført eit 1-signal på inngangen, kjem signalet på utgangen tidsforseinka. (Tidsforsemkinga blir innstilt på relé og programmert ved bruk av ein PLS.) På figur 2.30 ser vi forseinkinga både i reléform og i programmert funksjonsplanform for PLS. For bruk i PLS har ei tidsblokk som er forseinka ved innkopling, kjenneteiknet (oppkallingssignalet) ESV. Programmering og funksjon blir slik det er vist på figur 2.30d og e.

Forseinking ved fråfall (fråfallsforseinka) Ein fråfallsforseinka funksjon verkar slik at utgangen får sig­ nal med ein gong inngangen har fått signal. (For eit tidsrelé som er forseinka ved fråfall, blir alle kontaktar aktiverte når releet får spenning, det vil seie når arbeidskontaktar lukkar og kvilekontaktar opnar.) Først når signalet på inngangen fell frå, begynner tida å gå. Når tida er ute, får utgangen signal. (For eit tidsrelé som er forseinka ved fråfall, går alle kontaktar tilbake i utgangsstilling etter at tida er ute, det vil seie når arbeidskontaktar opnar, og når kvilekontaktar lukkar.) Sjå figur 2.31, som viser tidsfunksjonen ved hjelp av eit frå­ fallsforseinka tidsrelé, og ein programmert fråfallsforseinka tidsfunksjon når vi bruker ein PLS. Tidsblokka for forseinka fråfall blir oppkalla i PLS-programmet av kjenneteiknet ASV.

Tilsetningsstoff

Løsemiddel Damp

Sluttprodukt

---------------► P1

P2

Figur 2.31

Kondensat

Digitale logiske funksjonar med PLS

91

Praktiske døme på bruk av tidsfunksjonar og tidspulsar

Døme Figur 2.32 viser ein styrefunksjon for tre motorar som skal starte i rekkjefølgje, men med forseinking mellom starten av kvar motor. Motor 1 blir innlagd ved når brytaren Sl blir innkopla, mens motor 2 startar forseinka etter motor 1, og motor 3 startar forseinka etter motor 2. Alle motorane blir utlagde ei viss tid (innstilt eller programmert tid) etter at mo­ tor 3 har starta.

Figur 2.32

92

Digitale logiske funksjonar med PLS

Døme På figur 2.33a ser du styrefunksjonen for ein alarm. Alarm­ funksjonen blir klargjord (førebudd) av Sl og aktivert av fotocella Bl eller av fotocella B2. Alarmen kan stillast av med S2, eller stillast av automatisk etter ei viss tid med tids­ funksjonen.

Utgangssignalet for alarmen er pulserande. Vi kan lage ein pulserande funksjon konvensjonelt med ei SR-vippe og to tidsfunksjonar slik figur 2.33b viser. Dersom vi bruker ein PLS som har eit programbibliotek for ferdiglaga funksjonsblokker, kan vi kalle opp ei slik blokk for pulserande signal med kallesignalet PDM. Sjå figur 2.33c. (Med omsyn til den praktiske bruken viser vi til PLS-undervisninga.)

Alarm

c)

KW01.00 KW01.01

(t/ta = 16384 (50%) )

(t/T = 80 (1 sek))

Figur 2.33

Digitale logiske funksjonar med PLS

93 Signalforkortar I dei tilfella der vi får alarm og vi ønskjer å skru av alarmen jamvel om det utløysande alarmsignalet framleis er akti­ vert, må vi la det alarmutløysande signalet gå via ein signal­ forkortar. Utan ein signalforkortar er det vanskeleg å kvit­ tere alarmen effektivt slik at han stoppar, og slik at alarm­ funksjonen automatisk blir operasjonsklar igjen når det alarmutløysande signalet er borte. Sjå figur 2.34a, b og c.

Symbol og prinsipp for signalforkortar

d) 0-1

M10.01

Q E62.00

M10.00

Puls

e)

1 -0 M10.03

Q E62.01 M10.02

Puls

Figur 2.34

94

Digitale logiske funksjonar med PLS

Logisk symbol for inngang som aktiverast med statisk "/"-nivå

Statisk "/"-nivå

Logisk symbol for dyna­ misk inngang som akti­ verast ved positiv flanke

Positiv (stigande) flanke

Logisk symbol for inngang som aktiverast med statisk "0"-nivå

Statisk "0"-nivå

Logisk symbol for dyna­ misk inngang som akti­ verast ved negativ flanke

Negativ (fallande) flanke

Figur 2.35

Dersom vi bruker ein PLS med funksjonsplanprogrammering, kan vi hente fram signalforkortarar i PLS-programmet med kjenneteiknet 1+ (blir aktivert på stigande (positiv) flanke). Sjå figur 2.34d, som viser logikksymbol og sekvensdiagram for I+. I fall vi ønskjer ein signalforkortar som blir aktivert på fallande flanke, kan vi hente han fram med kjenneteiknet I-. Sjå figur 2.34e. Figur 2.35 viser døme på symbol for statiske og dynamiske inngangar.

Kontrollspørsmål 1 Kva er forseinking ved a innkopling b fråfall 2 Kan du nemne nokre praktiske døme på bruk av tidsforseinka innkoplings- og fråfallsfunksjonar? 3 Kva er ein signalforkortar? 4 Kan du nemne nokre praktiske døme på bruk av signal­ forkortar, og kvifor må du bruke dei?

Digitale logiske funksjonar med PLS

95

Ulike typar vippefunksjonar Ei elektronisk vippe er som kjent ein elektronisk krins som vekslar mellom to stillingar på utgangen. Vekslinga er av­ hengig av korleis dei enkelte vippene er oppbygde, og av kor­ leis dei er påverka eller styrte (inngåande signal).

Vi skil normalt mellom monostabile vipper, astabile vipper og bistabile vipper:

Monostabile vipper

Figur 2.36

Monostabile vipper har berre éin stabil tilstand. Når ei monostabil vippe får eit signal på inngangen, skifter utgan­ gen logisk nivå. Etter ei viss tid skifter utgangen tilbake til utgangsstillinga. I fastkopla logikk eller elektronikk kan tida fastsetjast med eit RC-ledd (tidsledd), eller ho kan regulerast med ein ordinær tidsfunksjon, sjå figur 2.36. I programmer­ bar logikk kan funksjon og tidsforseinking programmerast.

Astabile vipper Astabile vipper er kjenneteikna av at dei har to tilstandar på utgangen, som stadig vekslar mellom logisk 0-signal og lo­ gisk 1-signal. Astabile vippefunksjonar kan lagast med fast­ kopla logikk eller med programmerbar logikk. Sjå figur 2.33b og c.

Bistabile vipper Bistabile vipper (som på engelsk ofte blir kalla flip-flop) er kjenneteikna av at dei har to stabile tilstandar på utgangen. Tilstanden på utgangen kan berre endrast av eit inngåande styresignal. Av digitale bistabile vipper bruker vi vanlegvis • SR- og RS-vippe (siste bokstaven indikerer dominans) • D-vippe • JK-vippe SR-vipper og RS-vipper Vi har tidlegare sett på SR-vipper og RS-vipper og dominansforholda deira. Det er derfor ikkje nødvendig å ta det opp meir detaljert her.

D-vippe (datavippe) Med ei vanleg SR-vippe utan eit fast dominansforhold blir utgangssignalet blokkert eller ubestemt dersom R-inngangen og S-inngangen får signal samtidig. Det må ikkje skje med

96

Digitale logiske funksjonar med PLS slike vipper. Vi legg derfor eit invertert signal mellom S-inn­ gangen og R-inngangen på vippa, slik at begge inngangane ikkje kan få likt signal samtidig. Fellesinngangen for R og S kallar vi D. Sjå figur 2.37. Vi har no laga det vi kallar ei Dvippe (datavippe).

D-vippa fungerer slik at dersom det kjem eit logikksignal på D-inngangen, skifter utgangen logikksignal (inngangssignalet blir overført til utgangen) når det kjem eit signal (taktpuls - Kp) inn på C-inngangen. Informasjonen som blir overført til utgangen, blir dermed lagra i vippa heilt til neste taktpuls overfører eit nytt signal frå D-inngangen. Eit logisk 0-signal på D-inngangen blir derfor overført som logisk 0-signal på utgangen når C-inngangen får ein puls. Eit logisk 1-signal på D-inngangen blir overført vidare til eit logisk 1-signal på utgangen når C-inngangen får ein ny puls. Dersom vi inverterer utgangen på vippa og fører han tilbake og inn på D-inngangen, fungerer vippa som frekvensdelar, og vippeutgangen skifter ved kvar taktpuls på C-inngangen. a)

b)

Figur 2.37

JK-vippe Ei JK-vippe har to informasjonsinngangar, J-inngangen og K-inngangen (tilfeldig valde kjenningsbokstavar), og ein C-inngang (inngang for taktpuls (Kp-inngang), sjå figur 2.38). Begge utgangane på JK-vippa er kopla tilbake til inngangane. Det gjer at utgangane skifter tilstand dersom det kjem ein taktpuls når J = K = 1.

Digitale logiske funksjonar med PLS

97

Figur 2.38

Ei vanleg elektronisk bygd JK-vippe kan også i tillegg ha ein PRESET-inngang og ein CLEAR-inngang. Med PRESETinngangen kan vi førehandsstille vippa, mens vi med CLEARinngangen kan tilbakestille ho. PRESET og CLEAR er over­ ordna inngangane J og K. Trekanten på C-inngangen fortel oss at inngangen er dyna­ misk og tenner på stigande (positiv) flanke (om dynamisk inngang og flanketenning, sjå figur 2.35). For funksjonen til JK-vippa kan vi fastslå følgjande: • J-inngangen og K-inngangen får tilført 0-signal, og det blir gitt ein taktpuls på C-inngangen: Utgangssignalet endrar seg ikkje. • J-inngangen og K-inngangen får tilført ulike signal (ein inngang 0 og ein inngang 1), og det blir gitt ein taktpuls på C-inngangen: Signalet på J-inngangen blir overført til Q-utgangen, og signalet på K-inngangen blir overført til den inverterte Qutgangen (Q). • Både J-inngangen og K-inngangen får tilført 1-signal: Utgangen skifter ved kvar taktpuls.

Ei JK-vippe kan vere både éinflankestyrt eller toflankestyrt: • På ei éinflankestyrt JK-vippe endrar tilstanden på utgan­ gen seg når taktpulsen får stigande eller fallande flanke. • På ei toflankestyrt JK-vippe endrar tilstanden på utgan­ gen seg både når taktpulsen får stigande og fallande flanke.

JK-vippefunksjonar blir ofte brukte som alternator for maskinar, pumper osv., til dømes når to pumper skal alter­ nere i oppstarten (pumpe 1 og pumpe 2 startar vekselvis først). I programbiblioteket for PLS-systemet finn vi normalt ikkje reine JK-vipper. Derimot finn vi JK-funksjonar, eller vi kan lage JK-funksjonar av ordinære logiske element. Figur 2.39a viser ei JK-vippe med logisk 1-signal på J-inngangen og Kinngangen som vekslar ved hjelp av ein taktpuls på C-inn­ gangen. (Vi kan blant anna bruke slike funksjonar som impulsfunksjon for å tenne og sløkkje lys.)

98

Digitale logiske funksjonar med PLS

På figur 2.39b ser du eit altemeringsdøme, ein JK-funksjon som er laga av ordinære logiske element. Utgangen vekslar ved annankvar puls frå Sl eller S2. Figur 2.39c viser eit døme på ein JK-funksjon (kalla LDT) som vi kan finne i programbiblioteket til det PLS-systemet vi bruker.

Døme Vi tenkjer oss ein pumpestasjon med to pumper som skal alternere. Altemeringa blir aktivert (vekslar) kvar gong ni­ vået til dømes kjem ned til utkoplingsnivået for pumpene. Same kva for pumpe som ligg inne (Pl eller P2) når nivået kjem ned til 0,3 meter, blir altemeringa aktivert. Sjå figur 2.40. P1 i drift

P2 i drift

LDT CIIN

AUS Nivå < 0,3 m

A

E

EINI

R

AUSI

Figur 2.40 Inngangane EIN, AUS, R, EINI og AUSI kan parametrerast med ein merkar (hjelpefunksjon) som ikkje er i bruk

LDT EIN

AUS

A

E

EINI

R

AUSI

Dersom vi ønsker å bruke denne som impulsrelé (impulsfunksjon), kan E vere ein binær inngang og A ein utgang (eller ein hjelpefunksjon - merkar). Dei andre terminalane kan vere ein hjelpefunksjon merkar som ikkje er i bruk. EIN: Binær dynamisk inngang for aktivering av A AUS: Binær dynamisk inngang for deaktivering av A E: Binær dynamisk inngang for aktivering og deaktivering av A R: Statisk binært signal for deaktivering av A A: Statisk utgangssignal EINI: Dynamisk utgangspuls når A blir aktivert (programsyklus) AUSI: Dynamisk utgangspuls når A blir deaktivert (programsyklus)

Figur 2.39

Schmittriggar Ein elektronisk bygd schmittriggar har to stabile logiske tilstandar på utgangen (logisk 0 eller logisk 1). Det spesielle med schmittriggaren er at han skifter tilstand på utgangen ved ulike nivå på inngangssignalet. Vekslinga mellom nivåa på utgangen blir styrt av spenningsnivået på inngangen. Når spenningsnivået på inngangen når ein viss verdi, skifter ut­ gangen frå logisk 0 til logisk 1. Når spenningsnivået deret­ ter fell til ein viss verdi, skifter utgangen tilbake til logisk 0. Sjå figur 2.41.

Vi kan bruke schmittriggaren til å forme sinusforma signal om til firkantsignal. Han kan til dømes rette opp igjen signal som er deformerte. Spenninga mellom dei to områda for veks­ ling av utgangane kallar vi hysteresespenninga eller hysteresekurva.

Digitale logiske funksjonar med PLS

99

Symbol for Schmitt-triggar

Kontrollspørsmål 1 Kva meiner vi med a astabile vipper b monostabile vipper c bistabile vipper d datavipper e JK-vipper 2 Kan du nemne døme på bruk av JK-vipper? 3 Kva meiner vi med ein schmittriggar, og korleis fun­ gerer han i prinsippet?

100

Digitale logiske funksjonar med PLS

Talsystem - teljarar Generelt Vi kan framstille alle tal som summen av ei potensrekkje. Med bakgrunn i potens og tal skil vi mellom ulike talsystem, til dø­ mes binær-, pental-, oktal-, desimal- og heksadesimalsystemet. I ei taloppstilling har kvart siffer ved sida av ein talverdi også ein plassverdi. Produktet av talverdien og plassverdien kallar vi potensverdien. Desimaltal Det mest brukte talsystemet er desimalsystemet, med potensbasis 10 og sifra frå 0 til 9. Kvart siffer har ulike talverdiar, men storleiken på sifferet er avhengig av kvar det er plassert i talrekkja. Det vil seie at desimalsystemet har talet 10 som grunntal, og dei ulike plasseringane er potensar av dette grunntalet. I eit slikt talsystem, som ofte blir kalla eit posisjonssystem, er altså plasseringa av sifferet avgjerande. Den første plassen fram­ for (til venstre for) kommaet i eit tal har plassverdien 10° = 1, den andre har plassverdien 101 = 10, den tredje plassen har plassverdien 102 = 100, osv. n-plassen har plassverdien 10'!1. Om vi til dømes tek for oss desimaltalet 369, får vi dette verdioppsettet: 369 = 3 • 102 + 6 • 101 + 9 • 10° 369 = 3 • 100 + 6 • 10 + 9 • 1 369 = 300 + 60 + 9 Talet på den første plassen etter kommaet (til høgre for kom­ maet) har verdien 10”1, det andre talet etter kommaet har ver­ dien 102, det tredje 103 osv. Dersom vi går vidare med taldømet ovanfor og aukar verdien til 369,47, får vi dette oppset­ tet:

369,47 = 3 • 102 + 6 • 101 + 9 • 10° + 4 • 10’1 + 7 • 102 369,47 = 3 • 100 + 6 ■ 10 + 9 • 1 + 4 • 0,1 + 7 • 0,01 369,47 = 300 + 60 + 9 + 0,4 + 0,07 Binære tal Nest etter desimalsystemet (titalssystemet) er det binære tal­ systemet (totalssystemet) viktigast, fordi det blir brukt i digital­ teknikk, databehandling og til ulike former for talbehandling i reknemaskinar, datautstyr osv. Dette systemet opererer med to tilstandar, høg og låg spenning, på inngangar, utgangar osv.

Det binære talsystemet, som også er eit posisjonssystem, har potensbasis 2 (grunntalet er 2) og sifra 1 og 0. (Som namnet

Digitale logiske funksjonar med PLS

101

seier, har binærsystemet berre to siffer, 1 og 0.) I dette talsystemet har kvar plass i talet ei vekt som er ein potens av 2. Det første talet framfor kommaet i det binære talsystemet har plass verdien 2° = 1, det andre talet har plassverdien 21 = 2, det tredje talet har plassverdien 22 = 4, det fjerde 23 = 8, det femte 24 = 16, osv. I det binære talsystemet bruker vi også komma (amerikanarane bruker punktum) for å skilje ut tala som kjem etter einarverdien (2°). Det første talet til høgre for kommaet (punktumet) har verdien 21, det andre talet 2'2, osv.

For det binære talet 1101,01 får vi denne desimalverdien: 1101,01,

= 1 • 23 + 1 • 22 + 0 • 21 + 1 • 2° + 0 • 2-’ + 1 • 2-2 = 8 + 4 + 0+ ! +0,0 + 0,25 = 13,25 Heksadesimale tal Det heksadesimale talsystemet har potensbasis 16 og like mange siffer (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A (10), B (11), C (12), D (13), E (14) og F (15). Også dette talsystemet blir brukt til talbehandling i datasystem. Det heksadesimale talet D46C får denne verdien i desimaltal:

D46C1fi = D • 163 + 4 • 162 + 6 • 161 + C • 16° = D • 4096 + 4 • 256 + 6 • 16 + C • 1 = 13 • 4096 + 4 • 256 + 6 • 16 + 12 • 1 = 53248 + 1024 + 96 + 12 = 5438010 Figur 2.42 viser ei oversikt over plassverdien i ulike talsystem. Plassverdi ved ulike talsystem Talsystem

Binær

Pental

Oktal

Desimal

Heksadesimal

Basis

B=2

B=5

B=8

B = 10

B = 16

B4

16

625

4096

10000

65536

B3

8

125

512

1000

4096

B2

4

25

64

100

256

B1

2

5

8

10

16

B°

1

1

1

1

1

B1

1/2

1/5

1/8

1/10

1/16

B2

1/4

1/25

1/64

1/100

1/256

B3

1/8

1/125

1/512

1/1000

1/4096

B4

1/16

1/625

1/4096

1/10000

1/65536

Figur 2.42

102

Digitale logiske funksjonar med PLS

Figur 2.43 viser utdrag av skrivemåten for tal i dei ulike talsystema. For ikkje å forveksle talsystema set vi til dømes indeksen 2 etter det binære talet og indeksen 10 etter desimaltalet (11102 = 14|0). Skrivemåte for tal i ulike talsystem Talsystem

Plassverdi

Binær B =2

Pental B=5

Oktal B=8

Desimal B = 10

Heksa­ desimal B = 16

-21 2°

-5‘ 5°

-81 8°

-101 10°

-161 16°

0 1 10 11 100 101 110 111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 10000 10001 10010 10011 10100 10101 10110 10111 11000 11001 11010 11011 11100 11101 11110 11111 100000 100001

0 1 2 3 4 10 11 12 13 14 20 21 22 23 24 30 31 32 33 34 40 41 42 43 44 50 51 52 53 54 60 61 62 63

0 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 17 20 21 22 23 24 25 26 27 30 31 32 33 34 35 36 37 40 41

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 IA IB 1C ID 1E 1F 20 21

Binær: ... ,25, 24, 23, 22, 21, 2°

Pental: ... ,55, 54, 53, 52, 51, 5°

Oktal: ... ,85, 84, 83, 82, 81, 8°

Desimal: ....,105, 104, 103 102, 10', 10°

Heksadesimal: ...,165, 164, 163, 162, 161, 16°

Figur 2.43

Digitale logiske funksjonar med PLS

103

Døme på taloppstilling etter desimalsystemet 3468,4310 = 3 • 103 + 4 • 102 + 6 • 101 + 8 ■ 10° + 4 • 10’’ + 3 • 10 2 = 3 • 1000 + 4 • 100 + 6 • 10 + 8 • 1 + 4 • 0,1 + 3 • 0,01 = 3000 + 400 + 60 + 8 + 0,4 + 0,03 = 3468,43

Døme på taloppstilling etter det binære talsystemet 110011.011, = 1 • 25 + 1 • 24 + 0 • 23 + 0 • 22 + 1 • 21 + 1 • 2° + 0 • 2'1 + 1 - 22 + 1 - 2‘3

= 1 • 32 + 1 • 16 + 0 • 8 + 0 • 4 + 1 • 2 + 1 • 1 + 0 • 0,5 + 1 • 0,25 + 1 • 0,125 = 32 + 16 + 0 + 0 + 2+1 + 0 + 0,25 + 0,125 = 51,375

110011.011, = 51,375]0

Døme på taloppstilling etter det heksadesimale tal­ systemet F47F = F • 163 + 4 • 162 + 7 • 16' + F • 16°

= 15 • 4096 + 4 • 256 + 7 • 16 + 15 • 1 = 61440 + 1024 + 112 + 15 = 62591

F47F lo = 62591 10

104

Digitale logiske funksjonar med PLS

Omgjering av talverdiar Omgjering frå eit desimaltal til eit binært tal Når vi skal gjere om frå eit desimaltal til eit binært tal, blir desimaltalet dividert med basistalet for det binære tal­ systemet (2). Resultatet blir eit heilt tal og ein rest på 0,5 eller 0, som vi gongar med 2. Resttalet blir dermed anten 1 eller 0. Vi deler det nye heile talet med basistalet igjen, og vi får igjen ein rest, osv. Slik gjennomfører vi utrekninga til det berre står éin rest igjen. Alle restane blir så det nye talet (det binære talet). Sjå figur 2.44. Døme på omgjering frå eit desimaltal til eit binært tal med restmetoden Vi skal gjere desimaltalet 51 om til eit binært tal. Løysing: Steg

Utrekning

Svar og rest

Binært tal og verdi 25 24 23 22

1

51:2

2

25:2

12 rest 1

—

3

12:2

6 rest 0

—

4

6:2

3 rest 0

5

3:2

1 rest 1 — — -> 1

6

1:2

0 rest 1 — ->1

—

25 rest 1

Resultat

5110 =

Kontroll

51 =

21

2°

> 1 ■> 1 -> 0

>0

1

1

0

0

1

1

32 + 16 + 0

+0

+2

+ 1

1 • 25 + 1 • 24 + 0 • 23 + 0 • 22 + 1 ■ 21 -f 1 ■ 2 0 32+16 + 0 + 0 + 2-f 1 = 51 5110 = 110011, Figur 2.44

Omgjering frå eit binært tal til eit desimaltal Når vi skal gjere om frå eit binært tal til eit desimaltal, bin­ det binære talet (1 eller 0) multiplisert med potensverdien av basistalet. Summen av alle desse verdiane blir det desimale talet. Sjå figurane 2.45, 2.46 og 2.47.

Digitale logiske funksjonar med PLS

105 Døme på omgjering frå eit binært tal til eit desimaltal Det binære talet 110101, skal gjerast om til eit desimaltal. Løysing: 1

1

0

1

0

1

1 -25

1 ■ 24

0 ■ 23

1 -22

0 • 21

1 -2°

32

+ 16

+ 0

+ 4

+ 0

+ 1

32+16 + 0 + 4 + 0+1= 53 1101012 = 5310

Figur 2.45

Døme på omgjering frå eit binært tal til eit desimaltal Det binære talet 101101 skal gjerast om til eit desimaltal. Løysing:

1

0

1

1

0

1

1 • 25

0 • 24

1 • 23

1 ■ 22

0 ■ 21

1 • 2°

32

+ 0

+ 8

+ 4

+ 0

+ 1

32 + 0+ 8 + 4 + 0+1= 45 1011012 = 4510

Figur 2.46

Døme på omgjering frå eit binært tal til eit desimaltal Det binære talet 110,101 skal gjerast om til eit desimaltal. Løysing: 1

1

0

1

0

1

1 -22

1 -2'

0-2°

1 -21

0-2’2

1 • 2‘3

4

+ 2

+ 0

+ 0,5

+ 0

+ 0,125

4 + 2 + 0 + 0,5 + 0 + 0,125 = 6,625 110,101, = 6,62510

Figur 2.47

Omgjering frå eit desimaltal til eit heksadesimalt tal Når vi skal gjere om frå eit desimaltal til eit heksadesimalt tal, blir desimaltalet dividert med basistalet for det heksadesimale talsystemet (16). Resultatet blir eit heilt tal og ein rest (sjå figur 2.48): 8255 : 16 - 515,9375. Talet 515 blir ført vidare, mens 0,9375 blir multiplisert med 16 og gir 15 (F) som resultat. Talet 15 (F) blir no oppført som rest. Resten er alltid mellom 1 og 15 (F). Utrekninga held fram til det berre står éin rest igjen. Alle restane blir så det nye heksadesimale talet. Sjå figur 2.48.

106

Digitale logiske funksjonar med PLS Døme på omgjering frå eit desimaltal til eit heksadesimalt tal Desimaltalet 8255 skal gjerast om til eit heksadesimalt tal etter restmetoden. Løysing: Steg Utrekning

Resultat og svar

Heksadesimale siffer og verdi 163 162 161 16°

1

8255 : 16

515 Rest F(15)

2

515 : 16

32 Rest 3

3

32 : 16

2 Rest 0

2

2 : 16

0 Rest 2

2

Resultat

8255

2

0

3

F

Kontroll

8255 =

8192

+0

+ 48

+ 15

F

3 0

8255 = 2 • 163 + 0 • 162 + 3 • 161 + 15 • 16° 8255 = 8192 + 0 + 48 + 15 8255,, = 203F;,

Figur 2.48

Omgjering frå eit heksadesimalt tal til eit desimaltal Når vi skal gjere om frå eit heksadesimalt tal til eit desi­ maltal, blir det heksadesimale talet (1 til F) multiplisert med potensverdien av basistalet. Summen av alle desse verdiane blir desimaltalet. Sjå figurane 2.49 og 2.50.

Døme på omgjering frå eit heksadesimalt tal til eit desimaltal Det heksadesimale talet 2FCA skal gjerast om til eit desimaltal. Løysing: 2

F

C

A

2 • 163

+ 15 • 162

+ 12 • 161

+ 10 • 16°

8192

+ 3840

+ 192

+ 10

8192 + 3840 + 192 + 10 = 12234 2FCA„ = 12234,, Figur 2.49

107

logiske funksjonar med PLS

Døme på omgjering frå eit heksadesimalt tal til eit desimal­ tal Når vi skal gjere om frå eit heksadesimalt tal til eit desimal­ tal, blir det heksadesimale talet rekna frå høgre.

Det heksadesimale talet 9ACE skal gjerast om til desimaltal. Løysing:

9

A

C

E

9 ■ 163

+ 10 • 162

+ 12 • 161

+ 14 • 16°

36864

+ 2560

+ 192

+ 14

36864 + 2560 + 192 + 14 = 39630 9ACE16 = 3963010 Figur 2.50

Omgjering frå eit binært tal til eit heksadesimalt tal Når vi skal gjere om frå eit binært tal til eit heksadesimalt tal, tek vi utgangspunkt frå høgre og deler det binære talet inn i grupper på fire og fire tal. Kvar gruppe verdi på fire binære tal (1 eller 0, fire binære talverdiar blir talverdiane 0-15) blir omgjord eller oppgitt i heksadesimal verdi. Sjå figur 2.51a og b. Døme på omgjering frå eit binært tal til eit heksa­ desimalt tal: Heksa­ desimalt tal

Binært tal

23 22 2' 2°

23 22 21 2°

10 10 8+0+2+0 A (10)

0 10 1 0+4+0+ 1 5

A5

1 1 2 + 1 3

10 0 0 8+0+0+0 8

0 111 0+4+2+ 1 7

387

1 1 0 4+2+0 6

110 1 8+4+0+ 1 D (13)

10 11 8 + 0 + 2+ 1 B (11)

6DB

110 0 8+4+0+0 C (12)

0 111 0+4+2+ 1 7

1111 8 + 4 + 2+ 1 F (15)

C7F

23 22 21 2°

10100101, = A5 1110000111, = 38716

Figur 2.51a

110110110112 = 6DB16 1100011111112 = C7F16

108

Digitale logiske funksjonar med PLS

Døme på omgjering frå eit binært tal til eit heksadesimalt tal Når vi skal gjere om frå eit binært tal til heksadesimalt tal, blir det binære talet rekna frå høgre og inndelt i grupper på fire (2 -2°). Kvar gruppe på fire binære tal blir oppgitt som eit heksadesimalt tal.

Det binære talet 1101 0100 1011 skal gjerast om til eit heksadesimalt tal. Løysing: 110 1

0 100

10 11

D (13)

4

B (11)

1101 0100 1011, = D4B|h

Figur 2.51b

Omgjering frå eit heksadesimalt tal til eit binært tal Når vi skal gjere eit heksadesimalt tal om til eit binært tal, bruker vi motsett rekkjefølgje av det figur 2.51 viser. Vi tek utgangspunkt i det venstre heksadesimale talet. Kvart heksadesimalt tal blir så oppgitt i fire einingar med binære tal. Sjå figur 2.52a og b. Heksa­ desimalt ta]

Binært tal 23 22 2 ' 2°

F6

23 22 21 2°

23 22 21 2°

1111 8 + 4 + 2+ 1 F (15)

0 110 0+4+ 2+0 6

1 1 1 4 + 2+1 7

0 110 0+4+ 2+0 6

1110 8+4+2+0 E (14)

A4F

10 10 8 +0+ 2+0 A (10)

0 10 0 0+4+0+0 4

1111 8+4+2+ 1 F (15)

II

£ £

II

II

C*

76E

11110110, 11101101110, 101001001111,

Figur 2.52a

Døme på omgjering frå eit heksadesimalt tal til eit binært tal Heksadesimaltalet D9C skal gjerast om til eit binært tal. Løysing: D (13)

9

C (12)

110 1

100 1

1100

D9C16 = 1101 1001 1100, Figur 2.52b

109

Digitale logiske funksjonar med PLS

Binærkoda desimalsystem (BCD-system) Vi har sett at desimaltal kan vere oppgitt i binær form med ulike kodar, som binært tal med ei samansetjing av sifra 1 og 0 og som heksadesimalt tal med bokstavane frå A til F og sifra frå 0 til 9.

Som overskrifta seier, ser vi her på binærkoda desimaltal (BCD står for Binary Coded Decimal). Her bruker vi den vanlege binærkoden for kvart siffer i eit desimaltal. Det vil seie at vi tek utgangspunkt i binærtala og deler dei inn i grupper på fire og fire bitar (sjå figur 2.53). Med fire bitar kan vi med binærkoden telje til 15 (16 tal, det vil seie 015). Men med BCD-systemet tel vi frå 0 til 9 innanfor kvar gruppe (desimale talverdiar). Sjå figur 2.53a. Desimaltal

BCD84_21 kode

Binært tal

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

0000 0000 0000 000 1 00000010 00000011 0000 0 1 00 0000 0 1 0 1 0000 0 1 1 0 00000111 0000 1000 0000 1001 0001 0000 0001 0001 0001 0010 0001 0011 0001 0100 0001 0101 0001 0110 0001 0111 000 1 1 000 000 1 1 00 1 00 1 0 0000 00 1 0 000 1 00 1 0 00 1 0 00100011 00 1 0 0 1 00 00 1 0 0 1 0 1 00100110 00100111 0010 1000 0010 1001 0011 0000 0011 0001

00000000 00000001 00000010 00000011 00000100 00000101 00000110 00000111 00001000 00001001 00001010 00001011 00001100 00001101 00001110 00001111 00010000 00010001 00010010 00010011 00010100 00010101 00010110 00010111 00011000 00011001 00011010 00011011 00011100 00011101 00011110 00011111

Osv.

Osv.

Osv.

Figur 2.53a

110

Digitale logiske funksjonar med PLS Slik til dømes talet 897 er framstilt på figur 2.53b, blir dei fire bitverdiane i bitgruppa til høgre til einarane i det BCDkoda talet, neste gruppe mot venstre blir til tiarane, den tredje gruppa mot venstre blir til hundrarane, osv. Sjå figur 2.53b. Hundrarar

Tiarar

Einarar

1000

100 1

0 111

8

9

7

BCD-talverdi

Desimaltalverdi

Figur 2.53b

Sifra 0-9 i desimalsystemet er med andre ord eit resultat av det binære systemet der einarane står i gruppe 1 frå høgre, tiarane i gruppe 2 frå høgre, hundrarane i gruppe 3 frå høgre, osv. Sjå figur 2.53c, som viser eit døme på desimaltala 897 og 571 som er omgjorde til eit binært tal og til eit binærkoda desimaltal - BCD-tal. Desimal­ Binært tal tal 897

1110000001

571

1000111011

BCD-koda tal (8-4-2-1-kode) 23 22 2‘ 2° 10 0 0 8 0 0 0 8+0+0+0 8

10 0 1 8 0 0 1 8 +0+0+ 1 9

0 111 0 4 2 1 0+4+ 2+ 1 7

0 10 1 0 4 0 1 0+4+0+ 1 5 ___________

0 111 0 4 2 1 0+4+2+ 1 7

0 0 0 1 0 0 0 1 0 + 0 + 0+ 1 1

897I0 = 1110000001, = 1000 1001 0111 0 571]0 = 10001110112 = 0101 0111 0001BCD84

Figur 2.53c Døme på desimaltal i binær form og i BCD-form: Desimaltal

Binært tal

BCD-koda tal

12 37 99 125

1100 10010 1100011 1111101

0001 0010 0011 0111 1001 1001 0001 0010 0101

Teljarar Binære teljarar tel og signalbehandlar binærsifra 1 og 0. Av det vi har sett framanfor, kan vi konstatere at JK-vipper skif­ ter ved kvar taktpuls på C-inngangen når J-inngangen og Kinngangen har logisk 1-signal samtidig. JK-vipper blir ofte brukte til teljarar. På JK-vippa blir da utgangssignala kopla

111

Digitale logiske funksjonar med PLS

til inngangsportane (sjå figur 2.38). Det gjer at utgangssignala skifter tilstand dersom det kjem ein taktpuls når J = K = 1. Vippa får ein togglefunksjon og blir ofte kalla ei T-vippe.

I fall vi koplar fleire JK-vipper i serie (etter kvarandre) slik at Q-utgangen blir knytt til C-inngangen, taktpulsinngangen, på den JK-vippa som følgjer etter, har vi ein asynkron eller ein seriekopla binærteljar. Før teljinga tek til, må teljaren (dei samansette JK-vippene) nullstillast. For å få det til må vi til­ føre eit logisk 1-signal på alle R-inngangane. Det er klart for teljing når R-inngangane etter nullstillinga blir sette til logisk 1-signal igjen. På figur 2.54a ser du ein 4-bitars binærteljar. Figur 2.54b viser sekvensdiagrammet for teljefunksjonen. Figur 2.54c vi­ ser eit teljeskjema for teljaren.

Figur 2.54a og b

112

Digitale logiske funksjonar med PLS

Tal på pulsar

Signal på utgangar

Binært tal

Desi­ maltal

Q4 (23)

Q3 (22)

Q2 (21)

Q1 (1°)

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

1

1

1

2

0

0

1

0

10

2

3

0

0

1

1

11

3

4

0

1

0

0

100

4

5

0

1

0

1

101

5

6

0

1

1

0

110

6

7

0

1

1

1

111

7

8

1

0

0

0

1000

8

9

1

0

0

1

1001

9

10

1

0

1

0

1010

10

11

1

0

1

1

1011

11

12

1

1

0

0

1100

12

13

1

1

0

1

1101

13

14

1

1

1

0

1110

14

____ 7

1

1

1

1111

15

1 --------------1

Figur 2.54c

Moderne teljefunksjonar blir oftast utførte med PLS-sys­ tem. PLS-systemet har vanlegvis eit programbibliotek der vi hentar fram ferdige funksjonsblokker som teljarar. Dei er parameterte og er ferdige til bruk. Figur 2.55 viser ferdige parameterte døme som kan programmerast og funksjonsprøvast med PLS. Døma har i utgangspunktet éin teljar, VRZ, som tel fram­ over og/eller bakover (framover-/bakoverteljar). Resultatet kan lesast i ord på utgang Z (sjå omgrepsforholda bit, byte og ord (word) på figur 2.57). Fordi utgangen Z viser resul­ tatet i ord (Wort/word), må det «pakkast ut». Utpakkinga skjer ved hjelp av funksjonsblokka UNPACK. Med utgang­ ane frå denne blokka kan vi da lese resultatet i binære eller binærkoda (BCD) signalverdiar.

Dersom vi ønskjer å gjere om signal verdien, til dømes til BCD-verdiar, må utgangen Z på teljaren gjerast om frå bi­ nær til BCD-koda utgangar.

113

Digitale logiske funksjonar med PLS

I fall vi ønskjer å kode om talverdiar frå eitt talsystem til eit anna, eller gjere om utgangar til ord og så til utgangar igjen, må vi pakke inn utgangar eller hjelpefunksjonar til ord og så pakke dei ut igjen. Sjå figur 2.55. Figur 2.55 viser døme på ein teljar, VRZ, som tel pulsane som kjem inn på inngang E62,00. På den binære utgangen Z på teljaren kjem teljarresultatet ut i ord (MW------ ). Re­ sultatet frå teljaren blir utpakka med funksjonsblokka UNPACK og omgjort til binære utgangar, i vårt tilfelle til merkjarane (hjelpefunksjonane) frå M001.00 til M001,ll.

Dersom vi ønskjer å gjere om teljaren til BCD-utgangar, må det gjerast med BCD-omformaren, der resultatet i vårt tilfelle blir omgjort til MW 001,01. Ordet MW 001,01 blir så pakka ut igjen til BCD-utgangar. (I vårt tilfelle til merk­ jarane frå M002,00 til M002,ll.) For å få ein dobbelt kontroll gjer vi så igjen det DUAL-/ BCD-koda ordet MW001,01 om til eit binærkoda ord (MW 001,02). Det blir så pakka ut igjen til dei binærkoda merk­ jarane (hjelpefunksjonane) frå M 003,00 til M 003,11.

Vi ønskjer også å illustrere bruken av både pakking og ut­ pakking. Merkarfunksjonane M001,00 - M001,ll blir pakka ved hjelp av funksjonsblokka PACK til ordet MW 001,03. Det blir så pakka ut igjen til merkjarane frå M 004,00 til M 004,11. Om nemningane på inngangane og utgangane på funksjonsblokkene VRZ, PACK, UNPACK, DUALBCD og BCDDUAL, kan vi nemne:

VRZ FREI:

ZV:

ZR:

DIFF:

Teljaren blir klargjord for teljing ved 1-signal på FREI-inngangen (binærinngang) Kvar positiv puls (tenning på stigande flanke) på ZV-inngangen (binærinngangen) tel framover (inkrementerer teljaren). Teljeverdien for kvart teljesteg kjem fram av inngangen DIFF. Kvar positiv puls (tenning på stigande flanke) på ZR-inngangen tel bakover (deinkrementerer tel­ jaren). Teljeverdien for kvart teljesteg kjem fram av inngangen DIFF. Teljeverdien blir spesifisert ved inngangen DIFF, som er ein ordinngang. (I vårt tilfelle bruker vi KW, som er ei forkorting for det tyske uttrykket konstantes Wort, på norsk konstant ord.)

114

Digitale logiske funksjonar med PLS

S:

ZW:

R:

Z:

S-inngangen er ein binærinngang. Ved eit logisk 1signal på denne inngangen kan det setjast ein førehandsinnstilt teljeverdi. Teljinga er blokkert så lenge S-inngangen har logisk 1. Den førehandsinnstilte teljeverdien kjem fram på inngangen ZW. ZW-inngangen er ein ordinngang (i vårt tilfelle bru­ ker vi KW). Inngangen viser talverdien som teljeutgangane blir sette på når det blir gitt 1-signal på inngangen S. R-inngangen er ein binærinngang. Eit logisk 1-sig­ nal inn på denne inngangen fører teljaren tilbake til 0. Denne inngangen har høgaste prioritet av alle inngangane. Z-utgangen er ein ordutgang (i vårt tilfelle ein MW) som viser teljeverdien. Ordutgangen må pakkast ut til binære utgangar eller hjelpefunksjonar.

UNPACK og PACK Wort: Det ordet eller den variabelen (i vårt tilfelle MW) som skal pakkast ut. #n: Dette symbolet viser det ønskte talet på binærutgangar (frå BIO til BI15. I vårt tilfelle blir det blant anna +0006, som svarer til seks utgangar, frå BIO til BI5) BIO BI15: Binære utgangar for teljeverdiane.

DUAL/BCD og BCD/DUAL Inngangar og utgangar er for ord (Wort) og formar om frå binære verdiar pa inngangane til BCD-verdiar på utgang­ ane og omvendt.

Avkoding av teljarar Avkoding av teljarar (avkoding av teljenivå) kan vi gjere ved å • avkode OG-funksjonar på det aktuelle bitmønsteret (sjå figur 2.56a). bruke funksjonsblokka «lik» (=?). Blokka fungerer slik at inngangsverdien Z1 (ord) blir samanlikna med inngangsverdien Z2. Når desse verdiane er like, gir ut­ gangen Q 1-signal. Dersom signalverdiane er ulike (bitmønster på Z1 og Z2), gir utgangen Q 0-signal. Sjå figur 2.56b. • bruke funksjonsblokka «større enn» (>). Verdien av Z1 blir samanlikna med verdien av Z2. Dersom verdien av Z1 er større enn verdien av Z2, gir utgangen Q 1-signal. Utgangen har 0-signal når bitmønsteret på Z1 har same

Digitale logiske funksjonar med PLS

115 verdien som eller har ein mindre verdi enn Z2. Sjå figur 2.56c. • bruke funksjonsblokka «større enn eller lik» (>=). Ver­ dien av Z1 blir samanlikna med verdien av Z2. Utgan­ gen Q gir 1-signal når verdien på Z1 er like stor som eller er større enn verdien på Z2. Utgangen gir 0-signal når verdien på Z1 er mindre enn verdien på Z2. Sjå figur 1.56d. • bruke funksjonsblokka «mindre enn» (. Signa­ let ut av LT synker til under 10,4 mA => SV > P =>. Et reguleringsavvik vil gjøre seg gjeldende. => LICs styreverdi vil øke =>, gjennomstrømningen av væske i LV vil øke => P > 50 % => -nivået vil stige. => Signalet ut av LT øker, og reguleringsavviket avtar.

Når PV har steget til 40 %, blir regulatorutgangen liggende og styre ut med det signalet den hadde da dette inntraff. Det er igjen etablert balanse mellom tilført og avgitt effekt. Figur 3.38 illustrerer svingningsforløpet til reguleringssløyfa. Den tiden systemet bruker på å korrigere for belastningsøkingen, blir kalt forstillingstiden (T på figur 3.38). I tidspunktet t^er forholdet SV = PV igjen etablert, MV hai- stabilisert seg på et styresignal som er SMV større enn før t.

Ut fra svingningsforløpet på figur 3.38 kan vi med sikkerhet si at regulatorutgangen er reversert, og at regulatoren er inn­ stilt som proporsjonalintegrerende regulator (Pl-regulator, se regulatorforsterkninger).

Automatisering - styring, regulering og instrumentering

181

Figur 3.38

Direktevirkende og reversvirkende regulatorutgang Med direktevirkende regulatorutgang mener vi at når prosessverdien (er-verdien) øker, øker styreverdien (økt PV => økt MV, det vil si at e = PV - SV).

Med reversvirkende regulatorutgang mener vi at når prosessverdien øker, blir styreverdien redusert (økt PV => redusert MV, det vil si at £ = SV - PV). E (ofte benevnt e) er en variabel som er lik avviket mellom SV (skal-verdi) og PV (prosessverdi eller er-verdi). I en direkte­ virkende regulator er £ = PV - SV, mens i en reversert gene­ rator er E = SV - PV.

I eksemplet på figur 3.37 konkluderte vi med at regulatorutgangen var reversert. Ser vi på figur 3.38 etter tidspunktet j ser vi at prosessvariabelen synker. Det fører til at MV øker, dermed er utgangen reversert.

182

Automatisering - styring, regulering og instrumentering Av sikkerhetsgrunner er det viktig å kartlegge dette forholdet før anlegget blir prøvekjørt. I praksis vil det være umulig å programmere regulatoren slik at vi får en utgang som er til­ passet vårt system. På eldre regulatorer blir utgangsvirkningen bestemt av en bryter (merket rev/dir).

Kriteriene for om en regulatorutgang skal være direktevirkende eller reverserende, blir som alt annet bestemt av hva slags type prosess det dreier seg om. Utgangssignalet må være tilpasset forstillingsmekanismen og pådraget, som igjen er til­ passet prosessen. Ved for eksempel en nivåregulering der økende nivå (økende PV) vil gi redusert utgang fra regulatoren slik at regulerings­ ventilen blir mer stengt, har vi en redusert utgang ved økende nivå. Regulatoren er reversert. Ved for eksempel en kjøleprosess der økende temperatur må gi økende kjøling (kjøleventilen må åpnes mer) har vi en reversert regulering (rever­ sert regulator). Som et eksempel skal vi ogsa se pa reguleringen av en varmeveksler. Se figur 3.39.

Beskrivelse av reguleringssystemet Figur 3.39 viser reguleringssystemet for en varmeveksler. Fra høyre side kommer væske med varierende høy temperatur inn i varmeveksleren. Vi ønsker en redusert konstant tempe­ ratur på væsken som kommer ut på venstre side av varme­ veksleren. Mengden av kjølevann som blir tilført varme­ veksleren, blir styrt av en temperaturventil, TV. Selve prosessen er her temperaturen i varmeveksleren. For øvrig har vi følgende instrumenter: Kjølevann ut

Figur 3.39

Automatisering - styring, regulering og instrumentering

TT TIC TY TV

183

Temperaturmåleomformer Temperaturindikerende regulator Signalomformer I/P Temperaturventil åpen ved luftsvikt (av sikkerhets­ grunner)

Når temperaturen øker, ønsker vi å tilføre en større mengde med kjølevann. Skal utgangen være direktevirkende eller reverserende?

Direktevirkende utgang Ved direktevirkende utgang vil økt temperatur => økt PV => økt styreverdi => redusert gjennomstrømning av kjølevann. (NB! Ventilen er åpen ved luftsvikt og lukket ved 100 % styre­ signal.) Dette går ikke. Reversert utgang Ved reversert utgang vil økt PV => redusert styreverdi => økt gjennomstrømning av kjølevann.

Dette stemmer bra.

Anta at vi av de nevnte grunnene måtte bruke en ventil som var lukket ved luftsvikt. (Det vil si at 0 % styresignal => 0 % gjennomstrømning og 100 % styresignal => 100 % gjennom­ strømning.) Skal regulatorutgangen være reverserende eller direktevirkende ?

A v/på-regulering Av/på-regulatorer (diskontinuerlige regulatorer) kan, i mot­ setning til kontinuerlige regulatorer (som kan stilles inn på enhver verdi av pådraget innenfor den spennvidden regulato­ ren har), bare innstilles på to verdier: av eller på, inn eller ut, høy eller lav osv. Bimetalltermostater er av de mest brukte av/på-regulatorer. Selve bimetallet er sammensatt av to me­ taller med forskjellig varmeutvidelseskoeffisient. Oppvarmin­ gen av bimetallet vil derfor gi en bøyningseffekt som kan gi en bryterfunksjon.

Regulatoren kan altså ha en bryterfunksjon på utgangen, el­ ler den kan generere et spenningsnivå for eksempel av = 0 V og på = 10 V. Vanligvis utnytter vi bare to posisjoner på en bimetalltermostat. Derfor kaller vi den ofte en topunktsregulering eller en diskontinuerlig regulering. Det finnes imidlertid også termiske regulatorer med flere enn to kontaktpunkter, for eksempel trepunktsregulatorer for klimaanlegg der vi kan ha kontakter for oppvarming, utkobling og kjøling.

184

Automatisering - styring, regulering og instrumentering a)

Ulike reguleringsmåter

9x X

Hystereser/koblingsdifferanser

ax = xu - x; Xu = utkobling = innkobling (se nedenfor)

Innkobling Utkobling Skal-verdi (ønsket verdi)

Uten tilbakeføring

Med tilbakeføring

Tidsdiagram for regulering av temperatur og strøm

Uten tilbakeføring

Ønsket verdi (W)

Innkobling X. — Utkobing Xu------

Hysterese------- (AX-X^XJ

Figur 3.40

Koblingshystereser

185

Automatisering - styring, regulering og instrumentering

Forstyrrelser

Luft inn

Kraft inn

L1/L2

Temperaturmåling for å skaffe til veie erverdien følger dermed indirekte bøynin­ gen av bimetallet der en kontakt sluttes eller åpnes (alt etter bøyningen av bilmetallet). En av/på-regulator vil der­ med ha et pulsbreddemodulert utgangssignal. Det vil si at hvis vi skal øke effek­ ten til prosessen, må pulsbredden øke. Regulatoren Termostat med nødvendige endrer pådraget (her strøm­ innstillinger men og spenningen) i sprang Varmeelement når den regulerte størrelsen Figur 3.41b Enlinjeskjema for en av/på-regulator overskrider skal-verdien, og reduserer pådraget når den kommer under skal-verdien. På grunn av tregheten i bimetallet vil inn- og utkoblingspunktene atskille seg med en hysterese eller en koblingsdifferanse. Se figur 3.40, som viser en sterkt forenklet skisse over en av/på-temperaturregulator med og uten tilbakeføring.

Figur 3.41a viser en reguleringssløyfe for en av/på-regulator, mens 3.41b viser et eksempel på et enlinjeskjema for den.

186

Automatisering - styring, regulering og instrumentering

De dynamiske forholdene kan forbedres sterkt med moderne regulatorer. På dem har vi mulighet til å programmere inn henholdsvis P-, I- og D-forsterkning. Disse parameterne i riktig kombinasjon kan redusere eller eliminere det dyna­ miske avviket. Regulatorene har også en koblingshyppighet som gjør at vi kan betrakte de termiske prosessene som prak­ tisk talt kontinuerlig regulerbare prosesser. Diskontinuerlige prosesser er imidlertid svært vanlig i temperaturprosesser.

I neste avsnitt skal vi se på kontinuerlige regulatorer.

Kontinuerlige regulatorer, regulatorforsterkninger og reguleringsobjekter En regulator består av en sammenlikner, funksjonsgivende ele­ menter (stabiliseringsledd) og en forsterker (se figur 3.12). Regulatorens utgangssignal blir formet av stabiliseringsleddene og skal få et utseende (en karakteristikk) som gjør at både hur­ tighet og reguleringsform skal bli hensiktsmessig. Vi skiller mellom tre hovedtyper av funksjonselementer: proporsjonale, integrerende og deriverende ledd. Se figurene 3.42-3.47. Funksjonsforløpet for en regulering følger som nevnt en lukket sløyfe (reguleringssløyfe) der reguleringen er basert på tilba­ keføring av målte verdier i prosessen. Enhver forandring av et pådrag i en prosess vil føre til en forandring av den regulerte størrelsen. Regulatoren og prosessen er i reguleringssløyfas funksjon knyttet til hverandre ved vekslende innflytelse av pådraget og den regulerte størrelsen. Regulatoren må derfor tilpasses prosessen.

Vi kan, avhengig av funksjonen, dele en reguleringssløyfe inn i et reguleringsobjekt og en reguleringsinnretning (se figur 3.12). Den delen av reguleringssløyfa der prosessen med masse- og energistrømmer foregår, blir kalt reguleringsobjektet, mens de delene som omfatter eller bearbeider signalene i regulerings­ sløyfa, blir kalt reguleringsinnretning. En prosess kan omfatte bade statiske og dynamiske prosessforhold.

187

Automatisering - styring, regulering og instrumentering

Figur 3.42b Eksempel på en prosess uten utjevning. Nivåregulering av en beholder Figur 3.42a Eksempel på en prosess med utjevning Temeperaturregulering av en beholder

Med et statisk prosessforhold (utjevningsforhold) mener vi at pådraget og den regulerte størrelsen (prosessvariabelen) tilpas­ ser seg hverandre slik at forholdet stabiliserer seg en viss tid etter en innstilling. Prosesser som får en ny likevektstilstand etter forandring av pådraget, har et stabilt reguleringsforhold og blir kalt proses­ ser med utjevning eller proporsjonale prosesser. Som eksem­ pler kan vi nevne regulering av temperatur, trykk og strømninger.

Figur 3.42a viser et enkelt eksempel på en temperatur­ regulering. Dersom alle aktuelle variabler er konstante, tempe­ raturen i beholder Bl har en bestemt temperatur ved en be­ stemt innstilling av pådragsventilen VI03 og det skjer en for­ andring av pådraget, vil temperaturen i beholderen etter en viss tid innstille seg på en annen konstant temperatur. Ved en hvilken som helst annen innstilling av pådraget (innenfor regulatorens spennvidde) vil prosessen innta en stabil eller en konstant temperatur etter en viss tid.

På figur 3.42b ser du et eksempel på en prosess uten utjevning. I dette tilfellet har vi en prosess for maksimal og minimal nivå­ regulering. Det vil si at en tapping av tanken med ventilen V1 ikke vil føre til en ny likevektstilstand eller et nytt konstant nivå. For å forhindre at tanken enten tømmes helt eller renner over, kan vi enten regulere nivået i tanken kontinuerlig eller vi kan regulerer nivået innenfor grenseverdier (maksimums- og minimumsverdier).

188

Automatisering - styring, regulering og instrumentering

En prosess har altså et stabilt reguleringsforhold når den regulerte størrelsen (v) etter oppstart, etter forstyrrelser (forbruk, tap osv.), etter en endring av skal-verdien (vvl til w2) og etter en viss svingetid inntar en fast verdi. Det vil si at prosessen (temperaturen) inntar en ny likevektstilstand og en ny prosessverdi. Vi snakker da om en prosess med utjevning eller en proporsjonalprosess. Se figur 3.43.

Figur 3.43 viser en enkel karakteristikk for en prosess med et stabilt reguleringsforhold. Figuren viser tre forhold: ved opp­ start, ved forstyrrelse og ved endring av skal-verdien.

Oppstart

Forstyrrelse

Forandring av skalverdi

Figur 3.43

Dersom den regulerte størrelsen i en prosess ikke vil stabilisere seg etter endringen av pådraget (prosessen nærmer seg ingen konstant verdi og ingen ny likevektstilstand og ny prosessvariabel), snakker vi om ustabile reguleringsforhold. Med et ustabilt reguleringsforhold for en prosess me­ ner vi at en endring av pådraget ikke fører til en ny likevektstilstand (ikke nærmer seg noen konstant verdi), men derimot at prosessvariabelen endrer seg fortløpende og inntar en stigende, svingende eller en bølgende form. Vi snakker da om en prosess uten utjevning.

Automatisering - styring, regulering og instrumentering

189

Figur 3.44

På figur 3.44 ser du eksempel på karakteristikker for et ustabilt reguleringsforhold, det vil si en prosess uten utjevning. Også her har vi indikert tre tilstander, der den regulerte størrelsen er henholdsvis jevnt stigende (a), svingende (b) og pulserende (c).

Med et dynamisk reguleringsforhold, også kalt overgangsforholdet til en prosess, mener vi det tidsmessige forholdet for reguleringsverdien (styringsverdien, ofte betegnet x) som følge av en forandring av pådraget (ofte betegnet y). Ved en hurtig forandring av pådraget i et sprang vil det som nevnt komme en forandring i den regulerte størrelsen etter en viss tid .

Dersom vi tegner opp kurvene for pådraget og regulerings­ verdien, kommer vi fram til forandringen. Forandringen i den regulerte størrelsen kalles prosessens sprangrespons. Sprangrespons for proporsjonale prosesser (prosesser med utjevning) Ved en hurtig forandring av pådraget (y, forandringen blir Ay, figur 3.45 (a)-(d)) vil prosessen innta en konstant verdi eller en likevektstilstand etter en viss overgangstid.

Prosesser uten forsinkelse (teoretisk) For prosesser uten forsinkelse vil sprangresponsen (Ax) følge umiddelbart etter endringen av pådraget (Ay) (figur 3.45 (a)).

Prosesser med forsinkelse Prosesser med forsinkelse reagerer umiddelbart på en forand­ ring (sprang) i pådraget (Ay), men må ha en viss tid for å nå den stasjonære reguleringsverdien X (figur 3.45 (b)).

Prosesser med dødtid I produksjonsprosesser har vi alltid en viss dødtid. Prosesser med dødtid reagerer ikke på et sprang i pådraget før etter en

190

Automatisering - styring, regulering og instrumentering

Pådragsendring Ay

Sprangrespons i prosess uten forsinkelse

Sprangrespons i prosess med forsinkelse

Tid

Sprangrespons i prosess med dødtid (fD)

Figur 3.45

viss tid. Tiden på forsinkelsen fra pådraget blir regulert (Ay), til reguleringsverdien (Ax) begynner å reagere, kaller vi dødtid. (c) på figur 3.45 illustrerer en sprangrespons for en prosess uten forsinkelse, men med dødtid, for eksempel et transportbånd, mens (d) illustrerer sprangresponsen for regulering av oppvar­ met damp eller vann (se for eksempel figur 3.42.a). Regulator og regulatorfunksjoner Den viktigste komponenten i enhver regulering er regulato­ ren. En regulator er en komponent eller en innretning som blir brukt for å oppnå et bestemt resultat. Etter konstruksjo­ nen skiller vi mellom elektroniske regulatorer, programmer­ bare regulatorer (funksjonsblokker), pneumatiske regulato­ rer og regulatorer uten hjelpeenergi.

Regulatorer og regulatorfunksjoner blir i dag levert både som kompakte regulatorer (se figur 3.19) og som programmer­ bare regulatorer (se figur 3.21). Programmerbare regulator­ funksjoner ligger som blokker i programvaren som brukes for PLS-er og datasystemer. Disse kan bare hentes fram av programmet og parametreres. Kompakte regulatorer (sepa­

Automatisering - styring, regulering og instrumentering

191

rate regulatorenheter) leveres fortsatt, men blir i hovedsak le­ vert av sikkerhetsmessige årsaker og etter spesielt ønske. Avhengig av de regulerte størrelsene kan regulatorene (uav­ hengig av om de er i kompakt eller programmerbar utførelse) klassifiseres som regulatorer for regulering av temperatur, trykk, gjennomstrømninger, væskenivå osv., mens de avhen­ gig av arbeidsmåten kan klassifiseres som av/på-regulatorer og kontinuerlige regulatorer. (Av/på-regulatorer kan bare avgi noen få pådragsverdier som inn og ut, mens kontinuerlige regulatorer kan motta enhver verdi.)

Den viktigste karakteristikken for en regulator er den tids­ messige reaksjonen for et pådrag (y) med bakgrunn i et plut­ selig reguleringsavvik (xw).

Vi har sett at vi skiller mellom kontinuerlige og ikke-kontinuerlige regulatorer. De kontinuerlige regulatorene kan vi, med basis i driftsbetingelsene, inndele i følgende grupper av regu­ latorer: • P-regulator. Regulator med proporsjonale driftsbetingelser • I-regulator. Regulator med integrale driftsbetingelser • D-regulator. Regulator med derivate driftsbetingelser Fordi det finnes forskjellige regulatorfunksjoner med forskjel­ lige driftsbetingelser, kan vi kombinere dem slik at vi kommer fram til regulatorkombinasjoner som enkelt lar seg tilpasse prosessfunksjonen. Kombinerer vi reguleringsleddene, kom­ mer vi foruten de grunnleggende funksjonene ovenfor fram til PI-, PD- og PID-regulatorer.

Proporsjonalregulator P-regulator En proporsjonalregulator (P-regulator) består av en sam­ menlikner og forsterkere (amplitude- og effektforsterker). P-regulatoren reagerer umiddelbart på et avvik med en pro­ porsjonal forandring av pådraget. Den forsterker forskjel­ len mellom er-verdi (PV) og skal-verdi (SV). Den forsterkede forskjellen mellom signalene utgjør utgangssignalet. Det vil si at regulatorens utgangssignal er proporsjonalt med reguleringsavviket mellom skal-verdi (SV) og prosessverdi (PV, eller er-verdi). Dersom regulatoren er justert slik at skal-verdi og er-verdi stemmer overens ved en bestemt og konstant belastning og

192

Automatisering - styring, regulering og instrumentering

effekttilførsel, er reguleringsavviket null. Tilført effekt er da lik avgitt effekt. (I praksis er det stort sett bare ved en be­ stemt belastning og en bestemt skal-verdi at er-verdi og skalverdi stemmer overens.) Dersom den avgitte effekten (belastningen) øker, avtar energimengden i prosessen dersom ikke den tilførte effekten øker tilsvarende. Det oppstår dermed et reguleringsawik (en forskjell mellom skal-verdi og er-verdi). Regulerings­ avviket blir forsterket av regulatoren, og det blir addert el­ ler subtrahert til utgangssignalet. For at signalet ut av regu­ latoren skal være større eller mindre enn i balansert tilstand, må det være et avvik mellom skal-verdi og er-verdi. Med Pregulering er det ikke mulig å regulere skal-verdien nøyak­ tig, den blir regulert med et stadig reguleringsawik.

Ved P-regulering blir nivået alltid stabilisert ved en lavere verdi enn belastningsøkningen, noe som alltid vil gi et stasjonært reguleringsawik. Forholdet mellom pådragsendringen (Ay) og regulatoravviket (xw) kaller vi proporsjonalforsterkningen (F ), ofte benevnt med Kp. (Fp = Ay/xw). Proporsjonalforsterkningen, Fp, som også blir kalt forsterkningsfaktoren, angir med hvil­ ken faktor avviket på regulatoren blir forsterket.

Forsterkningsfaktoren, Fp, blir normalt innstilt på en verdi mellom 0,1 og 20. Jo større forsterkningsfaktoren er, desto større er endringen (SV - PV) ved en bestemt reguleringsdifferanse. Det vil si at utgangssignalet fra regulatoren er ‘ (SV ~ pV). SV - PV kaller vi ofte også e. Se figur 3.46c.

P-regulatoren avgir et utgangssignal som til enhver tid er proporsjonalt med reguleringsdifferansen (SV PV) og forsterkningsfaktoren, det vil si Fp ■ (SV - PV). P-regulatorens virkning blir ofte omtalt som dens proporsjonalbånd PB eller Xp. Proporsjonalbåndet er den inverse verdien av forsterkningen, og kan uttrykkes som

Fp Regulatoren kan derfor tilpasses prosessen gjennom endring av Tyverdien. Velger vi imidlertid Fp for høy, vil det gi store reguleringssvingninger, fordi de svinger rundt skal-verdien (SV). (En økning av Fp reduserer det stasjonære reguleringsawiket, mens responsen blir mer oscillatorisk, det vi si svingende.) For

- styring, regulering og instrumentering

193

å unngå de store svingningene må regulerings-differansen gjø­ res så liten som mulig, men det må alltid være en viss reguleringsdifferanse til stede. Dette er en ulempe ved P-regulatorer selv om de har riktig forsterkning. P-regulatorer kan vi derfor bare bruke i prosesser der vi kan akseptere avvik.

En plutselig endring i inngangssignalet (sprangfunksjon) gir også en endring i utgangssignalet. (Se fi­ gur 3.46.) Måten regulatoren reagerer på, kaller vi da sprangrespons. Sprangresponsen betegner utgangs­ signalet når inngangssignalet er en sprangfunksjon. P-regulatorens fordeler og ulemper: Fordeler • Den kan hentes fram på PC-skjermen som en funksjonsblokk av programmet og parametreres ved hjelp av pro­ grammerbare regulatorer. Den har en enkel oppbygning dersom den blir levert som en kompakt regulator • Sprangfunksjoner på inngangen gir hurtig sprangrespons på utgangen • Den egner seg godt til regulering av væskenivå, men er bare middels godt egnet til regulering av trykk og tempe­ ratur

Ulemper • Utgangen gir alltid reguleringsavvik • Den er uegnet til bruk i reguleringsoppgaver der det ikke aksepteres reguleringsavvik • Den er uegnet til bruk i reguleringsoppgaver der det fore­ kommer dødtid • Den er uegnet til regulering av strømninger a)

Fp(SV-PV)

SV - PV

c) Styreverdi

b)

Fp (SV - PV)

Fp = 3 Fp = 2

--------------► t Skal- eller

er-verdi -------------- ► t F = proporsjonal forsterkning S^/ = skal-verdi

PV = prosessverdi (eller er-verdi) e = forandring av skal- eller er-verdi

Figur 3.46

194

Automatisering - styring, regulering og instrumentering

Inn------------ ►

Prosess

------------ ► Ut

t=R C t = 0,5 ■ 106 - 3 10'6 r = 1,5 sekund

Figur 3.47

Treghet, dødtid og tidskonstant For prosesser kan tiden mellom sprangfunksjon og sprangrespons variere. Noen prosesser er hurtige (for eksempel re­ gulering av turtall for motorer), andre er trege (for eksem­ pel varmeregulering). De eksemplene vi har vist foran, er vist med ideelle tider uten dødtid og tidskonstant, som alltid vil være til stede. Se figur 3.47.

Pl-regulator I-regulator Funksjonsmessig reagerer I-regulatoren (integralregulatoren) på reguleringsawik med et konstant stigende pådragssignal (utgangssignal). Hastigheten på forandringen av utgangssignalet er proporsjonal med avviket. Hvor hur­ tig forandringen foregår, er avhengig av størrelsen på avvi­ ket. Jo større avvik, desto hurtigere forandring.

Automatisering - styring, regulering og instrumentering

195

Regulatoren regulerer skal-verdien uten vedvarende avvik, og pådraget vil endre seg helt til avviket er forsvunnet. Når det inntreffer, fortsetter regulatoren å styre ut den siste opp­ daterte inngangsverdien til et nytt avvik inntreffer.

Hovedoppgaven for I-regulatoren er å eliminere det stasjon­ ære reguleringsavviket. Men også I-regulatoren har sine ulemper, den arbeider for langsomt, og den har en tilbøy­ elighet til ukontrollerte svingninger. Rene I-regulatorer blir derfor sjelden brukt i prosessanlegg. De blir i stedet kombi­ nert som PI- eller PID-regulatorer.

PI-regulator Foran så vi at ulempen med en P-regulator er at den ikke greier å utlikne reguleringsavviket. Det kan vi altså gjøre ved hjelp av en I-regulator. Dens hovedoppgave blir å elimi­ nere det stasjonære reguleringsavviket. Kombinerer vi derfor P-leddet og I-leddet til en PI-regulator (proporsjonal-integral-regulator), oppnår vi et bedre og mer sammensatt resultat.

Vi får en PI-regulator ved å parallellkoble et proporsjonal ledd (P-regulator) og et integralledd (I-regulator), se figur 3.48a, som viser et blokkskjema for en PI-regulator, mens figur 3.48b og c viser henholdsvis et generelt koblingsskjema og symbolet for en PI-regulator.

a) Blokkskjema for PI-regulator

b) Generelt koblingsskjema

Figur 3.48

c) Symbol

196

Automatisering - styring, regulering og instrumentering Pl-regulatoren reagerer først med øyeblikkelig pådragsendring (P-virkning). Deretter fortsetter den med en konstant økning av pådraget (I-virkning) til det er oppnådd et pådrag som gir skal-verdien. (Integrering er et matematisk uttrykk for sum­ mering av verdier over et gitt tidsrom. Det vil si at verdiene for det stasjonære avviket blir summert og forsterket over en viss tid. I-signalet blir kontinuerlig summert til P-signalet fra regulatoren.)

I tillegg til virkningen fra P-leddet får vi som nevnt nå også en integrerende virkning fra I-leddet som gjør at det stasjon­ ære avviket blir redusert eller eliminert. I-leddet (integrasjonsleddet) avgir nemlig et signal som øker proporsjonalt med størrelsen på avviket (SV - PV eller e). Det gjør at avviket blir eliminert.

Vi har sett at en sprangfunksjon på inngangen av en P-regulator gir en tilsvarende sprangrespons på utgangen, mens sprangresponsen for I-regulatoren tar en viss tid. Sprangresponsen utgjør det vi kaller en rampefunksjon. Se figur 3.49. En sprangfunksjon på inngangen på en PI-regulator gir en sammensatt sprangrespons på utgangen.

Integraltiden (karakteristisk verdi for en PI-regulator) er den tiden det tar utgangssignalet å bli dobbelt så stort som Pleddets bidrag til utgangssignalet (A^ = AYp). Se figurene 3.49 og 3.53. På denne tiden skal altså I-andelen gi like stor forstilling av pådraget som P-andelen, og dermed utlikne reguleringsavviket. Ved innstilling eller programmering av regulatorens I-virkning definerer vi hvor lang tid vi ønsker at regulatoren skal bruke på å repetere P-virkningen ved et sprang på inngangen. Integraltiden betegner vi vanligvis med (Ofte betegnes den også som TE - tiden for etterstilling.)

Automatisering - styring, regulering og instrumentering

197

a) Pl-virkning ved forskjellig SV- og /tid-innstilling når belastningen varierer

Riktig innstilt forsterkningsfaktor for Fp| og lM.

Høy FPI og lang lM. (svingning på grunn av Fp|).

Lav Fp, og kort /tid. (svingning på grunn av /tiden).

Lav FPI og lang /tjd.

Integraltiden (I-tiden) blir gradert og innstilt i sekunder eller minutter.

Det er viktig med samsvar mellom innstilt I-tid og forsterk­ ningen. Figur 3.50 viser virkninger av en PI-regulator med ulike innstillinger av tid og forsterkning når er-verdien (PV eller belastningen) forandrer seg: a) Riktig forhold (samsvar) mellom innstilt forsterkningsfaktor Fpi og Z gir optimal regulering b) Høy Fpi og lang Zid (svingning på grunn av for høy FpI) c) Lav Fp] og kort Fd (svingning på grunn av for kort Z.d) d) Lav Fpi og lang Ztid Pl-regulatorens fordeler og ulemper: Fordeler • Den reagerer hurtig og eliminerer helt reguleringsavviket (hurtige reguleringsinngrep og ingen varige reguleringsavvik) • Den egner seg til mange ulike reguleringsoppgaver (er

198

Automatisering - styring, regulering og instrumentering

• •

for eksempel godt egnet til regulering av trykk og tempe­ ratur, men bare middels godt egnet til regulering av væskenivå og gjennomstrømning) Den har et hurtigere innsvingningsforløp enn I-regulato­ ren (som arbeider langsomt) Ved bruk av PI-regulator i programmerbare systemer hen­ tes regulaturfunksjonen fram (på PC-skjermen) som en funksjonsblokk (ligger i PLS-programmet) og parametre res

Ulemper • Den har en komplisert oppbygning når den blir levert som kompaktregulator • Den må bruke hjelpeenergi

PID-regulator (proporsjonal-, integral- og derivasjonsregulator) D-reguIator Vi har beskrevet P- og I-regulatorfunksjonen foran. Vi nøyer oss derfor nå med å beskrive D-regulatorfunksjonen før vi beskriver PID-regulatorfunksjonen.

D-regulatoren (derivasjonsregulatoren) har ikke en egen reguleringsvirkning, men den utfører eller virker som en «sjokkvirkning» på et reguleringsavvik. Utgangssignalet (pådraget) stiger hurtig i sprang og går langsomt tilbake til utgangsverdien. D-leddet er et stabiliseringsledd som trer i funksjon ved hurtige endringer av skal-verdien eller er-ver­ dien. Bidraget fra D-leddet til utgangssignalet virker bare i svært kort tid, det vil si bare i det øyeblikket da skal-verdien eller er-verdien (SV eller PV) endrer seg. Tiden for hvor lenge D-funksjonen skal virke, innstilles av D-tiden, TD. I kombinasjon med andre grunntyper av regulatorer (for ek­ sempel P- og I-regulatorene) framskynder D-leddet (D-regulatoren) reguleringsvirkningen. Den største reguleringsfordelen får vi dermed ved å kombinere de to foregående reguleringsleddene med et D-ledd som gir oss en PID-regu­ lator. (Se figur 3.51.) Denne regulatorfunksjonen gir store fordeler, men den er også den dyreste når den blir levert som en kompakt PID-regulator. PID-regulatoren Foran så vi at dersom P-regulatoren skal fungere, må vi ha et prosessavvik, mens I-regulatoren krever en viss varighet

Automatisering - styring, regulering og instrumentering

199

på avviket for å kunne redusere det. Til sammen fikk vi fram PI-regulatorens funksjon for å eliminere prosessavviket. Der­ som PI-regulatorens funksjon blir kombinert med et reguleringsledd som hurtigst mulig kan motvirke eller kom­ pensere avviket, vil vi oppnå en hurtig og effektiv regule­ ring. Kompenseringen kan vi gjøre ved hjelp av et D-ledd (D-regulator, deriverende regulator). De tre nevnte regulatorfunksjonene kan vi sammenfatte til en PID-regulator (proporsjonal-, integral- og derivasjonsregulator). Effekt-

Skalverdi (SV)

Styreverdi

(PV)

a) Blokkskjema av PID-regulator

b) Generelt koblingsskjema for PID-regulator

Figur 3.51 PID-regulatoren kombinerer altså egenskapene til de tre grunnleggende regulatorene (se også figur 3.52). Ved sprangendring i er-verdien på inngangen blir PID-regulatorens utgangssignal sammensatt av signalene fra disse tre regulatorfunksjonene. Vi oppnår store og momentane for-

200

Automatisering - styring, regulering og instrumentering andringer av pådragene ved et reguleringsawik (D-virkning), hurtig tilbakeføring til en passende endring av pådraget i for­ hold til reguleringsavviket (P-virkning) og til slutt en finregulering til skal-verdien uten varig reguleringsawik (I-virkning). Det vil si at vi med en PID-regulator oppnår • momentane og store forandringer av pådragene når det oppstår et reguleringsawik (D-virkning) • hurtig tilbakeføring til en passende endring av pådraget i forhold til reguleringsavviket (P-andel) • finregulering til skal-verdien uten noe varig reguleringsavvik (I-andel) • at den etter en valgbar tid, den D-forsinkede tiden, fun­ gerer som en PI-regulator Som vi skjønner, er PID-regulatoren avhengig av tre para­ metere, som alle kan innstilles separat. Vi angir P-reaksjonen ved å innstille P-forsterkningen (jo større P-forsterkning, desto større reaksjon gis det fra P-regulatoren). I-reaksjonen angir vi ved å stille inn I-tiden, og D-reaksjonen ved å innstille Dtiden. De tre ulike regulatorreaksjonene kan altså stilles inn separat slik at de således kan tilpasses ulike typer av regulatorobjekter: • Proporsjonalforsterkningen Fp i P-regulatoren (variabel) (Fp = XY/XW). Fp angir med hvilken faktor avviket på regulatoren blir forsterket eller forminsket. For å beskrive en P-regulator brukes også proporsjonalbåndet Xp = 1/Kp. Xp angir hvor mye den regulerte størrelsen må endre seg for at pådraget Y skal endre seg med hele pådragsområdet • Integrasjonstiden, TN, i I-regulatoren • Derivasjonstiden, Fv, i D-regulatoren. Derivasjonstiden er den tiden det tar til D-signalet har sunket til 63,2 % av differansen mellom maksimalverdi og statisk verdi, multi­ plisert med derivatforsterkningen FD Styre-( j verdi

Figur 3.52

Sprangfunksjon på inngangen av en PID-regulator gir sammensatt sprangrespons på utgangen.

Automatisering - styring, regulering og instrumentering

201

Når vi så får en sprangfunksjon på inngangen til en PIDregulator, gir den en sammensatt funksjon, et signal eller en kurve som sprangrespons på utgangen. Ved forandring i skalverdien eller er-verdien svarer regulatoren altså først med et derivert signal (D-signal). Deretter synker utgangen til en proporsjonalverdi (P-verdi), og så begynner integralsignalet (I-signalet) å virke. Utgangssignalet stiger på nytt i en lineær funksjon som er avhengig av I-tidens innstilling. Se figur 3.52. (Også her er kurvene som er tegnet opp for signalene, ideelle kurver. Det er ikke tatt hensyn til treghet og dødtid i reguleringssystemet.) Av figur 3.52 ser vi at styreverdien ikke vil synke til propor­ sjonal verdien (F • e) etter deriveringen. Kurven for styre­ verdien vil stige avhengig av deriveringen og integreringen. Jo hurtigere deriveringspuls og jo raskere integrering, desto større stigning får styreverdien. Se figur 3.53, som viser sprangresponsen for en PID-regulator ved ulike instillinger av deriva­ sjons- og integraltid.

Fordeler og ulemper ved en PID-regulator: Fordeler • Den reagerer hurtig og eliminerer reguleringsavviket full­ stendig • Den har høy regulering i starten, med et påfølgende hur­ tig innsvingningsforløp • Den forkorter innstillingstiden og reduserer det dynamiske avviket • Den har høy reguleringskvalitet • Den kan brukes til mange typer reguleringsoppgaver. Den er godt egnet til temperaturregulering, middels godt eg­ net til regulering av væskenivå og uegnet til regulering av trykk og gjennomstrømninger

202

Automatisering - styring, regulering og instrumentering

Reguleringsavvik

Tid

Pådrag

Ay

Ts

Sprangrespons for en P-regulator

Yo

Pådrag

Pådrag

Pådrag

Pådrag

ys: pådrag ys for å nå skal-verdien yD: D-virkningens utgangssignal Ay: l-virkningens respons på utgangssignalet

AyP: P-virkningens respons på utgangssignalet Tn: regulatorens integraltid

Figur 3.54 Eksempler på pådragsreaksjonen i forhold til sprangresponsen for P-, I-, PI-, D- og PID- regulatoren

Automatisering - styring, regulering og instrumentering

•

203

Ved bruk av PID-regulator i programmerbare systemer blir regulaturfunksjonen hentet fram på PC-skjermen som en funksjonsblokk (ligger i PLS-programmet) og parametrert

Ulemper • Regulatoren har en komplisert oppbygning når den blir levert som en kompakt PID-regulatorblokk • Den er vanskelig å justere

Foran framgikk det at den viktigste karakteristikken for en regulator er den tidsmessige reaksjonen for et pådrag med bakgrunn i et reguleringsawik. På figur 3,54 viser vi noen eksempler på pådragsreaksjonen i forhold til sprangresponsen for P-, I-, PI-, D- og PID- regulatoren.

Proporsjonalbånd og proporsjonalforsterkning Med proporsjonalbånd mener vi (ifølge RTT) den end­ ringen i den regulerte størrelsen som er nødvendig for at pådragssignalet skal endre seg fra sin ene endeverdi til den andre (betegnes med PB eller Xp). Med proporsjonalforsterkning mener vi forholdet mel­ lom variasjoner i en P-regulators utgangssignal og de tilhørende variasjonene i inngangssignalet (forholdet mellom pådragsendringen og regulatoravviket beteg­ nes med Fp7).

Begrepet proporsjonalbånd {PB} bruker vi ofte når vi skal innstille regulatorers proporsjonalparameter (P-parameter). PB utgjør den inverse verdien av proporsjonalforsterkningen Fp i prosent: 1 PB =------ 100 (%) Fp

Av uttrykket ser vi at når forsterkningen Fp er 1, er PB 100 %. Det vil si at dersom vi får et reguleringsawik på for eksempel 10 %, vil også sprangfunksjonen (utgangssignalet) endre seg med 10 %. Se figur 3.55a. Figur 3.55b viser sprangresponsen for en PI-regulator. Integraltiden (I-tiden) er som nevnt den tiden regulatoren trenger for å gi utgangen (styringsverdien) et bidrag som er like stort som bidraget fra P-regulatoren.

204

Automatisering - styring, regulering og instrumentering

P-regulator PB = 100%

_

°/

Styreverdi * i 80-

2.Fp.e

PID-regulator PB = 100%

Er-verdi

= ca. 22 /tid = 60 s

-i------ ► Figur 3.55

90

t(s)

s

205

Automatisering - styring, regulering og instrumentering

På figur 3.55c framgår derivatvirkningen (momentan forand­ ring av utgangen). Den innstilte derivattiden (D-tiden) tilsier hvor lang tid det vil ta før derivatvirkningen igjen er null.

Eksempler med oversikt over regulatorers funksjon og brukbarhet (PD-regulatorer er ikke tatt med fordi de ikke er nevnt foran) I enhver prosess vil det ved forandring av pådraget skje en forandring av den regulerte størrelsen. I en reguleringssløyfe er derfor regulatoren og prosessen knyttet til hverandre ved vekslende innflytelse av pådraget og den regulerte størrelsen. Det gjør at vi alt etter prosess og passende eller ikke passende regulatortype kan få helt forskjellige reguleringsforhold. Ned­ enfor har vi satt opp en oversikt over regulatortyper og hvilke egenskaper de erfaringsvis egner seg til:

P-regulator Regulering av: Flytende nivå Temperatur Trykk Strømning

Brukbarhet: Brukbar Betinget brukbar Betinget brukbar Ikke brukbar

I-regulator Regulering av: Flytende nivå Temperatur Trykk Strømning

Brukbarhet: Ikke brukbar Ikke brukbar Godt brukbar Godt brukbar

PI-regulator Regulering av: Flytende nivå Temperatur Trykk Strømning

Brukbarhet: Betinget brukbar Godt brukbar Godt brukbar Betinget brukbar

PID-regulator Regulering av: Flytende nivå Temperatur Trykk Strømning

Brukbarhet: Betinget brukbar Godt brukbar Ikke brukbar Ikke brukbar

Innstilling av regulatorparametere Reguleringsparametere må vanligvis innstilles manuelt. Noen regulatorer har imidlertid et område for automatisk innstil­ ling. Det vil si at disse regulatorene selv finner fram til de mest passende parameterinnstillingene og innstiller seg på dem.

206

Automatisering - styring, regulering og instrumentering Ziegler-Nichols metode for regulatorinnstilling Manuelt kan parameterne for eksempel innstilles etter Ziegler-Nichols metode, som kan utføres slik: • Regulatorens I- og D-funksjon blir koblet ut ved at for eksempel I-tiden settes til maksimum og D-tiden til null. Regulatoren drives da som en ren P-regulator • Proporsjonalforsterkningen F kan settes til 1 (PB = 100 %) • Det tilføres forstyrrelser i prosessen. (Det kan vi gjøre ved å endre tilført og avgitt effekt. Dersom ikke dette er mulig, kan vi forandre skal-verdien.) Regulator­ utgangen styres da slik at det oppstår en sprangrespons • Dersom er-verdien (PV) stabiliserer seg, øker proporsjonalforsterkningen (Fp), og en ny forstyrrelse blir innført. Dette gjentar seg helt til reguleringssystemet kommer i selvsving. (Det vil si at regulatoren gir et oscillerende signal på utgangen)

Den laveste proporsjonalforsterkningen som fører til at reguleringssystemet går i selvsving, kaller vi normalt F(). Denne verdien (Fo) og selvsvingets periodetid, To, er ut­ gangspunktet for Ziegler-Nichols metode. Tiden r' er den tiden er-verdier eller PV bruker på å gjennomløpe 360°. °g To er dermed utgangspunktet for beregning av parameterkombinasjonene for P-, PI- og PID-regulatorer. De ulike innstillingene kan vi da beregne etter følgende tabell: P-regulator: P-forsterkning:

Fp =

R ?

= Fo • 0 5

Integralfunksjon: Utkoblet

Derivatfunksjon: Utkoblet

PI-regulator: P-forsterkning:

Integraltid: 7j = F0/l,2

Derivatfunksjon: Utkoblet

PID-regulator: P-forsterkning:

Figur 3.56 Eksempel pa de stående svingningene til er-verdien (PV) når systemet har gått i selvsving ved forsterkningen Fo

^ = 7T 1,6 = f»0’6 Integraltid: T} = TJ2

Derivattid: TD = Ff/8 - To • 0,12

Automatisering - styring, regulering og instrumentering

207

Kontrollspørsmål 1 Hva mener vi med begrepene a styring b regulering c reguleringssløyfe d automatisering e automatisk prosess 2 Hva mener vi med strukturering av automatiske anlegg? 3 a Hva mener vi med en prosessutrustning? b Hvordan er en prosessutrustning i prinsippet bygd opp? 4 a Hva mener vi med en prosessfunksjon, og hva kan den omfatte? b Hva mener vi med en energifunksjon, og hva kan den omfatte? c Hva mener vi med en kontrollfunksjon, og hva kan den omfatte? 5 Hvilken signalkommunikasjon vil det vanligvis være mel­ lom energifunksjonen og kontrollfunksjonen i en prosess­ utrustning som for eksempel bruker en PLS som automatiseringsapparat? 6 Hvordan struktureres en automatisk prosess når flere prosessutrustninger skal fungere sammen i prosessen? Forklar dette ved hjelp av en enkel tegning. 7 Når flere prosessutrustninger skal fungere sammen i en prosess, utgjør de et prosessavsnitt. Hvordan strukture­ res prosessen når flere prosessavsnitt skal fungere sammen? Forklar dette ved hjelp av en enkel tegning. 8 På figur 3.6 ser du en informasjonsmessig oversikt over komponenter og utstyrsenheter som vi må kjenne til når vi skal jobbe med automatiske anlegg. Forklar hva vi mener med de enkelte enhetene som går fram av figuren, og hvilken oppgave de har. 9 På figur 3.16 ser du en prosessutrustning for styring og regulering av en prosess. Hva inneholder den? Forklar figuren. 10 Hvilken dokumentasjon bør det være til automatiserte anlegg? 11 Hva mener vi med begrepene a analoge signaler b binære signaler c digitale signaler d elektriske standardsignaler som blir brukt til styring, måling og regulering i automatiserte anlegg

208

---------------------- ------------ Automatisering - styring, regulering og instrumentering 12 Givere a Hva mener vi med begrepene føler, giver og sensor? b Hvilke kriterier bør vi legge vekt på når det gjelder valg av givere? c Nevn noen aktuelle givere du kjenner til, og si litt om hva de kan brukes til. 13 Måleverdiomformere a Hva mener vi med en måleverdiomformer, og hvilken oppgave har den? b Hvilke kriterier bør vi legge vekt på når det gjelder valg av måleverdiomformer? c Hva mener vi med tilpasning og kalibrering av måle­ verdiomformere? d Nevn eksempler på måleverdiomformere. 14 Regulering a Hva er en regulator, hvordan er den i prinsippet bygd opp, og hva er formålet med den? b Hva er en reguleringssløyfe? Gi noen praktiske eksem­ pler. c Hva mener vi med begrepene i skal-verdi ii er-verdi iii forsterkning og forsterkningsfaktor iv sprangfunksjon v sprangrespons vi prosesser uten forsinkelse vii prosesser med forsinkelse viii prosesser med dødtid 15 Hva mener vi med begrepene a prosesskontroll b pådrag c pådragsorgan d pådragsapparat e forstillingsorgan f forstillingsmekanisme g forstyrrelse 16 Regulatorfunksjoner Forklar kort hva følgende regulatorfunksjoner i prinsip­ pet består av, og hva som kjennetegner dem: a P-regulator b I-regulator c D-regulator e PI-regulator f PID-regulator 17 Hva mener vi med a proporsjonalbånd b proporsjonalforsterkning

Automatisering - styring, regulering og instrumentering

209

18 Flytskjemaer. Hva mener vi med et a blokkskjema b prosessflytskjema c prosess- og instrumentflytskjema (P- og I-flytskjema) 19 Nevn noen kjenningsbokstaver som brukes for å identi­ fisere måle- og reguleringsinnretninger i flytskjemaer. 20 Hva mener vi med instrumentbetegnelsene a LT bLC c TIC dTIR e TC3,6 f LIC5,2 g TIA+50 °C hLICOA+3,8 i PDIC j PRC 21 Ved måling av ulike driftstilstander i prosessanlegg blir det brukt en rekke kjenningsbokstaver for å indikere hvilke driftstilstander som måles. Nevn noen av dem. 22 Hvilke elektriske standardstørrelser brukes ved måling og regulering? 23 Måling av trykk a Definer begrepet trykk. b Nevn eksempler på målenheter for trykk. c Nevn noen eksempler på instrumenter for måling av trykk. d Hva mener vi med forkortelsene i PRC? ii PDIC?

4 Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll Mål: Når du har gjennomgått dette kapitlet skal du ha fått grunnleggende innføring i og kjennskap til begrepene • kvalitetssikring • interkontroll • kvalitetskontroll • håndbøker for kvalitetssikring og internkontroll • tilsynsmyndigheter • sjekklister for kontroll og kontrollbeskrivelse

Innledning Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll er vik­ tige begreper som de aller fleste kommer til å stifte be­ kjentskap med. For at du skal forstå begrepene, innse nød­ vendigheten av å kjenne til dem, og bli kjent med plikter og ansvar i denne forbindelse, må vi, uten å gå for mye i detal­ jer, ta med en del informasjon og begrepsforklaringer. Inn­ holdet av dette har stor holdningsskapende verdi og vil få stor betydning for deg i ditt framtidige arbeid.

Det framgår av læreplanen at du skal kjenne til de grunn­ leggende prinsippene for kvalitetssikring og internkontroll. Når det gjelder kvalitetskontroll generelt og praktisk kva­ litetskontroll av elektriske installasjoner, er dette både en del av kvalitetssikringen og internkontrollen. (Kvalitetskon­ troll i henhold til forskriftsmessige krav, for eksempel krav i FEL og NEK 400, er en del av internkontrollen, mens kontroll av avtalefestede krav fra kunden er en del av kva­ litetssikringen.)

Siden dette skal gjennomføres i klasser for prosessstyring med vekt på elektrofag og elsikkerhet, vil vi fokusere mest på den delen av internkontrollen som er regulert av Pro­ dukt- og Elektrisitetstilsynet (PE), og bare kort orientere om helse-, miljø- og sikkerhetsforhold som er regulert av andre myndigheter, for eksempel Arbeidstilsynet.

211

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

Generelt om begrepene kvalitetssikring, intern­ kontroll og kvalitetskontroll Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll er begreper som vil få stor betydning og tilknytning til vårt daglige arbeid i framtiden. Fordi begrepene blir brukt om hveran­ dre, er det svært viktig at de er entydige slik at det ikke oppstår begrepsforvirring. Et elektrisk anlegg må i løpet av planleggings-, prosjekterings-, monterings-, idriftssettingsog driftsfasen gjennomføres i samsvar med rutiner for kva­ litetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll. Kvalitetskon­ trollen blir da som nevnt både en del av kvalitetssikringen og en del av internkontrollen.

Kvalitetskontrollen er en del av kvalitetssikringen når den kontrollerer at de avtalene som er gjort mellom kunden og leverandøren (for eksempel elektroentreprenøren), er over­ holdt. Det vil si at et anlegg, et produkt eller en tjeneste er utført og levert i samsvar med avtaler og kontrakter. Kvalitetskontrollen er en del av internkontrollen når den ut­ gjør en kontroll av at anlegget, produktet eller tjenesten er utført i samsvar med gjeldende forskrifter. Vi gjennomfører for eksempel kvalitetskontroll av et elektrisk anlegg for å kontrollere om materiell, utstyr og utførelse er i samsvar med gjeldende normer og forskrifter for elektriske lav­ spenningsanlegg.

Vi skal ikke behandle begrepene kvalitetssikring (KS) og internkontroll (IK) detaljert i dette kapitlet, til det er det et altfor stort emne. Men siden disse begrepene har vesentlige likhetspunkter, og siden begrepet kvalitetskontroll har en betydelig funksjon innenfor både kvalitetssikring og intern­ kontroll, skal vi her bare gi noen korte definisjoner og en oversikt.

Kvalitetssikring Kvalitetssikring er å sette ting i system slik at vi kan doku­ mentere og definere ansvar, myndighet, samarbeid osv. Kvalitetssikring definerer vi ofte som alle planlagte og systematiske tiltak for å sikre at kvalitet blir plan­ lagt og oppnådd.

212

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll Kvalitetssikring er derfor bedriftenes verktøy rettet mot kunder, produkter, tjenester, prosesser og liknende. Med det menes altså systematiske tiltak som bedriften doku­ menterer for å skape tillit til at bedriftens produkter, tje­ nester og leveranser vil tilfredsstille fastsatte og avtalte krav til kvalitet.

Kvalitetssikring er et middel til å forebygge feil, mens vi bruker kvalitetskontrollen for å avdekke feil.

Kvalitet Med kvalitet mener vi at et produkt (for eksempel en vare eller et elektrisk anlegg), en tjeneste eller en prosess er i overensstemmelse med spesifiserte krav. Kvalitet er altsa a innfri forhåndsbestemte spesifikasjo­ ner om krav som et produkt eller en tjeneste skal innfri. Det krever at vi definerer kravene på en slik måte at re­ sultatet kan måles. Det er vanligvis lettere å fastsette krav til produkter enn til tjenester. Men også det lar seg gjøre dersom vi har et gjennomtenkt kontrollsystem og gode rutiner. Det er god økonomi for en bedrift, for de enkelte ansatte og for samfunnet som helhet å gjennomføre kvalitet. Kva­ litet er faktisk gratis. Med dette mener vi at det ligger en økonomisk gevinst i å gjøre et oppdrag eller en arbeids°PPSave riktig første gang og i å utføre arbeidsoperasjo­ nene i riktig rekkefølge. Dersom et arbeid eller en del av et arbeid må gjøres om igjen, blir kostnadene vanligvis dobbelt så store. Det gjelder alle faser fra planlegging til produksjon og leveranse.

Kvalitetssystem Et kvalitetssystem, eller en kvalitetsplan, er et dokument som beskriver eller definerer organisasjon, organisasjons­ messig struktur, ansvar og praksis for å oppnå kvalitet. Det vil si at systemet klargjør aktiviteter, prosedyrer, res­ surser og kvalifikasjoner som skal gjelde for en bestemt kontrakt, et prosjekt, et produkt eller en tjeneste.

Kvalitetsstyring Med kvalitetsstyring mener vi driftsmessige teknikker og aktiviteter som blir brukt for å oppfylle krav til kvalitet. Det vil si den delen av bedriftsledelsens oppgaver som går ut på å utforme og iverksette et kvalitetssystem som et middel til å nå bedriftens målsetting.

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

213

Kvalitetssikringshåndbok Kvalitetssikring bygger på enkle, velprøvde organisasjons­ former som er nedfelt i normer, standarder og bedriftssystemer. Dette er vanligvis beskrevet i en håndbok, som vi kaller en kvalitetssikringshåndbok. Kvalitetssikringshåndboka skal beskrive en bedrifts sys­ tem for kvalitetssikring, og den er det overordnede doku­ mentet for bedriftens kvalitetssikringssystem. Kvalitets­ sikringshåndboka skal gi henvisninger til de dokumen­ tene som skal sikre kvaliteten på produkter og tjenester som bedriften leverer, og den skal kunne brukes som et styrende dokument ved kontraktssituasjoner. Målet med håndboka kan være todelt:

1 Å dokumentere bedriftens kvalitetssikringssystem over­ for kunder. Det vil si at den skal dokumentere hvordan bedriften sikrer sin evne til å utvikle, prosjektere, pro­ dusere og levere produkter og tjenester som oppfyller spesifiserte krav for dermed å sikre kvalitet. 2 Håndboka skal overfor ansatte, ens egen organisasjon og myndigheter informere om eller beskrive bedriftens totale kvalitetssikringssystem og hvordan bedriften et­ terlever lover og bestemmelser.

Kvalitetskontroll Med kvalitetskontroll mener vi visuell kontroll, funksjons­ prøving og/eller kontrollmåling for å fastslå om et pro­ dukt, en tjeneste eller et anlegg er i samsvar med fast­ satte krav.

Egenkontroll Egenkontroll er en kontroll alle medarbeidere skal utføre på sitt eget arbeid før de leverer et produkt fra seg.

Avvik Med avvik mener vi at det er uoverensstemmelse mellom det faktiske resultatet og de spesifiserte kravene som er nedfelt i kontrakter og avtaler. Når et forhold ikke er i samsvar med lover, forskrifter, interne prosedyrer, instruk­ ser og avtaler, foreligger det for eksempel et avvik. Det kan være at ett eller flere kvalitetskrav ikke er tilfreds­ stilt.

Avviket blir avdekket ved systematisk kvalitetskontroll. Eksempler på avvik kan være • arbeidsulykker

214

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll • tilløp til ulykker • at forskrifter, prosedyrer, avtaler osv. ikke blir fulgt • feil ved leverte anlegg, produkter og tjenester • manglende kunnskaper eller manglende opplæring

A vvikskostnader Avvikskostnader vil si alle kostnader som kommer i til­ legg ved et arbeid som var ment å være ferdig, men som må gjøres om igjen. Dersom oppgaven hadde vært gjort riktig første gang, hadde ikke anlegget, prosjektet eller produktet vært påført ekstra kostnader. Derfor kan vi populært si at kvalitet er økonomi. Det er avviket som koster penger, og her ligger det gevinstmuligheter. Vi kan vel dermed fastslå at det er billigere å forebygge enn å helbrede og rette. Begrepene avvikskostnader og kvalitetskostnader blir mye brukt om hverandre. Det er imidlertid avvikene som kos­ ter penger, og det er de vi må redusere. Avvikskostnadene kan vi dele inn i kostnader for å e forebygge • kontrollere • rette feil

Kostnader for å rette feil er unødige kostnader. Kostnader for å forebygge og kontrollere er nødvendige kostnader. Forebyggende kostnader omfatter tiltak som må iverk­ settes for å redusere de totale kostnadene. Disse kan vi dele inn i for eksempel • planleggingsarbeid • informasjon og instruksjon • kravspesifikasjoner • trening/øving • arbeid med kvalitetsforbedring

En del av kontroll- og prøvekostnadene inngår i forskrifts­ messige krav (for eksempel NEK 400, del 6, Verifikasjon) og i tjenester som for eksempel kunden spesifiserer. Disse kostnadene er det ikke så mye å gjøre med. Men en rekke kontrollkostnader som er knyttet til vår egen tvil og usikker­ het i det arbeidet som er utført, kan vi gjøre noe med. i

Kontroll- og prøvekostnader deler vi vanligvis inn i • mottakskontroll av varer, materiell og utstyr • kontroll og prøving

215

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll • • • •

dobbeltkontroll stikkprøver revisjon avstemming og tilpassing

Unødige kvalitetskostnader kan vi dele inn i for eksempel • alt arbeid som må gjøres om igjen • ventetid på grunn av andres feil • ekstra besøk hos kunden på grunn av feil • tid for reklamasjonsbehandling • ny saksbehandling på grunn av feil førstegangsbehandling • rabatt til kunden som plaster på såret på grunn av feil førstegangsbehandling • ny utkjøring

Korrigerende tiltak Ved rapport om avvik skal det legges fram forslag om korrigerende tiltak. Korrigerende tiltak kan for eksem­ pel være • utskiftninger • ombygninger • feilretting • endring av rutiner • oppdatering av faglige kvalifikasjoner

Internkontroll Hva er internkontroll? Internkontroll er et pålegg fra myndighetene om at bedrif­ ter skal påse at krav som er fastsatt i lover eller forskrif­ ter, skal overholdes. Forskrift om systematisk helse-, miljø- og sikkerhetskontroll (Internkontrollforskriften) ble fastsatt ved kgl.res. 22. mars 1992 og fornyet ved kgl. res. 6. desember 1996, og den trådte i kraft 1. januar 1997.

Internkontrollforskriften gir bestemmelser om at den som er ansvarlig for en virksomhet, plikter å sørge for systematisk oppfølging av de kravene som er fastsatt i arbeidsmiljøloven, forurensningsloven, brann- og eksplosjonslovgivningen, produktkontrolloven, sivilforsvarsloven og lov om elektriske an­ legg og utstyr. Hvorfor internkontroll? Målet med innføring av internkontroll er å forbedre og å få et mer systematisk helse-, miljø- og sikkerhetsarbeid i bedriften. Gjennom krav om systematisk gjennomføring

216

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll av tiltak skal internkontrollforskriften fremme et forbedringsarbeid i virksomhetene innenfor • arbeidsmiljø og sikkerhet • forebygging av helseskade og miljøforstyrrelser fra pro­ dukter eller forbrukertjenester • vern av det ytre miljøet mot forurensning, og en bedre behandling av avfall

Gode og sikre arbeidsvaner, klare ansvarsforhold, godt samarbeid, ryddige lokaler og sikre produkter og forbrukstjenester gir kvalitet pa produkter og tjenester, bedre re­ sultater og bedre konkurranseevne. Det er alltid både bedre og billigere å forebygge enn å reparere, og de gode resultatene oppnår en alltid med systematiske forbedringer. Internkontroll er både et myndighetskrav og en bedriftsutfordring. Forutsetningen for et systematisk arbeid med helse-, miljøog sikkerhetsspørmål i en bedrift er at alle ansatte i be­ driften tar aktivt del i dette arbeidet, at ledelsen er seg sitt ansvar bevisst, og at oppdatering og vedlikehold av kunnskap og kompetanse har høy prioritet i bedriften. Internkontrollen er en kontinuerlig prosess der kontroll og kartlegging skal følges opp med forebyggende tiltak. Et godt helse-, miljø- og sikkerhetsarbeid vil både på kort og lang sikt gi gevinster, for eksempel • færre ulykker og nestenulykker • bedre trivsel på arbeidsplassen • lavere sykefravær • færre utslipp av kjemiske stoffer til miljøet inne og ute • bedre produktivitet • bedre produkter og tjenester

Internkontrollsystem. Innhold og krav til dokumentasjon

Internkontroll er helse-, miljø- og sikkerhetsarbeid satt i system. Det er alle systematiske tiltak virk­ somheten iverksetter for å sikre at planlegging, or­ ganisering, utførelse, kontroll og vedlikehold er i samsvar med krav som er fastsatt i lover og for­ skrifter. Det systematiske helse-, miljø- og sikker­ hetsarbeidet skal være tilpasset virksomhetens art, dens aktiviteter, risikoforhold og størrelse i det omfang som er nødvendig for å etterleve kravene i lovgivningen til helse-, miljø- og sikkerhetsarbeid. Internkontrollsystemet er med andre ord et verktøy eller et middel til å fremme helse, miljø og sikkerhet (HMS) i

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

217

en bedrift. Systemet skal angi hva som skal gjøres, hvem som skal gjøre det, og hvordan det skal gjøres. Virksomheten skal selv kontrollere at lover og regler blir fulgt, mens tilsynsmyndighetene skal kontrollere at virksom­ heten har systemer som sikrer at internkontrollen fungerer. Forskriften om internkontroll ble fastsatt ved kgl.res. 22. mars 1991 og trådte i kraft 1. januar 1992. Forskrift om systematisk helse-, miljø- og sikkerhetsarbeid (Internkontrollforskriften) ble på nytt fastsatt ved kgl.res. 6. de­ sember 1996 og trådte i kraft 1. januar 1997. Myndighe­ tene stiller her krav til at virksomheten skal ha et eget system som sikrer at helse-, miljø- og sikkerhetsforhold blir ivaretatt på en forsvarlig måte i samsvar med lover og forskrifter. Det innebærer at en bedrift må kunne do­ kumentere skriftlig at den har et system for internkontroll som sørger for at lover og forskrifter blir overholdt. I henhold til internkontrollens krav (§ 5) skal virksomheten 1 sørge for at lover og forskrifter i interkontrollen som gjelder for bedriften, er tilgjengelig, og at det forelig­ ger en oversikt over de kravene som er spesielt viktige for bedriften eller virksomheten 2 sørge for at arbeidstakere har kunnskaper og ferdig­ heter som gjør dem i stand til å utføre arbeidet innen­ for helse, miljø og sikkerhet på en forsvarlig måte. Ar­ beidstakerne må til enhver tid også gjøres kjent med endringer i bedriftens internkontroll

3 sørge for at arbeidstakerne medvirker på en slik måte at samlet kunnskap og erfaring utnyttes 4 fastsette mål for helse, miljø og sikkerhet for bedriften eller virksomheten. Målene er en vesentlig forutsetning for planer og aktiviteter. Alle mål skal dokumenteres skriftlig

5 ha oversikt over virksomhetens organisering av forde­ lingen av ansvar, oppgaver og myndighet for arbeidet med internkontrollen. Dette må dokumenteres skriftlig 6 kartlegge farer og problemer, vurdere risiko og utar­ beide tilhørende planer og tiltak for å redusere risi­ koen. Dette må dokumenteres skriftlig 1 iverksette rutiner for å avdekke, rette opp og forebygge overtredelser av krav som er fastsatt i lovgivningen for helse, miljø og sikkerhet. Dette må dokumenteres skriftlig

8 foreta systematisk overvåking og gjennomgang av intern­ kontrollen for å sikre at den fungerer som forutsatt

218

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll Dette innebærer igjen at internkontrollsystemet blant annet må definere og konkretisere følgende: • Hva som skal utføres • Hvem som skal utføre det • Hvordan arbeidet skal utføres • Om arbeidet er utført i samsvar med planer og krav • Hvordan avvik skal behandles • Dokumentasjon av utført arbeid • Hvordan tilbakeføring av erfaringer foretas • Hvilke dokumenter som må oppbevares Internkontrollen forutsetter bred medvirkning fra alle ansatte i bedriften. Alle ansatte må derfor bli orientert om systemet, det vil si • hvordan internkontrollen er dokumentert, og hvordan systemet fungerer • hvordan bedriften vil sikre arbeidsplassene • hvordan bedriften vil redusere driftskostnadene ved å arbeide (tilrettelegge) for - redusert sykefravær - ingen arbeidsulykker - ingen branntilløp - ingen forurensning • de ansattes ansvar for uoppfordret å ta opp aktuelle helse-, miljø- og sikkerhetsproblemer Internkontrollforskriften gir for øvrig bestemmelser om at den som er ansvarlig for en bedrift eller virksomhet, plikter å sørge for systematisk oppfølging av gjeldende krav som er fastsatt i • arbeidsmiljøloven • forurensningsloven • brann- og eksplosjonslovgivningen • produktlovgivningen • sivilforsvarslovgivningen • lov om tilsyn med elektriske anlegg og elektrisk utstyr

I Internkontrollforskriften framgår det at følgende offent­ lige etater skal være tilsynsmyndighet: • Arbeidstilsynet (arbeidsmiljøloven) • Direktoratet for brann og eksplosjon eller kommunale brannvernsmyndigheter • Produkt- og Elektrisitetstilsynet eller lokalt tilsyn (lov om tilsyn med elektriske anlegg og elektrisk utstyr og deler av produktkontrolloven) • Statens forurensningstilsyn (forurensningsloven og pro­ duktkontrolloven) • Fylkesmennene (forurensningsloven og enkelte forskrif­ ter med hjemmel i produktkontrolloven) • Næringslivets sikkerhetsorganisasjon (sivilforsvarsloven)

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

219

Tilsynsmyndighetene kan veilede om forståelsen av forskriftenes krav og om prinsippene for internkontroll.

Hvem gjelder forskriften for? Internkontrollforskriften gjelder ikke for privatpersoner eller for brukere. Den gjelder for ledere, arbeidstakere og tillitsvalgte i både private og offentlige bedrifter eller virk­ somheter. Forskriften kan også gjelde for enmannsbedrifter. Internkontrollforskriften gjelder videre for bedrifter og virksomheter som omfattes av • lov om tilsyn med elektriske anlegg og elektrisk utstyr • sivilforsvarsloven • brannfarlighetsloven • lov om eksplosive varer • produktkontrolloven • arbeidsmiljøloven • forurensningsloven, dersom virksomheten sysselsetter arbeidstakere • brannvernloven

Plikt til internkontroll Det er den som er ansvarlig for bedriften, som skal sørge for at det blir innført og utøvd internkontroll i den. Med ansvarlig mener vi bedriftens eller virksomhetens ledelse eller eier. Selv om internkontroll i en bedrift eller virk­ somhet må utøves på alle nivåer, er det øverste nivået i bedriften eller virksomheten som har hovedansvaret for å innføre og utøve kontrollen. Hvem som er ansvarlig for virksomheten, avhenger av hvilke lover forskriften er hjemlet i (se ovenfor).

Både innføring og utøving av internkontrollen skal gjø­ res i samarbeid med arbeidstakere, arbeidsmiljøutvalg, verneombud og tillitsvalgte der dette finnes. De skal delta ved innføring og utøvelse av internkontrollen.

Alle som driver eller deltar i en bedrift eller aktivitet som omfattes av forskrift for internkontroll, plikter å påse at den blir overholdt. Ansvar til alle Internkontrollforskriftene stiller krav til ansvar til alle på arbeidsplassene, enten det er arbeidsgivere, mellomledere eller arbeidsledere og arbeidstakere.

Arbeidsgiveren er ansvarlig for at internkontrollsystemet blir iverksatt og fulgt. Her må miljøarbeidet prioriteres

220

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll like høyt som arbeid med produksjon, kvalitet, salg, leve­ ranser, kostnadskontroll og personalforvaltning. Linjeledelsen må påse at alle får nødvendig opplæring, at arbeidstakere deltar i utarbeiding, praktisering og end­ ring av systemet, og at påpekte mangler og svikt blir ret­ tet.

Arbeidstakerne plikter å delta i utarbeiding, praktisering og endring av systemet.

Gjør vi en oppsummering av plikter og ansvar, kommer vi til følgende:

Topplederne må • ta initiativet til å iverksette internkontrollsystemet • sette opp definerte mål for bedriften og pålegge alle ledere ansvar for bedriftens helse-, miljø- og sikkerhets­ arbeid • få utarbeidet strategier og konkrete framdriftsplaner for å nå bedriftens mål • systematisk overvåke at bedriftens aktiviteter er i tråd med målene som er satt for bedriften • sørge for løpende vurdering av bedriftens rutiner og produkter • sørge for god informasjon til alle ansatte om mål, stra­ tegier og planer Mellomlederne/arbeidslederne må • ta på seg ansvar for helse-, miljø- og sikkerhetsarbeid på lik linje med produksjon og økonomi • søke aktiv arbeidstakererfaring fra de ansatte og bi­ stand hos verne- og helsepersonalet • ta initiativ og være pådriver for internkontrollarbeid i eget ansvarsområde • innarbeide helse-, miljø- og sikkerhetstemaer på alle ledermøter slik at det blir en naturlig del av driften Arbeidstakerne må • vise ansvar for sin egen og andres sikkerhet og ar­ beide aktivt for å redusere faren for og virkningen av uheldige miljøpåvirkninger • arbeide for at deres erfaring til enhver tid kommer til nytte, også på miljø- og sikkerhetssiden, slik at skader og uhell unngås • rette seg etter de instruksene som er fastsatt for de aktuelle arbeidssituasjonene

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

221

Verneombudet må • få opplæring og tid til å engasjere seg i IK-arbeidet • delta aktivt i problemløsende arbeid • delta regelmessig i helse-, miljø- og sikkerhetsrunder sammen med driftslederen Vernelederen må • være en ressursperson for ledelsen ved innføring av internkontroll

Bedriftshelsetjenesten må • drive målrettet og resultatbevisst helsearbeid • veilede ledelsen slik at bedriften kan forebygge yrkes­ skader og sykdommer Sy stemre visjon Med systemrevisjon mener vi en grundig og systematisk granskning og kontroll av bedriftens virksomhet og dens internkontrollsystem for å fastslå at dette fungerer slik målsettingen forutsetter. Det vil si det er en gjennomgang og kontroll der tilsynsmyndighetene fastslår om det sys­ tematiske helse-, miljø- og sikkerhetsarbeidet fungerer tilfredsstillende. Ved en systemrevisjon må myndighetene gjøre seg kjent med bedriftens dokumenterte helse-, miljøog sikkerhetsarbeid før de kommer på besøk for kontroll. Resultatet av systemrevisjonen blir også lagt til grunn for forbedring og oppdatering av internkontrollsystemet og internkontrollhåndboka.

Utforming av internkontroll­ systemet og tilpassing til den enkelte bedrift Omfanget av internkontrollsystemet må tilpasses den en­ kelte bedrift, det vil si at det er avhengig av bedriftens størrelse og type. Prinsippene for internkontrollsystemet er de samme for alle bedrifter, men omfanget vil variere. Systemet må imidlertid ikke være større og mer omfat­ tende enn at det blir forstått og tatt i bruk. Små bedrifter kan greie seg med dokumentasjonen for systemet i en enkel håndbok utformet som en perm. Større bedrifter og kon­ sern må vanligvis ha større håndbøker på flere nivåer. Men uansett størrelse på bedriften er det noen punkter som må være med i ethvert internkontrollopplegg. Hvor mye som skal stå under hvert punkt, kan imidlertid vari­

222

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll ere betydelig fra bedrift til bedrift. Internkontrollsystemet må iallfall minst inneholde ledelsens mål for bedriftens helse-, miljø- og sikkerhets­ aktiviteter • beskrivelse av hvordan bedriften er organisert, an­ svars- og myndighetsområde, stillingsinstrukser, osv. • rutiner for etterlevelse av bedriftens lover og forskrif­ ter, hvem som er ansvarlig for undersøkelser, gjennom­ føring av tiltak, hvordan disse utføres og følges opp, osv. • beskrivelse av hvordan internkontrollsystemet regel­ messig og systematisk oppdateres, hvordan endringer i systemet blir meddelt bedriftens ansatte og øvrige berørte, osv.

•

Internkontroll for elektroinstallasjonsbedrifter Internkontrollsystemet for elektrobedrifter eller bedrifter som har ansatt elektrofagpersonell med autorisasjon, og som selv kan forestå utførelse, drift og vedlikehold av elek­ triske anlegg, må selvfølgelig tilpasses spesielt til de lo­ ver, forskrifter og sikkerhetsforhold som er regulert av Produkt- og Elektrisitetstilsynet. Det innebærer at

•

•

•

•

•

• •

materiell, utstyr og tjenester som blir innkjøpt, skal tilfredsstille gjeldende normer og forskrifter. de ansattes kompetanse og kvalifikasjoner skal være tilstrekkelig, og de skal kunne dokumenteres. (Nød­ vendige kvalifikasjonskrav er nedfelt i Forskrift om kvalifikasjoner for el ekt rofagfolk med veiledning.) bedriften skal ha en oversikt over de lovene og for­ skriftene som gjelder for dens virksomhet, og påse at disse til enhver tid er komplette og oppdaterte bedriften har utpekt en som er ansvarlig for at samlin­ gen av lover og forskrifter er systematisert og oppbe­ vart på en forsvarlig måte bedriften må påse at planleggings- og prosjekteringsfasen er kvalitetssikret bedriften har etablert rutiner for kvalitetskontroll bedriften har en liste over personer som er ansvarlige for - koordinering av internkontrollsystemet - planlegging av det arbeidet bedriften påtar seg - kontroll av at mottatt materiell og utstyr er for­ skriftsmessig - kontroll av at bedriftens fagfolk har nødvendige kva­ lifikasjoner for det arbeidet de skal utføre - kontroll av ferdige anlegg og utførte tjenester - kontroll av at alle instrukser, lover og forskrifter foreligger

kvalitetskontroll

223

Installasjonsbedriften har ansvaret for sine elektrikere når de er ute på anlegg. Bedriftens, elektrikerens og oppdrags­ giverens sikkerhetsansvar er spesifisert i «Forskrift om sikkerhet ved arbeid i og drift av lavspenningsanlegg».

Det skal alltid finnes retningslinjer med nødvendige sik­ kerhetstiltak på anlegget som skal ivareta elektrikernes sikkerhet. Retningslinjene skal ordnes av hovedentre­ prenørens hovedverneombud. Dersom det ikke finnes en hovedentreprenør på anlegget, må entreprenørene seg imellom bli enige om en hovedansvarlig.

Håndbok for internkontroll Det er et krav at bedriftens internkontroll skal være sys­ tematisk oppbygd og dokumentert. Som nevnt, blir dette vanligvis gjort gjennom en bedriftstilpasset håndbok for internkontrollen (Håndbok for internkontroll). Den må ikke være større og mer omfattende enn at den blir for­ stått og brukt. Den bør inneholde korte beskrivelser med henvisninger til detaljbeskrivelser over de tiltak som er nødvendig for å etterleve lover og forskrifter. Internkontrollhåndboka kan for eksempel deles inn i følgende områder:

1 Internkontroll. Definisjoner og begreper Her står det en kort oversikt over de viktigste begre­ pene. 2 Bedriftens målsetting Her er bedriftens konkrete målsetting og prioriterin­ ger innenfor helse-, miljø- og sikkerhet beskrevet.

3 Bedriftens organisasjon Her skal bedriftens organisasjonsplan foreligge. Linje­ ledelsens ansvar og ansvarsområde skal gå klart fram. Likeså skal det gå klart fram hva slags konkrete opp­ gaver og ansvar som er tillagt de enkelte innenfor be­ driften.

4 Organisering av HMS Her beskrives organisering og ansvarsområder for HMS-tjenesten.

5 Lover og forskrifter Sentrale lover og forskrifter som regulerer bedriftens virksomhet, angis her. Alle aktuelle lover listes opp med oversikt over hvor de er arkivert, og hvem som er ansvarlig for vedlikehold, informasjon og opplæring i praktisk bruk av dem.

224

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll 6 Standarder og normer Her gis det en oversikt over og oppstilling av normer og standarder som er viktige for bedriftens virke og produksjon. 7 Rutiner og instrukser Her klargjøres og eksemplifiseres interne rutiner og instrukser, for eksempel • registrering av pårørende • varsling av pårørende ved arbeidsulykker • regler for melding av sykefravær • avtaler, regler, retningslinjer osv. for - forsikringsordninger for ansatte - melding om fravær osv.

8 Innkjøp av materiell, utstyr og tjenester Rutiner og ansvarsområder beskrives her: • Rutiner • Ansvar og myndighet • Innkjøpsavtaler for - varer - tjenester • Kontroll ved varemottak

9 Aktiviteter i miljø- og sikkerhetsarbeidet Alle aktiviteter som skal gjennomføres, beskrives her. For eksempel • opplæring • inspeksjoner, vernerunder og kontrolltiltak • avvikshåndtering og korrigerende tiltak • handlingsprogram • avdelingsutvalg og samarbeidsformer Under dette punktet kan også bedriftens standard med hensyn til HMS kartlegges. Ved kartleggingen tas det utgangspunkt i de 13 hovedfaktorene for HMS: 1 Opplæring 2 Støy og lyd 3 Lys og stråling 4 Klima 5 Kjemikalier 6 Orden og renhold 7 Ergonomi 8 Utstyr og drift 9 Psykososiale forhold 10 Skaderegistrering 11 Helse 12 Risiko 13 Ytre miljø

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

225 For å kunne gjøre en effektiv kartlegging må bedrif­ ten også inndeles i internkontrollområder, for eksem­ pel kontor, butikk, lager, verksted og garasje. Innde­ lingen kan også framgå under dette punktet.

Av kartleggingen må det framgå hva som skal gjøres, hvordan det skal gjøres, og hvem som skal gjøre det (ansvarlig). HMS-standarden kan karakterfestes med skala fra 1 til 4. Kartleggingen utgjør grunnlaget for en handlingsplan. 10 Vedlikehold. Rutiner og sjekklister for kontroll Her kan alle vedlikeholdsrutiner beskrives og tidfestes. Sjekklister og inspeksjonslister med kontrollbeskrivelse blir klargjort og eksemplifisert her. Inspeksjonslistene kan for eksempel utgjøre kontroll av • renhold • verneutstyr • ergonomiske forhold • førstehjelpsutstyr • brannsikringsutstyr • rømningsveier • trapper, leidere og sjakter • lysforhold • ventilasjon, inneklima, røyking osv. • støy • kjemikalier • ytre miljø • elektriske anlegg 11 Systemrevisjon Systemrevisjonen er gjennomgangen og oppdaterin­ gen for å utbedre internkontrollsystemet og oppda­ tere internkontrollhåndboka. Under dette punktet bør det derfor foreligge en beskrivelse av mål, ansvar og myndighet og prinsipper for og utførelse av bedrif­ tens systemrevisjon for HMS-arbeidet.

12 Avviksbehandling Når et forhold ikke er i samsvar med lover og for­ skrifter, foreligger det et avvik. Dette punktet må der­ for beskrive hvordan kontroll og behandling av avvik skal utføres. Beskrivelsen bør inneholde informasjon om mål, ansvar, prinsipper og utførelse. 13 Korrigerende tiltak Målet med koordinerende tiltak er å utbedre feil og hindre gjentakelse. Ved rapportering av avvik skal det

226

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll derfor legges fram forslag til korrigerende tiltak for systemkoordinatoren. Under dette punktet beskrives også mål, ansvar, prinsipper og utførelse.

14 Erfaringstilbakeføring Feil og mangler som blir avdekket ved revisjon eller kontroll av internkontrolltiltak, krever også korrige­ rende tiltak. Erfaringstilbakeføringen danner grunn­ laget for systemrevisjonen.

Erfaringene fra internkontrollen kan eventuelt framgå under dette punktet. Erfaringstilbakeføringer kan for eksempel være • resultat av avviksbehandling • resultat av systemrevisjon • tiltak som følge av inntrufne ulykker, uhell og nesten • ulykker • oppfølging av skade- og sykestatistikk • oppfølging av feil på produkter, tjenester osv. Eksempler på generell kontroll av eget anlegg Tilsyn, inspeksjon og kontroll av eget anlegg når det gjel­ der overholdelse av lover, forskrifter, egne krav osv., er ofte en vesentlig del av internkontrollen for en virksom­ het. Administrativt legges vanligvis denne kontrollen til ledelsen, mens en driftsenhet eller driftsavdeling har an­ svaret for å utarbeide instrukser og retningslinjer for den praktiske gjennomføringen av kontrollen. Driftsenheten eller driftsavdelingen må også kunne gi faglig veiledning og føre tilsyn med at krav, lover, forskrifter og retnings­ linjer blir fulgt og oppfylt.

For at vi enklere skal kunne gjennomføre en slik kontroll av vårt eget anlegg (egenkontroll), kan vi for eksempel inndele kontrollen i mapper eller permer for følgende: • Egenkontroll av anlegg xx - Dokumentasjon Her må det, i tillegg til inspeksjonsliste med all nød­ vendig dokumentasjon om anlegget og navn på anleggsansvarlig, foreligge nødvendig dokumentasjon i henhold til inspeksjonslisten (med oversikt over kontrollobjektene, kontrollfrekvens osv.), slik at listen kan kontrolleres og ajourføres etter en fastsatt årlig kontrollfrekvens. • Egenkontroll av anlegg xx Inspekseksjonslister og kontrollbeskrivelser Inspeksjonsskjemaet må inneholde en oversikt over de enkelte objektene innenfor hver enkelt enhet som pe­ riodevis skal kontrolleres. Kontrollfrekvensen framgår

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

227

av skjemaet. Kontrollbeskrivelsen er et supplement til inspeksjonsskjemaet. Den gir nødvendige opplysnin­ ger om objektet og beskriver hvordan det enkelte ob­ jektet skal kontrolleres, og med hvilken kontrollfrekvens vi skal kontrollere det. • Egenkontroll av anlegg xx - Instrukser Alle instrukser som gjelder anlegget, må være tilgjen­ gelige og sortert (her i egen mappe). • Egenkontroll av anlegg xx - Lover og forskrifter Lover og forskrifter som er beskrevet under egen­ kontroll av anlegg xx, må være samlet i en egen mappe eller perm og være tilgjengelig på anlegget. Eksempel på inspeksjonsskjema for dokumentasjon Dokumentasjon for anlegg xx Inspeksjonsskjema 19...

Kontroll - objekt

K.fr./åi

1

2

3

4

Inspeksjonsmåned 5 6 7

8

9

1 Anl.ansvarlig

2 Oversikt anl. 3 Brannsyn

4 Eltilsyn/eiers vedlikehold

5 Varslingsplan

6 Inspeksjonsskjema 7 Kontrollbeskrivelse 8 Avvik 9 Instrukser 10 Lover og forskrifter

11 Eventuelt Inspisert av

(Signatur)

Koder: 1: I orden 2: Tiltak senere 3: Tiltak straks 0: Ikke aktuelt Kontrollbeskrivelse, dokumentasjon Kontrollbeskrivelsen skal kommentere og beskrive kontrollen av hvert enkelt objekt.

10

11

12

228

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

Eksempel på et inspeksjonsskjema for et kontrollobjekt Objekt nr 10 Garasjer. Anlegg xx

Inspeksjonsskjema 19...

Kontroll - objekt

K.fr./åi 1

1 Belysning

1

2 Orden og renhold

12

3 Brannslokkingsapparater

12

4 Porter

3

5 Låser

2

6 Ventilasjon

2

7 Beholder for ildsfarlig avfall

2

8 Uttak for motorvarmer

2

9 Bygning, inn- og utvendig

1

10 Dører

1

11 Vinduer

1

12 Gulv

1

13 Oppvarming

1

14 Sonekrav

1

15 Diverse

Behov

Inspisert av (Signatur)

Koder: 1: I orden 2: Tiltak senere 3: Tiltak straks 0: Ikke aktuelt

2

3

4

Inspeksjonsmåned 5 6 7

8

9

10

11

12

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

229

10 Kontrollbeskrivelse for garasjer: 10.1 Alle lyskilder sjekkes. Mørke eller blinkende lyskil­ der byttes. Defekte lysarmaturer byttes umiddelbart. Kontroller at alle kabelinnføringer er hele og i orden. Kontrollfrekvens: én gang per år 10.2 Garasjen skal holdes ren og ryddig Kontrollfrekvens én gang per måned 10.3 Kontroller at antall og typer brannslokkingsapparater fastsatt av myndighetene, er på plass, at de er kontrollert og plombert minst en gang per år av godkjent firma, og at det er merket med skilt der apparatene er plassert Kontrollfrekvens: én gang per måned 10.4 Kontroller at porten er i orden, og at den er låsbar Kontrollfrekvens: tre ganger per år 10.5 Kontroller at låsesylindere ikke er slitte, og at de inngår i bedriftens låsesystem Kontrollfrekvens: to ganger per år 10.6 Kontroller at det er gjennomlufting i garasjen Kontrollfrekvens: to ganger per år 10.7 Kontroller at beholder for ildsfarlig avfall er god­ kjent og i orden Kontrollfrekvens: to ganger per år 10.8 Kontroller at uttaket er jordet, og at det er godt festet (til vegg eller søyle) Kontrollfrekvens: to ganger per år 10.9 Taket kontrolleres visuelt. Innvendig kontrolleres det for lekkasje, defekt kledning, maling osv. Kontrollfrekvens: én gang per år 10.10Kontroll og ettersyn for smøring av hengsler og låser Kontrollfrekvens: én gang per år 10.11 Kontroll for eventuell maling, utskifting osv. Kontrollfrekvens: én gang per år 10.12Kontroll for eventuell behandling av gulvets beskaf­ fenhet Kontrollfrekvens: én gang per år 10.13 Kontroller at alle kabler, nipler og rørinnføringer er tette, at utstyret er merket og forsvarlig festet, og at det ikke er plassert noe brennbart materiale foran eller i tilknytning til dem Kontrollfrekvens: én gang per år 10.14Kontroller at garasjen ligger innenfor de krav som Direktoratet for brann og eksplosjonsvern har satt til soner og soneinndeling 10.15 Eventuelle feil og mangler som ikke er fanget opp av punktene 10.1-10.14, tar vi med her Kontrollfrekvens: Etter behov

230

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll Internkontrollen krever altså systematisk kontroll. På samme måte som vi bør bruke sjekkliste for systematisk kvalitets­ kontroll av sitt eget arbeid, skal det foreligge sjekklister som dokumenterer systematisk kontroll av en rekke krav i hen­ hold til internkontrollen. Det er vanskelig å lage sjekklister som passer til alle be­ drifter og kontroller. Nedenfor ser du derfor også et ek­ sempel på hvordan du kan lage en slik sjekkliste. Dette er et eksempel på en sjekkliste du kan møte i ditt kommende arbeid. Tenk deg klasserommet, laboratoriet eller verkste­ det som ditt arbeidssted og skolen som din bedrift. Prøv deg på en kontroll av de punktene som kommer fram på sjekklisten.

I tillegg til inspeksjonslista skal det også finnes en kontroll­ beskrivelse der kontrollfrekvensen skal framgå. Kontrollbeskrivelsen kan jo du prøve å skrive, slik at du vet hva som skal kontrolleres, og hvordan og hvor ofte du skal kontrol­ lere de enkelte enhetene.

Inspeksjonsliste for internkontroll i firma:_______ _______ _____________________________________

Sted/avdeling:

Dato:

Verneombud:_______________________________

Ansv. leder:________________________________

Vurdering:

1: 2: 3: 4:

Over standard Standard Under standard Farlige forhold, tiltak for forbedring må iverksettes umiddelbart

(Fortsetter på neste side)

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

Pkt nr.

Forhold

1

Renhold og orden: -Verksted, lab., klasserom,

2

Renhold og orden: - Garderober, WC, dusj, vaskerom

3

Felles verneutstyr: Egen sjekkliste

4

Personlig verneutstyr: - Isolerende hansker - Beskyttelseshansker - Bekledning, hjelm, hørselsvern - Briller - Ansiktsbeskyttelse - Isolert verktøy Egen sjekkliste

5

Ergonomiske forhold: - Arbeidsstillinger - Stoler og sittestillinger

6

Førstehjelpsutstyr: - Komplett - Godt synlig og merket - Låst/ikke låst

7

Brannsikringsutstyr - Slanger, kraner, tauverk - Brannslokkingsapparater (når sist kontrollert) - Alarmanlegg/røykdetektorer

8

Rømningsveier: - Skilting - Atkomst og orden

9

Lysforhold: - Allmennbelysning - Arbeidsbelysning

10

Inneklima og ventilasjon

11

Elektriske installasjoner: - Kontrollert/i forskriftsmessig stand

12

Støy: - Støysoner - Avskjerming - Påbudt skilting - Andre forhold

13

Trapper, stiger, sjakter: - Sikret med rekkverk osv.

14

Sykefravær/skader

15

Miljøfarlige stoffer: - Er kjemikalier, miljøfarlige væsker, brann- og eksplosjonsfarlige væsker korrekt oppbevart ?

16

Ytre miljø - Forurensninger

17

- Diverse

231

Kar. 1^1

Merknader

Ansvarlig

232

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

Systematisk oppfølging av gjeldende krav som følge av tilsynsloven Eiers og brukers ansvar Eier og bruker av elektriske anlegg som omfattes av for­ skrifter for elektriske lavspenningsanlegg har, i henhold til lov om tilsyn med elektriske anlegg og utstyr (tilsyn­ sloven), plikt til å sørge for at det blir foretatt nødvendig ettersyn og vedlikehold, slik at anleggene til enhver tid tilfredsstiller gjeldene sikkerhetskrav. Ved bruk og tilkob­ ling av elektriske utstyr til anlegg skal det vises aktsom­ het slik at det ikke oppstår fare for liv og eiendom.

Enhver som prosjekterer, utfører, endrer eller foretar ved­ likehold av anlegg som omfattes av Forskrift om elek­ triske lavspenningsanlegg, er ansvarlig for at det arbei­ det som foretas tilfredsstiller forskriftens krav. Den som utfører eller endrer elektriske anlegg, er ansvar­ lig for at det blir sendt melding om dette. (Utførelse og endring av elektriske anlegg skal forhåndsmeldes til Pro­ dukt- og Elektrisitetstilsynet (PE). Dette er ikke nødven­ dig for mindre endringer i bestående anlegg.)

Eiers/brukers vedlikeholdsansvar innebærer med andre ord en plikt til å forvisse seg om at elektriske anlegg til enhver tid tilfredsstiller gjeldende sikkerhetskrav. Dette innebærer for eksempel at en må • • •

være oppmerksom på om faresignaler som varme sikringer og stikkkontakter, lysbue eller gnister osv. oppstår få anlegget kontrollert med bakgrunn i disse signalene få utbedret de manglene som avdekkes

Det er Forskrift om kvalifikasjoner for elektrofagfolk som regulerer hvilke faglige kvalifikasjoner som er nødven­ dig for å foreta endringer i et elektrisk anlegg, og som setter grenser for hvilke disposisjoner en kan foreta uten å inneha tilstrekkelige kvalifikasjoner. Ikke-elektrofagfolk som har ansvaret for vedlikehold, må sørge for å enga­ sjere elektrofagfolk til å foreta ettersyn og eventuelle ut­ bedringer

I tillegg til vedlikehold med bakgrunn i synlige faresignaler eller skader, bør det også utføres regelmessig ettersyn og vedlikehold av anlegget.

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

233

Utover eiers/brukers generelle ansvar er enhver som fore­ tar planlegging/prosjektering, utførelse, vedlikehold, utbyg­ ging mv. av et elektrisk anlegg, ansvarlig for at det kon­ krete arbeidet som utføres, tilfredsstiller gjeldende forskriftsog sikkerhetskrav. (Målet med forskrifter for elektriske lavspenningsanlegg er nettopp å oppnå forsvarlig elsikkerhet ved prosjektering, utførelse, endringer og vedlikehold av elektriske lavspenningsanlegg og ved bruk av elektrisk ut­ styr som er koblet til slike anlegg.) Den ansvarlige vil nor­ malt være en bedrift eller en virksomhet. For virksomheter som omfattes av Forskrift om systema­ tisk helse-, miljø- og sikkerhetsarbeid (internkontroll­ forskriften), vil rutiner for ivaretagelse av dette ansvaret være et element som inngår i virksomhetens internkontroll.

Tilsyn Produkt- og Elektrisitetstilsynets oppgave Produkt- og Elektrisitetstilsynet (PE) eller den som PE bemyndiger, skal føre tilsyn med etterlevelsen av kra­ vene som er nedfelt i forskriftene for elektriske lav­ spenningsanlegg. Det vil si at eiere av fordelingsnett er pålagt av PE å føre tilsyn med de elektriske anleggene som er tilkoblet vedkommende forsyningsanlegg. Virk­ somheter som er pålagt slikt ansvar, er underlagt Pro­ dukt- og Elektrisitetstilsynet.

Mangelfull utførelse/vedlikehold Finner PE at elektriske anlegg som er underlagt tilsyn, ikke utføres på en forsvarlig måte, ikke er utført i samsvar med forskriftene eller er mangelfult vedlikeholdt, eller for­ øvrig er i en slik stand at det etter PEs syn utgjør fare for menneskeliv eller for skade på eiendom, kan PE stoppe arbeidet eller forlange det omgjort, fornyet og utbedret.

Dokumentasjon, informasjon og melding Dokumentasjon, kontroll og samsvarserklæring Før et nytt elektrisk anlegg tas i bruk og etter hver end­ ring av anlegget, skal den som er ansvarlig for utførelsen eller endringen av anlegget, sørge for at det er kontrollert og prøvet for å sikre at det tilfredsstiller forskriftenes krav.

Enhver som er ansvarlig for prosjektering, utførelse, el­ ler endring av et elektrisk anlegg, skal ovenfor eier ut-

234

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

stede en samsvarserklæring, det vil si en erklæring om at det elektriske anlegget er prosjektert og utført i samsvar med forskriftenes sikkerhetskrav. Det skal som underlag for en slik erklæring være utarbei­ det en dokumentasjon som gjør det mulig å vurdere om anlegget er i samsvar med forskriftenes krav. Dokumen­ tasjonen skal omfatte • beskrivelse av anlegget. Hva som spesielt skal fram­ komme i dokumentasjonen framkommer i forskriftene • en liste over anvendte normer og eventuelt beskrivelse av løsninger som er valgt for å oppfylle de overord­ nede kravene i forskriftene • resultatet av beregninger og risikovurderinger • rapport fra kontroll

Dersom det har vært nødvendig å ta spesielle forholdsre­ gler i anlegget for å oppfylle kravene til EMC (elektro­ magnetisk kompatiblitet), skal den som prosjekterer eller utfører anlegget, utarbeide en instruksjon for bruk og vedlikehold av disse tiltakene. Eiere av elektriske anlegg skal oppbevare en samsvar­ serklæring og den dokumentasjonen som er nevnt foran. Dokumentasjonen skal kontinuerlig oppbevares, mens samsvarserklæringen skal oppbevares i minst 5 år.

Planlegging og vurdering av risiko Elektriske anlegg skal planlegges og utføres slik at men­ nesker, husdyr og eiendom er beskyttet mot farer og skade ved normal bruk, og slik at anlegget blir egnet til forut­ satt bruk. Forskriften forutsetter ikke beskyttelse ved ufor­ svarlig bruk. Et utvidet elsikkerhetsbegrep (med alle momenter som elsikkerhet påvirkes av) innebærer blant annet en total­ vurdering av de forholdene som vedrører anleggets bruks­ område for å sikre at anlegget blir egnet til formålet.

Valg av teknisk løsning, beskyttelsesforhold/-tiltak osv. må gjøres etter vurdering av risikoen som er forbundet med anlegget.

Installasjoner i anleggsområder der det er nødvendig med slik vurdering av risiko er for eksempel installasjoner i eksplosjonsfarlige områder, sykehus, større hoteller, store kjøpesentre, landbruket, industribedrifter osv.

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

235

Eksempel på samsvarserklæring: Samsvarserklæring Elektriske anlegg Elentreprenør:

Adresse:

Prosjekterende:

Adresse:

Type anlegg:

Eier:

Adresse:

Anvente normer for sikkerhet: Nr

Navn

Eventuelle andre tekniske spesifikasjoner:

Anlegget er tatt i bruk dato:

Undertegnede erklærer at anlegget er kontrollert og oppfyller de kravene som gjelder etter forskrift om elektriske lavspenningsanlegg. Beskrivelsen av anlegget og teknisk dokumentasjon som viser at anlegget er i samsvar med kravene er overlevert eier av anlegget.

Sted/dato

Under skrift/Firmastempel

Underskrift navn: (blokkbokstaver)

Stilling:

236

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

Melding Utførelse og endring av elektriske anlegg skal forhåndsmeldes til PE eller den som PE bemyndiger. For alle elek­ triske anlegg som er tilknyttet forsyningsanlegg, skal melding sendes til vedkommende energiverk. Melding av ulykker Ulykker som er forårsaket av elektriske anlegg eller ut­ styr skal i hvert enkelt tilfelle snarest mulig meldes til Produkt- og Elektrisitetstilsynet (PE). Det samme gjelder skade på anlegg og eiendom.

Hensikten med meldeplikten ved ulykker eller uhell er å bi­ dra til at årsaker til ulykker kan finnes og således bidra til å forebygge ytterligere skade og nye ulykker. Ved ulykker kan det også være pålagt og gi melding til blant annet politi ved dødsfall og ved alvorlige skader til Arbeidstilsynet.

Systematisk oppfølging For systematisk oppfølging av gjeldende krav som følger av tilsynsloven (lov om tilsyn med elektriske anlegg og elektrisk utstyr) med tilhørende forskrifter og bestemmel­ ser, må følgende tilfredsstilles: 1 Installasjoner og utstyr i bedriftens eller virksomhe­ tens lokaler • Det skal foreligge skrevne rutiner for kontroll av elek­ triske anlegg og elektrisk utstyr i de lokalene bedrif­ ten benytter. Lokalene blir delt inn i intemkontrollområder. Hva som skal kontrolleres i de enkelte intemkontrollområdene, må framgå av en sjekkliste. Hvordan og hvor ofte (kontrollfrekvensen) det skal kontrolleres, kan framgå av en kontrollbeskrivelse. Både sjekklister og kontrollbeskrivelsen må være tilpasset bedriftens internkontrollområder. 2 Verneutstyr og verktøy • Det skal foreligge skrevne rutiner for å sikre at per­ sonlig verneutstyr, annet verneutstyr og verktøy er i orden og tilgjengelig i nødvendig omfang.

3 Varer og tjenester 1 Tjenester, Planleggings- og prosjekteringsfasen • Det skal foreligge skrevne rutiner for kontroll av at planlegging og prosjektering er utført i sam­ svar med gjeldende forskrifter. Kontrollen omfat­

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

237 ter også rådgivende ingeniørers internkontroll­ system og stikkprøvekontroll av planer før utfø­ relsen kan starte. Se oversikt over overordnede krav til elektrisk anlegg. 2 Varer • Det skal foreligge skrevne rutiner for kontroll av at utstyr fra underleverandører er i samsvar med gjeldende forskrifter. 3 Nyanlegg og installasjoner • Det skal foreligge skrevne rutiner for kvalitets­ kontroll av ferdig utført anlegg. Kvalitetskontrol­ len er en dokumentasjon på at anlegget er gjen­ nomført i henhold til alle forskriftsmessige krav for elektriske anlegg. Kontrollen må bli gjennom­ ført med bakgrunn i sjekklister og i fasene - inspeksjon/besiktigelse - funksjonsprøving - kontrollmåling Sjekklistene må være tilpasset anleggstype og størrelse. Se også samlet oversikt over overord­ nede krav til elektriske anlegg. 4 Kvalifikasjoner og kompetanse • Det skal foreligge dokumentasjon på at bedrif­ tens elektrofagfolk har de nødvendige kvalifika­ sjoner for oppdrag som bedriften påtar seg. Det gjelder så vel sertifikater som bekreftet oppda­ tering, etterutdanning og spesialopplæring. • Det skal føres et eget arkiv over ansatte med opplysninger om utdanning, praksis, tilleggsut­ danning, kurs og kompetansenivå i ulike fag og emner.

4 Sikkerhet ved arbeid • Det skal til enhver tid foreligge en ajourført over­ sikt over hvem som har myndighet til å fastsette arbeidsmetode ved de enkelte konkrete arbeidene firmaet utfører. • Bedriften skal ha en oversikt over når den årlige gjennomgangen av Forskrift om sikkerhet ved ar­ beid i og drift av lavspenningsanlegg er utført, hvilke paragrafer i denne som har vært tatt opp, og hvem som har deltatt. • Det skal foreligge dokumentasjon på overordnet planlegging av sikkerhet ved arbeid, for eksempel informasjon, opplæring og instruksjon i henhold til SL. • Det skal foreligge opplysninger om bedriftens førstehjelpsberedskap.

238

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

Gjennomføring av internkontrollen med hensyn til tilsynsloven Gjennomføring med bakgrunn i faglige kvalifikasjoner Internkontroll for elektriske anlegg kan gjennomføres med bakgrunn i følgende faglige klassifisering av kvalifika­ sjoner: 1 Bedrift eller avdeling uten elektrofagkyndig personell 2 Bedrift eller avdeling med elektrofagkyndig personell som er kvalifisert til å forestå drift og vedlikehold av elektriske anlegg 3 Nyanlegg utført av elentreprenør eller bedrift som selv kan forestå utførelse og vedlikehold av elektriske anlegg Krav til faglige kvalifikasjoner Følgende aktuelle krav til faglige kvalifikasjoner er ned­ felt i Forskrift om kvalifikasjoner for elektrofagfolk'. • Den som skal forestå utførelse og vedlikehold av elek­ triske anlegg (§11) • Den som skal forestå drift og vedlikehold av elektriske anlegg (§12) • Den som skal arbeide selvstendig med utførelse og re­ parasjon av elektriske anlegg (§ 13)

Internkontroll for bedrift eller avdeling uten elektrofagkyndig personell Internkontrollen kan gjennomføres med basis i 1 avtale med elektroentreprenør 2 visuell rutinemessig kontroll etter sjekkliste, utført av bedriftens ansatte

1 Avtale med elektroentreprenør Avtalen må minst inneholde • avtaleparter og tidsperiode • avtalens omfang: - spesifisert sjekkliste - ansvarlig kontaktperson i bedrift og hos elentreprenør - kontrollfrekvens/hyppighet

Bedriften (eller entreprenøren etter avtale) må utarbeide • Registreringsskjema for feil og avvik: - feil eller avvik funnet ved elentreprenørs kontroll - feil eller avvik funnet av egne ansatte Avvik og gjennomførte tiltak skal registreres og arkiveres.

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

239

2 Visuell rutinemessig kontroll etter sjekkliste, utført av bedriftens ansatte Bedriften utarbeider og klarlegger • sjekkliste med veiledning eller kontrollbeskrivelse for • anleggsenheter som skal kontrolleres • instruks til sjekkliste som klarlegger hva - egne ansatte kan utbedre - elektrofagkyndige kan utbedre • kontrollfrekvens • hvem som er ansvarlig for at kontrollen av elek­ trisk anlegg blir foretatt • skjema for registrering av - feil og avvik - gjennomførte tiltak • arkivsystem for registreringsskjema • informasjon til alle ansatte om at de har ansvar for og plikt til å melde fra om skader og feil ved elek­ trisk anlegg som kommer fram i det daglige • ansvar hos en person for å - motta og registrere feil eller skader som oppda­ ges i det daglige - iverksette tiltak for å utbedre disse

Visuell internkontroll gjennomføres med basis i • instruks eller sjekkliste med veiledning for gjennom­ føring av kontroll • at feil og mangler angis i rapportskjema • syklustid for kontrollen • at ett eksemplar av sjekkliste med eventuelt kvit­ tert rapportskjema oppbevares hos anleggsansvarlig og vises fram på forespørsel ved kontroll fra det stedlige tilsyn • utbedring av feil eller avvik: - Ansatte uten elektrofaglig bakgrunn kan bare utføre a) skifting av lysrør og glødelamper b) skifting av skjermer og kupler på lysarmaturer rydding og rengjøring - Alle feil eller avvik som det ikke er tillatt for egne ansatte å utbedre, må utbedres av elektroentreprenør. Rapportskjema skal kvitteres etter at feil er utbedret.

Kontrollbeskrivelser og sjekklister På de neste sidene ser du eksempler på sjekklister for internkontroll av elektriske anlegg med tilhørende kontroll­ beskrivelse. Av hensyn til plassen har vi valgt å sette opp kontrollbeskrivelsen først, og deretter viser vi noen ek­ sempler på sjekklister.

240

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll 1 Kontrollbeskrivelse til fordelingsskap og apparatrom Kontroller at • apparatrommene er rene, ryddige, godt vedlikeholdt og i god forfatning • uvedkommende materiell, verktøy, utstyr og red­ skaper ikke er plassert i apparatrom • miljøfarlige produkter ikke er oppbevart i apparatrommet • apparatskapene er lett tilgjengelige, og at det er ryddig foran dører til apparatskap og fordeling • dører, hengsler og låser er i orden • verktøy og løse ledninger ikke er oppbevart i apparatskap • dører og apparatfelt er merket • innfelt utstyr (brytere, instrumenter, signallamper osv.) i dører og apparatfelt er merket både på forsi­ den og baksiden • kabelinnføringer og kabelfester er i orden • uisolerte ledninger og spenningsførende deler ikke er umiddelbart tilgjengelige • alt utstyr er fastmontert • alle deksler og tildekninger er hele og på plass • kursfortegnelsen er ajourført og tydelig skrevet • kursfortegnelsen er montert i ramme på baksiden av skapdøren eller arkivert på et lett tilgjengelig og oversiktlig sted • sikringer, vern, brytere, kontaktorer, releer osv. er tydelig og varig merket i henhold til kursfortegnelsen • dokumentasjonsunderlaget for anlegget foreligger i samleperm og er plassert på et lett tilgjengelig sted • det foreligger tegningsoversikt i samlepermen, og at innholdet i tegningsmappen er i samsvar med det den skal inneholde (slik at eventuell feilsøking kan foregå hurtig og effektivt med nødvendig dokumen­ tasjon tilgjengelig)

2 Kontrollbeskrivelse til føringsveier (hovedveier som sjakter, kanaler og broer) Kontroller at synlige og tilgjengelige deler av føringsveier som sjakter, broer og kabelkanaler er ryddige og ikke inneholder andre deler enn det de er tiltenkt • kabler ikke er utsatt for skade ved at de ligger mot skarpe kanter kabler er festet til underlaget, at de er merket, og at de ikke har synlige skader • det ikke er kabler som er i bruk (disse skal avsluttes i boks eller tas ned)

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

241

• • •

bevegelige kabler ikke er innkledd i ikke-synlige føringsveier brannvegger (brann- og gasskillere) er i orden omgivelsestemperaturen er passe høy i områder med mange kabler og eventuell dårlig avlufting (referansetemperatur 30 °C). (Dersom det er stort avvik her, må en rapportere det slik at en kan kon­ trollere om det ble tatt hensyn til dette da strømføringsevnen for kabler og ledninger ble fastsatt)

3 Kontrollbeskrivelse til installasjoner for lys, elektrisk varme og VVS-anlegg Kontroller at • kabler for åpen forlegning - er forsvarlig festet til underlaget - ikke har mekaniske skader - ikke er forlagt slik at de lett kan utsettes for me­ kaniske skader • ledninger og kabler ikke er utsatt for skade ved at de for eksempel ligger an mot skarpe kanter • kabler ikke er avmantlet utenfor kapselen eller deks­ let • kabelskjøter ikke er foretatt utenfor koblingsbokser • det ikke er foretatt flere ledningstilkoblinger i samme Plugg • kapslinger på brytere, stikkontakter, koblingsbokser og øvrig elektrisk materiell - er på plass og er hele - ikke er plassert slik at de kan bli utsatt for me­ kanisk skade • fastmontert elektrisk utstyr har fast tilkobling • bevegelige ledninger ikke er innkledd • det ikke er varmgang i brytere, stikkontakter og koblingsbokser 4 Kontrollbeskrivelse til belysningsutstyr og skilter med elektriske lyskilder Kontroller at • belysningsutstyr er helt og rengjort • tilhørende skjerm eller kuppel er påmontert • glødelamper og lysrør er i orden, det vil si at - defekte lysrør og glødelamper blir skiftet umid­ delbart - nye glødelamper og lysrør ikke er større enn den armaturen de er beregnet for • utvendig belysning og belysning i ex-områder er i orden. Ubenyttede kabelinnføringer skal være tettet

242

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll 5 Kontrollbeskrivelse til ovner for romoppvarming Kontroller at • varmeovner og utstyr er merket • fastmonterte varmeovner er godt festet, og at ka­ bler, nipler og rørinnføringer er tilskrudd og tette • varmeovner ikke er - plassert nær brennbare materialer - tildekket av gardiner, møbler eller annet brenn­ bart materiale • termostater for varmeovner er riktig innstilt

6 Kontrollbeskrivelse til varmluftsaggregater og fyrrom Kontroller at • aggregatet og fyrrommet er rengjort og i orden • kabel- og rørinnføringer er tilskrudd og tette • aggregatet fungerer som det skal (det skal funksjonsprøves) • aggregatutstyret er fastmontert til underlaget • betjeningsbrytere og annet elektrisk utstyr er mer­ ket • brannbryteren for eventuelle oljefyrte aggregater er plassert utenfor fyrrommet, er ren, er i orden og er merket med - gul farge - merkeskilt med AV/PÅ 7 Andre tekniske anlegg Kontroller at • opplegg til teknisk utstyr som motorer, kompresso­ rer, vifter, pumper og VVS-utstyr er - helt og uten mekaniske skader - godt festet til underlaget - rent og ikke tildekket (av hensyn til varmgang) • det tekniske utstyret er merket, er helt og er i orden • innføring av kabler i utstyr er tett, og at det ikke har trengt vann inn i utstyret • merkeskilter til motorer og annet utstyr er rene og i orden • ex-motorer har rene og skadefrie slokkespalter • det ikke er varmgang på eller i elektrisk materiell, motorer eller liknende • utvendig varmekabelanlegg er merket med et syn­ lig skilt som angir anleggets utstrekning

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

243

Eksempler på sjekklister: Sjekkliste for internkontroll av elektriske anlegg Eier: RA-Consult A/S

Anlegg: _____________________________

Kontrollør:

Dokumentasjon:

Kontrollert dato: / 19

Sign.: _____________________________

Pos. nr

Elektrisk installasjon/utstyr

1.0

Fordelinger

1.1

Fordeling Fl

1.2

Fordeling F2

1.3

Fordeling F3

2.0

Føringsveier

3.0

Installasjoner for lys, varme og VVS

3.1

Rom 1

3.2

Rom 2

3.3

Rom 3

4.1

Belysningsutstyr i bygning

.1.1

Rom 1

.1.2

Rom 2

.1.3

Rom 3

4.2

Belysningsutstyr utvendig

.2.1

Sted 1

.2.2

Sted 2

.2.3

Sted 3

.2.4

Fotocelle(r)

5.0

Ovner for romoppvarming

5.1

Rom 1

5.2

Rom 2

5.3

Rom 3

6.1

Varmluftsaggregater

.1.1

Rom 1

.1.2

Rom 2

6.2

Fyrrom

7.0

Andre tekniske anlegg

7.1

Sted 1

7.2

Sted 2

7.3

Sted 3

8.0

Skader

8.1

Skader eller brann på elinstallasjoner forårsaket av feil på elanlegg

8.2

Skader på personer forårsaket av feil på elanlegget

8.3

Er eventuelle skader meldt til - brannvesenet - eltilsynet DBE (Direktoratet for brann- og eksplosjonsvern)

OK

Feil

244

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

Sjekkliste for internkontroll av elektriske anlegg

Eier: RA-Consult A/S

Anlegg:

Kontrollør:

Dokumentasjon:

Kontrollert dato: / 19

Sign.: "__________________ __

Pos. nr 1.0

Elektrisk installasjon/utstyr

OK

Feil

Fordelinger

..

-

----------------- L

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

245

Internkontroll for bedrift eller avdeling med elektrofagkyndig personell Kontrollansvarlig Bedrifter som skal forestå drift og vedlikehold og gjen­ nomføre internkontroll i egen bedrift og anlegg, må, i til­ legg til å ha navn på den systemansvarlige for bedriftens internkontrollsystem, også ha nedfelt navn på en person som er ansvarlig for • kontroll av at materiell og utstyr er forskriftsmessig • kontroll av at Forskrift om sikkerhet ved arbeid i og drift av lavspenningsanlegg blir fulgt • kontroll av at bedriftens elektrofagfolk har nødvendige kvalifikasjoner for det arbeidet de skal utføre • kontroll av at utført arbeid er forskriftsmessig utført

Faglige kvalifikasjoner I Forskrift om faglige kvalifikasjoner for elektrofagfolk framgår det blant annet følgende krav til kvalifikasjoner: Kvalifikasjoner for den som skal forestå drift og vedlike­ hold av elektriske anlegg 1 Eier og bruker av elektriske anlegg og elektrisk utstyr skal påse at drift og vedlikehold av dette forestås av en kvalifisert person. 2 For elektriske anlegg med en viss kompleksitet, funk­ sjon og størrelse skal det etter eltilsynets nærmere be­ stemmelser være utpekt en kvalifisert person som an­ svarshavende for drift og vedlikehold. Den ansvars­ havende skal, som en del av bedriftens internkon­ trollsystem, ha et særlig ansvar for å påse at elektriske anlegg og bruken av dem til enhver tid tilfredsstiller gjeldende bestemmelser.

Å forestå drift vil si å ha en overordnet faglig ledelse, og å påse at elektriske anlegg planlegges, utføres og drives på en slik måte at bestemmelser i forskrifter vedrørende meldinger, teknisk utførelse, kvalifikasjoner og sikkerhets­ prosedyre er ivaretatt.

Å forestå vedlikehold vil si å ha en overordnet faglig ledelse, og å påse at vedlikehold planlegges og utføres slik at elek­ triske anlegg og elektrisk utstyr er i forskriftsmessig stand.

246

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll Kvalifikasjoner for den som skal arbeide selvstendig med utførelse og reparasjon av elektriske anlegg 1 Den som skal arbeide selvstendig med utførelse og re­ parasjon av elektriske anlegg, skal være elektrofagarbeider og ha formell fagutdanning som omfatter elsikkerhet og nødvendig tilleggsopplæring innenfor aktuelle spesialområder. Den som skal arbeide selv­ stendig med utførelse og reparasjon av elektriske anmå stå under faglig ledelse av den som forestår arbeidet, og være ansatt i samme virksomhet. 2 Ikke-faglærte kan utføre mindre arbeid i forbindelse med egne elektriske anlegg dersom slikt arbeid blir ut­ ført sikkerhetsmessig forsvarlig i henhold til veiledning utgitt av eltilsynet.

Instrukser Det skal være en fastsatt instruks for bedriftselektrikere eller elinstallatører. Forskrifter og normer • Bedriften ma ha oversikt over de lover og forskrifter som gjelder for dens virksomhet. Disse skal være kom­ plette og oppdaterte til enhver tid. • Bedriften må ha utpekt en systemansvarlig som har ansvaret for at lover og forskrifter er systematisert oppbevart.

Oversikt over aktuelle forskrifter og lover • Forskrifter for elektriske anlegg - forsyningsanlegg (FEA-F) • Forskrift om sikkerhet ved arbeid i og drift av høy­ spenningsanlegg (FSH) • Forskrift om lavspenningsanlegg (FEL) NEK 400 - Elektriske lavspenningsanlegg - Instal­ lasjoner • Forskrift om sikkerhet ved arbeid i og drift av lav­ spenningsanlegg (FSL) • Forskrift om utførelse og kontroll av elektrisk utstyr som tilbys eller omsettes til bruk i lavspenningsanlegg Forskrift om kvalifikasjoner for elektrofagfolk med veiledning • Forskrift om internkontroll

Oversikt over overordnede krav til elektriske anlegg I tillegg til å kjenne til FEL og NEK 4000 - bør du også kjenne til de overordnede kravene til elektriske anlegg. Under har vi tatt med en kort oversikt over disse kravene og hvor du kan finne dem.

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

247

Kartlegging av elektrisk energibehov • Kunden skal gjøre dette i samarbeid med elentreprenør eller rådgivende ingeniør

Kartlegging av driftsforhold • Driftsforhold • Ytre påvirkninger romklassifisering (kabel- og utstyrsomgivelser)

512.1

320 og 512.2

Prosjektering Planlegging FEL kap. III og IV NEK rapport 321 131, 132, 133 og 134 NEK Generelle regler NEK NEK rapport 323 - Industri NEK rapport 325 - Installasjoner NEK i bygg og utendørs NORENERGI/ Installasjonsregler NELFO FEL § 14 Meldepliktige installasjoner Elektrisitetstilsynet Forskrift om autorisasjon av elektroinstallasjons virksomhet 312 og FEL § 18 og Fordelingssystemer nasjonale tilpasninger 330 Kompatibilitet 340 Vedlikehold 313, 351 og 352 Strømforsyning Jordingssystemer og beskyttelses- kapittel 54 ledere (drift- og beskyttelsesjord) Data ved inntak Energiverket Kursopplegg og dimensjonering 132, 133, 134, 312, 313, 314, 433, 434, 473, 523, 524 og 525 Beskyttelse mot overbelastning 433, 435 og 473.1 434, 435 og 473.2 Beskyttelse mot kortslutning Beskyttelse mot overspenning 443 Beskyttelse mot elektriske støt 131, 411, 412, 413, 471, 473 og 481 Utstyr for frakobling og utkobling kapittel 46 og 537 Jtførelse og montasje Valg og kontroll av elektrisk utstyr FEL III—V, 134, del 5 og del 6 Utførelse og verifikasjon 134, del 5 og del 6 Montasje ut fra ytre påvirkninger 522 Beskyttelse mot termiske virkninger 422, 482 og 527 Vern 132.8 og kap. 53 Utstyr for frakobling og utkobling kap. 46 og 537

248

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll • • •

Jordingssystemer og beskyttelsesledere Spesielle installasjoner Kvalitetskontroll

Dokumentasjon • Krav til utførelse FEL og NEK 400 • Normer - NEK rapport 321 Generelle regler - NEK rapport 323 - Industri - NEK rapport 325 Installasjoner i bygg og utendørs - Installasjonsregler • Drift og vedlikehold

FEL § 19 og kap. 54 del 7 og del 8 134 og del 6

FEL § 12 og 13 og 514.5

NEK NEK

NEK NORENERGI/NELFO FEL § 9, 17, 132.12, 513, 340, kap. 6 og Internkontroll § 4 og § 5

Systematisk oppfølging av tilsynsloven For systematisk oppfølging av gjeldende krav som følger av tilsynsloven (lov om tilsyn med elektriske anlegg og elektrisk utstyr) med tilhørende forskrifter og bestemmel­ ser må følgende være tilfredsstilt:

1 Installasjoner og utstyr i bedriftens eller virksomhe­ tens lokaler • Det skal foreligge skrevne rutiner for kontroll av elek­ triske anlegg og elektrisk utstyr i de lokalene bedrif­ ten benytter. Lokalene blir delt inn i internkontrollområder. Hva som skal kontrolleres i de enkelte internkontrollområdene, må framgå av en sjekkliste. Hvordan det skal kontrolleres, kan framgå av en kontrollbeskrivelse. Både sjekklisten og kontrollbeskrivelsen må være til­ passet bedriftens internkontrollområder.

2 Verneutstyr og verktøy • Det skal foreligge skrevne rutiner for å sikre at per­ sonlig verneutstyr, annet verneutstyr og verktøy er i orden og tilgjengelig i nødvendig omfang. 3 Materiell og utstyr Det skal pekes ut en ansvarlig for at materiell og utstyr for vedlikehold av bedriftens anlegg er - tilgjengelig på lager - egnet for formålet - sertifisert, registrert og godkjent

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

249

4 Sikkerhet ved arbeid • Det skal til enhver tid foreligge ajourført oversikt over hvem som har myndighet til å fastsette arbeidsme­ tode ved de enkelte arbeid firmaet utfører. • Bedriften skal ha oversikt over når den årlige gjen­ nomgangen av Forskrift om sikkerhet ved arbeid i og drift av lavspenningsanlegg (FSL) er utført, hvilke pa­ ragrafer i FSL som har vært tatt opp, og hvem som har deltatt. • Det skal foreligge dokumentasjon på overordnet plan­ legging av sikkerhet ved arbeid, for eksempel infor­ masjon, opplæring og instruksjon i henhold til sikkerhetsforskrifter for arbeid på lavspenningsanlegg. • Det skal foreligge opplysninger om bedriftens førstehjelpsberedskap. Kontrollbeskrivelser og sjekklister På de neste sidene finner du eksempler på kontroll­ beskrivelse for internkontrollene.

1 Kontrollbeskrivelse til fordelingsskap I tillegg til kontrollbeskrivelsen for ikke-fagkyndig personell må det utføres følgende kontrollfunksjoner: • Dokumentasjonen for fordelingsskapet må være på plass og ajourført. • Alle komponenter og apparater må være merket (ikke falt av) i samsvar med dokumentasjonen. • Tilkoblinger på rekkeklemmer, vern, kontaktorer, releer osv. må ettertrekkes. Vi må være spesielt opp­ merksomme på eventuell varmgang. • Bolter for samleskinner, avgreninger og skinnetilkoblinger til effektbrytere må kontrolleres og etter­ trekkes med momentnøkkel. (For alle nye skap skal det framgå hvilket moment boltene er tiltrukket med.) • Hovedjordskinne (HS) med følgende tilkoblinger skal kontrolleres med ohmmeter (lavohmig måling): - HS-energiverkets jord - HS-anleggets jordelektroder - HS-anleggets hovedutjevningsforbindelser - HS-utgående jordklemmer (rekkeklemmer) • Anlegget og utgående kurser isolasjonsmåles (megges) - fase-fase - fase-jord - fase-N-leder - N-leder-jord (med N-leder frakoblet) • Alle vern (termiske og eventuelt elektromagnetiske) må være innstilt i samsvar med vernelista for an­ legget. Avvik må kontrolleres og etterjusteres.

250

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll Aktuelle reléfunksjoner skal kontrolleres (jordfeilreleer, isolasjonsmålereleer osv.). • Nødstoppfunksjoner funksjonsprøves eller kontrol­ leres ved utringing dersom funksjonsprøving ikke kan gjøres under drift. • Alarm og meldefunksjoner funksjonsprøves eller kontrolleres på annen måte.

•

2 Kontrollbeskrivelse til føringsveier (hovedveier som sjakter, kanaler og broer) Se Kontrollbeskrivelse for ikke-fagkyndig personell 3 Kontrollbeskrivelse til installasjoner for lys, elektrisk varme og VVS-anlegg Se kontrollbeskrivelse for ikke-faglig personell I tillegg må følgende kontrolleres: • Om det er varmgang i koblingsbokser, brytere og belysningsutstyr, og om tiltrekking av tilkobling er nødvendig • Kabelinnføringer og strekkavlastninger • Utsatte deler mot jord • Defekt utstyr og materiell må repareres eller skif­ tes og kontrolleres umiddelbart 4 Kontrollbeskrivelse til belysningsutstyr og skilter med elektriske lyskilder Se Kontrollbeskrivelse for ikke-fagkyndig personell Defekt belysningsutstyr repareres/skiftes og kontrol­ leres umiddelbart 5 Kontrollbeskrivelse til ovner for romoppvarming Se Kontrollbeskrivelse for ikke-fagkyndig personell Defekt utstyr repareres eller skiftes og kontrolleres umiddelbart

6 Kontrollbeskrivelse til varmluftsaggregater og fyrrom Se Kontrollbeskrivelse for ikke-fagkyndig personell Defekt materiell/utstyr skiftes/repareres og kontrolle­ res umiddelbart 7 Andre tekniske anlegg Se Kontrollbeskrivelse for ikke-fagkyndig personell Defekt materiell/utstyr skiftes/repareres og kontrolle­ res umiddelbart. Sjekklister og avviksrapporter eller feilmeldinger blir som under internkontroll for ikke-fagkyndig personell.

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

251

Internkontroll for bedrifter som selv kan forestå utførelse, drift og vedlikehold av elektriske anlegg For bedrifter som har personell som tilfredsstiller kravene til selv å kunne forestå utførelse og vedlikehold av elektriske anlegg, gjelder de samme generelle kravene til internkontroll og til kontrollansvarlige som nevnt under avsnittet Intern­ kontroll for bedrift med elektrofagkyndig personell. For den som skal forestå utførelse og vedlikehold av elekt­ riske anlegg, heter det i Forskrifter for faglige kvalifika­ sjoner for elektrofagfolk:

Den som skal forestå utførelse og vedlikehold, her­ under reparasjon av elektriske anlegg, skal ha formell teoretisk og elsikkerhetsutdanning som minst tilfreds­ stiller kravene til elektroinstallatør, og ha tilleggs­ kompetanse som er relevant for elektriske anlegg ved­ kommende skal forestå utførelse og vedlikehold av. Eltilsynet kan gi en person tillatelse til å forestå utfø­ relse og vedlikehold innenfor et begrenset virkefelt. Den som skal forestå slik virksomhet, skal være an­ satt og ha sitt daglige virke i den bedriften som utøver virksomheten.

X forestå utførelse av elektriske anlegg vil si å ha over­ ordnet daglig ledelse med ansvar for at elektriske anlegg blir utført i henhold til gjeldende forskrifter, herunder at det blir benyttet utstyr som tilfredsstiller gjeldende be­ stemmelser om dokumentasjon, og at det blir benyttet kvalifisert personell. Eksempel på sjekkliste for kvalitetskontroll ved meka­ nisk og elektrisk montasje av energifordeling Eksempel på kvalitetskontroll av elektrisk fordeling. Sjekk­ punktene utgjør her en samlet visuell kontroll, funksjonsprøving og kontrollmåling for den mekaniske og den elek­ triske montasjen:

1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

Kontrollpunkter for mekanisk montasje Utført etter gjeldende tegninger (sist reviderte) Ramme for tavlefelt etter tegning og spesifikasjon Festearrangement for samleskinner Avstiving og festearrangement for større brytere Sammenføyning av felt etter tegning

252

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll 1.6 Klargjort for sammenføyning av feltseksjoner på anleggsstedet 1.7 Utsparinger i samsvar med tegning 1.8 Festearrangement og broer for kabler i samsvar med tegning og krav 1.9 Kabelinnføringer i samsvar med tegninger og 513.1 527.2 1.10 Eventuelle arrangementer for løfting ved transport og plassering klargjort 1.11 Alle merkeskilt kontrollert med hensyn til tekst og plassering 1.12 Dører, hengsler og lås kontrollert 1.13 Visuell inspeksjon av alle lakkerte flater 1.14Kapslingsgrad i samsvar med beskrivelse, romkategori og ytre påvirkninger på montasjestedet Avvik:(egen avviksliste)

Dato:

Sign:

2 Elektrisk montasje 2.1 Riktige isolatorer og montasje med hensyn til dyna­ miske påkjenninger ved kortslutning 2.2 Skinneholdere, avstivere, støtteisolatorer i henhold til arrangementstegning og uten ytre skader 2.3 Samleskinner i samsvar med enlinjeskjema, dimen­ sjonering og arrangementstegning 2.4 Jordskinner, utjevningsskinner, utjevningsforbindelser og jording av betjeningsfelt 2.5 Komponenter i samsvar med material- og utstyrsliste 2.6 Ledningskanaler i samsvar med arrangementstegning og spesifikasjon 2.7 Komponenter plassert i henhold til arrangementstegningen 2.8 Avgreninger fra samleskinner til brytere kortslutningssikkert utført 2.9 Samleskinner og nedføringer visuelt kontrollert. De har ingen bruddanvisning eller skade og er heller ikke montert i spenn 2.10Riktig dimensjonering av bolter og skiver. Tiltruk­ ket med momentverktøy og riktig moment (moment nedfelt for senere rutinekontroll (internkontroll)) 2.11 Minimum luft- og krypestrømsavstand fase-fase og fase—jord (IEC 664, DIN VDE 0432 Teil 2 og/eller tabell) 2.12 Data for instrumenter kontrollert mot beskrivelse 2.13 Instrumenter riktig montert (horisontal, vertikal el­ ler skråstilt montasje) 2.14 Alle komponenter (vern, kontaktorer, releer, brytere, indikatorer, instrumenter, rekkeklemmelister osv.) er på-

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

253

ført riktig referansemerking i samsvar med arrangementstegning, strømkretsskjema eller strukturskjema 2.15 Alle brytere er merket i samsvar med 514. Alle flerpolte vendere og brytere er utført med stillingsmarkering 2.16Ledningsforlegning for hovedstrømskretser. Tverr­ snitt i samsvar med forlegningsskjema, enlinjeskjema og dokumentasjon for dimensjonering. Farge: •a.c. og d.c. faseledere for kraftkretsen - svart •N-leder lys blå •PE-leder gul/grønn. Endehylser/kabelsko montert 2.17 Styrestrømsledninger - farge: •a.c. styrestrømskretser - rød •d.c. styrestrømskretser - blå • styrekretser for forrigling med strømtilførsel fra en ytre strømkilde - oransje (se xx på neste side) Endehylser/kabelsko montert 2.18 Ledninger for spenningsbånd I og II. Tverrsnitt etter 524.1. Isolasjon og elektrisk atskillelse i samsvar med 411, 412 og kap. 61. 2.19 Alle ledningsender påført korresponderende nummer på tilkoblingsklemmer 2.20Alle vern (termiske og/eller elektromagnetiske) inn­ stilt i samsvar med liste for dette (verneliste) 2.21 Kontroll av hovedstrømskretser. Isolasjonsmålt og spenningsprøvd med kontroll av spenning på utgående klemmer. Faserekkefølge og rotasjonsretning riktig 2.22 Styrestrømskretser isolasjonsmålt og funnet i orden 2.23 Transformatorer og transformatorkretser for kurser med beskyttelsesgradene SELV, PELV, FELV og elek­ trisk atskillelse (411.1, 471.3 og 413.5) kontrollert ved visuell kontroll (riktig trafo og forlegning), spenningsmåling (innenfor spenningsbånd I), isolasjonsmåling i samsvar med IEC 364-6-1 eller DEL 6, kontroll/inspeksjon 610, 611 og 612 2.24Alle tilkoblinger kontrollert tiltrukket. Bolter kon­ trollert med momentnøkkel 2.25 Brytere og kontaktorer funksjonsprøvd (innkobling og frafall) 2.26Styrestrømskretser og eventuelle kretser for spen­ ningsbånd II er spennings- og funksjonsprøvd i den utstrekningen det er mulig før tilkobling til anlegget 2.27Eventuelle kretser med elektrisk atskillelse i sam­ svar med 413.5 funksjonsprøvd 2.28 Alarm- og meldefunksjoner kontrollert og funksjons­ prøvd

254

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll 2.29 Eventuelt spesifikke forriglingsfunksjoner kontrollert 2.30Tildekking/kapsling i henhold til 202, 512.2, 470, 471, 481 og montasjeinstruks 2.31 Hovedbryter utført med kapslingsgrad IP 30 2.32Komplett mappe med oppdaterte tegninger og nød­ vendige tekniske underlag: • tegningsliste/dokumentliste •oppdaterte tegninger (datert og signert) •dokumentasjon for dimensjonering av ledere og vern •spesifikke leverandørdata som har betydning for vedlikehold •instruks for idriftsettelse •instruks for rutinekontroll •betjenings- og vedlikeholdsprosedyrer/-rutiner dersom dette er kontraktfestet

Avvik:(egen avviksliste)

Dato:

Sign:

xx: Ledere som hører til forskjellige kretser, kan forlegges ved siden av hverandre, føres sammen i samme ledningskanal (ledningskanalsystem, beskyttelsesrør osv.) eller inngå i samme flerlederledning, forutsatt at arrangemen­ tet ikke forstyrrer de respektive kretsenes korrekte funk­ sjon. Hvis kretser virker med forskjellige spenninger, skal lederne enten være atskilt med passende avskjerming el­ ler være isolert for den høyeste spenningen som forekom­ mer på lederne i samme ledningskanal. Kretser som ikke brytes av skilleinnretningen i strømtilførselen, skal enten være fysisk atskilt fra andre kretser eller kunne skilles ut ved farge (eller begge deler), slik at de kan identifiseres som spenningsførende når skilleinnretningen er i AV- eller PÅ-stillingen. (Se EN 60204-1 punkt 15.1.3.)

Nedenfor og på neste side er det vist et eksempel på en sjekkliste. Sjekklistene må alltid være tilpasset den enkelte installasjonen. - -------Sjekkliste for internkontroll av elektriske anlegg

Eier: RA-Consult A/S

Anlegg:

Kontrollør:

Dokumentasjon:

Kontrollert dato: / 1998

Sign.:

------------------------------------ --------------------------------------(Fortsetter på neste side)

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

Inntak

Fordeling/ Tavler

Føringsveier Sjakter Kanaler Broer Kabler Røranlegg Ledninger

Montasjemateriell og utstyr

Belysningsutstyr

Termiske apparater

Motorer

Beskyttelse mot direkte og indirekte berøring

Montasjemateriell og utstyr

255

OK

Feil

256

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

Kvalitetskontroll/ egenkontroll Enhver elektrisk installasjon skal, under montering og/ eller når den er ferdig, men før den settes i drift av bruke­ ren, besiktiges (inspireres visuelt) og prøves for å kon­ trollere at kravene i normen for førstegangskontroll (det vil si kontroll, inspeksjon, prøving og dokumentasjon) har blitt oppfylt. Den visuelle inspeksjonen/besiktigelsen må foretas før prøvingen og utføres med hele installasjonen i spenningsløs tilstand.

All dokumentasjon i henhold til forskriftenes krav (514.5) skal være tilgjengelig for dem som utfører kontrollen.

Når installasjonen er en utvidelse eller endring av en ek­ sisterende installasjon, skal det kontrolleres at utvidelsen eller endringen ikke svekker sikkerheten ved den opprin­ nelige installasjonen.

Med dette mener vi den kontrollen som alle medarbei­ dere må utføre på sitt eget arbeid før de leverer et pro­ duktet fra seg. Det skal alltid gjennomføres kvalitetskon­ troll ved • nye installasjoner • utvidelse eller endring av eksisterende installasjoner Vi har tidligere sett at kvalitetskontroll er en viktig del både av kvalitetssikringen og internkontrollen.

Dokumentert egenkontroll vil i framtiden bli et alternativ til den kontrollen eltilsynet utfører på elektriske installa­ sjoner i dag. Med en slik kontroll påtar de ansvarlige seg å utføre kontrollen av en installasjon for å påse at instal­ lasjonen er prosjektert og kontrollert etter forskriftsmessige kvalitetskrav.

Elektriske anlegg skal overleveres i forskriftsmessig stand, både med hensyn til prosjektering, materiell, utstyr og utførelse. Bedriftens kvalitetssikrings- og kvalitetskontrollsystem ivaretar dette, og det gjennomføres som nevnt for å unngå feil og for å sikre at anlegget blir levert i henhold til fastsatte kvalitetskrav.

Ifølge forskrifter for elektriske lavspenningsanlegg, Installasjonsreglene pkt 4.2.2.1, IEC 364 part 6, og nor­ mer for førstegangskontroll av elektriske installasjoner del 6, skal det gjennomføres kvalitetskontroll for alle elek­ triske installasjoner.

Kvalitetskontroll som er en vesentlig del av internkontrollen,

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

257

vil avdekke eventuelle feil og klargjøre om alle krav til nor­ mer og forskrifter for installasjonen er tilfredsstilt.

Kontroll av elektriske installasjoner og anlegg kan være vanskelig dersom vi ikke har et system å kontrollere et­ ter. Kvalitetskontroll bør derfor gjennomføres systema­ tisk og omfatte 1 besiktigelse, inspeksjon eller visuell kontroll 2 klargjøring av krav og funksjon og funksjonsprøving 3 kontrollmåling Som vi ser ovenfor, omfatter kvalitetskontrollen både vi­ suell kontroll, funksjonsprøving og kontrollmåling. Det må derfor vises stor forsiktighet og aktsomhet under hele kontrollperioden, slik at vi unngår skade på personer, ei­ endom, materiell og utstyr (jamfør krav til sikkerhet i internkontrollen).

De enkelte kontrollfasene kan gjennomføres i løpet av hele anleggstiden (fra planlegging til ferdigstillelse).

Nødvendig dokumentasjon som er beskrevet i 514.5, må være tilgjengelig under kontrollen. Sammen med forskrif­ tene og utarbeidde rutiner og sjekklister danner det grunn­ laget for kvalitetskontrollen.

Besiktigelse Med besiktigelse mener vi en systematisk visuell kontroll (inspeksjon) av anlegget, det vil si av anleggsdokumentasjon, materiell, utstyr, montasje og gjennomførte sikkerhetskrav. Dokumentasjonen som kreves i henhold til normen for førstegangskontroll, pkt 514.5, skal være tilgjengelig for dem som skal utføre kontrollen. Den visuelle inspeksjonen skal utføres før prøvingen og normalt mens hele installasjonen er spenningsløs. Inspek­ sjonen skal foretas for å bekrefte at fast opplagt elektrisk utstyr • er i overenstemmelse med sikkerhetskravene i de ak­ tuelle produktstandardene. Denne kontrollen kan ut­ føres ved inspeksjon av merking eller av sertefikat • er korrekt valgt og installert i henhold til normer og fabrikantens instruksjoner • ikke er synlig ødelagt, slik at sikkerheten ikke blir svek­ ket

En visuell inspeksjon/besiktigelse skal som et minimum omfatte • kontroll av valg av metode for beskyttelse mot elek­

258

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

•

•

• •

• • • •

•

• •

triske støt, inklusive måling av avstander vedrørende for eksempel beskyttelse ved avskjerminger, kapslinger, hindere, eller ved plassering utenfor rekkevidde osv. (se normen pkt 412.2, 412.3, 412.4, 413.3 og 4.71) kravene i normens pkt 413.3 Beskyttelse ved hjelp av ikke-ledende omgivelser kan bare benyttes når installa­ sjonen bare omfatter fast installert utstyr kontroll av oppsatte brannvegger og andre forholdsre­ gler mot spredning av ild og beskyttelse mot varme (nor­ men kapittel 42) kontroll av valg av kabler eller ledninger med hensyn til strømføringsevne og spenningsfall (se pkt 523) valg av og innstilling av utstyr for beskyttelse og over­ våking (se kapittel 53) kontroll av at det er valgt egnet skille- og bryterutstyr, og at dette er rett plassert (se kapittel 46 og pkt 537) kontroll av valg av utstyr og beskyttelsestiltak i forhold til ytre påkjenninger (se pkt 512.2) kontroll av merking av nøytralledere og beskyttelsesledere (se pkt 514.3) kontroll av at det foreligger koblingsskjemaer, advarsels­ tekster eller annen tilsvarende informasjon (se pkt 514.5) kontroll av merking av kretser, sikringer, brytere, koblingsklemmer osv. (se pkt 514) kontroll av av at ledere er tilfredstillende tilkoblet kontroll av at det er nødvendig adgang for drift og ved­ likehold

Besiktigelsen skal videre • sikre at materiell, utstyr og installasjon - tilfredsstiller forskriftsmessige krav til kvalitet og sikkerhet - er montert i henhold til forskriftsmessige krav og leverandøranvisninger - er uten synlige skader • bli gjennomført i spenningsløs tilstand før funksjons­ prøving og idriftsettelse • omfatte sjekkliste som minst må gi svar på eller klarlegge - om dokumentasjonen er tilstrekkelig, tilgjengelig, i samsvar med krav i 514.5. - om materiell, utstyr og utførelse er i samsvar med krav til ytre påvirkninger og produktstandarder - om det er en effektiv oppfølging av installasjonen - om montasjeveiledninger og avtaler blir overholdt - om det er synlige skader eller feil på materiell, ut­ styr og montasje (kabler, rør, utstyr, utførelse osv.) - om metoder, prinsipper og krav til personsikkerhet (be­ skyttelse mot direkte og indirekte berøring), brann­

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

259

-

-

-

-

-

L1

L2

L3

sikkerhet (brannvegger og andre forholdsregler for be­ skyttelse mot varme og for å forhindre spredning av ild) om overstrømsvem er riktig valgt og tilpasset de en­ kelte ledertverrsnitt. Det vil si at kravet til ledere og vern er koordinert i samsvar med krav til beskyttelse mot overstrøm og mot elektriske støt (mot termiske påkjenninger, mot direkte og indirekte berøring osv.) om forskriftsmessige minstekrav til avstander er til­ fredsstilt når vi som beskyttelse mot elektriske støt bruker hindre, skillevegger og plassering utenfor rek­ kevidde at områder der beskyttelse mot elektriske støt er ut­ ført ved bruk av hindre og plassering utenfor rekke­ vidde, bare er tilgjengelige for personell av kategori BA4 og BA5 om jordingssystemet er tilstrekkelig og riktig dimen­ sjonert, montert og merket at PE-leder og faseleder ikke er forvekslet at PE-leder og N-leder ikke er forvekslet at ingen bryter i N-leder eller PEN-leder kan betjenes alene om koblingsutstyr som utstyr for frakobling og utkobling er i samsvar med forskriftsmessige og drifts­ messige krav om anleggets tilgjengelighet er tilstrekkelig for betje­ ning, ettersyn, vedlikehold osv.

Eventuelle skader og mangler på materiell, utstyr, drifts­ midler, installasjoner og liknende vil framgå ved besiktigel­ sen. Vi fastsetter dermed anleggets «synlige og tenkte til­ stand», og det danner forutsetningen for de to neste vesent­ lige punktene som er «Klargjøring av krav og funksjon, funksjonsprøving» og «Kontrollmåling».

Klargjøring av krav og funksjon, funksjonsprøving

Isolasjonsmåling i IT-anlegg

Figur 4.1 Isolasjonsmålingen gjøres mellom hver spenningsførende leder og jord, og mellom hver spenningsførende leder. Resultatene må være i henhold til tabell 61A

I fasen «klargjøring av krav og funksjon, funksjonsprøving» klargjøres alle funksjonskrav. Det blir deretter kontrollert at alle beskyttelsesinnretninger, brytere, nødbrytere, forriglingsfunksjoner, alarmfunksjoner, meldefunksjoner, utløsefunksjoner osv. fungerer som de skal, og at de er ut­ ført i samsvar med fastsatte krav til sikkerhet og funksjon.

Kontrollmåling Ved kontrollmåling får vi kontrollert den reelle tilstanden

260

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll for anlegget. Her fastslår vi, ved hjelp av egnede instrumen­ ter og måleverdier, de forskriftsmessige krav vi ikke fikk klarlagt under «besiktigelse» og «Klargjøring av krav og funksjon, funksjonsprøving». Det vil si at vi får kontrollert om spenningsnivåer som nettspenning og berøringsspenning, isolasjonsresistans, jordresistans, jordlederresistans, feilstrøm og utløseverdier osv. tilfredsstiller fastsatte krav.

Isolasjonsmåling i TN-S-anlegg

Figur 4.2 Isolasjonsmålingen gjøres mellom hver spenningsførende leder og jord, og mellom hver spenningsførende leder. Resultatene må være i henhold til tabell 61A

Figur 4.3 Ved samlet måling kan faselederne forbindes. Resultat i henhold til tabell 61A

Der det er relevant, skal følgende kontrollmålinger utfø­ res og helst gjøres i denne rekkefølgen: • Kontinuitet i jordledere og ekvipotensialforbindelser. (En kontinuitetsprøve skal utføres, og det anbefales at prøven utføres med en strømforsyning som har en spen­ ning i ubelastet tilstand på ca 4 V DC eller AC og med en strøm på minst 0,2 A). • Isolasjonsresistansen for den elektriske installasjonen. (Isolasjonsresistansen skal måles mellom spennings­ førende ledninger og mellom hver spenningsførende leder og jord. I TN-C-systemer anses en PEN-lederen som en del av en jordleder. For disse målingene kan faseledere og nøytralledere forbindes. Tabell 61 A på side 262 viser nye minimumsverdier for isolasjonsmotstand). Se også figurene 4.1, 4.2 og 4.3.

Dersom isolasjonsmotstanden er målt med de prøvespenningene som er angitt i tabell 61 A, og med alle apparater frakoplet, anses resultatet for tilfredsstillende dersom hver målte krets har en isolasjonsmotstand som ikke er min­ dre enn de tilsvarende verdiene i tabellen. Målingene skal utføres med likespenning. Prøveapparatet skal kunne levere prøvespenningen som er angitt i tabell 61 A ved en belastning på 1 mA. Dersom installasjonen inneholder elektronisk utstyr, skal dette koples fra eller faseledere eller alternativt faseledere og nøytralledere sammenkoples under målingen. •

Figur 4.4 Isolasjonsmåling mellom SELV-krets og jord (a-b) og mellom SELV-krets og andre strømkretser. Resultat i henhold til tabell 61A

•

Beskyttelse ved atskilte kretser med SELV (Safety Extra Low Voltage - det vil si sikkerhetsmessig ekstra lav spen­ ning (uten jordforbindelser)). Atskillelser av spennings­ førende deler fra tilsvarende andre kretser og fra jord i henhold til seksjon 411 skal kontrolleres ved måling av isolasjonsmotstanden. Isolasjonsmotstanden skal minst være i samsvar med de verdiene som er oppgitt i tabell 61 A. Se figur 4.4. Beskyttelse ved atskilte kretser med PELV (Protective Extra Low Voltage - det vil si beskyttelsesmessig ekstra lav spenning (med jordforbindelse)). Atskillelse av

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

•

• Figur 4.5 Isolasjonsmåling mellom en PELV-krets og andre strømkretser (a-b). Resultat i henhold til tabell 61A

• •

• •

•

261

spenningsførende deler fra tilsvarende andre kretser og fra jord i henhold til seksjon 411 skal kontrolleres ved måling av isolasjonsmotstanden. Isolasjonsmotstanden skal minst være i samsvar med de verdiene som er opp­ gitt i tabell 61 A. Se figur 4.5. Beskyttelse ved atskilte kretser med elektrisk atskillelse. Atskillelse av spenningsførende deler fra tilsvarende an­ dre kretsene og fra jord i henhold til seksjon 413 skal kontrolleres ved måling av isolasjonsmotstanden. Isolasjonsmotstanden skal minst være i samsvar med de verdiene som er oppgitt i tabell 61 A. Se figur 4.6. Kontroll av gulv- og veggresistans. Når det er nødvendig å tilfredstille kravene til pkt 413.3 Beskyttelse ved hjelp av ikke ledende omgivelser, skal isolasjonsresistansen ut­ gjøre minst tre målinger innenfor samme område. Se pkt 413.3. En av disse målingene skal utføres 1 m fra en annen til­ gjengelig ledende del i området. De to andre målingene skal utføres i større avstand. Se figur 4.7. Automatisk utkobling av strømforsyningen (se pkt 612.6). Polaritet (der forskriftene forbyr installasjon av en-polte bryter i nøytral-lederen, skal det utføres en polaritetsprøve for å kontrollere at alle slike brytere bare er plas­ sert i faseledere. Kontroll av spenningsholdfasthet (se pkt 612.8). Kontroll av funksjon og funksjoner. (Brytere og kontrollutrustning, drivinnretninger, regulatorer, forriglinger osv. skal funksjonprøves for å sikre at de er korrekt montert, justert og installert i samsvar med relevante normerte krav.) Kontroll av termiske påkjenninger er under overveielse.

Figur 4.6 Isolasjonsmåling mellom elektrisk atskilt krets og andre kretser. Resultat i henhold til tabell 61A

Funksjonsprøving og kontroll­ måling under ett

Figur 4.71 = treplate, 2 = metallplate (ca. 250 mm x 250 mm), 3 = våt duk (ca. 270 mm x 270 mm), 4 = golvbelegg og 5 = golvunderlag

Avhengig av anleggets størrelse og kompleksitet kan kontrollkravene funksjonsprøving og kontrollmåling utfø­ res samtidig. Felles for dem begge er at • de må utføres etter besiktigelse/inspeksjon • de må utføres før idriftsettelse • de utføres etter sjekkliste som minst må omfatte - jordingssystemet med beskyttelsesledere og utjevningsforbindelse - isolasjonsmåling av kabel- og ledningssystemet for alle utgående kurser - isolasjonsmåling av gulv og vegger i rom eller områder i gråsonen mellom ledende og ikke-ledende omgivelser

262

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll - krav til sikkerhet mot elektriske støt (beskyttelse mot direkte og indirekte berøring 411, 412 og 413) - krav til automatisk utkobling (413.1) - funksjonsdyktighet av alle styre-, kontroll- og alarm­ funksjoner - nødvendige strøm- og spenningsmålinger - apparatanleggs styre- og kontrollutrustninger med brytere, forriglinger, driverutrustninger, regulato­ rer osv. Skal funksjonsprøves for å sikre at de er korrekt montert, justert og installert i samsvar med aktuelle forskrifter og normer.

Sjekklister for kontrollfasene Sjekklistene som blir satt opp, må være tilpasset anlegge­ nes størrelse og kompleksitet. Sjekklistene behøver ikke inneholde så mange punkter, men hvert punkt må nød­ vendigvis representere en rekke underpunkter.

Tabell 61A Minsteverdier for isolasjonsresistans og målespenning Nominell kretsspenning (V)

Målespenning V (likespenning)

Isolasjons­ resistans MO

SELV og PELV

250 V

< 0,25

500 V

< 0,5

U

500 V med unntak av SELV og PELV ovenfor

U > 500 V

1000 V

1,0

Isolasjonsresistansen, målt med de prøvespenningene som er angitt i tabellen ovenfor, er tilfredsstillende dersom hver krets, med alle apparater frakoblet, har isolasjonsresistans som ikke er mindre enn de verdiene som er angitt i tabellen. Målingene skal utføres med likespenning (se tabellen) ved en belastning på 1 mA. Dersom installasjonen inneholder elektronisk utstyr, skal fase- og nøytralledere sammenkobles under målingene.

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

263

Eksempel på hva som må kontrolleres ved kvalitetskontroll (generelt for alle nett- og beskyttelsesforhold) Nedenfor har vi trukket fram eksempler på momenter som bør være med i de tre fasene i en kvalitetskontroll av elektriske anlegg. Eksemplene er generelle og kan gjelde for alle nett- og beskyttelsesforhold.

Kvalitetskontrollen av elektriske anlegg må være tilpas­ set hvert enkelt anlegg og bli gjennomført ved hjelp av sjekklister. Sjekklistenes innhold, detaljeringsgrad og anleggsmessig oppdeling må som nevnt være tilpasset det enkelte anleggs størrelse og kompleksitet.

Besiktigelse Den visuelle kontrollen er som nevnt en svært viktig del av kvalitetskontrollen. Da vil alle synlige mangler, ska­ der eller feil melde seg. Denne sekvensen av kvalitets­ kontrollen bør omfatte følgende punkter: 1 Generell besiktigelse skal påse at • dokumentasjonsunderlag som tegninger og beskrivel­ ser er tilgjengelige og i samsvar med forskriftsmessige krav (514.5) • områdeklassifisering for spesifikke områder er klar (512.2) • føringsveier, kanaler og liknende er i samsvar med fastsatte krav • materiell, utstyr og driftsmidler er tilpasset og mon­ tert i samsvar med bruksområder, brukskategori og romklassifisering • ledere og vern er dimensjonert og koordinert i sam­ svar med normer og forskriftsmessige krav (strømføringsevne, maks tillatt spenningsfall, utløsekrav til vern osv.) • ledere og vern er montert i samsvar med beregnings­ grunnlag (dokumentasjon) • valg og installering av utstyr for beskyttelse og over­ våking er i samsvar med normer og krav (kapittel 53) • det er valgt riktig /egnet skille- og bryterutstyr, og at det er riktig plassert (kapittel 46 og punkt 537) • sikringer, kontaktorer, releer, brytere, koblingsklemmer osv. er merket og tilfredsstillende tilkoblet • det ikke er skader på den delen av installasjonen som

264

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll er synlig (kabler, røranlegg, ledere, vern, koblingsut­ styr, signal- og meldeutstyr, fordeling, kapslinger og jordingssystemer) • det er tilstrekkelig avstand mellom varmeutviklende driftsmidler og lettantennelig materiale • brannvegger og andre forholdsregler for beskyttelse mot varme og for å hindre spredning av ild er i sam­ svar med krav og spesifikasjoner • anleggets tilgjengelighet er tilstrekkelig for betjening, ettersyn og vedlikehold

2 Beskyttelse mot direkte berøring • Ved beskyttelse ved isolering (412.1) må alle spenningsførende deler være fullstendig dekket av iso­ lasjon • Ved beskyttelse ved avskjerming og kapslinger (412.2) skal alle spenningsførende deler være avskjermet el­ ler kapslet, og kapslingen skal være betryggende fes­ tet • Beskyttelse ved hjelp av hindre (412.3) må være hen­ siktsmessig. Avstander må kontrolleres • Ved beskyttelse ved plassering utenfor rekkevidde (412.4) må forskriftsmessige avstander som gir sikker beskyttelse mot utilsiktet berøring klargjøres. Avstan­ der må kontrolleres • Områder med beskyttelse ved hjelp av hindre og plas­ sering utenfor rekkevidde skal være tilgjengelige bare for personellkategori BA4 og BA5

3 Beskyttelse med beskyttelsesleder • Alle utsatte deler skal være tilkoblet installasjonens hovedjordskinne via beskyttelsesleder • For TN-systemer skal alle utsatte deler være tilknyt­ tet systemets jordede punkt gjennom PE- eller PENleder • Beskyttelsesleder, jordleder og potensialutjevningsleder må være dimensjonert med forskriftsmessige tverrsnitt • Beskyttelsesleder, jordleder og potensialutjevningsleder må være riktig forlagt • Ujordede lokale utjevningsforbindelser må ikke være i forbindelse med jord og heller ikke være tilkoblet via stikkontakt • Utsatte deler som forsynes fra transformator med sik­ ker elektrisk atskillelse, og som forsyner flere utstyr­ senheter, må være tilkoblet ujordede utjevningsfor­ bindelser • Utsatte deler i FELV-kretser (som forsynes fra trans­ formator uten sikker atskillelse), skal

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

265

- enten tilkobles ujordet utjevningsforbindelse i primærkretsen (når primærkretsen er beskyttet ved hjelp av elektrisk atskillelse) eller - tilkobles primærkretsens PE-leder når beskyttelse mot indirekte berøring skal skje ved automatisk utkobling eller varsling - Isolasjonsmotstanden i FELV-kretser skal være i samsvar med tabell 61 A, det vil si minst 0,5 M(l. • Beskyttelsesledeme må være godt tilskrudd og beskyt­ tet mot korrosjon og oksidering • Det må ikke være forbindelse mellom beskyttelsesleder og faseleder • Beskyttelsesleder og faseleder må ikke bli forvekslet • Beskyttelsesleder og nøytralleder (TN-nett) må ikke bli forvekslet • Beskyttelsesledere og faseledere må være riktig mer­ ket • Ingen bryter eller beskyttelsesinnretning må være kob­ let slik at de kan føre til brudd i beskyttelseslederen • PEN-leder eller N-leder (TN-nett) må ikke kunne bry­ tes alene • Overstrømsvern, motorvern, effektbrytere osv. skal ha tilstrekkelig bryteevne og riktig utløsekarakteristikk og være riktig innstilt • Jordfeilbrytere, jordfeilvarslere, utstyr for isolasjonsovervåkning, overspenningsvem osv. skal være tilpas­ set bruksforholdene og være riktig innstilt 4 Beskyttelse uten beskyttelsesleder • Ved beskyttelse ved SELV, PELV og elektrisk atskil­ lelse må strømkilden være riktig valgt (411 og 413.5) • Ved SELV, PELV og FELV må ikke plugger og stik­ kontakter kunne forveksles og brukes ved høyere spen­ ninger og omvendt • Ved beskyttelse ved bruk av utstyr i klasse II (413.2) eller tilsvarende må det påses at det ikke er noen skade på isolasjonen, at kapslingen ikke er gjennombrutt av ledende deler som kan overføre et potensial, og at kapslingen er i samsvar med fastsatte krav • Ved beskyttelse ved hjelp av ikke-ledende omgivelser må isolasjonsresistansen i gulv og vegger tilfredsstille forskriftsmessige krav (minst 50 k fl ved U < 500 V, og minst 100 kfl ved U > 500 V). Utsatte deler må være plassert slik at samtidig berøring mellom to ut­ satte deler eller mellom en utsatt del og en annen le­ dende del ikke er mulig. (Beskyttelse ved hjelp av ikkeledende omgivelser kan bare benyttes når installasjo­ nen bare omfatter fast installert utstyr)

266

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll •

Ved bruk av elektrisk atskillels (413.5) må det klargjøres om - utgående krets fra sikkerhetstrafo er utført etter 413.5 - utgående krets fra trafoen er lagt isolert fra jord - at utsatte deler ikke er forbundet til beskyttelsesleder eller til utsatte deler i andre strømkretser når det bare er ett forbruksapparat som forsynes fra den elektrisk atskilte kretsen - utsatte deler innbyrdes er forbundet med ujordete le­ dere for utjevningsforbindelser dersom flere forbruksapparater er forsynt fra samme trafo - sikkerhetstrafo som forsyner flere utstyrsenheter der det kan oppstå isolasjonsfeil til to utsatte deler slik at de kan bli utsatt for berøringsspenning, er utført med vern som kan kople fra strømtilførselen

Klargjøring av krav og funksjon, funksjonsprøving • I denne fasen skal en klargjøre om alle beskyttelsesinnretninger fungerer som de skal, og at de er utført i sam­ svar med fastsatte krav: • Personer, husdyr, materiell og utstyr må ikke bli utsatt for fare under denne sekvensen • Kontroll av spenningsfall. Dokumentasjon for beregnet spenningsfall skal kontrolleres eller dokumenteres (525.1) • Klargjøring av funksjon og funksjonsdyktighet, det vil si funksjonsprøving av - jordfeilbrytere og jordfeilreleer - isolasjonsovervåkningsinnretninger og jordfeilvarsling - melde- og visningsinnretninger - annet beskyttelses- eller sikkerhetsutstyr som signalog alarmanlegg, nødstoppbrytere, endebrytere, nødlys, forriglingsfunksjoner, innretninger for beskyttelse mot brann og liknende - spenningskontroll - riktig retning av dreiefelt ved bruk av elektriske mo­ torer - at motorvem er riktig innstilt (innstilt på driftsstrøm) - at kortslutningsvemene for motorer er allpolig (dette er ikke et forskriftsmessig krav i IT-installasjoner. De bør imidlertid være allpolige for å unngå enfasedrift ved topolig jordslutning i IT-installasjoner) • Funksjonsprøving av bryter- og kontrollutrustning, drivinnretninger og regulatorer (kontroll med hensyn til riktig montasje, justering og funksjonsdyktighet)

Kontrollmåling I denne fasen får vi kontrollert den reelle tilstanden for an­ legget. Her fastslår vi ved hjelp av egnede instrumenter og måleverdier de forskriftsmessige kravene vi ikke fikk klar­

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

267

lagt under avsnittene «Besiktigelse» og «Klargjøring av krav og funksjon, funksjonsprøving». Det vil si at vi får kontrol­ lert om spenningsnivåer som nettspenning og berøringsspenning, isolasjonsresistans, jordresistans, jordlederresistans, feilstrøm og utløseverdier osv. tilfredsstiller fast­ satte krav. Under har vi satt opp en liste over hva en bør kontrollere ved en kontrollmåling. • Spenning (nominelle verdier) og strøm • Kortslutningsstrøm og sløyferesistans • Jordresistans • Overgangsresistans mot jord • Resistans i beskyttelsesjordleder • Feilspenning og feilstrøm • Isolasjonsresistans mellom - faseleder og jord - nøytralleder og jord - faseledere - faseledere og nøytralleder • (Vedrørende nye verdier og minimumskrav for isolasjons­ resistans, se tabell 61 A) • Isolasjonsresistans (atskillelse) måles for å kontrollere - atskillelse av spenningsførende deler i SELV-kretser fra tilsvarende deler av andre kretser og fra jord. Minimumsverdier etter tabell 61 A. - atskillelse av spenningsførende deler i PELV-kretser fra tilsvarende av andre kretser og fra jord. Minimums­ verdier etter tabell 61A - atskillelse av spenningsførende deler i elektrisk atskilte kretser fra tilsvarende deler av andre kretser og fra jord. Minimumsverdier etter tabell 61A • Kontroll av om det er forveksling mellom - faseleder og beskyttelsesleder - nøytralleder og beskyttelsesleder • Potensialutjevning, jord og utsatt del • Resistans i gulv og vegger i ikke-ledende omgivelser (minst 50 kfl ved U < 500 V, og minst 100 kfl ved U > 500 V). Kravet kan bare kontrolleres for fast installert utstyr • Kontroller eller bestem dreieretningen for motorer • Måle driftsstrøm for motorer (for innstilling av motovem) • Kontroller om topolig jordslutning i IT-installasjoner gir allpolig utkobling av motorers kortslutningsvem

På de neste sidene ser du eksempler på kvalitetskontroll i en elektrisk installasjon utført som TN-nett og som IT-nett. Ek­ semplene er tatt med bare som en påminnelse om hvordan slike kontroller kan gjøres. Kvalitetskontroll for de øvrige beskyttelsesartene SELV, PELV, FELV, elektrisk atskillelse, isolasjon og utstyr i klasse II blir gjort på samme måten.

268

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

Eksempel på kvalitetskontroll i TN-nett Besiktigelse •

Som for alle nett- og beskyttelsesforhold (generelle, se foran)

Klargjøring av krav og funksjon I denne fasen skal det klargjøres om alle beskyttelsesinnretninger fungerer som de skal, og at de er utført i sam­ svar med fastsatte krav: • Personer, husdyr, materiell og utstyr må ikke bli ut­ satt for fare under denne sekvensen • Klargjøring av funksjon og funksjonsdyktighet, det vil si funksjonsprøving av - jordfeilbrytere og jordfeilreleer - isolasjonsovervåkningsinnretninger og jordfeilvarsling - melde- og visningsinnretninger - annet beskyttelses- eller sikkerhetsutstyr som sig­ nal- og alarmanlegg, nødstoppbrytere, endebrytere, nødlys, forriglingsfunksjoner, innretninger for be­ skyttelse mot brann osv. - spenningskontroll osv. - riktig retning av dreiefelt ved bruk av elektriske mo­ torer - motorvern riktig innstilt (innstilt på driftsstrøm) • Fastslå at Zs

U — J eller at Zs • Ia =S U0 a

der Zs = sløyfeimpedans UQ = nominell spenning mot jord / = overstrømsvernets utløsestrøm • *

Jordfeilvern funksjonsprøves med prøvetast For å oppnå spenningsbegrensning ved jordslutning i en faseleder utenfor anlegget bør følgende krav være tilfredsstilt: S < 2 Q eller D

Rb

■ Uv

—----- -

U. eller

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

269 Ar

REP

50 V

U U0 - UL

230 V - 50 V

1 3,6 ’

der Rb= resulterende overgangsresistans til jord for alle parallelle jordelektroder 1?E= den minste antatte overgangsresistans til jord fra andre ledende deler som ikke er tilkoblet PEleder, og som en feilstrøm mellom fase og jord må passere t/L = maksimum tillatt varig berøringsspenning

Kontrollmåling Beskyttelse ved indirekte berøring • Spenning (nominelle verdier) og strøm • Sløyferesistans (kan beregnes eller måles lavohmig) • Kontroller om elverket har oppgitt høyeste og laveste kortslutningsstrøm ved inntaket • Jordresistans (lavohmig måling) • Overgangsresistans mot jord (lavohmig måling) • Resistans i beskyttelsesjordleder (lavohmig måling) • Potensialutjevning mellom jord og utsatt del (lavohmig måling) • Feilspenning og feilstrøm • Isolasjonsresistans mellom (høyohmig måling) - faseledere - faseleder og jord - faseledere og nøytralleder - nøytralleder og jord • Vedrørende krav til isolasjonsresistans, se tabell 61A • Kontroller om det er forveksling mellom - faseleder og beskyttelsesleder (faseprøving eller spenningsmåling mot jord) - nøytralleder og beskyttelsesleder (lavohmig måling) • Potensialutjevning, jord og utsatt del • Resistans i gulv og vegger i ikke-ledende omgivelser (minst 50 k (1 ved U 500 V, og minst 100 k fl ved U > 500 V). Beskyttelse ved hjelp av ikke-ledende omgivelser kan bare benyttes når installasjonen bare omfatter fast installert ut­ styr • Kontroller og bestem dreieretning for motorer. Kan kon­ trolleres ved fasefølgemåling • Mål driftsstrøm for motorer (for innstilling av motorvem). Forøvrig må alle justerbare vern innstilles i henhold til vernskjema

270

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll Beskyttelse gjennom overstrømsinnretning: • Sløyfeimpedansen (kan beregnes eller måles med spe­ sielt tilrettelagt instrument) • Beregn eller kontroller om utkoblingsstrøm, antatt berøringsspenning og utkoblingstid er i samsvar med de forskriftsmessige krav:

Beskyttelse gjennom jordfeilinnretning: • Utkobling ved oppnådd utløsestrøm (nominell utløsestrøm) • Maksimal tillatt berøringsspenning skal ikke over­ skrides • Kontroller at det ikke er noen forbindelse mellom beskyt­ telsesleder og nøytralleder etter jordfeilvem (høyohmig isolasjonsmåling)

der Zs= sløyfeimpedans UQ= nominell spenning mot jord Ia = overstrømsvernets utløsestrøm ^An= jordfeilvernets nominelle utløsestrøm (feilstrøm)

Eksempel på kvalitetskontroll i IT-nett Besiktigelse •

Som for generelle anlegg (se foran)

Klargjøring av krav og funksjon, funksjonsprøving I denne fasen skal det klargjøres om alle beskyttelsesinnretninger fungerer som de skal, og at de er utført i sam­ svar med fastsatte krav: • Personer, husdyr, materiell og utstyr må ikke utsettes for fare under denne sekvensen • klargjøring av funksjon og funksjonsdyktighet, det vil si funksjonsprøving av - jordfeilbrytere og jordfeilreleer - isolasjonsovervåkningsinnretninger/jordfeilvarsling

271

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

•

- melde- og visningsinnretninger - annet beskyttelses- eller sikkerhetsutstyr som signalog alarmanlegg, nødstoppbrytere, endebrytere, nødlys, forriglingsfunksjoner, innretninger for beskyttelse mot brann osv. - spenningskontroll - riktig retning av dreiefelt ved bruk av elektriske mo­ torer - at motorvem er riktig innstilt (innstilt på driftsstrøm) - at kortslutningsvern for motorer er allpolig. (Dette er ikke et forskriftsmessig krav. Kortslutningsvemet bør imidlertid være allpolig for å unngå enfasedrift ved topolig jordslutning.) Funksjon/virksomhet ved første jordfeil: Fastslå at 7?.Ad • /, U,L

der R = overgangsresistans til jord fra utsatte deler UL= høyeste tillatte varige berøringsspenning (50 V) Zd = feilstrømmen ved første jordfeil. Denne blir be­ stemt av energiverket og settes normalt til 1,5 niA/ kVA transformatorytelse. Det vil si at for en 500 kVA transformator fastsettes Id til 1,5 mA • 500 = 750 mA • utkoblings- og varslingskrav: - Utkobling ved jordfeilvem når Id > I n (413.1.5 og 532.2.1.3) - alarm/jordfeilvarsling når Id > 30 mA (413.1.5 og 532.3) • Jordfeilvern og jordfeilvarsler funksjonsprøves • Utkobling ved topolig jordslutning: - Ved jordede anlegg eller kurser er feilstrømmen ved topohg jordslutning den minste feilstrømmen som kan oppstå. En må undersøke om den er stor nok til å løse ut det minste vernet i feilsløyfa innenfor riktig tid. (Jamfør 113.6e og 413.1.5.5.) Utkoblingen bør helst skje på vernets elektromagnetiske område - Feilstrømmen kan kontrolleres og beregnes ved PCberegnet jordslutningskontroll med reell feilsløyferesistans, alternativt med identisk kurs eller manuelt - Eksempel på manuell beregningsmåte:

0,95 ^k2p-jord

~

z v k maks inn

272

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll der U 0,95

Lk

V inn maks

rkzp-jord.

installasjonens spenning i volt ved den aktuelle fordelingen en faktor som blir brukt ved beregning av minste kortslutningsstrøm når 100 V > U 400 V impedansen i milliohm (m(l) ved 80 °C i faseledere og jordledere som tar del i feilsløyfa fra den aktuelle fordelingen maksimalverdi av kortslutningsstrømmen i kiloampere (kA) inn på den aktuelle fordelingen strømmen i feilsløyfa ved topolig jordslutning

Kontrollmåling Kontroller • spenning (nominelle verdier) og strøm • at elverket har oppgitt maksimal kortslutningsstrøm på inntaket, og at kortslutningsvemets bryteevne er i sam­ svar med dette • jordresistans (lavohmig måling) • overgangsresistans mot jord (lavohmig måling) resistans i beskyttelsesjordleder (lavohmig måling) • potensialutjevning mellom jord og utsatt del (lavohmig måling) • feilspenning og feilstrøm • isolasjonsresistans mellom (høyohmig måling) - faseledere - faseleder og jord • resistans i gulv og vegger i ikke-ledende omgivelser (minst 50 k (2 ved U 500 V, og minst 100 kfl ved U > 500 V). Beskyttelse ved hjelp av ikke-ledende omgivelser kan bare benyttes når installasjonen bare omfatter fast in­ stallert utstyr • om det er forveksling av faseleder og beskyttelsesleder (faseprøving eller spenningsmåling mot jord) • dreieretning for motorer dersom den etterfølgende in­ stallasjon også skal omfatte motorer • driftsstrøm for motorer (for innstilling av motorvem) • om topolig jordslutning gir allpolig utkobling av motorers kortslutningsvern Beskyttelse ved indirekte berøring gjennom overstrømsvem: En skal kontrollere at overgangsresistansen for jorde-

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

273

lektrode (7?A) og fastsatt feilstrøm Zd ved første jordfeil er tilpasset maksimal tillatt varig berøringsspenning UL (UL 50 V) slik at beskyttelse ved indirekte berøring gjennom overstrømsvern kan tillates. Berøringsspenningen ved nominell feilstrøm kan en beregne slik:

RAd R

• •

U, L

der R.= overgangsresistansen til jord fra utsatte deler Zd = feilstrømmen ved første jordslutning mellom en faseleder og en utsatt del Uv = høyeste tillatte varig berøringsspenning (413.1.1.1) Overgangsresistans mot jord og resistans for utjevningsforbindelser kontrolleres. Det skal kontrollmåles eller beregnes at det minste ver­ net i en feilsløyfe som oppstår ved topolig jordslutning, vil løse ut. Utløsetiden må være lavere enn maksimal tillatt varighet etter tabell 41 A eller 4IB. Se beregnings­ grunnlag for utløsekontroll ved topolig jordslutning

Beskyttelse ved strømstyrt jordfeilvern: • Utkobling senest ved oppnådd nominell utløsestrøm • Grensen for maksimal tillatt varig berøringsspenning må ikke overskrides • Maksimal tillatt overgangsresistans for jordelektrode måles. De maksimale verdiene må tilpasses tabellen nedenfor med hensyn til jordfeilvern og utløsestrøm • Berøringsspenningen beregnes som ovenfor

Maksimal tillatt overgangsresistans, Z?A, avhengig av nominelle utløseverdier for jordfeilvern (målt ved utsatt del)

Nominell utløseverdi ZAn for jordfeilvern

I,An i mA

10

30

100

300

500

Maksimal tillatt overgangsresistans, /?A,’ målt ved utsatt del

R, i ohm ved t/L = 50 V 5000 UL = 25 V 2500

1667 833

500 250

166 83

100 50

Figur 4.8a-f viser en forenklet framstilling av kvalitets­ kontroll for en elektrisk installasjon. Oversikten er gjort for å vise den totale sammenhengen. Det er også tatt med en oversikt over måling ved de forskjellige beskyttelsesforholdene.

274

Figur 4.8a

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

275

Besiktigelse Anleggsoppføring - Riktig og tilstrekkelig dokumentasjon - Riktig valg av materiell og utstyr - Oppfølging av installasjonsarbeidet - Montasjeveiledning og avtaler overholdes - Sjakter og utsparinger for gjennomføring av kabler, rør, kanaler osv.

Materiell og utstyr - Alt materiell og utstyr CE-merket i henhold til normer og direktiver - Tilpasset bruksområde og krav til ytre påvirkninger - Overholde montasjekrav for rom med spesifikke ytre påvirkninger - Overholde spesifikke montasjeanvisninger fra leverandør - Klargjøre synlige feil og mangler på materiell, utstyr og montasje

Beskyttelse mot direkte berøring Metoder for beskyttelse mot elektriske støt ved normal drift (direkte berøring): - SELV (safety extra low voltage) når U 25 V AC eller U 60 V DC - SELV pluss tilleggsbeskyttelse når U > 25 V AC eller U > 60 V DC - PELV (protective extra low voltage) pluss tilleggsbeskyttelse - FELV (functional extra low voltage) pluss tilleggsbeskyttelse - Beskyttelse mot berøring av aktive deler ved isolering - Anordning/tilpasning av utstyr for beskyttelse - Beskyttelse ved bruk av hindere - Beskyttelse ved plassering utenfor rekkevidde Beskyttelse ved indirekte berøring Metoder for beskyttelse mot elektriske støt ved feil (indirekte berøring): - SELV (safety extra low voltage) - PELV (protective extra low voltage) pluss tilleggsbeskyttelse - FELV (functional extra low voltage) pluss tilleggsbeskyttelse O verstrømsbesky ttelse: - Valg av type beskyttelse - Innstilling

Overvåkingsinnretninger: - Valg av type - Innstilling Bruk av utstyr i klasse II Beskyttelse ved ikke-ledende omgivelser (kan bare benyttes når installasjonen bare omfatter fast installert utstyr): - Bruksområder/nettsystem/avstander/hindere

Elektrisk atskillelse: - Forsyning av én utstyrsenhet - Forsyning av flere utstyrsenheter

Figur 4.8b

276

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

Funksjonsprøving Generelt - Ingen fare for personer, husdyr, materiell og utstyr ved funksjonskontroll

Sikkerhetsinnretninger Funksjonsprøving av: - Strømstyrt jordfeilbrytere - Strømstyrt jordfeilvarsling - Regulatorer - Alarm- og meldefunksjoner - Forriglingsfunksjoner Apparatanlegg Funksjonsprøving av - bryter og kontrollutrustninger - stømstyrt jordfeilvarsling - isolasjonsovervåkingsutstyr - alarm- og meldefunksjoner - forriglingsfunksjoner

Isolering - Spenningsprøving når det brukes ikke dokumentert tilleggsisolering for å oppnå isolasjonsklasse II (utstyr klasse II) Figur 4.8c

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

277

Kontrollmåling Målinger som skal gjennomføres: - Spenning - Strøm - Feilstrøm - Feilspenning - Berøringsspenning - Isolasjonsresistans - Jordlederresistans - Resistans i utjevningsforbindelser - Overgangsresistans mot jord - Resistans i isolerende gulv og vegger

Oversikt over måling ved de forskjellige beskyttelsesforhold: SELV: - Måling av driftsspenning (voltmeter) - Isolasjonsresistans mot jord (isolasjonsmåler - megger) (tabell 61 A) - Sikker atskillelse mellom primær- og sekundærside (isolasj onsmåling) PELV: - Som for SELV Eventuell jording av strømkrets må frakoples før isolasjonsmåling (tabell 61 A) FELV: - Måling av driftsspenning - Isolasjonsresistans mot jord (tabell 61A - minst 0,5 Mfl ved prøvespenning på 500 V DC) - Lavohmig måling om utsatte deler er tilknyttet primærkretsens PE-leder eller til en ikke jordet utjevningsforbindelse i primær-kretsen

IT-nett: Med overstrømsvem: - Måling og /eller beregning av sløyferesistans med påfølgende beregning av feilstrøm og utløsekontroll ved topolig jordslutning - Isolasjonsmåling: • faseleder-faseleder • faseleder-PE-leder - Gjennomgående forbindelse for PE-ledere (resistansmåling)

Med strømstyrt jordfeilvem: - Funksjonsprøving av jordfeilvem. Betjening av prøvetast - Gjennomgående forbindelse for PE-ledere (resistansmåling) Med isolasjonsovervåking: - Funksjonsprøv utstyr for isolasjonsovervåking. Betjening av prøvetast - Funksjonsprøv utstyr for isolasjonsovervåking ved kunstig jordfeil i nett - Gjennomgående forbindelse for PE-ledere (resistansmåling)

Figur 4.8d

278

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

TN-nett: Ved overstrømsvern: - Måling eller beregning av sløyferesistans/kortslutningsstrøm med kontroll av utløsekrav - Isolasjonsmåling: • faseleder-faseleder • faseleder-N-leder • faseleder-PE-leder • faseleder-jord • N-leder-PE-leder • N-leder-jord - Gjennomgående forbindelse for PE-ledere (resistansmåling) - Resulterende overgangsresistans mot jord (apparat for måling av jordresistans) - Polaritetskontroll for å kontrollere at enpolede brytere ikke er plassert i nøytralleder Ved strømstyrt jordfeilvern: - Ingen forbindelse mellom N-leder og PE-leder/jord etter jordfeilvern (isolasjonsmåling) - Måling av utløsestrøm eller feilspenning/berøringsspenning - Funksjonsprøving av jordfeilvern (betjening av prøvetast)

TT-nett: Ved strømstyrt jordfeilvern: - Måle jordelektroders overgangsresistans til jord - Funksjonsprøving av jordfeilvern (betjening av prøvetast) - Måling av utløsestrøm eller feilspenning/berøringsspenning Beskyttelse ved bruk av utstyr klasse II eller tilsvarende: Normalt ikke nødvendig. Med er det tvil om isolasjonsevnen eller dersom kapslingen ikke er prøvet tidligere, bør den spenningsprøves i samsvar med kravet for utstyr i klasse II: - 4000 V vekselspenning i 1 min når ri 500 V mellom aktive deler og den ytre mantelen Beskyttelse ved hjelp av ikke-ledende omgivelser: - Resistansen i isolerende gulv og vegger i samsvar med 413.3.4 og ikke mindre enn 50 kri ved ri 500 V 100 kri ved ri 500 V - Kontroll av avstander ved bruk av hindere og plassering utenfor rekkevidde. (NB! Beskyttelse ved hjelp av ikke-ledende omgi­ velser og kravene for disse kan bare brukes når installasjonen bare omfatter fast installert utstyr (ikke tilkopling via plugg), eller når området bare er tilgjengelig for personellkategori BA4 eller BA5. Beskyttelse ved ujordet lokal utjevningsforbindelse: - Kontrollmåling (isolasjonsmåling) for å konstatere at det ikke er noen forbindelse mellom utjevningsforbindelsene og jord - Kontroll for gjennomgående forbindelse mellom potensialutjevningsledeme (resistansmåling)

Figur 4.8e

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

279

Beskyttelse gjennom elektrisk atskillelse: - Kontrollmåling av sekundærspenning (L7 500 V) - Isolasjonsmåling mellom fase og jord i den atskilte kretsen (sekundærsiden) - Ved forsyning av flere utstyrsenheter: • Lavohmig måling av ujordete ledere for utjevningsforbindelse mellom utsatte deler • Kontroll for gjennomgående forbindelse mellom potensialutjevningsledeme • Måling/kontroll av lederresistans og feilstrøm med påfølgende kontroll av at de valgte vern løser ut ved dobbelfeil fra forskjellige faseledere til utsatte deler. Kontrollen skal være i samsvar med tabell 41. Utløsekravet kan også klargjøres ved fullstendig beregning. Figur 4. lf

Tabell 61A

Minsteverdier for isolasjonsresistans og målespenning Nominell kretsspenning (V)

Målespenning V (likespenning)

Isolasjons­ resistans Mri

SELV og PELV

250 V

> 0,25

U 500 V med unntak av SELV og PELV ovenfor

500 V

>0,5

U > 500 V

1000 V

>1,0

Figur 4.8g

Isolasjonsmotstanden målt med de samme prøvespenningene som er angitt i tabell 61 A, er tilfredsstillende dersom hver krets med alle apparater frakoblet har en isolasjonsmotstand som ikke er mindre enn de tilsvarende verdiene som er angitt i ta­ bell 61A. Målingene skal utføres med likestrøm. Prøveapparatet skal kunne levere prøvespenningen som er angitt i tabell 61A ved en belastning på 1 mA. Dersom installasjonen inneholder elek­ tronisk utstyr, skal de kobles fra eller fase- og nøytralledere sammenkobles under målingen.

280

Kvalitetssikring, internkontroll og kvalitetskontroll

Kontrollspørsmål 1 Hva mener vi med disse begrepene? a Kvalitet b Kvalitetssikring c Kvalitetsstyring d Avvik e Kvalitetshåndbok f Kvalitetskontroll g Egenkontroll h Korrigerende tiltak 2 Hva mener vi med disse begrepene? a Internkontroll b Internkontrollsystem c Internkontrollhåndbok 3 Hva er målet med internkontroll? 4 Hva kan innholdet i en internkontrollhåndbok være? 5 a Hvem gjelder internkontrollen for? b Hvem har plikt til internkontroll? 6 Hvilket ansvar og hvilke plikter har de enkelte medar­ beidere i en bedrift når det gjelder internkontrollen? 7 Hvilket virkeområde gjelder internkontrollforskriften for? 8 Hva mener vi med tilsynsmyndighet, og hvem har denne myndigheten når det gjelder internkontroll? 9 Interkontrollen skal tilpasses bedriftens eller virksomhe­ tens art, aktiviteter, risikoforhold osv. og stiller en rekke krav til dokumentasjon. a Kan du nevne de kravene som må dokumenteres? b Hvilken dokumentasjon må dokumenteres skriftlig? 10 Hva mener vi med a sjekkliste for internkontroll b kontrollbeskrivelse for internkontroll 11 Hva mener vi med tilsynsloven, og hvordan kan vi følge den opp? 12 Hva mener vi med kvalitetskontroll av elektriske anlegg, og hvordan kan den i prinsippet bli gjennomført? 1 3 Forklar kort hva vi mener med fasene nedenfor når det gjelder kvalitetskontroll: a Besiktigelse/inspeksjon b Klargjøring av krav og funksjon c Kontrollmåling

281

Vedlegg 1 I0 8 IO-OOOOE

282

Vedlegg 2

RENSENDE

ADDITIV

| § cf®

iXo#

30000-01 901

i °

1

Termliste Nynorsk - bokmål band - bånd breidd - bredde drivarutstyr - drivutrustning eining - enhet einingssignal - enhetssignal einskapleg - enhetlig fråfallsforseinking - frafallsforsinkelse grannsemd - nøyaktighet grunneining - grunnenhet haldefunksjon - holdefunksjon hovudkrins - hovedkrets innkoplingsforseinking - innkoblingsforsinkelse krins - krets motordriven - motordrevet omgrep - begrep open - åpen operasjonsteikn - operasjonstegn oppløysing - oppløsning overvaking - overvåkning programmeringseining - programmeringsenhet reléutforming - reléutførelse rørsle - bevegelse sanningstabell - sannhetstabell sentraleining - sentralenhet som kan programmerast - programmerbar sonebreidd - sonebredde steg - trinn stegvis - trinnvis storleik - størrelse straum - strøm straumforsyningseining - strømforsyningsenhet strøymingsfart - strømningshastighet styreeining - styreenhet styrekrins - styrekrets styringseining - betjeningsenhet surleiksgrad - surhetsgrad teikn - tegn teljar - teller telje - telle teljefunksjon - tellefunksjon tidsforseinking - tidsforsinkelse verkemåte - virkemåte verknadsforløp - virkningsforløp

284

Termliste

Bokmål - nynorsk begrep - omgrep betjeningsenhet - styringseining bevegelse - rørsle bredde - breidd bånd - band drivutrustning - drivarutstyr enhet - eining enhetlig - einskapleg enhetssignal - einingssignal frafallsforsinkelse - fråfallsforseinking grunnenhet - grunneining holdefunksjon - haldefunksjon hovedkrets - hovudkrins innkoblingsforsinkelse - innkoplingsforseinking krets - krins motordrevet - motordriven nøyaktighet - grannsemd operasjonstegn - operasjonsteikn oppløsning - oppløysing overvåkning - overvaking programmerbar - som kan programmerast programmeringsenhet - programmeringseining reléutførelse - reléutforming sannhetstabell - sanningstabell sentralenhet - sentraleining sonebredde - sonebreidd strøm - straum strømforsyningsenhet - straumforsyningseining strømningshastighet - strøymingsfart styreenhet - styreeining styrekrets - styrekrins størrelse - storleik surhetsgrad - surleiksgrad tegn - teikn telle - telje tellefunksjon - teljefunksjon teller - teljar tidsforsinkelse - tidsforseinking trinn - steg trinnvis - stegvis virkemåte - verkemåte virkningsforløp - verknadsforløp åpen - open

Stikkord

A adressedekodar 25 adresseteljar 25 analog informasjon 67 analog-digital omforming 32 analog-digital signalomforming (AD-omforming) 58 analog inngangsmodul 31 analogt signal 57 anlegget i driftsklar stilling 12 arbeidskontakt 45 arrangementsteikning 16 astabile vipper 95 ASV 90 automatisering 121 automatiseringsverktøy 21 automatisk regulering 142 av/på-regulator 145 av/på-regulering 183 avvik 213 avvikskostnad 214

B BCD 109 besiktigelse 263 binært signal 57 binært tal 100 binær variabel 68 binærkoda desimalsystem (BCDsystem) 109 bistabil vippe 95 bit 24 blokkskjema 169 boolsk akkumulator 25 busslinje 24 bussmaster 34 bussystem 34 byte 24

C CLEAR-inngang 97

D D-regulator 198 D-vippe (datavippe) 95 de Morgans teorem 84 desimaltal 100 dialogutstyr 124 digital informasjon 67 digital-analog omforming 32 digital-analog signalomforming (DA-omforming) 62 digital inngangsmodular 29 digital signal 58 digitalt utgangsmodul 31 digitalteknikk 65 direktevirkende regulatorutgang 181 direktevirkende utgang 183 diskontinuerlig regulering 183 dobbeltord 24 dokumentasjon 128 dokumentasjon 234 dynamisk grannsemd 138 dynamisk reguleringsforhold 189 dødtid 158

E EAROM 26 EEROM 26 egenkontroll 213, 256 éinflankestyrt JK-vippe 97 EKSKLUSIV-ELLER-funksjon 80 elektrisk-pneumatisk omformer 152 ELLER-funksjon 72

energifunksjon 9, 126, 147 energiutrustningen 162 EPROM 26 er-verdien 141 ESV 90 F flytskjema 168 forebyggende kostnader 214 forsterkningsfaktor 192 forstillingselement 133 forstillingsmekanismar og pådragsorgan 143 forstillingsmekanisme 157 forstillingstid 180 forstyrrelse 160 fråfallsforseinka 89 funksjonsområde 36 funksjonsskjema 49 følarar, sensorar og givarar 134 følgeregulering 161 H haldefunksjon 86 heksadesimalt tal 101 hysterese 138 hysteresekurve 98 hysteresespenning 98 høgområde 68 håndbok for internkontroll 223 I I-regulator 194 I-virkning 196 IEC 168 IK 211 IKKJE-funksjon 74 inngangsmodul 29

286

innkoplingsforseinka 89 instruksjon 28 instrumentert flytskjema 171 integraltid 197 internkontroll 215 internkontrollforskriften 215 intemkontrollhåndboka 223 internkontrollsystem 216 inverterar 74 invertere 74 ISO 168 J JK-vippe 96 K kalibrering 159 komparator 150 konstantregulering 161 kontinuerlege regulator 145,186 kontroll- og prøvekostnad 214 kontrollfunksjon 9, 125, 127 kontrollmåling 259, 266 kontrollnivå 164 kontrollutrustning 163 kontrollutstyr 148 Korrigerende tiltak 215 KS 211 kvalitet 212 kvalitetskontroll 211,213 kvalitetskostnad 214 kvalitetssikring 211 kvalitetssikringshåndbok 213 kvalitetsstyring 212 kvalitetssystem 212 kvantiseringssprang 58 kvilekontakt 45

L LDT 98 linearitet 138, 158 logikk 65 logisk 0 68 logisk 1 68 logisk ein-nivå 66 logisk null-nivå 66 logisk styrefunksjon 41

Stikkord logiske tidsfunksjonar 89 lukka reguleringssløyfe 142 lågområde 68 M manuell regulering 142 mikroprosessoren 22 MMK (menneske-maskinkommunikasjon) 16, 163 moduloppbygde 22 monostabil vippe 95 måleomformer 161 måleområde 162 måleverdiomformar 136, 137

N NELLER-funksjon (NOR-funksjon) 75 NOG-funksjon (NAND-funksjon) 76

O OG-funksjon 71 operanddel 28 operasjonsdekodar 25 operasjonsdel 28 operasjonsteikn 28 oppløysing 32, 138 ord 24 overordna kontrollfunksjon 9 overordna kontrollnivå 127 P P-og-I-skjema 171 P-regulator 191 P-virkning 196 PACK 114 PE 233 PI-regulator 194 PID-regulator 198 PLS-funksjon 10 posisjonssystem 100 potensialskild (elektrisk skild) utgangsmodul 31 potensialskild inngangsmodul 31 praktisk logikkelement 71

PRESET-inngang 97 Produkt- og Elektrisitetstilsynet 233 programmering 38 programord 28 programspråk 38 PROM 26 proporsjonalbånd 203 proporsjonal prosess 187 proporsjonalforsterkning 192, 203 prosess 133 prosessavsnitt 17, 164 prosesselement 133 prosessflytskjema 170 prosessfunksjon 9, 126, 147 prosesskontroll 152 prosessobjekt 162 prosessutrustning 162 prosessutstyr 9 pulsteknikk 66 pådrag 154 pådragsorgan 142, 157

R RAM 26 regulering 141 reguleringsavvik 160 reguleringsinnretning 143, 186 reguleringsobjekt 143, 186 reguleringssløyfe 122, 150 regulert størrelse 160 reléfunksjon 10 reléutforming 41 repeterevne 138 reversert utgang 183 reversvirkende regulatorutgang 181 ROM 26

S samanliknar 150, 162 samsvarserklæring 234 sanningstabell 69 Schmittriggar 98 sentraleininga 24, 25 sifferteknikk 66

Stikkord

signalforkortar 93 signalgiving i PLS 45 signalomformar 137 skal-verdi 141 slave 34 sonebreidd 58 sprangfunksjon 144 sprangrespons 145, 189 SR-vippe 86 startdominans 86 statisk grannsemd 138 stoppdominans 86 straumforsyningseining 24 struperegulering 154 styresystem 33 styring 140 syklisk tilrettelegging 28 systemkonfigurasjon 37 systemrevisjon 221

287 T T-vippe 111 talsystem - teljarar 100 teljar 110 tidselement 89 tidsforsinkelse 159 tilsyn 233 tilsynsloven 238 toflankestyrt JK-vippe 97 togglefunksjon 111 topunktsregulering 183 turtallsregulering 155

U UNPACK 114 unødig kvalitetskostnad 215 ustabil reguleringsforhold 188 utgangsmodul 29 utvidingskapasitet 37

V vemeleder 221 verneombud 221 VRZ 112, 113

Z Ziegler-Nichols metode 206

Figurliste

Følgende figurer er hentet fra boka Automatisering av Rolf Alvestad, utgitt på Elforlaget i 1996: 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.9, 1.16, 1.17, 1.18, 1.19, 1.20, 1.21, 1.34, 1.35, 1.36, 1.37, 1.38, 1.39, 1.40, 3.1, 3.2, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 3.10, 3.16, 3.17, 3.18, 3.27, 3.28, 3.29, 3.30b, 3.32, 3.33, 3.37, 3.38, 3.39, 3.40, 3.41, 3.46, 3.47, 3.48, 3.49, 3.50, 3.51, 3.52, 3.53, 3.55, 3.56 Følgende figurer er hentet fra boka Automatiserte anlegg av Rolf Alvestad, utgitt på Elforlaget i 1994: 1.1, 1.8, 1.10, 1.11, 1.12, 1.13, 1.14, 1.15, 1.22, 1.23, 1.24, 1.25, 1.26, 1.27, 1.28, 1.29, 1.30, 1.31, 1.32, 1.32, 3.3, 3.4, 3.11

Følgende figurer er tegnet av Bjørn Norheim til denne boka: 1.41, 1.42, 1.43, 1.44, 1.45, alle figurene i kapittel 2, 3.9c, 3.13, 3.14, 3.15, 3.19, 3.20, 3.21, 3.22, 3.23, 3.24, 3.25, 3.26, 3.30a, 3.31, 3.34, 3.35, 3.36, 3.42, 3.43, 3.44, 3.45, 3.54,