M/S Calmare Nyckel Maskinlarm

(1)

M/S Calmare Nyckel Maskinlarm

Sjöingenjörsprogrammet

Fredrik Runander

Mattias Sunnman

Examensarbete, 7.5 ETC Högskolan i Kalmar Sjöingenjörsprogrammet

Handledare: Lennart Bohman Sjöfartshögskolan HT/VT 2007/2008

(2)

HÖGSKOLAN I KALMAR

Sjöfartshögskolan

Utbildningsprogram: Sjöingenjörsprogrammet

Arbetets art: Examensarbete, 7.5 ETC

Titel: M/S Calmare Nyckel Maskinlarm

Författare: Fredrik Runander & Mattias Sunnman

Handledare: Lennart Bohman

ABSTRAKT

M/S Calmare Nyckel är sjöfartshögskolans skolfartyg och nyttjas för att bedriva utbildning på både det Nautiska- och det Maskintekniska planet.

För att kunna bedriva en högkvalitativ och realistisk utbildning ombord på fartyget krävs det att utrustningen ombord återspeglar en modern verklighet. Vårat arbete har varit inriktat mot att förbereda installation av ett datorbaserat maskinövervakning och larmsystem. Dessutom komplet-tering av redan befintligt ritningsunderlag.

Under arbetets gång har vi testat samtliga larmpunkter enligt upprättad larmlista och då kon-staterat allvarliga brister i det befintliga maskinlarmsystemet. Detta fick till följd att arbetet ändrade karaktär och utökades något.

Resultatet av vårat arbete ombord på M/S Calmare Nyckel har mynnat ut i ett fungerande maskinlarmsystem samt goda förutsättningar för vidare installation av datorbaserad maskinöver-vakning och larmsystem.

Dokumentation över installerat system finns som bilaga till denna avhandling. Fartyget har dessutom erhållit kopia av denna dokumentation.

Vi hoppas att denna avhandling kan vara till hjälp för kommande arbeten inom samma om-råde.

(3)

UNIVERSITY of KALMAR

Kalmar Maritime Academy

Degree course: Marine Engineering

Level: Diploma Thesis, 7.5 ETC,

Title: M/S Calmare Nyckel Maskinlarm

Author: Fredrik Runander & Mattias Sunnman

Supervisor: Lennart Bohman

ABSTRACT

M/S Calmare Nyckel is Kalmar Maritime Academy school ship and it is used for education in both nautical and technical purposes.

In order to ensure a qualitative and realistic education it is necessary that the equipment on-board is reflecting the modern reality.

Our work has been focused on the preparations to install a computer based surveillance and alarm system for the operational equipment in the engine room. We have also made drawings of the changes in the system and changed the existing drawings in order for them to correspond with the reality.

As we tested the different alarms according to an existing list of alarms we found severe lack of functionality. Those observations affected the project which became somewhat enlarged. The result of our work onboard M/S Calmare Nyckel is a surveillance and alarm system which is well prepared for further installation of computer based surveillance and alarm system.

Documentation of the system installed during our project is available as an appendix in this report. There is also a copy of this documentation onboard the ship.

We hope that this report can be helpful to future projects concerning the same topic.

(4)

V

Innehållsförteckning

Handledare: Lennart Bohman Sjöfartshögskolan HT/VT 2007/2008 1 Inledning...1 1.1 Bakgrund...1 1.2 Syfte...2 1.3 Avgränsningar...2

1.4 M/S Calmare Nyckel Teknisk Data...3

2 Metod...4 3 Procedur för avprovning...4 3.1 Resultat från avprovningen...5 4 Systemfunktion...6 4.1 Övervakningssystem...6 4.2 Larmsystem...7 5 Tidsplan...8 6 Arbetets gång...9 6.1 Förberedelser...9 6.2 Genomförande...11 6.2.1 HJM...14 6.2.2 HM...15 6.2.3 Växel...15 6.2.4 Blixtljusen...16 6.2.5 Spänningsmatning...16 6.3 Avprovning...17

7 Slutsats & Rekommendationer...18

8 Källförteckning/Referenslista...19

Bilaga 1 Ritningar...20

Bilaga 2 Beskrivning av PLC programmet...26

Bilaga 3 Produktblad Wago...34

Bilaga 4 Inköp och slutlig kostnad...39

(5)

1 Inledning

1.1 Bakgrund

M/S Calmare Nyckel lämnade varvet i Mandal Norge som nybyggd 1969 och har därefter genom-gått en rad ombyggnationer för att anpassas för olika syften. Fartyget används för närvarande av sjöfartshögskolan i Kalmar som bedriver utbildning av sjöbefäl. Ombyggnationerna har fått till följd att funktionen av vissa system har blivit lidande. Maskinövervakning och maskinlarmsystem är ett utav dessa.

Under läsåret 2005/2006 utfördes ett examensarbete ombord på Calmare Nyckel (Hoffmann, Lembke och Linnér (2006). Maskin och Vaktlarmssytem M/S Calmare Nyckel. Examensarbete, Högsko-lan i Kalmar, SjöfartshögskoHögsko-lan).

Arbetet utfördes som ett projektarbete med målet ”att ge M/S Calmare Nyckel ett fungerande och uppdaterat maskin och vaktlarmssystem”. Under läsåret 2006/2007 gjordes en uppföljning av detta ar-bete också det i form av ett projektarar-bete (Lennartsson, Andersson, Knudsen, Rosenberg (2007). Maskinrumsalarm och Övervakningssystem Ombord på M/S Calmare Nyckel. Examensarbete, Högskolan i Kalmar, Sjöfartshögskolan).

Det som framgår av dessa tidigare arbeten är att de båda grupperna inte nått hela vägen fram till målet. Detta lämnade en öppning för oss att fullfölja föregående examensarbetens mål att för-bereda för installation av datorbaserat övervakningssystem fullt ut.

(6)

1.2 Syfte

Syftet med detta projekt är att skapa möjlighet att enkelt koppla in ett datorbaserat system parallellt med det befintliga larm- och övervakningssystemet.

Detta i enlighet med beställningen av projektet som finns att läsa i sin helhet i bilaga 5 sida 48.

1.3 Avgränsningar

Prov av samtliga larmpunkter kommer att genomföras som ett första steg då det finns en färdig lista för detta och det ger en bra bild över systemet och dess funktion i stora drag.

En gemensam kopplingsplint för samtliga larmpunkter skall monteras i pulpiten i maskinkon-trollrummet. Kopplingsplinten skall vara av en typ som går att bryta och mäta på.

Kablar och plintar skall märkas upp och dokumentation skall göras och överlämnas till farty-get. Systemets elektriska matning flyttas från bryggan till maskin då detta är mest logiskt med tanke på att all uppstart av maskiner sker lokalt i maskinrummet. Angående ekonomiska förutsättningar så fick vi ingen maxkostnad att ta hänsyn till dock så har vi själva valt att försöka hålla den totala kostnaden så låg som möjligt utan att påverka funktion och kvalitet på ett negativt sätt.

(7)

1.4 M/S Calmare Nyckel

Teknisk Data

Längd ö.a: 8,59 m

Bredd: 8,5 m

Djupgående (sommar) ,58 m

Bruttoton: 40 ton

Nettoton: ton

HM: Caterpillar D 79, 8cyl

HJM: x Lister HW6ME, 6cyl

Varv: Mandal, Norge

Byggår: 969

Klass: DNV + A R45 CE-C

Signalbokstäver: SLEN

(8)

4

2 Metod

För att skapa en uppfattning om systemets nuvarande status avprovades samtliga larmpunkter i enlighet med befintlig larmlista. Befintligt ritningsunderlag från tidigare examensarbeten fanns till hands och var den enda litteratur som konsulterades. Parallellt med det praktiska arbetet bestående av installation av komponenter har även nya ritningar upprättats kontinuerligt.

3 Procedur för avprovning

Vi delade upp de olika larmgivarna i fyra kategorier: tryck, temperatur, nivå och övrigt. Kategorin tryck avprovades genom att till varje givare ansluta

en Fluke 718 100G Pressure Calibrator. Med hjälp av detta emi-nenta instrument pumpades trycket upp till larmet försvann. Därefter släpptes trycket sakta tills larmet återkom. Värdet not-erades i testprotokollet.

Temperaturkategorin avprovades genom att demontera varje gi-vare och värma densamme i ett Isotech Drago kokkärl. Då larm gavs noterades temperaturen i testprotokollet.

För att avprova nivå larmen lyftes helt enkelt flottören till sitt övre läge varpå larmet utlöstes. Förutom på expansionstankar-nas larm där vi fick tappa ner nivån tills larmet kom då dessa givare var av annan typ än flottörgivare.

I kategorin övrigt ingår pannans flamvakt och svartvattensyste-mets motorskydd.

Pannans flamvakt avprovades genom att demontera den-samme och hålla för fotocellen och då pannan försökte tända fick den ingen signal från flamvakten och larm utlöstes.

Svartvattensystemets motorskydd utlöstes manuellt och larm utlöstes.

Bild 1. Fluke 718 100G Pressure Calibrator

(9)

5 3.1 Resultat från avprovningen:

Larmpunkt Anmärkning Huvudmaskin

SMO Tryck Ej optisk signal. Larmgräns ,7 Bar Kylvattentemp Ej optisk signal. Larm vid °C Startluftstryck Ej optisk signal. Larm vid 5 kp/cm Manöverluftstryck Ej optisk signal. Larm vid ,5 kp/cm Trycklagertemp Ej optisk signal. Larm vid 89 gräns vid 60 °C Nivå expansionstank Ej optisk signal. Övrigt ua

HJM SB

SMO Tryck Ej optisk signal. ,7 Bar

Kylvattentemp Ej optisk signal. Larm gick ej att uppnå Avgastemp Ej optisk signal. Övrigt ua

Expansionstank SB/BB Ej optisk signal. Övrigt ua

HJM BB

SMO Tryck Ej optisk signal. Larm vid ,7 Bar Kylvattentemp Ej optisk signal. Larm gick ej att uppnå Avgastemp Ej optisk signal. Övrigt ua

SMO Sepp

Mottryck Ej optisk signal. Larm vid Bar

Länsvattensepp

Nivåvakt Ej optisk signal. Övrigt ua

Länslarm

Huvudmaskin Ej optisk signal. Övrigt ua Gasturbin Ej optisk signal. Övrigt ua

Panna

Flammvakt Ej optisk signal. Övrigt ua Högtemp Ej optisk signal. Övrigt ua

Svartvattensyst

Högnivå Ej optisk signal. Övrigt ua Motorfel Ej optisk signal. Övrigt ua

I tabellen går att utläsa ett antal allvarliga brister. Framför allt så fungerar inte temperaturlarmen på hjälpmaskinerna. Larmgränsen för huvudmaskin och trycklager gick inte att justera. Det är också en allvarlig brist att den optiska signalen inte fungerade vid larm då detta skall finnas oberoende av akustisk larmsignal.

(10)

6

4 Systemfunktion

I maskin ombord på M/S Calmare Nyckel används två olika system för att övervaka maskinkom-ponenternas status. Ett system med analoga visarinstrument och ett system där larm indikeras då något värde avviker för mycket från det normala. En översiktlig beskrivning av hur dessa system fungerar följer här nedan.

4.1 Övervakningssystem

Övervakningssystemet består av en mängd olika givare för övervakning av de viktigaste värdena på de olika maskinerna. De maskiner som omfattas av detta system är en Volvo Penta, två Lister och en Caterpillar. På Volvo Pentan och de två Lister maskinerna övervakas

spänning och ström från generatorerna tillsammans med oljetryck, kylvat-tentemperatur och kylvattentryck.

På Caterpillarmaskinen övervakas oljetryck, kylvattentemperatur, kyl-vattentryck, spolluftstemperatur, bränsletryck, avgastemperatur och växelns oljetryck. Totalt 24 mätpunkter.

Temperaturövervakningen för samtliga maskiner sker med hjälp av PT-100 givare kopplade i serie med visarinstrument. Kretsen matas med 24 V DC. Givaren ändrar resistans med temperaturen och strömmen som flyter genom kretsen varierar mellan 4-20 mA vilket visarinstrumenten registrerar. Visarinstrumenten är placerade i pulpeten i kontrollrummet.

Tryckövervakningen är uppbyggd på sam-ma sätt men med tryckgivare av membrantyp.

Spänningsmatningen till detta system fås från Volvo Pentans startbatterier via en central placerad i pulpeten i kontrollrummet. Detta system är endast till för visuell övervakning och avvikelser av mätvärden ger inte upphov till larm.

Bild 3. PT-100 Givare

(11)

7 4.2 Larmsystem

Alla givare och vakter för de punkter som skall ge upphov till larm vid avvikelse är kopplade till två IMSAB LLC-10 larmkort. I denna installation är systemet konfigurerat i form av masterkort på bryggan och slavkort i kontroll- och maskinrum. Signalmässigt går alla larmsignaler först till bryg-gans kort och därifrån via ett påbyggt reläkort vidare till slavkorten. Varje larmpunkt ger en +24 V DC signal eller 0 V DC vid larm beroende på om vakten är NO/NC, detta kan ändras på baksidan av kortet med hjälp av en bygling. Vilken givare/vakt som gett upphov till larm visas på korten i form av en blinkande lysdiod. Denna visning måste kvitteras på varje kort men blockerar inte nytt larm. Sirén och optisk signal fjärrkvitteras.

Larmsystemet är helt skiljt från övervakningssystemet med egna givare. Den enda givaren som är gemensam för de båda systemen är kylvattentemperaturgivaren för huvudmaskin.

(12)

8

5 Tidsplan

Den tidsplan vi använt oss av har varit i form av översiktlig veckoplanering och beskriver ganska väl hur vi faktiskt jobbat med projektet. Tidsplanen redovisas här nedan.

V 740 Beställning av Projekt M/S Calmare Nyckel Maskinlarm V 741 Förberedande arbete/Planering

V 742 Förberedande arbete/Planering

V 743 Förberedande arbete/Planering samt inlämning av tidsplan V 744 Förberedande arbete/Planering

V 745 Kontakt med Sjöfartsverket gällande regler/krav på övervakning samt klassning V 746 Kontroll av funktion samtliga larmpunkter

V 747 Möte med handledare och beställning av materiel V 748 Planering av arbete

V 749 Praktiskt arbete med larmsystemet/Dokumentation V 750 Praktiskt arbete med larmsystemet/Dokumentation V 751 Tentavecka

V 752 Julafton/Nyårsafton V 801 Julafton/Nyårsafton V 802 Ledigt

V 803 Praktiskt arbete med larmsystemet/Dokumentation V 804 Praktiskt arbete med larmsystemet/Dokumentation V 805 Praktiskt arbete med larmsystemet/Dokumentation V 806 Praktiskt arbete med larmsystemet/Dokumentation V 807 Arbete med dokumentation/Avhandling

V 808 Arbete med dokumentation/Avhandling V 809 Deadline inlämning av råkopia avhandling V 810 Ägna oss åt studier

V 811 Ägna oss åt studier V 812 Opponering V 813 Opponering

V 814 Korrigering efter opponering V 815 Korrigering efter opponering V 816 Deadline slutlig inlämning

Slutlig timredovisning av projektarbetet. Denna redovisning gäller för oss båda och visar antalet nedlagda mantimmar.

Förberedande arbete och planering 94 Kontakt med säljare 25 Praktiskt arbete ombord på fartyget 146

Sammanställning av arbete 67

Total tid 337

(13)

9

6 Arbetets gång

6.1 Förberedelser

Arbetet inleddes med ett möte med handledare och beställare. Handledare i detta arbete var Len-nart Bohman och Egon Nilsson stod som beställare i egenskap av teknisk chef. Under mötet dis-kuterades omfattning och upplägg av arbetet. Som steg ett i arbetet bestämdes att avprovning av samtliga larm enligt tidigare upprättad larmlista skulle ske. Formell beställning av projektarbetet upprättades och finns att läsa i sin helhet i bilaga 5 (beställning av projekt och ”utvärdering”).

Gällande beställning av materiel mm, så beslutades att vi själva skall ta fram underlag för be-ställning och Lennart Bohman genomför den formella bebe-ställningen.

Vi pratade även om klassning och regler för fartygets maskinlarmssystem för att försäkra oss om att vårat arbete inte föranledde särskild besiktning av Sjöfartsverket eller DNV. Då vårat arbete inte kommer att ändra funktionen på vare sig Larm, övervakning eller vaktlarm så kunde vi helt lägga den biten åt sidan.

Avprovning av larmen genomfördes och resultatet larmpunkt för larmpunkt finns att läsa i tabellen i procedur avsnittet. Efter prov av temperaturlarmen på växel, huvudmaskin, babords hjälpmaskin samt styrbords hjälpmaskin fick vårt arbete en annan inriktning. Det visade sig att dessa larm-punkter inte fungerade på ett tillfredställande sätt och dessutom blev det inte bättre då vi försökte justera dem. Dessutom så fick vi inte någon optisk signal på någon av larmpunkterna. Temperatur-vakterna av märket Danfoss har en funktionssätt som inte gör dem lämpliga för det ändamål de användes för. Temperaturökning skall ge upphov till ökat gastryck i en bulb som förmedlas vidare via ett rör för att slutligen övervinna en fjäderkraft som sluter/öppnar en kontakt och därmed ger upphov till larmsignal.

I och med att larmsystemet inte fungerade som det var tänkt fick vi till att börja med se till att få larmsystemet att fungera som det var tänkt. Efter samråd med Lennart Bohman och Egon Nils-son beslutades att vi skulle ta fram något nyare och modernare för att lösa problemet.

Vi beslutade oss omedelbart för att använda oss av temperaturgivare PT-100. Frågan var nu hur vi skulle behandla 4-20mA signalen för att kunna få larm. Vi tog kontakt med ABB i frågan och bad dem ta fram olika lösningar på vårt problem. Efter lite påtryckningar fick vi slutligen fram tre olika lösningar från ABB och dessa var följande:

C150 pris 3680 Sek styck, SM500f pris 10500 Sek, monitoring relay trip amplifier pris 3230 Sek styck och det tillkommer 1200 Sek styck för omvandlare. Detta är pris för att behandla strömsig-nalen och givare är inte med i dessa priser.

Dessa olika lösningar presenterades för Lennart Bohman och jämfördes med en PLC lösning från Wago. Det visade sig att priset för PLC lösningen var klart billigare (5841 Sek ink moms), detta system erbjuder även goda expansionsmöjligheter vilket övriga system inte klarade av. Detta är av intresse eftersom vårat arbete ombord syftar till att förbereda en komplett konvertering till ett

(14)

0

PLC-baserat övervaknings och larmsystem. Ett PLC-baserat system ger också större möjligheter att kunna justera systemets parametrar, så som larmgränser mm.

Lennart Bohman och Egon Nilsson tog beslut om att använda PLC lösningen och det be-ställdes en Wago controller, 8 kanals digital output, 4 kanals analog in och en end module från SDT AB i Helsingborg.

Vi begärde in en offert från INOR Process AB i Malmö på tre PT-100 givare med mätom-vandlare och kalibrering. Vi begärde samtidigt offert från Selga i Kalmar på diverse materiel såsom kablar, plintar, kabelmärkning mm. Dessa offerter beställdes av Lennart Bohman. Offerter och fakturor finns att studera i bilaga 4 (inköp och slutlig kostnad).

I väntan på att beställda delar skulle anlända så bekantade vi oss med systemen ombord genom att smyga kablar och simulera olika funktioner samt att studera de ritningar som föregående grupper tagit fram. Vi fann att systemet var uppbyggt på ett lite annorlunda sätt än vad vi hade räknat med. Larmsystemet har tre larmpanelpar. Ett i maskinrummet, ett i kontrollrummet och ett på bryggan. Den larmpanelen på bryggan fungerar, på grund av nuvarande installation, som ”master panel”. Detta beror på att denna panel är kompletterad med ett reläkort som all matning, både ström och signal, måste gå igenom. Alla signaler samt matning av larmsystemet måste gå in på panelen på bryggan och därefter matas vidare till övriga paneler via reläkortet. På grund av detta så föll våran initiala ide med att samla alla larmpunkter i kontrollrummet och låta den panelen vara master. Vi valde istället att låta det befintliga systemet vara kvar orört och istället försöka att förbereda en helt parallell installation som i framtiden kan ersätta det gamla systemet. Det stora problemet är inte att rent praktiskt dra in alla larmpunkter till pulpeten i kontrollrummet. Problemet är att sedan få signalerna till bryggan. Detta skulle kräva en flerledarkabel dragen direkt mellan bryggan och kon-trollrummet och detta skulle innebära ett mycket stort arbete. Larmsystemet skulle vara ur funktion under en längre tid och fartyget skulle därmed inte kunna brukas för verksamhet.

(15)

6.2 Genomförande

De beställda komponenterna anlände i etapper. Plin-tarna och kabel samt märkning anlände innan jullovet medan givare och PLC kom först efter lovet.

Vi började med att i reglerlaborationssalen prova givarna och kontrollera vilken strömsignal de lämnar beroende på temperatur. Detta genomfördes med hjälp av ett olja i ett kokkärl av märket Isotech Drago, ett spänningsaggregat (24 V DC) och ett mätinstrument för att mäta strömmen. Resultat för givarna presenteras här nedan.

Bild 6. Provning av nya PT-100 givare

Temperatur °C mA

7,

0

8

40 9,6

50 0,

60 ,

70 4,7

80 5,8

90 7,6

00 8,8

PT-100 nr 226797-01-020 Kalibrerad för 0-100 °C Temperatur °C

_mA

60 0,8

70 ,

80 4,

90 5,75

00 6,

0 7,7

0 9,5

PT-100 nr 228109-02-009 Kalibrerad för 0-120 °C PT-100 nr 289109-02-013 Kalibrerad för 0-120 °C Temperatur °C

_mA

60 0,5

70 ,48

80 ,

90

5

00 5,5

0 6,94

0 8,8

(16)

Nästa steg blev att prova PLC’n. Detta tänkte vi göra genom att skriva ett enkelt litet program i Codesys och med hjälp av en Fluke loop calibra-tor simulera temperaturgivare. Det visade sig vara enklare sagt än gjort eftersom vi inte behandlat analoga signaler på detta PLC system tidigare så körde vi totalfast. Men med god hjälp av Håkan Gustafsson, gällande

vilka funktionsblock som kan vara önskvärda att använda och vilket språk som givarsignalerna behandlas som, så kom vi tillslut vidare.

Det framkom att givarens insignal vi fick från PLC’n och in i Codesys inte var samma som mA signalen vilken vi simulerade med Fluke’n, det som visade sig i programmet var ett väldigt stort värde (20 mA = 32800). Vid 0 mA pendlade värdet mellan 0 och 3 i programmet. Det stod nu klart för oss att vi måste räkna fram en faktor för att kunna ställa in önskad larmgräns och läsa ut aktuell temperatur. Faktorn blir beroende på vilket spann de olika givarna är kalibrerade för. En 0-100°C givare får faktorn 32800/100=328 och således 273 för en givare kalibrerad för 0-120°C.

Vidare i programmeringen använde vi oss utav ett funktionsblock som heter LIMITALARM och det första som hände var att vi inte kunde koppla insignalen till blocket då de inte talade samma språk, efter mycket funderande och slutligen konsultering av Håkan kom vi fram till att givarens insignal har formatet WORD och funktionsblock-et använder sig av formatfunktionsblock-et INTEGER. Detta visade sig inte vara något större problem då det finns färdiga konverterare i programmet att använda, vi använde oss således av WORD_TO_INT.

För att göra programmet mer an-vändarvänligt skapade vi även en egen omvandlare för att kunna mata in önskade larmgränser i °C.

Som extra finess i funktionsblocket la vi in en undre larmgräns med värdet 20 integer, detta för att kunna få larm vid kabelbrott eller givarfel. Slutligen testade vi alla ingångar med loop calibrator’n och kontrollerade att vi fick utsignal vid larm på digital out modulen och det verkade som vi hade ett program som faktiskt fungerade enligt våra önskemål.

Arbetet i reglerlaborationssalen var nu avslutat och PLC och givare klara för montering på fartyget.

Bild 7. PLC på Labplatta

(17)

Handledare: Lennart Bohman Sjöfartshögskolan HT/VT 2007/2008 Ombord på fartyget började vi med att

montera skenor och kabelkanaler i pul-peten i maskinkontrollrummet.

Vårat mål var att sammanställa en gemensam knytpunkt i pulpeten för att man enkelt skall kunna koppla in fram-tida övervakningssystem.

De första punkterna som vi drog till plintarna var visarinstrumenten. Vi kopplade alla instrumenten i serie med plintarna och byglade dem två och två på

ovansidan. När man sedan skall koppla in exempelvis ett PLC i serie med befintliga givare och instrument så tar man bara bort byglingen och kopplar in kabel istället. Viktigt att påpeka är att vi inte lade kablar från visarinstrument för spänning och ström på plint. Detta beror på att det på spänningsinstrumentet är 400V direkt in på instrumentet. För mätning av ström sitter det en mät-transformator i pentans skåp. Vi brydde oss därför inte om att ändra på något vad gäller visning av spänning eller ström eftersom att dessa inte lämnar en 4-20 mA signal. Det enda vi gjorde med dessa var att märka upp dem med varningsskylt.

När alla visarinstrument var kopplade så började vi att koncentrera oss på att få alla larmpunk-ter, som inte täcks av visarinstrumenten, till plintarna.

De punkter som inte täcks av visarinstrumenten är: Summalarm panna

Bilge water tank high level Bilge well ME high level Bilge well GT high level Sanitary system failure Expansion tank ME low level Expansion tank AE low level LO separator (mottryck) Exhaustgas AE PS high temp Exhaustgas AE SB high temp Starting air ME low pressure Control air low pressure

Dessa punkter kommer att läggas på digitala ingångar i ett framtida datorbaserat övervakn-ingssystem. Vi lade därför dessa punkter med en parallell kabel från plintrad X10 till B1. När dessa sedan skall kopplas in till PLC så jordar man 24 volts signalen i en gemensam nollpunkt vid ingån-garna på PLC-enheten.

(18)

4

Det slutliga arbetet i pulpeten bestod i att montera och koppla in WAGO enheten. Matning till enheten tog vi från den ordinarie larmpanelen, det vill säga bryggans batterier.

De givare som skulle kopplas till PLC-enheten var de som vi tidigare nämnt för temperaturövervakning. Dessa kopplades i serie med sina givare som senare monterades på sina respektive platser.

Det enda som nu återstod var

monterin-gen av givarna och blixtljuset. Vi började med givarna.

6.2.1 HJM

När givarna skulle monteras på sina platser i manifolden visade det sig att givarna var av fel storlek. De var för långa. Detta gjorde att vi fick byta plats på givarna för visarinstrumenten och givarna för larmen.

När dessa var på plats så drog vi skärmad tvåledarkabel från givarna till kopplingsskåpet ovanför huvudmaskin.

Utsignalen från PLC-enheten kopplades via en ka-bel från kopplingsskåpet ovanför huvudmaskin till kop-plingsskåpet på styrbordssidan ovanför styrbords hjälp-maskin. I detta skåp kopplade vi utsignalen på den plint som leder in signalen på larmkortet på bryggan.

När PLC-enheten registrerar ett larm så skickar den

en signal i form av 24 volts spänning via utgången. Denna leds in på larmkortet där den ger upphov till ett larm i form av sirén och blix-tljus i maskinrummet.

Handledare: Lennart Bohman Sjöfartshögskolan HT/VT 2007/2008 Bild 10. Kontroll av PLC

Bild 11. Larmgivare HJM BB

(19)

5

6.2.2 HM

Till huvudmaskin införskaffades ingen separat givare för larmet. Detta beror på att det inte gick att få plats med ytterligare en givare på maskinen. Vi använde där-för samma givare, där-för att koppla in larmet, som an-vänds för visarinstrumentet.

Det enda vi fick ändra på för att få detta att fun-gera var det att vi fick ändra på matningen till detta visarinstrument.

Eftersom att PLC-enheten har en gemensam nollpunkt för samtliga givare gör detta att man måste mata samtliga anslutna givare med samma spänning-skälla för att undvika att givarna matas bakvägen. Detta gjorde att vi fick se till att visarinstrumentet, som ligger i serie med givaren och PLC-enheten, fick matning från bryggans batterier istället för pentans.

Ett annat problem som vi stötte på var att den vakt som satt monterad innan våran installation var av

brytande typ. Det vill säga att larm kom först när kontakten i vakten bröts (NC). Vi fann, efter att ha studerat manualen, att man på larmkortet kan med hjälp av en bygling ändra vilken funktion kontakten har.

6.2.3 Växel

Monteringen av växelns givare gick mycket bra. Vi fick den snabbt på plats och kunde dra kabel till kopplingskåpet utan problem.

Det visade sig dock att anslutningsdonet på mätomvandlaren var glapp. Detta kom vi på först efter att vi monterat givaren och dragit kabel. Givaren skruvades loss och hela enheten med givare och mätomvandlare skickades tillbaka till INOR för reparation. Reparationen tog bara en vecka och gick på garantin.

Gällande larmsignalen, till kortet på bryggan, visade det sig att även kontakten för växeln var av brytande typ vilket gjorde att vi fick bygla ingången på larmkortet.

(20)

6

6.2.4 Blixtljusen

Blixtljusen monterades upp under däck och kopplades in parallellt över sirenen.

Den ena monterades akter om pentan och den an-dra på babordssidan av huvudmaskin.

På grund av att spänningen över sirenen bara ligger på 15 volt så blinkar ljusen något långsammare än det var tänkt, men vi anser att det ändå är tillräckligt.

Bild 14. Blixtljus vid huvudmaskinen

6.2.5 Spänningsmatning

Angående våran vision om att flytta matningen av larmsystemet från bryggans batterier till pen-tans, så fick vi hejda oss med detta. Detta beror på att vi helt enkelt inte fick någon tid över.

Vi fann att även matningen av larmsystemet måste gå via master-panelen på bryggan. Detta kom vi på efter att vi försökt att mata systemet via panelen som sitter monterad i kontrollrummet. Resultatet blev att sirenen gick på halvfart och alla larmpunkter inte var aktiva.

(21)

7 6.3 Avprovning

När vi kände att vi var klara med installationsarbetet så var det dags för slutlig avprovning för våran del. Avprovningen genomförde vi genom att värma givarna i ett Isotech Drago kokkärl och då larmet gick läste vi av temperaturen och jämförde med programmerade larmgränser. Resultatet blev att larm kom på satt larmgräns plus minus 2 °C, detta får vi anse som väldigt god noggran-nhet.

Slutbesiktning av arbetet utfördes, ombord på Calmare Nyckel, tillsammans med Lennarth Bohman, Egon Nilsson och Håkan Gustavsson. Vi berättade om hur vi utfört arbetet och visade upp allt som vi kopplat in. Sedan demonstrerade vi funktionen av den nya temperaturövervak-ningen med godkänt resultat. Vi delgav dem också av våra rekommendationer angående framtida utbyggnad av larm och övervakningssystemet.

(22)

8

7 Slutsats & Rekommendationer

Detta projektarbete har resulterat i att M/S Calmare Nyckel nu har ett fungerande larmsystem med god noggrannhet för maskinlarmen. Detta larmsystem har nu också goda förutsättningar för ut-byggnad av datorbaserat system. Ritningar på ändringar som genomförts har tagits fram och kopia på dessa finns även ombord på fartyget.

Dock så lämnar systemet en hel del i övrigt att önska. Rekommendationer för framtida arbeten blir därför att dra om alla kablar så att de först kommer till pulpeten i maskinkontrollrummet och även flytta reläkorten dit så att larmsignalerna följer kablarnas väg. Detta kommer att få till följd att systemet blir mycket lättare att förstå och även lättare att felsöka om problem uppstår. Om man skall företa ett sådant omfattande arbete bör kanske total datorbaserad övervakning starkt övervägas som ett alternativ. Om man väljer ett datorbaserat system kan man utan problem spara en ansenlig mängd kabel (och därmed plats i fartyget) för att få larmpresentation på bryggan. Detta tack vare att kommunikation mellan dessa system sker via vanlig nätverkskabel vilket även kommer att innebära färre kopplingspunkter. Även visning av vad som sker i programmet som vi skrivit bör övervägas att programmeras och presenteras på någon form av display eller liknande.

I övrigt bör fast kommunikationslinje i form av telefon mellan maskin och brygga installeras. Volvo Pentan har tillkommit på senare tid och är inte implementerad i fartygets larmsystem. Denna maskin används för kraftförsörjning och för att hydrauliskt driva fartygets bogpropeller, därför bör denna maskin integreras i larmsystemet och larmpunkterna utökas för att även omfatta hydrauliken i form av tryck, nivå och temperatur.

(23)

9

8 Källförteckning/Referenslista

(Hoffmann, Lembke och Linnér (2006). Maskin och Vaktlarmssytem M/S Calmare Nyckel. Exam-ensarbete, Högskolan i Kalmar, Sjöfartshögskolan).

(Lennartsson, Andersson, Knudsen, Rosenberg (2007). Maskinrumsalarm och Övervakningssystem

(24)

0

BILAGA 1

RITNINGAR

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

6

BILAGA 2

BESKRIVNING AV

PLC PROGRAMMET

TEMPERATURÖVERVAKNING_CALMARE_NYCKEL.PRO

(31)

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

BILAGA 3

PRODUKTBLAD WAGO

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

8

BILAGA 4

INKÖP OCH SLUTLIG KOSTNAD

(43)

9

Slutlig kostnad för projektet

Sammanställning av kostnader:

Inor

7509:-SDT

4672,75:-Deif

2448,48:-Selga

8701:-Total

23331,23 SEK

(44)

(45)

(46)

(47)

(48)

(49)

(50)

(51)

47

BILAGA 5

BESTÄLLNING AV PROJEKT

UTVÄRDERING AV PROJEKT

(52)

48

Egon Nilsson

Tfn: 0480-49769

Postadress

9 8 Kalmar BesöksadressLandgången 4 Telefon0480-497600 Telefax0480-497650 E-postegon.nilsson@hik.se

Beställning av Projekt: M/S Calmare Nyckel

Maskinlarm

2007-10-04

Projektarbetet består av att samtliga larmpunkter i maskin dras till pulpet i kontrollrummet för att möjliggöra parallell inkoppling av datoriserat larmsystem.

En gemensam kopplingsplint för larmsignalerna monteras. Kopplingsplinten skall vara av en typ som går att bryta och mäta på.

Kablar och plintar märkas upp och nya ritningar skall göras. Dokumentationen av systemet lämnas till fartyget.

Beställare Egon Nilsson

Teknisk Chef M/S Calmare Nyckel

Mottagare

Fredrik Runander S Mattias Sunnman S

(53)

M/S Calmare Nyckel Maskinlarm

