TeollisuusPartneri Näkemyksellisiä ratkaisuja teollisuuteen www.siemens.fi/teollisuus s Polttoaineena uusiutuva energia Kokkolan Voiman biovoimalaitos Joustavuutta kommunikaatioratkaisuilla PV-Putkitus Oy:n uuden tuotantohallissa käytettiin Profinettia Kilpailukykyä tehokkaasta suunnittelusta TeollisuusPartneri Kevät 2011 1
Pääkirjoitus Suomalainen teollisuus on aloittanut vahvan nousun laman syövereistä tämän lehden mennessä painoon. Se näkyy tilauksissa ja osittain myös investoinneissa. Tämä on hyvä asia teollisuudelle, Suomelle ja myös Siemensille. Nousun toivoisi olevan pitkäaikainen ja kestävä - kestävä niin taloudelliselta pohjaltaan kuin ympäristöarvoiltaan. Molemmat vaativat tehokkaita, tuottavia ja ympäristöystävällisiä ratkaisuja ja palveluita. Hyvin suunniteltu on puoliksi tehty. Kulunut sanonta, mutta kuten yleensäkin, sitä käytetään, koska siinä on mukana enemmän kuin häivähdys totuudesta. Suomalaisen teollisuuden menestyksessä kovenevassa globaalissa kilpailukentässä suunnittelu on avainasemassa. Hyvällä suunnittelulla on mahdollista säästää investoinneissa, tehostaa tuotantoa ja suojella ympäristöä. Tämän vuoksi siihen on järkevää panostaa. Siemens teki vuoden 2010 lopulla suurimman uudistuksen automaatiosuunnitteluun yli 15 vuoteen. Se julkaisi uuden ohjelmistoalustan, TIA (Totally Integrated Automation) Portalin (s.4). Työkaluun kuuluvat esimerkiksi logiikka-, käyttöliittymä- ja turvaratkaisusuunnittelu sekä tulevaisuudessa myös mm. moottoreiden ja taajuusmuuttajien määrittely. Jatkossa siihen liitetään kaikki teollisuuden suunnittelutyökalut. Tämä säästää luonnollisesti aikaa ja rahaa, kun ei tarvitse hankkia useampia suunnitteluohjelmia. Ensimmäiset käyttäjäkokemukset TIA Portalista ovat olleet positiivisia. Se vähentää useita suunnitteluvaiheita ja todella antaa suunnittelijalle mahdollisuuden keskittyä työhönsä. Ohjelma ei opeta ketään tekemään hyviä suunnitelmia, mutta antaa osaaville ihmisille siihen erinomaisen mahdollisuuden. Hyvä suunnittelu varmistaa tuoton Janne Öhman Johtaja Industry Automation & Drives Technology Division Suunnittelu on monimutkainen ja monivaiheinen prosessi. Esimerkiksi tuotantolinjassa on suunniteltava automaatio ja sähköistys sekä valittava laitteet jne. Tämä kaikki on aiemmin tehty useilla eri ohjelmilla. Se on hidastanut työtä ja vaatinut myös useampien eri ohjelmien osaamisen. Näin suunnittelijan tärkeimpään työhön, suunnitteluun, ei ole voitu panostaa riittävästi. Suunnittelun tehtävä on varmistaa tehokas ja ympäristöystävällinen tuotanto. Sivuilta 10 ja 12 löytyy esimerkkejä hyvin onnistuneista projekteista, jossa on onnistuttu ottamaan huomioon ympäristö ja parantamaan tuottavuutta. Nykyään pelkkä automaation suunnittelu ei riitä. Tuotantolaitosten ja koneenrakentajien on osattava samalla katsoa asioita riittävän laajasti. Teollisuuslaitosten tietoturva on yksi esimerkki uusista haasteista, jotka on otettava teollisuudessa huomioon. Tästä haasteesta ja vastauksista siihen on enemmän asiantuntijaartikkelissa sivulla 16. 2 TeollisuusPartneri Kevät 2011
Sisältö Suunnittelun uusi aikakausi 4 TIA Portal mullistaa automaatiosuunnittelun Uusi suunnittelutyökalu yhdistää kaikki teollisuussunnittelun osat yhteen ohjelmistoalustaan. 5 Helpotusta teollisuusautomaation käyttöliittymien ohjelmointiin 7 Nopeampi, helpompi, virheettömämpi Uuden sukupolven ohjelmointialustan käytön ensivaikutelma on helppous ja vaivattomuus. 8 Kaikki logiikat ohjelmoitavissa yhdellä työkalulla Kestävä kehitys 10 Jätevesi puhdistuu kallion sisässä Turun uusi jätevedenpuhdistamo vähentää Itämeren rehevöitymistä 12 Prosessihöyryä biolpolttoaineilla Kokkolan voiman uudessa porssihöyrykattilalaitoksessa käytetään polttoaineena uusiutuvia energianlähteitä Tuottavuus ja turvallisuus 16 Tietoturva varmistaa automaatioratkaisun tuottavuuden Tietoturva on perusta teollisuuen luetettavalle automaatioratkaisulle 17 Teollisuus-PC:n on oltava luotettava ja helppokäyttöinen 17 Tehokasta kaukolämpöputkien valmistusta Profinet-tekniikka parantaa kokonaisuuden hallintaa, helpottaa laajennettavuutta ja tuo kustannussäästöjä 20 Diagnostiikka otettava huomioon sähköverkon ja automaation suunnittelussa On tärkeää miettiä mitä tietoa, kuinka paljon ja missä tarvitaan Siemens Osakeyhtiön asiakasjulkaisu teollisuuteen Julkaisija Siemens Osakeyhtiö, PL 60, 02601 Espoo, puhelin 010 511 5151 Toimitus Siemens Osakeyhtiö, viestintä, puhelin 010 511 5151 Kannen kuvat Siemens Siemens Osakeyhtiö on teknologia- ja palveluyritys, joka toimii teollisuuden, energian ja terveydenhuollon aloilla. Yhtiön liikevaihto Suomessa ja Baltiassa on noin 290 miljoonaa euroa ja henkilöstön määrä noin 640. Emoyhtiö Siemens AG:n liikevaihto on 76 miljardia euroa ja henkilöstön määrä noin 405 000. Siemens toimii noin 190 maassa. Industry Automation and Drive Technologies Division toimittaa automaatioratkaisuja, jotka muodostuvat integroitavista tuotteista ja ohjelmistoista, pienjännitekojeista, kenttälaitteista, automaatiojärjestelmistä ja käytöistä tuotannonohjaustasolle asti. Yhteensopivat tuotteet ja järjestelmät lisäävät tuottavuutta ja turvallisuutta sekä säästävät energiaa. TeollisuusPartneri Kevät 2011 3
Suunnittelun uusi aikakausi Teksti: Eetu Helminen Automaatiosuunnittelu mullistuu Uusi TIA Portal -ohjelmistoalusta on suuri askel teollisuuden automaatiosuunnittelussa. Se yhdistää kaikki teollisuussuunnittelun osat yhteen ohjelmistoalustaan. Tia Portal -työkalu (Totally Integrated Automation) on maailman suurimman automaatiotoimittajan suurin uudistus ohjelmistoratkaisuihin noin pariin kymmeneen vuoteen. Uuteen TIA Portal -ohjelmistoalustaan on lisätty useita työtä helpottavia ja tehostavia työkaluja, esimerkiksi logiikka-, käyttöliittymä- ja turvaratkaisusuunnittelu. Jatkossa siihen liitetään kaikki teollisuuden suunnittelutyökalut, myös mm. moottoreiden ja taajuusmuuttajien määrittely. Myös vanhat ratkaisut toimivat edelleen. Uusi työkalu parantaa tuottavuutta mm. vähentämällä ohjelmien määrää ja siten tarvetta opiskella useita eri sovelluksia sekä nopeuttamalla suunnittelua. Suunnittelu nopeutuu esimerkiksi yhteisen tietorakenteen ansiosta. Näin mm. vianmääritys on entistä nopeampaa. Samalla kaikkien eri ohjelmointitöiden saumaton yhteensopivuus nopeuttaa suunnittelutyötä. TIA Portal -ohjelmointialusta mahdollistaa tehokkaan, nopean ja helpon automaatiojärjestelmien suunnittelun. Samalla ohjelma-alustalla on mahdollista käyttää mm. logiikkaohjelmointiin tarkoitettua Simatic Step 7 V11 -ohjelmaa ja Simatic WinCC V11 -ohjelmaa, jota on tarkoitettu käyttöliittymäsuunnitteluun. Kaikkia ohjelmia käytetään samalla käyttöliittymällä ja ne toimivat yhtenä ohjelmana. Tämä poistaa tarpeen kalliiseen ja aikavievään ohjelmaintegraatioon. Toimisto-ohjelmista tuttuja käyttötapoja hyödyntävä työkalu on erittäin helppokäyttöinen. Esimerkiksi koneiden käyttöliittymät on mahdollista ohjelmoida niin, että valmiina oleva I/O-muuttuja siirretään ruudulla halutun käyttöliittymä kuvan päälle. TIA Portal luo samalla automaattisesti tarvittavat yhteydet. TIA Portal -työkalussa kaikki eri suunnittelun osa-alueet tehdään samalla ohjelmistoalustalla. Näin suunnittelija hyötyy yhteisestä käyttöliittymästä ja jaetuista ominaisuuksista sekä saumattomasta siirtymisestä yhdestä ohjelmointityöstä toiseen. Kaikki automaatioratkaisuun kuuluvat laitteet ja yhteydet on mahdollista luoda yhdellä ohjelmalla. Samalla liikkuminen projektista toiseen on ongelmatonta ja eri osa-alueiden tietoja on helppo yhdistää toisiinsa. TIA-portaalissa käytetään objekteihin perustuvaa ohjelmointia ja keskitettyä tietojenhallintaa. Työkaluun on mahdollista luoda myös kirjastoja uudelleenkäyttöä varten. 4 TeollisuusPartneri Kevät 2011
Teksti: Eetu Helminen Helpotusta ohjelmointiin Uusi TIA Portal -ohjelmointityökalu helpottaa huomattavasti teollisuusautomaation käyttöliittymien suunnittelua. Samalla rahalla saa myös laajemmat ja paremmat työkalut kuin ennen. Tekeminen on aidosti nopeampaa ja helpompaa, kun oppii käyttämään uusia ominaisuuksia. Tuotepäällikkö Mika Nurmi on innoissaan uudesta lähestymistavasta. Aiemmin erilliset operointipaneelien ja valvomojen käyttöliittymien suunnittelut yhdistyvät. Tästä on puhuttu jo useita vuosia, mutta nyt se on vihdoin toteutunut. Jatkossa on mahdollista tehdä kaikki yhdellä työkalulla riippumatta siitä, minkälaista visualisointia tehdään. Samalla suunnittelulisenssit tulevat aiempaa halvemmiksi. Erityisesti valvomolisensseissä saa samaan hintaan paljon entistä enemmän. Aiemmin Siemensilläkin on ollut erilliset työkalut operointipaneelien ja valvomojen ohjelmointiin. Käyttöliittymäsuunnittelijat on pitänyt osata käyttää kahta eri työkalua. Uusi portaali helpottaa työtä. Suunnittelijalle tämä tarkoittaa sitä, että hän kykenee hyödyntämään esimerkiksi suunnittelupaneelin ohjelmaa valvomossa. Tämä nopeuttaa työtä huomattavasti, Nurmi kertoo. Siemensin TIA Portal yhdistää samaan ohjelmointiympäristöön pienten, koneläheisten operointipaneelien ja suurempien ns. Scada-suunnitteluympäristöjen tekemisen. Samalla ohjelmointityökaluun yhdistyy myös logiikkaohjelmointi ja lähitulevaisuudessa teollisuuskäytöt. Näin logiikkaa, käyttöjä ja käyttöliittymiä voidaan ohjelmoida yhdellä työkalulla. Uudella versiolla pystyy avaaman esimerkiksi yhtä aikaa visualisoinnin ja logiikan, ja se luo automaattisesti liitokset. Tekeminen on aidosti nopeampaa ja helpompaa, kun oppii käyttämään uusia ominaisuuksia. Myös copy-pastea voi ruveta käyttämään automaatiomaailmassa, Nurmi naurahtaa ja pohtii onko se aina sittenkään hyvä asia. Erilliset ohjelmistotyökalut ovat aiemminkin keskustelleet keskenään. Uutta on se, että kaikissa ohjelmointityökaluissa on yhteisiä toimintoja. Jokaista ohjelmaa ei ole rakennettu erikseen, vaan ominaisuudet ovat kaikille yhteisiä. Nurmi sanoo, että paneelien ohjelmointiin käytetty WinCC flexible -työkalu oli jo aiemmin hyvin samanlainen kuin uusi TIA Portal. Valvomoiden suunnitteluympäristö on kuitenkin erilainen kuin aiemmin. Loppukäyttäjille ja operaattoreille uusi ratkaisu ei aiheuta muutoksia, luotava käyttöliittymä pysyy ennallaan. Portaalissa on myös kirjastomahdollisuus. Sinne on mahdollista tehdä toiminnosta tallenteita ja monistaa niitä projektista toiseen. Samassa kirjastossa on logiikka- ja näyttöasiat. Tämä on erittäin käytännöllistä esimerkiksi konerakentajille, kun käytetään vakiokomponentteja. TeollisuusPartneri Kevät 2011 5
Suunnittelun uusi aikakausi Teksti: Lauri Lehtinen Kuvat: Timo Aalto Nopeampi, helpompi, virheettömämpi Suomalainen koekäyttäjä on jo ottanut tuntumaa TIA-konseptiin. Ensivaikutelmana on helppous, jonka tärkein seuraus on suunnittelutyön vaivattomuus ja edelleen paljon parempi tuottavuus. 6 TeollisuusPartneri Kevät 2011
Ensimmäinen huomio on, että suunnittelutyö on muuttunut voimakkaasti graafiseen suuntaan. Se merkitsee kirjoittamisen vähenemistä, kun osoitteita ja muita tietoja syntyy ohjelmistossa automaattisesti. Tämä puolestaan nopeuttaa työtä ja vähentää esimerkiksi näppäilyvirheitä, sanoo tuotantojohtaja Marko Kiviniemi Apex Automation Oy:stä. Hän on kokeillut uuden ohjelmistosukupolven Simatic-logiikkoja ohjelmoivaa versiota. Käytetyllä versiolla operoidaan vain Yksi työkalu nopeuttaa ohjelmointityötä Käskykannat vaikuttavat tehokkailta, ja paikoitukseen sekä moottorikäyttöjen ohjaamiseen tarkoitetut, valmiit ohjelmaosuudet antavat vaikutelman helposta ja tuottavuudeltaan erinomaisesta alustasta. Testattujen, valmiiden ohjelmalohkojen lisäksi vaikutuksen teki esimerkiksi analogiatietojen käytön helppous sekä skaalattavuus, kertoo Kiviniemi. uudentyyppisten logiikoiden kanssa, mutta se antaa jo selkeän kuvan siitä, miten erilaista työskentely TIA-konseptilla on. Graafisuus merkitsee sitä, että eri laitteiden symboleja ohjataan pääasiassa hiirellä drag-and-drop-periaatteella. Ohjelmisto luo itse osoitteet ja hoitaa useimmat rajapintoihin liittyvät määrittelyt täysin automaattisesti. Työ nopeutuu ja siitä tulee jo ensimmäisellä kierroksella valmiimpaa, kun tietokoneen huolellinen ja aina valppaana oleva sähköaivo tekee rutiinitehtävät. On hyvin suuri etu, kun kaikkeen ohjelmamateriaaliin pääsee kiinni yhdellä työkalulla. Toteutetussa projektissa ei ollut servomoottoreita, taajuusmuuttajia tai paikoituksia, joten niistä ei ehtinyt kertyä varsinaista työkokemusta vaan kylmäharjoittelun antama tuntuma. Hän kertoo, että käytännön suunnittelutyössä on suurta hyötyä siitä, että ohjelmisto tekee rinnakkain useita asioita. Samalla kun toteutetaan itse logiikan ohjausta, syntyy käyttöliittymän vaatima koodi sekä diagnostiikan tarvitsemat osat. Näin esimerkiksi kosketusnäytön liittäminen on nopeaa, kun sen vaatiman softan synnyttäminen on delegoitu tietokoneelle. On hyvin suuri etu, kun kaikkeen ohjelmamateriaaliin pääsee kiinni yhdellä työkalulla. Se kohottaa käytettävyyttä ja nopeuttaa työtä. Huomattava etu liittyy myös työhön totuttamiseen kun uusi suunnittelija tulee taloon, hän harjaantuu nopeammin tuottavaan työhön, kun opeteltavia rutiineja on olennaisesti karsittu. Kiviniemi sanoo, että tämä muutos graafiseen suuntaan on tavallaan verrattavissa taannoiseen siirtymiseen MS-dosista Windowsiin ja hiireen. Muutos helpottaa huomattavasti suunnittelijan työtä. Tämä nostaa nopeutta monin tavoin. Se ei luonnollisesti korvaa teknistä koulutusta eikä kokemusta, mutta se vapauttaa monista rutiineista keskittymään keskeisimpään, eli tekniseen ongelmanratkaisuun. TeollisuusPartneri Kevät 2011 7
Suunnittelun uusi aikakausi Teksti: Eetu Helminen Kuva: Timo Kauppila Kaikki logiikat ohjelmoitavissa yhdellä työkalulla TIA Portal -ohjelmointityökalu helpottaa ja tehostaa huomattavasti logiikkasuunnittelijoiden työtä. Toimisto-ohjelmista tuttujen ominaisuuksien ansiosta suunnittelijan ei tarvitse olla ohjelmoija tehdäkseen rautatason määrittelyt ja yksinkertaisen ohjelman sekä käyttöliittymän. Ratkaisu on ainutlaatuinen teollisuusautomaation suunnittelutyökalu. TIAportaalissa ovat tallella kaikki vanhat Siemens-työkalujen ominaisuudet, uudet vain parantavat sitä, kertoo myyntipäälikkö Matti Kleemola. TIA Portal -ohjelmointialustassa yhdistyy logiikkaohjaimien, käyttöliittymien ja tulevaisuudessa myös käyttötekniikan eli taajuusmuuttajien ja muiden moottorilähtöjen suunnittelu. Portaali luo kaikista osaalueista myös hyvin pitkälle valmiin yhteisen dokumentaation. Helppokäyttöisessä TIA Portalissa on paljon ominaisuuksia, jotka ovat tuttuja tavallisista toimisto-ohjelmista. Esimerkiksi rautatason määrittelyt, eli laitevalinnat näkyvät ruudulla valokuvatarkkana. Ruudulla voidaan esimerkiksi raahata ohjelmakoodista muuttujan symbolinen nimi lähtökortin tietyn kanavan päälle, minkä jälkeen kaikki määrittelyt tähän muuttujaan liittyen on tehty, Kleemola selittää. Aiemmat logiikkaohjelmien ohjelmointiin tarkoitetut eri työkalut tukivat toisiaan. TIAportaali on yksi yksittäinen työkalu, jolla on mahdollista luoda minkälainen logiikkaohjelma tahansa. Uutta työkalua on kehitetty pitkään, Kleemola toteaa. Portaalilla on mahdollista suunnitella ja käyttää kaikkia yhtiön valikoimissa olevia uusia logiikkaohjaimia. Uudessa työkalussa iso asia on, että automaatioprojekteja luotaessa voidaan jo luontivaiheessa valita, mitä siihen tulee. Samassa vaiheessa määritellään esimerkiksi logiikka sekä paneeleiden ja näyttöjen määrät. Työkaluun luodaan perustiedot ja painetaan ok, minkä jälkeen ohjelma luo valmiiksi projektin, Kleemola yksinkertaistaa. TIA Portal -työkalussa on aina mukana simulointiratkaisut. Niille ei tarvita erillisiä lisenssejä. Kun simulaation käynnistää, niin ohjelmoija voi nähdä heti, miltä projekti näyttäisi todellisessa tilanteessa. Suunnittelijan on mahdollista tarkistaa projektin toimivuus aina niin halutessaan. Uuten ohjelmistoalustaan voi ostaa erilaisia osia, jotka vastaavat aiempia suunnitteluohjelmia. Käytännössä asiakas ostaa aina jatkossa TIA-portaalin, kun hän ostaa logiikka- tai käyttöliittymäsuunnittelutyökalun. Siihen vain valitaan, mitä osia tarvitaan. Näin ohjelma laajenee tarvittaessa. TIA-portaalissa on käytettävissä useita ohjelmointikieliä: Tikapuukaavion ja muiden tyypillisten automaatiokielien lisäksi esimerkiksi lausekielinen ohjelmointi (SCL) ja sekvenssien ohjelmointiin tarkoitettu ohjelmointikieli kuuluvat aina pakettiin. Turvaominaisuudet ovat yhä pidemmälle integroituja logiikkaohjelmointiin. Portaalissa turvaohjelman alustaminen tapahtuu automaattisesti. Tämän jälkeen tehdään turvaohjelman sisältö. 8 TeollisuusPartneri Kevät 2011
STEP 7 Professional huippuedullisesti Step 7 Professional -ohjelmointiympäristö on päivitettävissä uuteen versioon huippuedullisesti. Siemensin tarjouskampanjassa saat päivityksen joko Step 7 tai Step 7 Professional -ohjelman vanhasta versiosta uusimpaan Step 7 Professional 2010 -versioon sekä vuoden päivityssopimuksen erittäin edulliseen yhteishintaan (850 e tai 650 e). Step 7 on Siemensin S7-300- ja S7-400-logiikkaohjainten ohjelmointiin tarkoitettu ohjelmisto. Sen uusin versio tukee Windows 7 -käyttöjärjestelmää (32 bittistä versiota). Muita uudistuksia ovat parantunut ohjelmakoodin suojaus (know how protection) sekä tuki uusien logiikoiden ominaisuuksille, kuten käyttäjän itse määrittelemille web-sivuille ja uusille Profinetkenttäväylän ominaisuuksille. Step 7 Professional on Step 7:n laajennettu versio, jossa on valmiina lisäominaisuuksia, jotka ovat hankittavissa myös Step 7 yhteyteen. Nämä ominaisuudet ovat: logiikkakoodin simulointi ohjelmointivaiheessa (PLCSIM), sekvenssiohjelmointiin soveltuva S7-GRAPH ja monimutkaisten algoritmien ohjelmointia helpottava S7-SCL. Sähköverkkojen mitoitus automaattisesti Sähkönjakelujärjestelmien suunnitteluun ja mitoittamiseen on ilmestynyt uusi ohjelmaversio. Simaris Design 6.0 -ohjelmistolla voidaan sähköverkot mitoittaa lähes automaattisesti, tarvitaan vain muutama määrittely - keskijänniteverkosta aina pistorasioille saakka perustuen oikeisiin tuotteisiin ja komponentteihin. Simaris Design 6.0 käytetään yli 60 maassa. Se on osa Siemensin Totally Integrated Power -konseptia, joka tarjoaa sähkönjakelun ja muiden järjestelmien integroituja kokonaisratkaisuja kaupallisiin ja julkisiin rakennuksiin sekä teollisuuslaitoksiin. Simaris Design 6.0 on saatavissa myös suomenkielisenä ja ohjelman yhden käyttäjän peruslisenssi on ilmainen. TeollisuusPartneri Kevät 2011 9
Kestävä kehitys Teksti: Katarina Nurmi Jätevesi puhdistuu kallion sisässä Turun uusi jätevedenpuhdistamo vähentää Itämeren rehevöitymistä ja säilyttää kaupunkiympäristön miellyttävänä asuinpaikkana. Kallioon louhittu laitos poistaa tehokkaasti typpeä ja ehkäisee hajuhaittoja. Kakolanmäellä sijaitseva laitos aloitti toimintansa huhtikuussa vuonna 2009. Kallioon louhitun laitoksen tiloissa on tasainen keskilämpötila, jonka johdosta jäteveden typenpoisto on tehokasta eivätkä puhdistuksesta syntyvät hajuhaitat häiritse lähialueen asukkaita. Valtioneuvosto kiristi merkittävästi vaatimuksia suurten jätevesipuhdistamoiden typenpoistolle. Uudet vaatimukset johtivat laitosten mittaviin saneerauksiin tai uusien, typenpoistoon suunniteltujen laitosten rakentamiseen. Turun vesilaitos teetti ympäristövaikutusten arviointiselvityksen vanhan keskuspuhdistamon saneerauksen ja uuden kalliopuhdistamon välillä vuonna 1996. Turun kaupunki päätti kesällä 1999 uuden puhdistamon rakentamisesta Kakolanmäkeen. Seudullisena hankkeena Kakolanmäen jätevedenpuhdistamo on korvannut viisi vanhaa, puhdistustuloksiltaan heikkoa laitosta, joiden purkupisteet sijaitsivat matalissa lahdissa. Uuden laitoksen puhdistustulokset ovat erinomaiset, ja ne täyttävät ympäristöluvan vaatimukset. Turun seudun merialueen sekä ympäröivän saariston fosfori- ja typpikuormitus on merkittävästi vähentynyt. Itämeren tila on parantunut etenkin vanhojen puhdistamoiden alueilla. Energiaa ja kaukolämpöä Vedenpuhdistamisesta syntyy puhdasta bioenergiaa. Prosessista syntyvä jätevesiliete kuivataan ja kuljetetaan jatkokäsittelyyn Topinojalle, jossa sijaitsee Biovakka Suomi Oy:n biokaasulaitos. Biokaasulaitos tuottaa kuivatusta lietteestä sähköä ja kaukolämpöä. Turku Energian lämpöpumppulaitos ottaa talteen puhdistetun jäteveden lämpöenergian ja tuottaa siitä kaukolämpöä ja -kylmää. Prosessiautomaatiojärjestelmä ohjaa jäteveden käsittelyä Turun jätevedenpuhdistamon automaatio toteutettiin Simatic PCS 7-automaatiojärjestelmällä. Järjestelmä soveltuu erilaisten prosessien ohjaukseen, ja sitä käytetään mm. kemian- ja elintarviketeollisuuden tuotantolaitoksissa. Jätevesien käsittelyssä käytetään aktiivilietemenetelmää, kemiallista saostusta ja jälkisuodatusta. Asiakkaan vaatimuksena oli, että laitoksen automaatio on toteutettava teollisuustasoisen järjestelmän avulla. Siitä johtuen meille luonnollisin vaihtoehto oli Siemensin automaatiojärjestelmä Simatic PCS 7, kertoo liiketoimintajohtaja Jyri Stenberg Insta Automation Oy:stä. Puhdistamon kaikkia prosessiautomaatioon liittyviä toimintoja ja laitteita ohjataan Simatic PCS 7 -järjestelmällä. Vedenkäsittelyprosessin eri tapahtumia, kuten virtauksia, painetta, pinnankorkeutta ja lämpötilaa, mitataan Siemensin kenttälaitteilla. On tärkeää, että automaatio, teknologia ja mittauslaitteet toimivat saumattomasti yhdessä. Lisäksi ohjausjärjestelmän pitää tuottaa käyttäjälle oikeaa tietoa, jotta prosessia voidaan ohjata tehokkaasti ja helposti. Lisäksi näin säästetään rahaa ja aikaa, Siemensin myyntipäällikkö Tapio Järnfors sanoo. Mittava projekti Jyri Stenberg kertoo, että projekti oli laaja. Suuri määrä erilaisia laitteita liitettiin automaatiojärjestelmään. 10 TeollisuusPartneri Kevät 2011
Järjestelmä on yhtenäinen ja käyttäjäystävällinen. Järjestelmän suunnittelu ja ylläpito tapahtuvat keskitetyn tietokannan avulla. Samaan tietokantaan on liitetty laitoksen dokumentaatio ja kunnossapitojärjestelmä. Automaatiojärjestelmän ohjelmakirjaston avulla suunnittelun toteutus tehdään selkeästi ja järjestelmällisesti, jatkaa Jyri Stenberg. Turun seudun puhdistamon automaatioteknikko Jyrki Haapasaari on järjestelmään tyytyväinen. Automaatiojärjestelmästä johtuvia käyttökatkoksia ei ole ollut. Laitteet ovat kestäneet hyvin ja järjestelmän käytettävyys on hyvä. Pystymme valvomaan koko puhdistusprosessia valvomosta, toimistoverkosta tai kotoa etäyhteydellä, Haapasaari sanoo. Laitoksen ohjaaminen järjestelmän kautta on selkeää ja käyttäjäystävällistä. Kaukovalvontakohteita samaan järjestelmään Puhdistamon keskusvalvomoon on liitetty myös lähikuntien mittausasemia, vastaanottoasemia sekä suurimmat siirtopumppaamot. Kaukovalvontakohteita voidaan ohjata puhdistamolta käsin tai kannettavan tietokoneen avulla kaukokäyttönä. Tieto välittyy Kakolanmäelle radioverkkoyhteydellä ja isommilta asemilta valokuituverkon kautta. Prosessiautomaatiojärjestelmän toteuttajana Insta Automation Oy Turun jätevedenpuhdistamon prosessiautomaation suunnitteli ja toteutti Siemensin sertifioitu Solution Partner Insta Automation Oy. Yhteistyö Insta Automation Oy:n kanssa on toiminut erittäin hyvin. Olemme solmineet heidän kanssaan ylläpitosopimuksen, koska itseltämme puuttuu syvällisempi tekninen osaaminen ja henkilökuntamme määrä on pieni, sanoo Jyrki Haapasaari Pystymme valvomaan koko puhdistusprosessia valvomosta, toimistoverkosta tai kotoa etäyhteydellä, Insta Group Oy on kasvava ja kansainvälistyvä korkean teknologian konserni, jonka toimialoja ovat puolustus- ja turvallisuusteknologia (Insta DefSec Oy) sekä teollisuusautomaatioteknologia (Insta Automation Oy). Konsernin liikevaihto vuonna 2009 oli noin 71,6 miljoonaa euroa ja henkilöstömäärä noin 610. Konsernilla on toimipaikat Tampereella, Vantaalla, Helsingissä, Muuramessa, Oulussa, Harjavallassa, Porissa ja Varkaudessa. Jyri Stenberg TeollisuusPartneri Kevät 2011 11
Kestävä kehitys Teksti: Katarina Nurmi Polttoaineena uusiutuva energia Kokkolan Voiman biovoimalaitoksen toimintaa varmistamaan valmistui keväällä 2009 prosessihöyrykattilalaitos. Uuden laitoksen ylläpito ja ohjelmamuutosten teko on helppoa. Laitoksessa käytetään poltonaineena myös uusiutuvia energianlähteitä, kuten ruokohelpeä. 12 TeollisuusPartneri Kevät 2011
Kokkolan Voiman prosessikattilalaitos on perinteinen leijupetikattila. Polttoaineena käytetään turvetta, haketta ja ruokohelpeä. Ruokohelven murskaaminen ja lisääminen muuhun polttoaineeseen tehdään erillisessä prosessissa, joka tullaan integroimaan pääjärjestelmään. Kiinteän polttoaineen syöttöratkaisut vaativat enemmän mekaniikkaa ja säätämistä kuin öljykattilan prosessi. Tämä lisäsi laitoksen suunnittelun ja toteutuksen haasteellisuutta. Vaivaton ylläpitää Prosessikattilalaitoksen ylläpito ja ohjelmamuutosten teko on helppoa ja vaivatonta. Tämä johtuu koko laitoksella käytettävästä yhtenäisestä automaatiojärjestelmästä. Sekä 2001 valmistunutta pääkattilaa, että uutta prosessihöyrykattilaa ohjataan samalla automaatiojärjestelmällä. Uusi laitos on yhdistetty päälaitoksen valvomoon, joten apukattilaa ohjataan sieltä käsin. Järjestelmään on ollut helppo tehdä muutoksia ja Siemensin laitteet ovat toimineet hyvin. Olemme myös olleet kokonaisuudessaan tyytyväisiä Apex Automaation toimintaan. He ovat hoitaneet asiat moitteettomasti, toteaa Kokkolan Voiman vuoromestari Tomi Kalliokoski. Uuden höyrykattilalaitoksen automaatio- ja sähkösuunnittelun, asennuksen, käyttöönoton ja koulutuksen toteutti Siemensin sertifioitu Solution Partner Apex Automaatio Oy, jossa työskentelee tällä hetkellä 36 henkilöä. Hyviä kokemuksia Siemensin järjestelmästä Jo aikaisemmin, vuonna 2001, valmistuneen pääkattilan järjestelmäksi valittiin Siemensin Simatic PCS 7 -automaatioratkaisu. Uudessa ratkaisussa myös polttoaineen kuljetinjärjestelmien vanha Simatic S5 yhdistettiin uuteen automaatiojärjestelmään. Prosessikattilaan haluttiin sama järjestelmä kuin pääkattilaan, sillä käyttökokemuksen perusteella se oli todettu toimivaksi ja hyväksi ratkaisuksi. Kenttäinstrumentoinnissa hyödynnettiin Siemensin lämpötila- ja painelähettimiä. Järjestelmänä Simatic PCS 7 on vastannut odotuksia, kertoo Kokkolan Voiman Tomi Kalliokoski. Kokkolan Voima Oy:n biovoimalaitos valmistui vuoden 2001 lopussa. polttoaineena käytetään metsähaketta, puusivutuotteita, ruokohelpeä ja turvetta. biovoimalaitoksen viereen valmistui keväällä 2009 prosessihöyrykattilaitos, joka on höyryteholtaan 15 megawattia. laitoksen tarkoituksena on varmistaa prosessilämmön tuotanto kesäaikana, jolloin päälaitos on pysähdyksissä noin 2-3 kuukautta. uusi laitos lisää myös kapasiteettia. Kokkolan Voima Oy:n 16 työntekijää käyttävät sekä biovoimalaitosta että uutta prosessihöyrykattilalaitosta Simatic PCS 7-automaatiojärjestelmä mahdollistaa vakioidun tavan ohjata laitosta ja tehdä muutoksia. Sovellusta voidaan laajentaa lisäämällä toimilohkoja valmiista toimilohkokirjastosta. Muutoksia on mahdollista tehdä myös laitoksen ollessa toiminnassa. Kokkolan Voiman henkilöstö tekee pienemmät muutokset itse, mutta laajemmat muutostyöt he ovat ulkoistaneet Apex Automaatiolle. Kokkolan Voima voi hyödyntää samoja varaosia sekä pääkattilassa että prosessihöyrylaitoksessa, mikä säästää kustannuksia. Kokonaisratkaisuilla kysyntää Apex Automaatiolla on jo usean vuoden kokemus Siemensin automaatiojärjestelmistä. Heidän mielestään Siemensillä on tarjottavanaan kilpailukykyisiä kokonaisratkaisuja ja laitteita, joihin asiakkaat luottavat. Nykyään asiakkaat haluavat yhä enenevässä määrin kokonaisratkaisuja. Kokkolan Voiman projekti oli kokonaistoimitus, joka sisälsi automaation, prosessisähköistyksen suunnitteluineen, rakennussähköistyksen ja asennuksen, toteaa Apex Automaation toimitusjohtaja Matti Pajukangas. Siemens-ratkaisut Kokkolan Voiman biovoimalaitoksessa SIMATIC PCS 7 -prosessinohjausjärjestelmä SITRANS P DS III -sarjan digitaaliset paineja paine-erolähettimet SITRANS T TH 300 -lämpötilalähettimet TeollisuusPartneri Kevät 2011 13
Uusi korkean suojausluokan taajuusmuuttaja Sinamics G120P:n kompakti ja kevytrakenteinen kotelointi IP55 suojausluokalla mahdollistaa laitteen asennuksen monipuolisiin kohteisiin. Erityisesti pumppu-, puhallin- ja kompressorisovelluksissa vaaditut erikoistoiminnot, kuten energiansäästötoiminto (ECO), pumppujen torkku- ja vuorotteluautomatiikka, ohituskytkentämahdollisuus ja monipuolinen PID-säädin takaavat käyttäjälle yksinkertaisen ja hallitun kokonaisratkaisun. Selkeä ja opastettu laitteen käyttöönotto IOP-grafiikkapaneelilla sekä valmiit sovellusvaihtoehdot auttavat käyttäjää hallitsemaan laitteen heti alusta alkaen. Uusia korkean hyötysuhteen moottoreita Uudet oikosulkumoottoreiden tiukemmat IE-hyötysuhteet täyttävä 1LE1-moottorisarja laajenee Helmikuusta 2011 alkaen on IE2-hyötysuhteen 1LE1-moottoreita tarjolla runkokoossa 100 160 myös valurautaisina. Samalla myös silumiinirunkoisia 1LE1-moottoreita on entistä laajemmin saatavilla runkokoosta 80 alkaen. Uudet pienen runkokoon valurautaiset 1LE1-moottorit on jaoteltu kahteen sarjaan: 1LE15 - basic ja 1LE16 - performance line. Eroa sarjojen välillä on mm. performance-sarjan moottoreiden vahvemmassa laakeroinnissa (63 koko) ja käämin suojauksessa. Performance-sarjassa PTC-termistorit tulevat vakiona, basic-sarjassa taasen optiona. Siemensin oikosulkumoottoreiden kompaktin rakenteen ja innovatiivisen roottoriteknologian ansiosta akselikorkeus ei muutu siirryttäessä IE1-hyötysuhteen moottoreista vastaaviin paremman IE2- ja IE3-hyötysuhdeluokan moottoreihin. Näin säästyy aikaa ja rahaa, kun vastaisuudessa vältytään ylimääräisiltä suunnittelu- ja asennustöiltä. Tuote täyttää EU pienjännitedirektiivin EN60204-1 sekä EN 61800-5-1, lisäks EMC-direktiiivin kategorian C1 (EN 61800-3) ja erittäin vaativat harmonisten yliaaltojen EN61000-3-12 vaatimukset ilman erillisiä lisäkomponentteja tai erityistoimenpiteitä. http://www.siemens.fi/fi/industry/teollisuus/tuoteuutiset/ taajuusmuuttaja.htm Muistathan, että moottoreiden IE2-hyötysuhdeminimi astuu voimaan 16.6.2011! www.siemens.com/international-efficiency MOTOX-vaihdemoottorit nyt IE2-hyötysuhdeluokassa EU:n alueelle ei saa kesäkuun puolivälistä toimittaa hyötysuhdeluokan IE1 moottoreita. Siemens onkin päivittänyt MOTOX-vaihdemoottorisarjansa vastaamaan uusia määräyksiä. IE2-hyötysuhdeluokan-vaihdemoottoreiden tilausnumerot ja tekniset tiedot löytyvät helppokäyttöisen MOTOX Configurator -valintatyökalun avulla. MOTOX-vaihdemoottorisarja kattaa kaikki teollisuudessa useimmin käytetyt vaihdemoottorityypit tehoalueella 0,12-200 kw 34 000 Nm toisiomomenttiin saakka. www.siemens.com/international-efficiency 14 TeollisuusPartneri Kevät 2011
Motox-vaihteet nyt myös alennetulla välyksellä MOTOX-vaihteet on saatavana myös alennetulla välyksellä. Uutuustuote tarjoaa edullisen vaihtoehdon tarkkaan paikoitukseen. Joskus sovelluksen tarkkuusvaatimukset esimerkiksi paikoitettaessa ovat niin suuret, että vakiovaihdemoottoreiden välys estää vaatimusten täyttymisen. Edullinen ratkaisu voi useassa tapauksessa löytyä vakiovaihteesta, jonka välys on alennettu mahdollisimman pieneksi. Välyksen pienentämiseksi kaikki MOTOX-vaihteiden sisäiset kiilaliitokset on liimattu kiinni siten, että välystä ei pääse syntymään. Välystä on edelleen mahdollista pienentää valmistamalla hammaspyörät pienemmillä toleransseilla. Alennettu välys on saatavana E-, Z- ja D-hammasvaihteiden, FZ- ja FD-tappivaihteiden sekä K-kartiohammasvaihteiden lisävarusteena. Ne ovat yhteensopivia 1FK7 -servomoottoreiden kanssa. MOTOX -vaihteet voidaan toimittaa 1FK7 -servomoottoreiden kanssa yhteensopivalla KQ(S)-ensiösovitteella. Tehokkaampaa turvatekniikkaa langattomalla operoinnilla Siemens on parantanut kannettavien operointipaneelien tehokkuutta ja toimintoja. Turvateknisiin sovelluksiin käytettävä Mobile Panel 277F IWLAN kommunikoi Rapid Roaming -tekniikalla, mikä mahdollistaa turvasignaalien siirtymisen tukiasemalta toiselle. Yhdistettynä Sinamics-sarjan sähkökäyttöihin nämä muodostavat täydellisen kokonaisuuden moniin teollisuuden materiaalinkäsittely- ja paikoitussovelluksiin. Käytöt, Servomoottorit ja vaihteet voidaan valita helppokäyttöisillä SIZER- ja MOTOX Configurator -valintatyökaluilla. http://www.siemens.fi/motox.htm MobilePanel 277 -näytöllä WLAN-signaalin voi esittää värillä sekä kentänvoimakkuudesta voi määritellä hälytyksen, joka laukaisee värinätoiminnon.turvatekniikkaa vaativissa sovelluksissa 277F IWLAN käyttää kommunikointiin laajennettua WLAN-protokollaa ipcf-mc (Industrial Point Coordination Function with Management Channel). Tekniikka mahdollistaa radiosignaalien nopean ja häiriöttömän siirron, mikä on perusvaatimus turvateknisiin sovelluksiin, joissa käytetään hätäseis-toimintoja. Mobile Panel 277F IWLAN soveltuu Profinet-verkkoihin Profisafeprotokollalla. Industrial WLAN -yhteyksien määrittely on yksinkertaistettu. Laite on hyväksytty useille eri langattomille taajuuksille, joten sitä voi käyttää ympäri maailman. Yksi uusista Mobile Panel 277F IWLAN -versioista käyttää paikannukseen edullista Moby D Smart Card -tekniikkaa. Tällöin laitteen asema voidaan tunnistaa hyödyntäen RFID-(Radio Frequency Identification) tekniikkaa. www.siemens.com/hmi Turvahyväksytty hajautettu I/O räjähdysvaarallisiin tiloihin Siemensin räjähdysvaarallisiin tiloihin tarkoitettuun I/Otuoteperheeseen on julkaistu kolme turvahyväksyttyä IO-moduulia. Moduulit ovat: Digitaalinen tulo (8 F-DI Ex NAMUR), digitaalinen lähtö (4 F-DO Ex 17.4V/40mA) ja analoginen tulo (4 F-AI Ex HART). ET200iSP-tuoteperhettä voidaan käyttää S7-300- ja S7-400- logiikkaohjainten kanssa sekä PCS 7 -automaatiojärjestelmässä. Siemens on markkinoiden ainoita valmistajia, jonka tuotteilla voidaan tehdä turvahyväksyttyjä ohjauksia räjähdysvaarallisissa tiloissa ilman lisäkomponentteja kuten barriereita.et200isp hajautettu I/O sai turvahyväksytyt I/O-moduulit. www.siemens.fi/et200 TeollisuusPartneri Kevät 2011 15
Tuottavuus ja turvallisuus Tietoturva varmistaa automaatioratkaisun tuottavuuden Teksti: Petri Auramo Kuvat: Siemens Tietoturva on perusta teollisuuden luotettavalle automaatioratkaisulle, jolla varmistetaan tuotantoprosessin turvallisuus ja tuottavuus. Viime aikojen uutiset eri viestimissä ovat havahduttaneet monet tietoturvan merkityksestä teollisuudessa. Tietoturvan merkitys on ymmärretty yritysten toimistoverkoissa, mutta teollisuusautomaation osalta tietoturvaratkaisut ovat olleet puutteellisia. Nykyisin erilaiset haittaohjelmat leviävät tietoverkkojen kautta hyvin nopeasti ja siten reagointiaika jää usein muutamiin minuutteihin. Automaatiojärjestelmien avoimuus on tuonut mukanaan myös haavoittuvuuden, jota aikaisemmin ei automaatiolaitteissa ollut. Tämä korostaa tietoturvan merkitystä. Viimeisimpien tietojen mukaan virusten on onnistunut saastuttaa myös yritysten prosesseja ohjaavia automaatiolaitteita, joiden aikaisemmin luultiin olevan turvassa erilaisilta virushyökkäyksiltä. Tämä lisää tietoturvaratkaisujen tarvetta. Tietoturva on investointi Tietoturvaratkaisun osuus koko investoinnista on murto-osa, mutta sen vaikutukset merkittävät. Sitä olisikin pidettävä investointina, eikä kustannuksena kuten yleensä on totuttu. Riittävällä turvaratkaisulla varmistetaan osaltaan, että esimerkiksi tuotantokatkokset haittaavat tuottavuutta mahdollisimman vähän. Tämä parantaa investionnin tuottoa. Tietoturvan avulla voidaan parantaa yrityksen tuottavuutta ja kehittää liiketoimintaa. Toisaalta luotettavalla tietoturvaratkaisulla estetään yritysten luottamuksellisten tietojen vuotaminen ulkopuolisille. Tällaisia tietoja voivat olla esimerkiksi erilaiset automaation sisältämät reseptitiedot, joiden vuotaminen ulkopuolisille voi olla vakava uhka yrityksen liiketoiminnalle. Tietoturvan vaikutus turvallisuuteen Tuotantolaitoksen turvallisuus voidaan jakaa karkeasti neljään eri osa-alueeseen: henkilöstön turvallisuuteen, investoinnin turvallisuuteen, tekniikan turvallisuuteen ja ympäristöturvallisuuteen. Luonnollisesti kaikkein tärkeintä on henkilöstön turvallisuus. Tuotantolaitosta on pystyttävä ohjaamaan kaikissa olosuhteissa, jotta vaaratilanteita ei syntyisi. Toisaalta ympäristöturvallisuus on otettava erityisen vakavasti, jotta ympäristövahingoilta vältytään. Niillä voi olla vakavat vaikutukset koko liiketoiminnalle. Pieneltä tuntuva varomaton muistitikun käyttö voi kuitenkin vaarantaa kaikkien neljän osa-alueen turvallisuuden, joten luotettavan tietoturvaratkaisun merkitys on ratkaiseva kun mietitään kokonaisuutena tuotantolaitoksen turvallisuutta. Tietoturvan osa alueet Tietoturva jakautuu useaan osa alueeseen, joiden kaikkien yhteisenä pyrkimyksenä on erilaisten palveluiden, järjestelmien ja tietojen suojaaminen. Yhtenä tärkeänä tietoturvan osa-alueena on myös käyttäjähallinta. 16 TeollisuusPartneri Kevät 2011
Teollisuus-PC:n on oltava luotettava ja helppokäyttöinen Teollisuus-PC:t ovat käynnissä ympäri vuorokauden. Niiden on kestettävä vaativia olosuhteita, kuten kuumuutta. Siksi ne on suunniteltava vastaamaan käyttötarkoitustaan. Samalla on tärkeää, että PC:t on valmistettu erittäin korkealaatuisista osista huolellisesti. Tärkeää on luonnollisesti myös luotettavuus, kestävyys ja käytettävyys. Kestävät metallikuoret suojaavat hyvin häiriöiltä niissä kohteissa, joissa on ulkoisia häiriöitä. Komponenttien valinnassa on otettava huomioon myös ympäristöolosuhteet. Esimerkiksi liittimien olisi oltava pinnoitettuja ruostumista vastaan. Yksi asia, mitä teollisuus-pc:iden on kestettävä on tärinän ja iskut. Tähän onkin kiinnitettävä huomiota muun muassa kovalevyjen asennuksessa, liitäntäkorttien kiinnityksessä ja USB-muistin lukitusmekanismissa. Luotettavuutta lisää myös koneiden itsediagnostiikka, josta ovat merkkinä selkeät tilaindikaatiot koneen kyljessä. Lisäksi teollisuus-pc:itä valittaessa on jo aluksi pohdittava huoltoa. Huollon olisi oltava mahdollisimman helppoa. Siemensin teollisuus-pc:issä tätä on pohdittu jo suunnitteluvaiheessa ja koneen kansi voidaan avata yhdellä ruuvilla sekä tuulettimien suodattimen voi vaihtaa ilman työkaluja. Varmennuksesta lisää käytettävyyttä Teollisuus-PC:t ovat tärkeässä osassa tuotantoprosesissa. Siksi niiden on toimittava moitteettomasti ja luotettavasti. Vikatilanteissa toiminta on turvattava. Siemensin PC:ssä esimerkiksi kovalevyjä voi olla kaksi, levyt voivat olla peilaavia RAID1 tai jopa kolme levyä RAID5. Kovalevyjen asennus voi olla sisäinen tai ulkoisesti vaihdettava kelkka-asema. Sovelluksiin joissa halutaan eroon perinteisistä kovalevyistä, voidaan käyttää SSD/Flash-muisteja. UPS-laitteilla voidaan varmentaa jännitesyöttö. Myös koneiden omat jännitelähteet olisi hyvä olla mahdollista kahdentaa. Käytettävyyttä lisää myös ohjelmistojen hallinta. Siemensin ratkaisuissa Image&Partition Creator -ohjelmisto mahdollistaa varmuuskopioinnin ja palautukset, jolloin seisokit ovat mahdollisimman lyhyitä. Kommunikointia Profinetin kautta Teollisuusstandardiksi muodostunut Profinet vähentää asennuskustannuksia ja laitteiden integraatiota 30-35 prosenttia perinteisiin tapoihin verrattuna. Siemensin Simatic IPC:ssä on mahdollista saada jopa 3-porttinen Profinet-kytkin suoraan koneen emolevylle. Tällöin on mahdollista toteuttaa reaaliaikainen kommunikaatio esimerkiksi Soft- PLC WinAC -ympäristössä sekä samanaikaisesti kommunikoida normaaleilla TCP/IP-sanomilla. Tarkka testaus varmistaa laadun Suunnittelussa on huomioitu asiakkaiden toiveet mahdollisimman pitkäikäisistä ja muuttumattomista tuotteista. Tavoitteena ovat samanlaiset asennusja liityntärajapinnat eri sukupolven tuotteissa. Siemens varmistaa laitteiden suunnittelun käyttämällä lämpötila/emctestauksia. Tuotannon laatu varmistetaan piirilevyjen röntgentesteillä. Lisäksi kaikkia laitteita testataan 36 tuntia jännitteellisenä 40 asteen lämpötilassa. Valmistustilat ovat ilmastoidut, sekä lämpötila- ja kosteusolosuhteet on vakioitu. Komponenttitoimittajat valitaan tarkkojen kriteerien mukaan, ja heitä auditoidaan säännöllisesti. Jatkuvuus ja yhteensopivuus Laitteiden pitkäikäisyys ja yhteensopivuus ovat tärkeitä loppukäyttäjille. Esimerkiksi vuonna 1999 markkinoille tullut SIMATIC Panel PC670 on asennusmitoiltaan ja liitännöiltään edelleen yhteensopiva nykyisen SIMATIC PanelPC677:n kanssa. Korvaava tuote löytyy siis vielä kymmenen vuotta markkinoille tulon jälkeen. Yhtiön oma BIOS-kehitys ja tietotaito mahdollistavat osaltaan korkean yhteensopivuuden eri versioiden välillä TeollisuusPartneri Kevät 2011 17
Tuottavuus ja turvallisuus Tehokasta kaukolämpöputkien valmistusta Teksti: Evastina Ahlqvist Kuvat: Tomi Aho Kokonaisuuden hallinta, helppo laajennettavuus ja kustannusten säästö ovat etuja, jotka Profinet-tekniikka mahdollisti PV-Putkitus Oy:n uuden tuotantohallin automatisointiprojektissa. 18 TeollisuusPartneri Kevät 2011
Teollisuuden putkituksiin ja kaukolämpöputkien asennuksiin erikoistunut PV-Putkitus Oy aloitti kaukolämpöputkistojen valmistuksen uudessa toimipisteessä Kinnulassa vuonna 2009. Tuotantohallin automatisointiprojekti toteutettiin PROFINETtekniikalla. Väyläliittyjiksi valittiin Siemensin komponentit. Kaikkien Profinet-komponenttien hankkiminen samalta toimittajalta parantaa kokonaisuuden hallintaa ja mahdollistaa laajennettavuuden tulevaisuudessakin, sanoo automaatiosuunnittelija Pekka Paloranta PV-Putkitus Oy:stä. Kaukolämpöputkien valmistuslinjan väyläratkaisuksi valittiin Profinet-tekniikka sen kustannustehokkuuden ja vahvuuksien ansiosta. Helppoa ylläpitoa yhdellä väyläratkaisulla Profinet mahdollisti sen, että PLC, PC, I/O:t, käytöt ja energianmittaus saatiin samaan väylään. Vain yhden väylätekniikan hallinta helpottaa ja nopeuttaa koko valmistuslinjan ylläpitoa. Profinetin avulla vältyimme turhalta ristikytkennältä. Tämän ansiosta säästimme kustannuksissa. Myös vikatilanteilta vältytään, kertoo Paloranta. Kaikki väyläliittyjät kattava diagnostiikka on saavutettu tällä Profinet-ratkaisulla. Diagnostiikkatiedot saadaan tarvittaessa myös etäyhteydellä Internetin yli, minkä ansiosta hälytysten tarkastaminen paikanpäällä ei ole tarpeellista. Vaatimukset täyttävä kokonaisuus Uuden tuotantohallin sähkö- ja automaatiosuunnittelu oli PV-Putkituksen omissa Ratkaisu mahdollistaa laajennettavuuden tulevaisuudessakin. käsissä. Tästä syystä yrityksellä oli ratkaisujen suhteen vaatimuksia, joilla helpotettiin hallin toimintaa. Tiukan asennus- ja käyttöönottoaikataulun vuoksi haluttiin nopeasti asennettava väyläratkaisu, joka minimoi vikakohteet. Edellytyksenä oli myös helposti hallittava ja laajennettava turvaratkaisu, jolla laatustandardit täyttyvät ja valmistusresurssit ovat helposti hallinnassa. Projektin esisuunnitteluvaiheessa vertailtiin eri tekniikoita. Kustannusten ja vahvuuksien arvioinnin jälkeen päädyttiin Profinet-ratkaisuun. Kyseessä oli ensimmäinen Palorannan tekemä Profinet-väylä: Projekti aloitettiin täysin puhtaalta pöydältä. Tavoitteena oli saada yksinkertainen ja varmasti toimiva ratkaisu. Tekniikka on toiminut hyvin. Komponentit Siemensiltä Projektiin valittiin Siemensin komponentit. Simatic S7-315 sarjan turvalogiikalla saadaan samaan Step 7 -projektiin kaikki tarvittava: I/O-ohjaukset, turvakomponentit, taajuusmuuttajakäytöt ja operointipaneelit. Kokonaisuus nopeuttaa ohjelmointia ja auttaa pitämään dokumentit ajan tasalla. Kinnulan tuotantohallissa on kahdenlaisia operointipaneeleja (MP 277 ja MP 377). Paneeleille saadaan kattava vikadiagnostiikka häiriötilanteissa sekä hälytykset myös turvakomponenteista. Hajautusasemana tuotantohallissa on suojausluokan IP 65/67 Simatic ET 200pro, jonka asennus tapahtuu valmiskaapeleilla ilman kotelointia ja ristikytkentää. Tämä nopeuttaa asennusta ja vähentää sekä kustannuksia että kytkentävirheitä. Projektissa hajautusasemana on mukana turvamalli, jonka turvatoiminnot toimivat ilman erillisiä turvareleitä. Vaatimuksena taajuusmuuttajien osalta olivat niiden turvaominaisuudet. Kiireellisen aikataulun vuoksi PV-Putkituksen taajuusmuuttajakaapit oli koottava itse ilman kojeistovalmistajan apua. Turvalliseen, yksinkertaiseen ja selkeään ratkaisuun päädyttiin Siemensin Sinamics-taajuusmuuttajien avulla. Lisäksi Kinnulassa taajuusmuuttajien parametrit integroituvat Step 7 -projektiin, jolloin muutosten hallinta Profinetin yli on helppoa. Laajempaa tulevaisuutta Kinnulan PV-Putkituksen uuden tuotantohallin automatisointiprojekti sujui aikataulun mukaisesti. Sähkö- ja automaatiosuunnittelu on yrityksen omissa käsissä. Käytämme aina viimeisintä tekniikkaa. Tämä toteutui Siemensin ratkaisulla. Laajennukset ja muut tulevaisuuden muutokset on helppo rakentaa tällä kokonaisuudella, Paloranta toteaa. TeollisuusPartneri Kevät 2011 19
Tuottavuus ja turvallisuus Teksti: Markku Kärjä Diagnostiikkaa sähköverkon suunnitteluun Oikean ja oikeanaikaisen tiedon merkitys on kasvanut ja kasvaa esimerkiksi teollisuustuotannossa ja koneenrakennuksessa. Siksi diagnostiikka on otettava huomioon jo sähköverkon ja automaation suunnittelussa. Tärkeää on miettiä, mitä tietoa, kuinka paljon ja mistä tarvitaan, jotta esimerkiksi tehdas toimisi parhaalla mahdollisella tavalla ilman kalliita seisokkeja. Kärjistettynä diagnostiikka varmistaa, että ei tapahdu onnettomuuksia. Järkevästi kerätyllä tiedolla on kuitenkin mahdollista myös parantaa kilpailukykyä, helpottaa prosessin ohjaamista ja parantaa ympäristöystävällisyyttä. Oikealla diagnostiikalla on mahdollista lyhentää vioista johtuvia seisokkeja tai jopa estää niitä. Tämä parantaa tuottavuutta. Samalla kehittyneet ohjauslaitteet, joissa on diagnostiikkaominaisuudet mahdollistavat myös tuotannon säätämisen mahdollisimman tehokkaaksi. Reaaliaikaisen energianmittauksen ansiosta tuotantoa voidaan esimerkiksi hidastaa sähkön hinnan ollessa korkealla ja puolestaan nopeuttaa, kun se on taloudellisesti järkevää. Tehokkaampaa huoltoa Tällä hetkellä Suomessa useilla isoiltakin laitoksilta puuttuu kaiken kattava dokumentointi ja diagnostiikka. Laitoksilla on raportissa esimerkiksi vain se, että jonkin moottorin vika on korjattu, ei sitä, mitä siinä moottorissa on korjattu tai miksi. Tieto korjauksista ja dokumentointi siitä, mitä on oikeasti tehty helpottaisi huoltoa, suunnittelua ja korjauksia. Teollisuuden tuottavuutta parantava diagnostiikka syntyy yksinkertaisimmillaan sähköä kytkevästä laitteesta, älykkäästä ohjaavasta laitteesta, joka mittaa virtaa ja on parhaimmillaan myös älykäs moottorinsuojauslaite. Laitteista kerätty tieto varmistaa, että tuotantolaitoksessa tai koneessa tiedetään varmasti, missä vika on. Se nopeuttaa korjauksia, helpottaa huoltoa sekä varmistaa, että tehtaan kalliit seisokit vähentyvät ja lyhenevät. Mitattavia asioita voivat olla esimerkiksi sähkön laatu, jännite, virta, energian kulutus, huipputeho sekä verkon kuormituksen epäsymmetrisyys.. Diagnostiikka valmiina Uusimmissa ohjauslaitteissa ja automaatioratkaisuissa on diagnostiikkaominaisuudet rakennettuna valmiina sisään. Verrattuna siihen, että diagnostiikkalaitteet hankitaan erikseen, yhtenäiset ratkaisut säästävät kokonaiskustannuksia. Samalla niiden ohjelmointi ja käyttö on aiempaa helpompaa. 20 TeollisuusPartneri Kevät 2011
Yksinkertaisimmillaan rahanarvoista diagnostiikkaa saadaan esimerkiksi kytkentäkertojen ja käyttötuntien laskureista. Käyttötuntien ja kytkentäkertojen laskurit auttavat optimoimaan huoltoajankohdan. Tehdas voi säästää paljon rahaa sillä, että moottori ei mene rikki, vaan huollot osataan tehdä oikeaan aikaan. Tärkeää tietää, ei vain arvata Teollisuuden ohjausjärjestelmät ovat kehittyneet vuosien varrella vauhdilla. Kehitys on myös nopeutunut. Samalla myös diagnostiikkatietoja on ollut mahdollista kerätä entistä enemmän. Kun moottoreiden ohjauksessa käytettiin kontaktoreita, tieto moottorin tilasta perustui vain kosketintietona tulevaan takaisinkytkentään. Tämä tieto ei välttämättä kerro esimerkiksi sitä, että pyöriikö moottori todella, vai ei. Kun käyntitietona käytetään moottorin virtaa ja tämä tieto siirretään valvomoon väylän kautta, niin operaattori saa helposti tiedon siitä, että esimerkiksi pumppu pumppaakin ja nestepinta pysyy turvallisissa rajoissa. Tämän tiedon perusteella operaattorin on helppo päättää tarvittavista toimista. Todellisen tiedon saaminen väylän kautta valvomoon ja operaattoreille nopeuttaa siis mahdollisia korjauksia ja vähentää vaaratilanteita. Vikatilanteessa uudet diagnosoivat ratkaisut myös kertovat tarkkaan missä mahdollinen vika on. Nykyaikaisten suojalaitteiden kellot on synkronoitu. Siksi laukeamisjärjestys on nähtävissä helposti. Tästä on mahdollista päätellä, missä vika oli ja paikallistaa syy. Uusia suojaominaisuuksia Yksi hyöty uusista älykkäistä laitteista on se, että niissä on aivan uusia suojausominaisuuksia. Diagnostiikkaa ja älyä tarvitaan, jotta niitä voidaan ottaa käyttöön. Esimerkiksi moottorilähdöillä on mahdollista suojata moottori vikatilanteessa automaattisesti. Ne mittaavat moottorin virtaa ja kertovat järjestelmälle onko moottori oikeassa tilassa. Laite toimii täysin itsenäisesti ja lähettää väylän kautta hälytykset ja kunnossapidon tarvitsemaa tietoa ohjausjärjestelmille. Pelkkä tiedon kerääminen ei tietenkään riitä, vaan sitä on voitava myös hyödyntää. Tämä on tärkeää jo suunnitteluvaiheessa. Tiedot saadaan käyttäjille esimerkiksi PRO- FIBUS-väylää pitkin. Tiedot ovat laitteen sisäisissä rekistereissä, ja niitä voidaan käydä lukemassa joko automaattisesti tai valvomotyöntekijän niin halutessa. Kaikki tieto on haettavissa, mutta kaiken ei tarvitse aina olla esillä. Jo suunnitteluvaiheessa kannattaakin arvioida, mitkä tiedot on oltava koko ajan nähtävissä, ja mitkä haetaan erikseen. Kehittyneissä valvomoratkaisuissa laitetoimittaja tarjoaa asiakkaalle valmiit näkymät, eli faceplatet. Käyttämällä valmiita ratkaisuja säästetään aikaa ja rahaa. TeollisuusPartneri Kevät 2011 21
Yhteystiedot Siemens Osakeyhtiö Myynti PL 60 02601 Espoo Katuosoite: Majurinkatu 6 Puh. 010 511 5151 Faksi 010 511 2398 Osoitteenmuutokset: aira.sundback@siemens.com Faksi 010 511 3130 www.siemens.fi Toimistomyynti Puh. 010 511 3077 admyynti.fi@siemens.com www.siemens.fi/industrymall Metalliteollisuuden projektit Hannu Heikkilä, Puh. 010 511 3719 hannu.heikkila@siemens.com Jani Kestilä Puh. 010 511 6851 jani.kestila@siemens.com Paperiteollisuuden projektit Esko Ruotinen Puh. 010 511 3440 esko.ruotinen@siemens.com Sementtiteollisuus Pekka Pajala Puh. 010 511 3645 pekka.pajala@siemens.com Veden- ja jätevedenkäsittely Markus Savuaho Puh. 010 511 6870 markus.savuaho@siemens.com Tomi Kopra Puh. 010 511 3818 tomi.kopra@siemens.com Järjestelmäpartnerit A&D AUTOMATION OY Sukkulankatu 3 55120 Imatra Puh. 05 543 0400 www.adautomation.fi APEX AUTOMATION OY Terminaalikatu 3 67700 Kokkola Puh. 0207 288 288 www.apexautomation.fi ASITEK OY Tasalanaukio 5 B 21200 Raisio Puh. 02 437 8400 Fax 02 437 8490 www.asitek.fi CLS-ENGINEERING OY Puh. 020 154 9400 Hakunintie 21 26100 Rauma www.cls-engineering.fi Kutojantie 11 02630 Espoo Kuusitie 29 18200 Heinola Iso-Heikkiläntie 8 20200 Turku Yrittäjänkatu 13 65380 Vaasa DOSETEC EXACT OY Vaakatie 37 15560 Nastola Puh. 03 871 540 www.dosetec.fi ELMONT OY Tyynentie 12 15230 Lahti Puh. 03 553 51 www.elmont.fi ELOMATIC OY Itäinen Rantakatu 72 20810 Turku Puh. 02 412 411 www.elomatic.com Vernissakatu 1 01300 Vantaa Puh. 02 412 411 Kangasvuorentie 10 40320 Jyväskylä Puh. 02 412 411 Elektroniikkatie 8 90590 Oulu Puh. 02 412 411 Yrittäjäntie 12 60100 Seinäjoki Puh. 020 775 1440 Hatanpäänkatu 3 33900 Tampere Puh. 02 412 4444 ESYS OY Tarmontie 6 15860 Hollola Puh. 0400 836 704 www.esys.fi FAP AUTOMATION OY Oraspolku 9 00680 Helsinki Puh. 09 7562 660 www.fapautomation.fi Raisiontori 5 21200 Raisio Puh. 040 5944 190 INDEL AUTOMATION OY Vesijärvenkatu 38 15140 Lahti Puh. 020 781 4400 www.indel.fi INSTA AUTOMATION OY Rälssitie 7 B 01510 Vantaa Puh. 040 523 5754 www.insta.fi Sarakulmankatu 20 33900 Tampere Puh. 020 771 7111 Keihästie 9 40950 Muurame Puh. 020 771 7111 Wredenkatu 2 (PL 1) 78201 Varkaus Puh. 020 771 7420 Piuhatie 8 90630 Oulu Puh. 050 355 0274 Teollisuuskatu 1 29200 Harjavalta Puh. 020 771 7111 KARELPLAN OY Koulukatu 5-7 53100 Lappeenranta Puh. 05 614 6600 www.karelplan.fi LOGICA SUOMI OY PL 38, Karvaamokuja 2 00381 Helsinki Puh. 010 30 2010 www.logica.fi PCS - ENGINEERING OY Vanhantullinkatu 2 90100 Oulu Puh. 040 5844 716 Puh. 040 5844 762 www.pcs-engineering.fi PLC PLAN OY Konetie 32 90620 Oulu Puh. 08 531 3000 www.plc.fi PROTACON OY Seenintie 2, PL 122 40351 Jyväskylä Puh. 010 3472 600 www.protacon.com Renforsin Ranta -yrityspuisto Tehdaskatu 15 Rata 3 C 71 87100 Kajaani Karhulan teollisuuspuisto Pajatie 69 48600 Kotka PROVENDOR OY Teljänkatu 8 A 3 28130 Pori Puh. 02 522 3300 www.provendor.fi SATMATIC OY Sammontie 9 28400 Ulvila Puh. 02 5379 800 Myllynummentie 4 04250 Kerava Puh. 02 5379 800 www.satmatic.fi SERVICEPOINT KUOPIO OY PL 24, Itkonniemenkatu 21 70501 Kuopio Puh. 044 7868 200 www.servicepoint.fi VAASA ENGINEERING OY Puh. 0207 1901 Runsorintie 5 65380 Vaasa www.veo.fi Tiedekatu 2 60320 Seinäjoki Vistantie 19 21530 paimio Kerintie 20 15500 Lahti VISUAL COMPONENTS OY Itsehallintokuja 6 02600 Espoo Puh. 09 2524 0800 www.visualcomponents.com 22 TeollisuusPartneri Kevät 2011