On-line mittausten kunnonvalvonta vedenpuhdistusprosessissa VÄLIRAPORTTI

Transkriptio

1 On-line mittausten kunnonvalvonta vedenpuhdistusprosessissa VÄLIRAPORTTI Tomi Lukkarinen

2 AS Automaatio- ja systeemitekniikan 2 (12) Sisältö 1. Tehtävänkuvaus Tausta Tavoite Tehtävät Rajaus Asiakkaan velvollisuudet Projektin ositus Projektin yhteyshenkilöt Dokumentointisuunnitelma Riskienhallintasuunnitelma... 8 LIITTEET... 9 Liite 1. Määritelmät, Termit, Akronyymit, Lyhenteet Liite 2. Tiedonsiirron periaatekuva Liite 3. Projektin aikataulu

3 AS Automaatio- ja systeemitekniikan 3 (12) Versiohistoria Versio Päivämäärä Tekijä Kommentit/tehdyt muutokset (kuka muuttanut) Tomi Lukkarinen Tomi Lukkarinen Ensimmäinen versio (projektisuunnitelma) lisäykset (väliraportti)

4 AS Automaatio- ja systeemitekniikan 4 (12) 1. Tehtävänkuvaus 1.1 Tausta Vedenpuhdistuslaitoksilla on useita on-line mittauksia, jotka mittaavat eri prosessisuureita vedenpuhdistusprosesseissa. Osalla on-line mittauksista ohjataan vedenpuhdistusprosessin kemikaalisyöttöjä, joten mittausten tulee olla tarkkoja ja luotettavia. On-line mittausten mittadata tallennetaan Metson tietokantaan, josta se on saatavissa jälkikäteen. Mittalaitteiden kalibrointi ja viritys suoritetaan ennalta määrätyn ohjelman mukaisesti, joka voi välillä olla riittämätön. Vedenpuhdistusprosessista otetaan myös aika ajoin laboratorionäytteitä, jotka analysoidaan vedenpuhdistuslaitosten omassa laboratoriossa. Laboratorioanalyysit tallennetaan laboratorion omaan tietojärjestelmään (LIMS), josta tulokset ovat haettavissa jälkikäteen. Laboratorionäytteenoton yhteydessä luetaan myös vastaava on-line mittarin arvo, joka syötetään käsin LIMS-järjestelmään. Tällä hetkellä laboratoriohenkilöstö joutuu seuraamaan LIMS-raporteilla mittausten välisiä erosuureita ja ottamaan yhteyttä huoltohenkilöstöön jos erosuure kasvaa liikaa. Mittalaitteiden huollosta vastaavat henkilöt käyttävät pääasiassa Metson DCS-järjestelmää, eikä heillä ole käyttöoikeuksia laboratoriojärjestelmään. Vesilaitoksilla on parhaillaan käynnissä LIMS-järjestelmän päivitys, jossa nykyisen järjestelmän tietokanta ja käyttöliittymä päivitetään. Päivityksen tulisi olla valmis viimeistään viikolla 49 ( ). LIMS-järjestelmän päivitys aloitetaan , arvioitu kesto 2 päivää. 1.2 Tavoite Ensisijainen tavoite: Projektin tavoitteena on toteuttaa Helsingin kahdelle vedenpuhdistuslaitokselle on-line mittausten automaattinen kunnonvalvonta Metson DCS-järjestelmään. Kunnonvalvonta on tarkoitus toteuttaa on-line mittadatan ja laboratoriodatan automaattisella vertailulla (55 kpl). Jotta on-line mittauksen ja laboratoriomittauksen tietoja voitaisiin verrata Metson järjestelmässä, joudutaan tekemään siirtosovellus järjestelmien tietokantojen välille. Siirtosovellus edellyttää, että LIMS-järjestelmän tietokantapäivitys on toteutettu. Vertailu toteutetaan Metson raportointisovellusta hyödyntäen, jossa raportoidaan on-line mittaus, laboratorioanalyysi ja näiden kahden erotus sekä mahdollisesti erosuure hälytys. Hälytys voidaan myös lisätä Metson DCS-järjestelmän hälytysnäytölle.

5 AS Automaatio- ja systeemitekniikan 5 (12) Laboratoriotietojen siirtoa Metson tietokantaan tarvitaan myös tulevaa projektia varten, jossa Metson DCS-järjestelmässä suoritetaan on-line mittausten autokalibrointia. Tavoitteen mukainen siirtosovellus on valmis ja odottaa LIMS-järjestelmän päivitystä. Sovellus on asennettu LIMS-palvelimelle ja se siirtää testidataa Metson tietokantaan. Vertailuraportteja varten, joudutaan tekemään lisäksi on-line mittauksen keskiarvolaskentaa, joka aiheuttaa muutoksia siirtosovellukseen ja tuplaa tarvittavat tietokantalisenssit. Toissijainen tavoite: Toissijaisena tavoitteena on saada mahdollisimman hyvin toteutettu siirtosovellus, joka voidaan helposti ottaa käyttöön vastaavissa tiedonsiirroissa (esimerkiksi jätevedenpuhdistuksessa). Siirtosovellus hyödyntää asetustiedostoa, joten sovellus voidaan ottaa käyttöön vastaavissa tiedonsiirroissa. 1.3 Tehtävät Tehtävänä on suunnitella ja toteuttaa siirtosovellus, joka siirtää laboratoriodataa LIMStietokannasta Metson IA-tietokantaan sekä toteuttaa vertailuraportit Metson MyCommunity WebPortaaliin. 1.4 Rajaus Projektiin kuulu seuraavat osakokonaisuudet: - LIMS-järjestelmän tietokannasta luku ja muokkaus - Metson tietokantamuutokset uusille mittapositioille - Laboratorioanalyysiin (siirtotaulun tietue) lisääminen/päivittäminen Metson tietokantaan vastaavalle on-line mittaukselle - Metson mycommunity webportaaliin vertailuraporttien luominen (DNAreportDesignertyökalulla) Lisätyönä joudutaan tekemään on-line mittausten kesiarvolaskentaa, joka lisää siirtosovelluksen ohjelmointityötä ja tietokantalisenssien tarvetta.

6 AS Automaatio- ja systeemitekniikan 6 (12) 1.5 Asiakkaan velvollisuudet Asiakkaan (vesilaitokset) vastuulla on, että kaikki fyysiset kytkennät, kaapeloinnit sekä tarvittavat laitteet ovat toimintakunnossa, jotta tiedonsiirto ja testaus olisivat mahdollisia. Asiakas vastaa myös Metson tietokantalisensseistä (55 kpl), jotka vaaditaan laboratoriomittausten tallentamiselle. Tietokantalisenssien tarve kaksinkertaistui keskiarvolaskennan myötä (tarve 110 kpl). 2. Projektin ositus Tutustuminen tietokantojen (LIMS ja Metso IA) rakenteisiin. LIMS järjestelmän toimittaja on toimittanut tarvittavien siirtotaulujen rakenteet. Metson tietokannasta löytyy koulutusmateriaalia sekä työkaluja tietokannan muokkaamiseen. Siirtosovelluksen ohjelmointi. Siirtosovellukseen tehdään pääohjelma joka kutsuu aliohjelmia. Aliohjelmat ohjelmoidaan ja testataan yksi kerrallaan. Siirtopositioiden luonti Metson tietokantaan. Siirtosovelluksen testaaminen (testikannalla, kehityskoneella). Kunnonvalvontaraporttien suunnittelu käyttöhenkilöstön kanssa. Metson DNAReportDesigner-ohjelmaan tutustuminen Kunnonvalvontaraporttien toteutus Koulutus ja ohjeiden luominen vesilaitoksille Alussa tutustuttiin eri tietokantojen rakenteisiin ja suunniteltiin siirtosovelluksen toimintalogiikkaa. Toimintalogiikkaa käytiin läpi myös Software pointin henkilökunnan kanssa. Siirtosovellus jaettiin pienempiin aliohjelmiin helpomman hallittavuuden takaamiseksi. Aliohjelmia testattiin jatkuvasti ohjelmoinnin yhteydessä ja valmis ohjelma laitettiin testikäyttöön LIMS-palvelimelle. Laboratoriohenkilökunta syöttää LIMS-järjestelmän testikantaan analyysituloksia, jotka siirtosovellus siirtää Metson tietokannan testipositioihin. Tutustuin myös Metson vaihtoehtoiseen tiedonsiirtorajapintaan (Web Service). Siirtosovellus on mahdollista muuttaa käyttämään Web Service -rajapintaa pienillä muutoksilla (vaihtamalla aliohjelma). Tutustuin Metson raportointityökaluihin ja pohdin yhdessä Metson asiantuntijoiden kanssa raporttien toteutusta. Kävi ilmi, että vertailuraportteja ei voida toteuttaa nykyisellä mallilla DNAreportDesigner-työkalulla. Joudutaan tekemään on-line mittausten keskiarvolaskentaa, jolle tehdään oma positio tietokantaan (kaksinkertaistaa tietokantolisenssien määrän). Tämä muutos aiheuttaa muutoksia myös siirtosovellukseen, joka hoitaa jatkossa laboratorioanalyysien siirron lisäksi myös on-line mittausten keskiarvolaskentaa ja tallentamista Metson tietokantaan.

7 AS Automaatio- ja systeemitekniikan 7 (12) Seuraavaksi tehdään testiraportteja uuden mallin mukaisesti, jonka jälkeen suunnitellaan lopulliset raportit käyttöhenkilöstön kanssa. Lopuksi tehdään kaikki tarvittavat positiolisäykset Metson tietokantaan ja toteutetaan lopulliset vertailuraportit ja ohjeet. 3. Projektin yhteyshenkilöt Projekti tehdään HSY kuntayhtymän vedenpuhdistuslaitoksille (Vanhakaupunki ja Pitkäkoski). Yhteyshenkilönä vesilaitoksilla toimii automaatiomestari Mika Kuikka, automaatiosuunnittelija Ismo Seittenranta sekä käyttöpäällikkö Matti Ropponen Yhteyshenkilöt LIMS (Softwarepoint) Arto Puranen ( asti) ja Tuija Rantaniemi- Mäkelä Projektista pidettiin palaveri Pitkäkoskella, johon osallistui projektiohjaajan lisäksi laboratorion henkilökuntaa ja Software pointin edustajia. Vertailuraporttien toteutuksesta olen ollut yhteydessä Metson asiantuntijoihin V43 ja V Dokumentointisuunnitelma Projektin käynnistyessä tuotetaan projektisuunnitelma, joka määrittelee mahdollisimman tarkasti projektin eri vaiheet ja toimintatavat. Projektin edetessä tuotetaan väliraportti, jossa selviää projektin sen hetkinen tilanne. Projektin päättyessä tuotetaan loppuraportti, johon raportoidaan projektin onnistuminen sekä tekninen raportti (asiakkaalle), joka määritteelle projektin tekniset yksityiskohdat. Dokumentointi etenee aikataulussa.

8 AS Automaatio- ja systeemitekniikan 8 (12) 5. Riskienhallintasuunnitelma Ohessa on esitelty projektiin liittyviä oletettuja riskejä ja niiden hallintakeinoja. 1. LIMS-järjestelmän päivitys viivästyy. Kunnonvalvontaa ei ole mahdollista testata tuotantoympäristössä mikäli LIMS-järjestelmän päivitys viivästyy merkittävästi. Projekti toteutetaan siinä tapauksessa testidatalla, joka luodaan LIMS-järjestelmän testikantaan. Näin voidaan testata siirtosovellus ja raportit. LIMS-järjestelmän päivitys aloitetaan 4.11, joten loppudemoa (3.11) varten analyysejä joudutaan siirtämään manuaalisesti Metson tietokantaan. 2. Asiakas ei toimita tarvittavia lähtötietoja (on-line/laboratorio mittaparit). Mikäli asiakas ei toimita tarvittavia lähtötietoja, kunnonvalvontaa ei voida siltä osin saattaa tuotantoon. Asiakkaalle tuotetaan ohjeet projektin lopussa, joiden perusteella asiakas voi tehdä tarvittavat lisäykset/muutokset myöhemmin. Asiakas on toimittanut kaikki tarvittavat lähtötiedot. 3. DNAReportDesigner-työkalun vähäinen kokemus Mikäli DNAReportDesigner-työkalulla ei saada toteutettua haluttuja raportteja, joudutaan vertailuraportit toteuttamaan Microsoft Excel -taulukoilla (Metson tietokantalisäosalla, Aspen Add-in). DNAReportDesigner-työkalun vähäinen kokemus aiheuttaa lisää ohjelmointia siirtosovellukseen. Raportit voidaan kuitenkin toteuttaa alkuperäisen suunnitelman mukaan Metson webportaaliin. Riskien toteutumista seurataan aktiivisesti koko projektin ajan.

9 AS Automaatio- ja systeemitekniikan 9 (12) LIITTEET Liite 1 Määritelmät, termit, akronyymit, lyhenteet Liite 2 Tiedonsiirron periaatekuva Liite 3 Projektin aikataulu (päivitetty )

10 AS Automaatio- ja systeemitekniikan 10 (12) Liite 1. Määritelmät, Termit, Akronyymit, Lyhenteet. IA-järjestelmä- MetsoDNA-automaatiojärjestelmän lisäosa, joka mahdollistaa datakeruun automaatiopositioista. IA-palvelimelle määritellään minkä positioiden dataa kerätään talteen, tallennussykli, arvojen määrä sekä muita parametreja. IA-palvelimen tietokannasta voidaan jälkikäteen tulostaa kuvaajia, tehdä raportteja ja analysoida prosessin eri osa-alueita. LIMS - Laboratory Information Management System. HSY:n vedenpuhdistuslaitoksilla on käytössä Softwarepointin toimittama LimsBOSS-järjestelmä, johon tallennetaan laboratorioanalyysien tuloksia.

11 AS Automaatio- ja systeemitekniikan 11 (12) Liite 2. Tiedonsiirron periaatekuva HSY network DCS network LIMS MSSQL Metso IA database SELECT, INSERT, DELETE SELECT, INSERT/UPDATE Software/ Service

12 AS Automaatio- ja systeemitekniikan 12 (12) Liite 3. Projektin aikataulu.