Helge Strømme
Automatiseringssystemer Vg1 elektrofag
BokmĂĽl
© Gyldendal Norsk Forlag AS 2006 2. utgave 2009 3. utgave 2013 Printed in Norway by: 07 Media, 2013 ISBN 978-82-05-44782-0 Design: Randi Hoen, Tora Juul Layout: RenessanseMedia AS, Stephen Våraker Omslagsdesign: Johanna Figur Waddington Omslagsillustrasjon, omslagsbilde: @Siemens Hovedillustratør: Bjørn Picard (alle kapitler) Illustrasjoner/tegninger: Rickard Ax/Didacta, s. 20n, 24n, 26-30, 32m, 35, 44n, 46, 52n, 65n, 66n, 90, 110-112, 115-116, 123 og 135 Bildeleverandører: Bosch: s. 8-9, 11, 13ø, 19 og 24ø Hydro: s. 10ø, 12, 13n, 58 og 162ø Photodisc/Gyldendal: s. 22, 70n, 98v, 108, 124 og 160, Statoil: s. 60 (foto: Kjetil Alsvik), 98h (foto: Ole Jørgen Bratland), 126 (foto: Ole Jørgen Bratland) og 174 (foto: Harald Pettersen) Siemens: s. 15, 20ø og 64 ABB Motors: s. 24m, 30 og 43n Elfa Distrelec AS: s. 67m og 87 Øvrige: Sindre Ellingsen/Samfoto/NTB scanpix s. 6, Haas s. 14, Eaton s. 36, Dapro s. 61n, NEK s. 61ø og 184m, Helge Strømme s. 99, Robert Seeberg/Caro Fotoagentur/Ina Agency s. 121n, Michael Jung/Microstock/NTB scanpix s. 172, Arbeidstilsynet s. 176, Direktoratet for samfunnssikkerhet og beredskap (DSB) s. 184n og 188ø og Elretur s. 189 Boka “Elektrofag og elsikkerhet” (2002), Gyldendal Undervisning: s. 52ø For enkelte av illustrasjonene har vi beklageligvis ikke lyktes i å komme i kontakt med rettighetshaverne. Vi ber dem ta kontakt. Rettmessige krav vil bli honorert på samme måte som i de tilfeller der vi har innhentet tillatelse på forhånd. Det må ikke kopieres fra denne boka i strid med åndsverkloven 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. Alle henvendelser om forlagets utgivelser kan rettes til: Gyldendal Undervisning Redaksjonen for videregående skole Postboks 6860 St. Olavs plass 0130 Oslo E-post: undervisning@gyldendal.no www.gyldendal.no/undervisning Alle Gyldendals bøker er produsert i miljøsertifiserte trykkerier. Se www.gyldendal.no/miljo
Forord Denne boka dekker programfaget automatiseringssystemer for Vg1 elektrofag. Når du arbeider med dette programfaget, så er det viktig å se faget i sammenheng med de andre programfagene på Vg1. Emner, mål og områder griper sterkt inn i hverandre, og undervisningen må derfor sees i sammenheng når det gjelder planlegging og gjennomføring. Grunntanken i boka er at du skal lære mest mulig gjennom praktiske koblinger. Men det er samtidig viktig å kjenne til noe teori, og til lover, forskrifter og normer som gjelder for faget. Derfor er det tatt med en del teorioppgaver. Det er ikke sikkert at du finner svar på alle oppgavene i boka, men du må bruke biblioteket, firmakataloger og internett. På Gyldendals nettsider finner du også nyttig informasjon, blant annet svar på en del av oppgavene og ekstra oppgaver. Husk at Vg1 bare er første skritt i din fagutdanning, mange av emnene vil du lære mer om på Vg2/Vg3 og i arbeidet som lærling og fagarbeider. Dette er 3. utgave av boka. Den er utvidet med stoff om energieffektive motorer og ellers oppdatert faglig. Dersom framtidige utgaver skal bli enda bedre, så er det viktig med tilbakemelding fra deg med forslag til endringer. Skien, april 2013 Helge Strømme
Innhold 1 Automatiseringssystemer 6 Innledning 8 Historisk utvikling 11 Styring og regulering 16 Styringssystemer 16 Reguleringssystemer 18 Fordeler og ulemper med automatisering 18 Videre teknisk utvikling 19 Sammendrag 21 Oppgaver 21 2 Elektriske motorer 22 Motortyper 24 Enfaset og trefaset motor 25 Lavspennings- og høyspenningsmotorer 25 Likestrøms- og vekselstrømsmotorer 25 Synkronmotor og asynkronmotor 25 Kortslutningsmotor og sleperingsmotor 26 Enhastighetsmotor og flerhastighetsmotor 26 Slik virker motoren 27 Merkeskiltet på motoren 30 Elektrotekniske beregninger 32 Effekt og virkningsgrad 32 Turtall 34 Tilkobling av en motor 35 Start med motorvernbryter 36 Start med kontaktor 38 Spole og jernkjerne 38 Hovedkontakter 38 Hjelpekontakter 38 Motorer med flere turtall 40 Energieffektive motorer 42 Sikkerhet 44 Motorkabel 45 Resistivitet 45 Resistans 46 Konduktans og konduktivitet 47 Spenningsfall og kabeldimensjonering 48 Sammenføyning 49 Tilkobling av kabel 49 Skjøting av kabel 50 Montering av motor 50 Sluttkontroll 51 Motorstrømmen 52 Motorens isolasjonstilstand 52 Kontinuitetsmåling 52 Sammendrag 53 Helse, miljø og sikkerhet 53 Norsk-engelsk 53 Oppgaver 54
3 Reléstyringer 58 Innledning 60 Normer 61 Styrestrømsskjema 62 Komponentbeskrivelse 63 Fargemerking av brytere og lamper 71 Ledningsforbindelser 71 Arrangementstegning 72 Rekkeklemmetabell 72 Eksempler på ulike styringer 73 Forriglinger 73 Eksempel 3.1 Forrigling 74 Eksempel 3.2 Forrigling 75 Eksempel 3.3 Dreieretningsvender 76 Tidsreleer 77 Eksempel 3.4 Tidsreléstyring 79 Eksempel 3.5 Tidsreléstyring 80 Eksempel 3.6 Sekvensstyring 81 Eksempel 3.7 Tidsrelé forsinket ved utkobling 82 Eksempel 3.8 Alarmanlegg 83 Eksempel 3.9 Alarmanlegg 84 Eksempel 3.10 Motorer med to turtall 85 Andre typer brytere 87 Elektroniske brytere 88 Datablad 90 Andre skjemaer 91 Kontroll av anlegg 92 Dokumentasjon 93 Feilsøking 94 Feilsøking uten spenning på anlegget 94 Feilsøking med spenning på anlegget 95 Ved mistanke om komponentfeil 96 Kontroll av hovedstrømsskjema 96 Instrumenter for feilsøking 96 Sikkerhet 97 Utførelse av praktiske oppgaver 99 Planlegge 99 Montere 99 Sette i drift 99 Dokumentere 99 Sammendrag 100 Helse, miljø og sikkerhet 100 Norsk-engelsk 100 Oppgaver 101 4 PLS 108 Innledning 110 Enhetene i en PLS 111
Strømforsyningsenheten 112 Sentralenheten 112 Inngangsenheten 113 Utgangsenheten 115 I/O-liste 117 Analoge innganger og utganger 118 Kommunikasjon 119 Kommunikasjon med en pc 119 Kommunikasjon med andre PLS-er 120 Utvidelsesenheter 120 Kommunikasjon via telenettet 120 Operatørpanel 120 Prosessdatamaskin 121 Tilkobling 122 Sammendrag 122 Helse, miljø og sikkerhet 122 Norsk-engelsk 122 Oppgaver 123 5 Programmmering av PLS 124 Innledning 126 Programmeringsmetoder 127 Instruksjonsliste (IL) 128 Funksjonsblokkskjema (FBD) 128 Kontaktplanskjema (LD) 128 Logiske funksjoner 128 OG-port (AND-gate) 129 ELLER-port (OR-gate) 130 IKKE-port (INVERTER) 131 NOG-port (NAND-gate) 131 NELLER-port (NOR-gate) 131 RS-vippe 132 Valg av programmeringsmetode 132 Programmeringseksempler 133 Programmering 133 OG-krets og ELLER-krets 133 Kjøring av et program i PLS-en 135 Invertering 135 Minneceller 136 RS-vippe 137 Tidsfunksjoner 137 Motorstyringer 139 Eksempel 5.1 Enkel start og stopp av motor 140 Eksempel 5.2 Start og stopp fra to steder 141 Eksempel 5.3 Forrigling 142 Eksempel 5.4 Dreieretningsvender 143 Eksempel 5.5 Tidsforsinkelse 145 Feilsøking 146
Sluttkontroll 146 Sammendrag 146 Helse, miljø og sikkerhet 146 Norsk-engelsk 146 Oppgaver 147 6 Reguleringsteknikk 160 Innledning 162 Regulering av turtallet til en elektrisk motor 162 Skjemategning 164 Frekvensomformer 165 Ord og uttrykk i reguleringsteknikk 167 Temperaturregulering 168 Sammendrag 170 Helse, miljø og sikkerhet 170 Norsk-engelsk 170 Oppgaver 171 7 Lover, forskrifter og normer 172 Innledning 174 Arbeidsmiljøloven 175 Lov om internkontroll 177 FEL 178 NEK 400 179 Fordelingssystemer 180 Kapslingsgrader 181 Vern mot kortslutning og overbelastning 181 Kabelforlegning og dimensjonering 182 Jording 183 Utkobling og nødstopp 183 Sluttkontroll 184 Fordelingstavler 184 Ulykker forårsaket av elektrisitet 184 FSE 185 Kontroll og tilsyn 188 CE-merking av utstyr 188 Elektrisk og elektronisk avfall 188 Sammendrag 190 Helse, miljø og sikkerhet 190 Norsk-engelsk 190 Oppgaver 191 Oppgaver til FEL og NEK 400 191 Oppgaver til FSE 192 Symboloversikt 194 Stikkord 195
1
Automatiseringssystemer Filmen Modern Times fra 1936 av og med Charlie Chaplin utspiller seg i 1930-årenes industrisamfunn. Chaplin spiller en arbeider som sliter og strever med å tilpasse seg samlebåndets krav til punktlighet og selvdisiplin. Til slutt begynner Chaplins rollefigur å få likhetstrekk med de maskinene han betjener. Han forvandles til en robot, men han er ingen veltilpasset maskin. Alt han rører ved, bryter sammen, og fabrikken blir det reneste kaos. Henry Ford «oppfant» samlebåndet og innførte med det en ny form for automatisering på 1920-tallet. Det førte til at en kunne produsere biler og andre produkter billigere, og dermed fikk flere råd til å kjøpe både bil og andre forbruksvarer.
MÅL
I dette kapitlet skal du
• •
får du en enkel innføring i automatiseringssystemer får du et innblikk i den tekniske utviklingen av automatiseringssystemer
• •
lærer du noen grunnleggende begreper innenfor automatisering lærer du litt om en del emner som du får lære mer om i seinere kapitler, for eksempel reléstyringer og PLS
8
AUTOMATISERingssYSTEMER
Innledning Uttrykket automatiseringssystemer har sitt utgangspunkt i de greske ordene auto, som betyr «selv», og automatmos, som betyr «som tenker eller handler av seg selv». Et automatisert system er altså et elektrisk anlegg som et menneske må starte, men som deretter går av seg selv. Automatisering er også definert som den teknikken som får et system til å fungere med liten eller ingen menneskelig inngripen.
Figur 1.1 Produksjon ved samlebåndet – før og nå
Vi finner en rekke automatiseringssystemer i dagliglivet vårt: i hjemmet, i fritiden, på skolen og ikke minst i arbeidslivet. Det kan være et lite anlegg, for eksempel en varmeovn som er automatisert ved hjelp av en termostat, eller det kan være en hel oljeplattform, som består av tusener av komponenter som skal virke riktig i forhold til hverandre.
9 Typiske eksempler på automatiserte anlegg kan være: I hjemmet:
En varmeovn som reguleres av en termostat og en klokke slik at varmen blir regulert til riktig temperatur til riktige tider. Et annet eksempel er en vaskemaskin som styres av et innstilt program slik at den vasker med riktig vanntemperatur, gir riktige omdreiningstall (fart) på trommelen, vasker i riktig tid, og gir riktig dosering av såpe og vann.
Figur 1.2 Automatisk vaskemaskin
Figur 1.3 Kjøleskap fra 1933
På skolen:
Ventilasjonsanlegg som regulerer varme og friskluft og eventuelt kjøling om sommeren.
I fritiden:
Trafikklysanlegg som viser om det er klart for bil, syklist eller fotgjenger. Flaskeautomat som tar imot returflasker, og kontrollerer, teller og skriver ut kvittering. Dører som åpner og lukker seg automatisk.
I arbeidslivet: Vi finner automatiseringsanlegg i alle bransjer i arbeidslivet, i både store og små fabrikker.
10
AUTOMATISERingssYSTEMER
Figur 1.4 Produksjon av aluminiumsfolie
Uansett om det er et lite eller stort anlegg, så er det i prinsippet bygd opp slik figur 1.5 viser. Inn-enheter
Styringsenhet
Ut-enheter
Bryter Føler Termisk vern Nødstopp osv.
Reléstyring PLS pc Prosessdatamaskin
Kontaktor Signallamper
Figur 1.5 Et automatiseringsanlegg med inn-enheter, styringsenhet og ut-enheter
• Inn-enhetene kan for eksempel være manuelle start-, stoppeller nødstoppbrytere, eller automatiske følere som reagerer på nivå, temperatur eller trykk.
• Styringsenheten kan være en kontaktor, en PLS, en datamaskin eller en prosessdatamaskin.
• Ut-enhetene kan være en motor til en pumpe, varmeelementer for oppvarming av en væske, en ventil som åpner for luft eller gass, eller signallamper som gir alarm dersom det er feil ved et anlegg. Du vil lære litt om noen av disse komponentene på Vg1, og lære enda mer seinere i din yrkesutdanning.
11
Historisk utvikling En tror kanskje at automatiseringsanlegg er noe som har kommet i de siste årene, men menneskene har alltid forsøkt å finne enklere metoder for å utføre arbeid, og dermed bedre sin egen situasjon. Vi kan gå 4000 år tilbake i tiden for å finne et av de første anlegg som kan sammenliknes med det vi kaller automatiseringsanlegg. På den tiden laget de ved hjelp av en flottør, en hevarm og en ventil et anlegg som ga et konstant vann-nivå i vannreservoaret deres, uavhengig av forbruket. Dette sparte den personen som tidligere åpnet og stengte ventilen, for arbeidet. Dette var et av de første eksemplene på rasjonalisering og automatisering. Siden har utviklingen gått i rykk og napp innenfor automatisering, og den har gått stadig raskere i de siste tiårene. Menneskene har stadig forsket på og funnet bedre metoder for å lage og å gjøre ting enklere og bedre. En rekke store og små oppfinnelser har hatt innvirkning på utviklingen innenfor automatisering. Her er noen viktige hendelser fra historien og noen små glimt fra den tekniske utviklingen i Norge:
1765: Dampmaskin
På 1700-tallet kom den industrielle revolusjonen, som startet i England med mekanisering av tekstil- og jernindustri. Den industrielle revolusjonen skjøt fart særlig da James Watt oppfant den første brukbare dampmaskinen i 1765. Fra 1800-tallet var dampmaskinen i bruk i en rekke fabrikkanlegg og etter hvert også i bruk til transport, som med jernbane og skip.
Figur 1.6 Generator fra 1913
12
AUTOMATISERingssYSTEMER
1888: Elektrisk motor
På slutten av 1800-tallet kom den elektriske motoren, og elektrisitetsforsyningen skjøt skikkelig fart fra 1900 og utover. Nikola Tesla (1857–1943), en elektroingeniør fra Kroatia som flyttet til USA, var den første som beskrev den teoretiske virkemåten for dagens elektriske motorer.
1904: Dioden
Dioden og trioden (forløperne til transistoren) ble konstruert av briten John A. Fleming i 1904 og amerikaneren Lee de Forest i 1906. Dette var først og fremst viktige oppdagelser for telegrafteknikken, men de hadde også stor innvirkning på automatisering av systemer.
1905: Norsk Hydro
salpeter = et kjemisk stoff som brukes til kunstig gjødsling
I de første tiårene av 1900-tallet ble det oppfunnet en rekke metoder for utnyttelse av elektrisitet, dette førte til fabrikker med mer eller mindre automatiserte anlegg. Et typisk eksempel på dette er de norske pionerene Sam Eyde og Kristian Birkeland som fant ut hvordan en kunne utnytte elektrisiteten til å framstille salpeter. Dette var grunnlaget for Norsk Hydro, som ble startet i 1905 med produksjon på Notodden og Rjukan. Slike oppfinnelser basert på god utnyttelse av elektrisiteten har vært utgangspunktet for utviklingen av en rekke bysamfunn i Norge.
Figur 1.7 Norsk Hydro på Notodden 1905, Svelgfoss I. Oversikt over fordelingsbasseng og kraftstasjon
13
Henry Ford utviklet samlebåndet og dermed en ny form for automatisering på 1920-tallet. Det førte til at en kunne produsere biler og mange andre produkter billigere, og dermed fikk mange flere råd til å kjøpe slike varer.
Figur 1.8 Samlebåndsproduksjon
Figur 1.9 Kontrollrom
14
AUTOMATISERingssYSTEMER
1948: Transistoren
1953: Datamaskinen Nusse
Dagens elektronisk pregede hverdag, som er mer eller mindre fullautomatisert, begynte med oppfinnelsen av transistoren i 1948 av amerikanerne Bardeen, Brattain og Shockley. Denne oppfinnelsen var så revolusjonerende at de fikk nobelprisen for den i 1956. I 1953 ble den første norskproduserte datamaskinen – Nusse – satt i gang. I 1961 kom den første industrielle roboten, som overtok mange av menneskenes kjedelige og risikofylte oppgaver. I 1968 ble Slemmestad sementfabrikk modernisert, og den ble styrt ved hjelp av en datamaskin. Kort tid etter startet industribedrifter, blant annet Borregård og Hydro, anlegg styrt av datamaskiner. Denne utviklingen har ført til at nesten all industri i dag er datamaskinstyrt.
1971: Mikroprosessoren
I 1971 ble den første mikroprosessoren lansert av fabrikken Intel. Denne oppfinnelsen gav støtet til dagens PLS-er, CNC-maskiner, roboter og datamaskiner. I dag er det mikroprosessorer i en rekke komponenter vi bruker i dagliglivet og i industrien.
1971: PLS
I 1971 kom også den første PLS-en, som ble lansert av det amerikanske firmaet Allen-Bradley. Titusener av automatiserte systemer blir nå styrt av PLS-er.
Figur 1.10 CNC-maskin
Mobiltelefonnettet, som ble bygd ut på 1970-tallet i Norge og senere er modernisert en rekke ganger, har ført til at alarm og overvåking av en del anlegg kan utføres med mobiltelefon.
15 1983: Fiberoptikk-kabel
I 1983 ble de første fiberoptikk-kablene satt i drift av Televerket. Utviklingen med fiberoptikk har fortsatt, og teknikken er i bruk i en mengde kommunikasjonsanlegg både for tele og data og for overføring av signaler innenfor industrianlegg.
Figur 1.11 Fiberoptikk
På 1990-tallet kom digitaliseringen for fullt innenfor automatiseringssystemer, og dette førte til systemer med færre feil og dermed færre stopp i produksjonen. Etter år 2000 er det ikke gjort spesielle oppfinnelser verdt å nevne, men allerede kjent teknologi innenfor mikroprosessorer, kommunikasjon og digitalisering er forbedret og har ført utviklingen videre. Dette er bare noen få eksempler på oppfinnelser og moderniseringer som har vært med på å automatisere hverdagen vår. Fra de enkelte enhetene ble oppfunnet, har de utviklet seg i rekordfart, og utviklingen vil helt sikkert gå videre.
16
AUTOMATISERingssYSTEMER
Styring og regulering I forbindelse med automatiserte systemer vil en støte på uttrykkene styring og regulering. De to begrepene blir ofte brukt om hverandre når en omtaler forskjellige elektriske anlegg. Vi hører ofte at noen sier regulering når de snakker om styring, og omvendt. For at det skal komme klart fram hva forskjellen er, har vi tatt med definisjonene på styring og regulering som er utarbeidet av Rådet for teknisk terminologi. Styring:
«Påvirkning av en prosess etter et gitt program uten bruk av tilbakekobling (åpen sløyfe)»
Regulering: «Påvirkning av en prosess gjennom tilbakekobling (lukket sløyfe) med det formål å bringe utgangsstørrelsen i overensstemmelse med gitte spesifikasjoner» Et eksempel fra hjemmet vårt kan kanskje vise forskjellen på styring og regulering bedre.
Figur 1.12 Styring av turtallet
Figur 1.13 Regulering av turtallet
Dersom vi slår på en varmeovn uten termostat, så har vi en styring, for da har vi ingen tilbakekobling. Det er bare vi selv som bestemmer at ovnen er på. Dersom vi slår på en varmeovn med termostat, så har vi en regulering, for termostaten har tilkoblet en føler, og denne gir en tilbakemelding om temperaturen som sørger for at varmen slås automatisk av og på. I små anlegg kan en styring og en regulering være atskilte anlegg, mens i store industrianlegg er disse to typene anlegg ofte integrert.
Styringssystemer I et styringssystem inngår mange komponenter, blant annet brytere, følere, kontaktorer og motorer. Alle disse komponentene kommer vi tilbake til utover i boka.
17 En skiller ofte mellom reléstyringer (kontaktorstyringer) og PLSstyringer (PLS = programmerbar logisk styring). I en reléstyring er det bare koblingen mellom de enkelte komponentene som bestemmer virkemåten. I en PLS-styring blir virkemåten til styringen gitt ut fra hvordan PLS-en er programmert. Begge disse formene for styring lærer du litt om her i denne boka, i kapitlene 3, 4 og 5, og du lærer enda mer dersom du velger en videre utdanning i elektro eller automasjon.
MOTOR 1 1
–F2 L1
1
2
STANS 3
DRIFT 4
VERN 5
61
53
97
2 95
–F1 96 1
–S1
2
3
13
–Q1
–S2 4
14
–Q1
–F1
–Q1 62
54
98
A1
–P1
–Q1
–P2
–P3
A2
L2
3
4
Figur 1.14 Et enkelt reléskjema for start og stopp av en motor
START
STOPP
VERN
MOTOR 1
MOTOR 1
MOTOR 1
SIGNAL_STANS
MOTOR 1
SIGNAL_DRIFT
VERN
SIGNAL_VERN
Figur 1.15 PLS-program for styringen på figur 1.14
18
AUTOMATISERingssYSTEMER
Automatiserte systemer krever god dokumentasjon, og en del av dokumentasjonen er skjemaer som viser hvordan et anlegg fungerer. Figurene 1.14 og 1.15 viser slik dokumentasjon i form av skjemaer for styring av et motoranlegg.
Reguleringssystemer I reguleringssystemer inngår blant annet måleelementer, omformere, målesignaler, regulatorer og reguleringsobjekter. Utstyret som inngår, tegnes vanligvis på et flytskjema, som viser en del av utstyret i en prosess. Flytskjemaer er en del av dokumentasjonen og viser oss litt om virkemåten for anleggene og de komponentene som inngår.
TC
M C
E
LIC
H
C
D B
TI
230 V TT
LT
A
B
A
D
Figur 1.16 Et enkelt flytskjema: Nivåregulering
Figur 1.17 Et enkelt flytskjema: Temperaturregulering
Fordeler og ulemper med automatisering Automatisering i industrien har ført til en rekke fordeler, men den har også ført til ulemper. Fordeler
Ulemper
• Maskiner har overtatt mange tunge arbeidsoppgaver som tidligere førte til arbeidsskader.
• Det kreves færre ansatte, og dette har i perioder ført
• Maskiner kan arbeide mer nøyaktig enn mennesker og
• Automatisering krever ofte store kapitalinvesteringer,
kan arbeide uten pauser. • Varer blir billigere å produsere og kan dermed kjøpes av flere. • Automatiserte systemer er mer energieffektive enn manuelle systemer. • Prosessindustri, som tidligere ga store miljøutslipp, kan med riktig måling og regulering gi mindre miljøfiendtlige utslipp.
til oppsigelser og arbeidsløshet. og dermed er det bare de mest kapitalsterke bedriftene som overlever. • Automatisering har ofte ført til at eldre arbeidstakere ikke greier å følge med i den tekniske utviklingen og har blitt tapere.
19
Figur 1.18 Automatisering og arbeidskraft
Videre teknisk utvikling Den tekniske utviklingen har foregått i alle år, men i de siste årene har den foregått med eksplosiv fart. Innenfor automatiseringsanlegg ser vi denne utviklingen:
• Skjermbaserte systemer som kommuniserer med PLS-er og andre enheter, overtar mer og mer styringen av en rekke anlegg. Det betyr at en kan sitte foran en skjerm og styre store fabrikker ved hjelp av tastatur eller mus.
• PLS er blitt billigere og har fått en rekke funksjoner i tillegg til tradisjonell styring og regulering. Vi finner dem på en rekke nye områder, og om noen år også i hjemmet vårt.
• En rekke komponenter utstyres med mikroprosessorer og blir såkalte «smarte» komponenter som kan programmeres til en rekke oppgaver.
• Det brukes mer og mer buss-systemer. Det vil si at all styring, regulering og kommunikasjon foregår over en to-leder (en databuss). Det forenkler montasjen og gjør den mye billigere.
• Kommunikasjon via telenettet, både det landbaserte og det mobile, blir mer og mer vanlig. Det betyr at vi kan sitte hjemme med en bærbar pc og overvåke, styre og regulere en prosess.
20 
AUTOMATISERingssYSTEMER
Figur 1.19 Styring ved hjelp av PLS
Figur 1.20 viser hvordan en datamaskin med et skjermbasert system kommuniserer, styrer og regulerer en prosess via en busskabel.
Styrende enhet (pc eller PLS)
Styrt enhet 1
Styrt enhet 5, temperaturgiver
Styrt enhet 3
Styrt enhet 2 Styrt enhet 4 Figur 1.20 Prinsippet for styring med en databuss
Styrt enhet 6
21
Sammendrag
• • •
I automatiseringssystemer finner vi styringer med både releer og PLS.
• •
I flytskjemaer kan vi se hvordan en regulering er bygd opp.
Den tekniske utviklingen har ført til økt bruk av automatisering. Automatiseringen har ført til bedre anlegg som har bedret det fysiske arbeidsmiljøet. Styring og regulering er to ulike begreper.
OPPGAVER
1 Ta for deg en eller flere store oppdagelser eller noen oppfinnere som har hatt innvirkning på utviklingen av automatisering, og skriv en rapport om dette. Gjør denne oppgaven som en gruppeoppgave, og framfør resultatet for hele klassen slik at alle kan ha nytte av det. 2 Gi minst tre eksempler på automatiseringsanlegg som du finner i dagliglivet (ikke i industrien, og ikke noen av dem som er nevnt i denne boka). Skriv litt om hvilken innvirkning de har på ditt daglige liv. 3 Gi to praktiske eksempler som viser forskjellen på en styring og en regulering. 4 Undersøk i kommunen der du bor, om automatisering i industrien eller i annen næring har ført til reduksjon i antall ansatte. 5 Ta for deg et supermarked og finn fram til flest mulig anlegg der som er automatisert. 6 Ta for deg maskiner som brukes i mekanisk industri, og finn ut hvordan automatiserte systemer har forandret denne industrien. 7 Studer innholdet i læreplanen for de Vg2-kursene du kan søke på, og finn ut hva du kan lære om automatiserte systemer. 8 Diskuter hvilke endringer som kan komme i de nærmeste årene innenfor automatisering.
2
Elektriske motorer I hjemmet, på skolen, i forretningsbygg, kontorbygg og innenfor alle former for industri – ja, nesten uansett hvor du er – finner du en eller flere elektriske motorer. I hjemmet er de i vaskemaskiner, kjøleskap og friskluftsvifter. På skolen finner du motorer i ventilasjonsanlegget og i en rekke maskiner på verkstedet. I industrien finner du motorer til vifter, transportanlegg, pumper, ventiler, kompressorer og en rekke andre automatiseringssystemer. De aller fleste automatiseringssystemer har en eller flere elektriske motorer.
MÅL
I dette kapitlet skal du
• • •
lære navnet på de mest brukte motortypene bli kjent med virkemåten til den mest brukte motoren lære å lese og forstå de viktigste opplysningene som merkeskiltet til en motor gir
•
lære å lese og forstå skjemaer for hovedstrømmen til en motor
• lære å koble til og prøvekjøre en motor • utføre enkle målinger på en motor øvelse i å utføre enkle elektrotek• fåniske beregninger om motoranlegg