KENTTÄLAITESANOMAT 10. vsk. 3/00 Kesäkuu 2000 Tässä numerossa: sivu Pääkirjoitus... Ole valmiina 3 Höyrymittaukset hallintaan Kymi Paper Oy:llä 4 DeltaV... Älykkäät säätömenetelmät jokapäiväiseen käyttöön 6 KENTTÄIKKUNA 10 Kehittyvä kenttälaitediagnostiikka Lukijapalautetta... Kenttäikkunaan 2/2000 12 Nimitysuutinen... Uusi aluemyyntipäällikkö Keski-Suomeen 12 Monimuuttujalähettimillä kattilalaitoksen tasemittaukset hallintaan Kymi Paper Oy:llä Kuusankoskella Tuoteuutisia... Fisher FieldVue asennoittimet FOUNDATION kenttäväylätiedonsiirrolla 12
Vuonna 1994 asetimme teollisuuslähettimille uudet normit Nyt 3051 -sarjamme on jo käsite Yli miljoona kertaa vaativat prosessiteollisuusasiakkaat ovat valinneet Rosemountin 3051 -sarjan lähettimen paineen mittauksen sovelluksiinsa. 3051:n ylivoimainen kokonaissuorituskyky todellisissa käyttöolosuhteissa varmistaa markkinoiden alhaisimmat elinkaarikustannukset ja parhaan prosessin hallinnan. Faktoja 3051 -sarjan menestyksen takaa: Epätarkkuus: ±0,15 % käyttöolosuhteissa* ) Pitkäaikaispysyvyys: ±0.125 % / 60 kk käyttöolosuhteissa* ) Suhdealue: 100:1 Paineluokat: PN250 / PN320 Vasteaika: <0,2 s HART -, FOUNDATION ja AMS *) Käyttöolosuhteet: - ympäristön lämpötilavaihtelu ±28 C - linjapaine maks. 6,9 MPa Eri lähettimien kokonaisvirhe* DP-virtausmittauksissa (100 % virtaus) Ilmoit. tarkkuus ±14 C Ymp. lämpötilan muutoksen vaik. 14 bar 18 kk St. paineen vaikutus Ryömintä * Vertailussa käytetty valmistajien antamia suorituskykytietoja (5/99) Kuten oheisesta kaaviosta käy ilmi, 3051 -sarjamme on kaksi kertaa tarkempi kuin muut digitaaliset lähettimet ja jopa kuusi kertaa tarkempi kuin vastaavat analogiset. HART on Hart Communication Foundationin rekisteröity tavaramerkki. FOUNDATION kenttäväylä on Fieldbus Foundationin tavaramerkki. Fisher-Rosemount Oy www.vfr.fi Pakkalankuja 6, 01510 Vantaa, puh. 0201111200, fax 0201111250 PL180, 33101 Tampere, puh. 0201111300, fax 0201111350 Kipparinkatu 5-7, 53100 Lappeenranta, puh. 0201111270, fax 0201111280 Ä L Y L Ä H E M M Ä S P R O S E S S I A
KENTTÄLAITESANOMAT 3/00 FISHER-ROSEMOUNT Oy:n asiakaslehti Julkaisija FISHER-ROSEMOUNT Oy Pakkalankuja 6 01510 Vantaa Puh. 0201111200 Telefax 0201111250 www.vfr.fi Päätoimittaja Antti Heljo Puh. 0201111206 Toimituspäällikkö Jarmo Johansson Puh. 0201111304 Käsip. 0400 736 406 Tilaukset ja osoitteenmuutokset Anita Aarnio Puh. 0201111203 Kirjapaino Hermes Tampere ISSN 0788-9690 Ole valmiina Vaikka muutokset myllertävät ympäristössämme niin yritysmaailmassa kuin tekniikassakin, näin kesälomakauden kynnyksellä kannattaa hiljentää vauhtia ettei loma yllätä ja aiheuta ylimääräistä shokkia. Yrityspuolella monet pitkään omina yrityksinä toimineet kerääntyvät suurempien siipien suojiin ja samalla tapahtuu myös eri yritysten välistä verkottumista. Etuna useimmissa tapauksissa on resurssien kasvaminen, joka mm. tuotekehityksen vaatimien suurten panostusten vuoksi on välttämätöntäkin. Asiakkaiden kannalta, tekniikan kehityksen lisäksi, positiivisena seikkana on myös näin saavutettava parempi taloudellinen pohja, he voivat luottaa yrityksen palvelevan pitkälle tulevaisuuteen. Automaatioalan merkittävimpänä teknisenä tämän päivän kehitystrendinä on kenttäväylien voimakas tuleminen. Ne avaavat aivan uusia mahdollisuuksia ja tuovat vastauksen moniin, kauan aikaa ratkaisemattomilta tuntuneisiin ongelmiin kuten kenttälaitteiden on-line diagnostiikkaan. Kannattaa olla valmiina ja tutustua aiheeseen, vaikka ei välitöntä tiedontarvetta tuntuisikaan olevan, projektit tulevat vauhdilla ja silloin alkavat muut kiireet ja on myöhäistä opiskella uutta. Tämän kehityksen uusimmista vaiheista olemme pyrkineet kertomaan tuoreeltaan lehdessämme, jonka nimi säilyy Kenttälaitesanomina huolimatta DeltaV järjestelmämme hyvin alkaneesta myynnistä myös Suomessa, tätä kirjoittaessani jo neljännen järjestelmän toimitussopimus lyötiin lukkoon, josta lisää lehtemme tulevissa numeroissa. Tekniikasta ei enempää ennen lomia, syyskuussa kannattaa poiketa levänneenä Jyväskylässä TEKNIIKKA näyttelyssä, jonka tuoteuutuuksistamme lisää lehtemme seuraavassa numerossa. Suunnitelmissamme on muuttaa käytännön myyntitoimintaamme kesän kuluessa siten, että keskitämme koko teknisen myyntimme yhteen pisteeseen uuteen Vantaan toimistoomme (puh. 020 1111 200). Lisäksi, kuten jo olemme tiedottaneet, Neleksen sakeustuotteet ja Satronin lähettimet ovat siirtyneet 1.6.2000 alkaen Neles Field Controls Oy:n myyntiin (Neles Automationin puh. 020 483 150). Hyvää kesää, ladataan akkujamme Antti Heljo 3
3/00 KENTTÄLAITESANOMAT Höyrymittaukset hallintaan Kymi Paper Oy:llä Höyryn kulutusmittaukset tehdään edelleenkin useimmissa tapauksissa hehtaaritarkkuudella, jopa laskutusmittauksien tarkkuus on pitkälti arpapeliä verrattuna moniin muihin nykyisiin teollisuuden mittauksiin. Kymi Paper Oy:llä Kuusanniemessä asiat päätettiin saattaa kuntoon uusimman teknisen tietämyksen avulla, mukana tässä prosessissa ovat toimittamamme Rosemount 3095 MV monimuuttujalähettimet. Kehityksestä Nykyisin useat kattilalaitokset siirtyvät omiksi tulosyksiköikseen tai myydään varsinaisille energiayrityksille, myös saman yrityksen sisällä otetaan käyttöön todelliseen kulutukseen perustuva sisäinen laskutus eri yksiköiden kesken. Koska kyseessä ei enää ole rahan siirtäminen omasta taskusta toiseen, mittauksien täytyy vastata todellisuutta. Tilanne on hieman monimutkainen, eikä välttämättä kaikkien edun mukaista. Aikaisemmista puutteellisista mittauksista johtuneen alilaskutuksen vuoksi asiakas saattaa hämmästyä saadessaan käteensä todellisiin kulutuslukemiin perustuvan laskun kun mittausmenetelmät saatetaan ajantasalle. Käytössä on vielä mm. sellaisia laskutusperusteita, että myyjä mittaa lähtevän höyryn ja asiakas paluulauhteen, mittalaitteina vanhat kunnon pneumaattiset suoraan 60-luvulta. Eikä hieman uudempikaan tekniikka juuri paremmalta näytä, esim. vaihtelevissa kulutusolosuhteissa järjestelmissä yleisesti käytettävä yksinkertaistettu kompensoinnin laskentakaava antaa mittaustarkkuuden, joka ei vastaa nykypäivän vaatimuksia. Järjestelmien valmis laskentablokki ei mm. huomioi purkauskerrointa, vaan olettaa sen vakioksi. 3095 MV monimuuttujalähetin tekee myös purkauskertoimen dynaamisen kompensoinnin, jonka ansiosta sen kokonaistarkkuus on selvästi parempi. 3095 MV tukee esim. ISO, ASME ja AGA -laskentakaavoja ja soveltuu useimmille paine-eroon perustuville primäärielimille, mm. suuttimille, ventureille, rengaskammiokuristimille ja Annubareille. Kymi Paper Oy:n höyrymittauksista kertomassa sähkö-/automaatiotyönjohtaja Aki Pekkanen (oik.) ja kunnossapitosuunnittelija Matti Nuija. Vas. aluemyyntipäällikkömme Jouko Esala. Kuusaalle Monimuuttujalähettimellämme on edellisestä johtuen ollut suorastaan sosiaalinen tilaus. Useimmat asiakkaat ovat tilanneet aluksi yhden, kaksi lähetintä ja lisää kun ovat vakuuttuneet sen tuomasta hyödystä. Mukaan on lähtenyt useita alunperin varauksellisesti niin HART -tekniikkaan kuin ylipäätänsä höyryn virtauksen tarkan mittauksen onnistumiseenkin suhtautuneita. Päätettyämme, että lehtemme tämän numeron asiakasartikkeli liittyisi monimuuttujalähettimiin, kysyin paine- ja pintalähettimien tuotepäälliköltämme Juha Komulaiselta sopivaa vierailukohdetta. Hän kertoi, että lähettimiä on myyty runsaasti joka puolelle Suomea ja suositteli Kymenlaakson aluetta, jossa on viime aikoina useissa kattilalaitoksissa laitettu asiat kuntoon. Valitsimme kohteeksi UPM-Kymmene Oyj:n omistaman Kymi Paper Oy:n Kuusankoskella, jossa isäntinämme toimivat kunnossapitosuunnittelija Matti Nuija ja sähkö-/automaatiotyönjohtaja Aki Pekkanen. Meiltä mukana oli aluemyyntipäällikkö Jouko Esala Lappeenrannan konttoristamme Kuusankoskella sijaitsevan Kuusanniemen sellutehtaan kahdessa soodakattilassa on useita toimittamiamme lähettimiä ja lisää on jo tilattu. Mittauksien tarkkuuden kehittämiseen tehtaalla on paneuduttu tosissaan ja päästy luotettavuuteen, johon sekä Matti että Aki ovat tyytyväisiä niin tarkkuuden kuin kunnossapidonkin osalta. Ilmeisesti myös talon numeroitakin seuraavat ovat vakuuttuneet saavutetuista hyödyistä, koska hankintaprosessi jatkuu. 4
KENTTÄLAITESANOMAT 3/00 Näytöltä otettu printti, jossa alempana nuohoimien höyrymäärän ja ylempänä väkevöittimen höyrymäärän mittauksien trendit. Nuohoimien höyryn virtauksen voimakkaat vaihtelut näkyvät selvästi (ylös: nuohoin tulee mukaan/alas: nuohoin poistuu). Näytön skaalasta johtuen väkevöittimen höyryn virtaus näyttää tasaisemmalta kuin se todellisuudessa on. 3095 MV monimuuttujalähetin väkevöittimen höyrymäärän mittauksessa. Lähetin asennettiin suoraan vanhan paine-erolähettimen asennusventtiiliin. Miksi monimuuttujat? Kuusanniemen vuonna 64 käyttöönotetulla sellutehtaalla tehdään mänty- ja koivusellua Kymi Paper Oy:n viidelle hienopaperikoneelle, joten höyrymittauksissa on kyse varsin suurista taloudellisista arvoista. Matti Nuija kertoi, että he olivat jo pitkään olleet tyytymättömiä höyryn virtausmittauksien tasoon perinteisillä ratkaisuilla ja etsineet aktiivisesti parempia menetelmiä. Hän mainitsi mm. kattiloiden takuuajot, joissa mitataan tarkistuspainemittarilla, jonka mittaustarkkuus on huomattavasti huonompi kuin itse lähettimien. Mittaus tehdään lisäksi vain yhdestä kohdasta, joka kaiken lisäksi voi sijaita eri kohdassa kuin varsinainen mittaus, mikä on vaikkapa putkistohäviöiden vaikutus? Näin saavutettu mittaustulos on sitten fakta, johon perustuen viritetään ns. jatkuva mittaus, tämän yhden pisteen perusteella. Jouko Esala mainitsi tässä yhteydessä, että hän on kysynyt usealta asiakkaalta, kuinka heillä paine-/lämpötilakompensointi hoidetaan. Asiakkaat ovat yleensä ilmoittaneet, että järjestelmässä on kaava, jonka mukaan kaikki lasketaan. Jouko on pyytänyt saada nähdä käytettävät kaavat ja käytännössä aina on ollut niin, että on projektivaiheessa vain otettu käyttöön ns. järjestelmän standardiblokki, jonka kaava on ilmiselvästi puutteellinen. Matti mainitsi heidän tehneen saman huomion ja tarkastaneensa järjestelmän blokin, joka perustuu esim. vain muutamaan määrittelypisteeseen ja välillä ei ole mitään. Hänen mukaansa järjestelmän paine-/lämpötilakompensointi on hehtaaritasoa, olemassa on vain yksi käyrä, joka ei huomioi mm. virtaamamuutoksia eikä eri materiaaleja kuten 3095 MV tekee. Eräinä tärkeimmistä käytännön syistä, joiden vuoksi he valitsivat monimuuttujalähettimet Matti mainitsi starttitilanteet ja yleensäkin muuttuvat kulutusolosuhteet. Niissä ei tähän saakka ole voinut olla varma näyttämän todellisuudesta ja monissa muissakin sovelluksissa halutaan varmuus siitä, että mittaus toimii luotettavasti laajalla alueella (ks. esim. nuohoimen käyrät). Matin mukaan yhtenä lisäboonuksena saa samalla paineen ja lämpötilan mittauksen käytettäessä TRI-LOOP -yksikköä, jolla voidaan purkaa HART -signaali lähettimen ja järjestelmän välisestä kaapelista ilman mitään lisäjohdotusta. Rahanarvoinen etu sekin. Asennuksesta Kuusaalla on tällä hetkellä sovelluksia höyrylle ja lauhteelle. Jo tilatut uudet lähettimet menevät lauhteelle ja syöttövedelle. Kysyin Matilta ja Akilta asennuksesta eli onko vaihdettaessa monimuuttujalähettimeen ollut ongelmia, ylimääräisiä kustannuksia tai muuta vastaavaa. He kertoivat, että asennus sujuu helposti, heillä mm. väkevöittimen höyrymäärän mittauslähetin on asennettu suoraan vanhan pneumaattisen paine-erolähettimen asennusventtiiliin, mittauksessa oli onneksi valmis yhde kompensointimittauksen tarvitsemalle lämpötilamittaukselle. Onneksi sen vuoksi, että kattilalaitosympäristössä ei tehdä hitsaustöitä huvin vuoksi, koska niillä on korkeat luokitusvaatimukset. Jos on kyseessä mittaus, jossa ei ole valmiina yhdettä lämpötila-anturille, hitsaustyöhön ei sen vuoksi välittömästi ryhdytä vaan siirretään se ajankohtaan, jolloin voidaan tehdä useampia töitä samanaikaisesti. Tällaisessa tapauksessa lämpötilamittaus voidaan ratkaista tilapäisesti tai pysyvästikin pintamittauksena, jossa lämpötila-anturi sijoitetaan eristetyn putken pintaan ja näin saadaan riittävä mittaustarkkuus, johon ympäristön lämpötila ei vaikuta. 5 (jatk. sivulla 9)
3/00 KENTTÄLAITESANOMAT Älykkäät säätömenetelmät jokapäiväiseen käyttöön Lähes 40% prosessien säätöpiireistä ei toimi parhaalla mahdollisella tavalla. Tähän on lähinnä syynä se, että älykkäät säätömenetelmät ovat olleet liian kalliita sekä liian monimutkaisesti toteutettavissa useimmissa ohjausjärjestelmissä, jonka vuoksi käytännössä on tavallisesti tyydytty PI säätimen antamiin mahdollisuuksiin. DeltaV on muuttamassa tätä ajattelumallia. DeltaV:hen suunnitellut älykkäiden säätöjen ohjelmistopaketit tuovat kehittyneet säätöratkaisut jokapäiväiseen käyttöön tietenkin helppokäyttöisesti toimilohkototeutuksina ilman ulkopuolisia tietokoneliityntöjä. DeltaV Inspect (automaattinen piirin suorituskyvyn monitorointi) DeltaV Inspect on kehittynyt prosessin monitorointiohjelmisto, joka tarkkailee jatkuvasti säädössä olevia piirejä sekä laitteita. Inspectin avulla saat nopeasti ja helposti tietoa prosessisi tilasta ilman asetuksia ja lisäkonfigurointeja. Samalla kun säätöpiiri otetaan järjestelmässä käyttöön, Inspect tunnistaa sen automaattisesti ja lisää sen tarkkailulistalleen. Mikäli jokin säätö poistetaan käytöstä, Inspect huomaa tämänkin toimenpiteen automaattisesti ja poistaa säädön tarkkailulistaltaan. Tieto piirin toimivuudesta esitetään loppukäyttäjälle sellaisessa muodossa, että sen ymmärtää monimutkaiseen matemaattiseen teoriaan perehtymätönkin. Mikäli piirin ominaisuus ei ole kunnossa, niin graafisessa käyttöliittymässä on tässä kohtaa "murjottava kasvo". Jos asiat ovat kunnossa, Inspectin avaaja kohtaa ryhmän hymyileviä kasvoja. Voiko piirin toimintakunnon enää helpommin ilmaista? DeltaV Tune (PID ja Fuzzy säätimen viritystyökalu) Huonosti viritetyt piirit prosessissasi merkitsevät sitä, että sen kapasiteettia ei saada kokonaisuudessaan käyttöön. Tämä taas merkitsee alhaisempaa laatutasoa, tuotantotappioita, alentunutta tuottavuutta sekä mahdollisesti myös kalliita ympäristö- ja turvallisuusriskejä. DeltaV Inspect ja Tune yhdessä muodostavat työparin joka avaa näitä solmuja. Inspect tarkkailee ja havaitsee ja Tune uudelleenvirittää tarvittavat piirit. Dynamiikaltaan erityyppiset PID sekä sumean säädön (Fuzzy) -piirit voidaan virittää hetkessä. Käyttöliitymässä voidaan valita standardiviritys tai kokeneemman käyttäjän viritys. Standardivirityksellä Tune valitsee käytettävän viritysmetodin. Kokeneempi käyttäjä voi valita prosessiolosuhteiden mukaan kuusi erilaista viritystapaa. Lisäksi kokeneempi käyttäjä voi käyttää mitä jos -analyysiä, joka näyttää graafisessa simuloinnissa Tune - säädön viritys ja simulointi Inspect käyttöliittymä 6
KENTTÄLAITESANOMAT 3/00 Sumea säätö helpoksi Neuroverkkokin toimilohkona DeltaV Predict (prosessimallinnus) DeltaV Predict tarjoaa sinulle täysin uuden lähestymistavan prosessin mallinnukseen. Prosessin ristikkäisvaikutukset sekä vaikeat dynamiikat voidaan hallita helposti mallinnustyökalulla. Koska mallinnusmahdollisuus sisältyy DeltaV:n prosessiasemaan, voit helposti suunnitella ja ottaa käyttöön DeltaV Predict sovelluksen ilman ulkopuolista ja kallista asiantuntija-apua. Jos prosessiolosuhteet muuttuvat, DeltaV Predict adaptoituu automaattisesti uusiin olosuhteisiin. Käyttämällä simulointiympäristöä voit testata säätövasteet ennen sovelluksen käyttöönottoa. Predict käyttöliittymä standardikomponenteista piirin käyttäytymisen lasketuilla parametreillä. Hyväksyttyjen parametrien siirto käyttöön tapahtuu klikkaamalla update -painonappia työkalun käyttöliitymässä. DeltaV Fuzzy (sumea säätö) Kuten aikaisemmin jo mainitsin PID -säädin on ollut prosessiteollisuuden työhevonen. DeltaV:n sumea säätö sallii nopeammat asetusarvomuutokset sekä prosessivasteet ilman ylityksiä. Kokemuksien mukaan useimmissa ongelmatapauksissa sumean säädön käyttö tuo 30-40 % parannuksen säädön käyttäytymiseen verrattuna perinteiseen PID -säätimeen. Piirit, joiden vaste on epälineaarinen, ovat erinomaisia kohteita sumealle säätimelle. Useimpien sumeiden sovellusten käyttö ei ole helppoa, vaan jälleen tarvitaan kallista erikoisasiantuntijaa. Suurin ero perinteisen sumean sovelluksen ja DeltaV:n sumean säädön välillä on soveltamisen helppous. DeltaV:n sumea säätö käyttää kolmea selkeää skaalauskerrointa, joiden lisäksi algoritmi huolehtii säännöistä puolestasi. DeltaV:n sumea säätö voidaan virittää DeltaV Tune viritystyökalulla. DeltaV Fuzzy tarjoaa käytännönläheisen sekä toimivan vaihtoehdon PID -säätimelle kohteissa, joissa ennen käsiohjaus oli ainut toimiva ratkaisu. Toisin kuin useat perinteiset mallinnustyökalut DeltaV Predict antaa säädön jatkua silloinkin kun prosessivahvistus ja dynamiikka muuttuvat. Tällainen käytettävyys säädössä minimoi jaksottaiset uudelleenkäyttöönotot, ellei jopa poista niitä kokonaan. DeltaV Neural (neuroverkko) Yksi vaikeimmista asioista prosessiautomaatiossa on saada tietoa asioista, joiden mittaaminen on mahdotonta tai vaatii aina laboratorioanalyysin. Tällainen tieto ei kuitenkaan ole enää reaaliaikaista. Neuroverkkoja on käytetty ennustamaan laatumuuttujia, esim. oktaaniluku tai päästöarvo. Neuroverkkomallinnus, joka perustuu mitattaviin suureisiin voi ennustaa prosessiolosuhteet oikea-aikaisesti. DeltaV:n neuroverkkosovellus sallii historiatietokannan käytön opettaessasi neuroverkkosi nopeasti ja helposti. Sovellusohjelmointi tapahtuu tietenkin toimilohkolla, ilman ulkopuolisia tietokoneita. (jatk. seur. sivulla) 7
3/00 KENTTÄLAITESANOMAT (jatk. edell. sivulta) Simuloi DeltaV PC:llä Muut sovellustestaustyökalut DeltaV:ssä Kattaakseen sovellus- ja asiakaskentän laajat vaatimukset on Fisher-Rosemount Systems lisäksi solminut useiden tahojen kanssa yhteistyösopimuksia hyödyntäen näin kunkin osa-alueen parasta osaamista DeltaV ympäristössä. DeltaV Simulate (sovelluskehitys ja -testaus järjestelmän ulkopuolisessa PC:ssä) Maksaako järjestelmän insinöörityöasema kohtuuttomia? Kuinka hoidat prosessin käyttöhenkilökunnan koulutuksen ilman kallista järjestelmärautaa? DeltaV Simulate ratkaisee nämä ongelmat! DeltaV ohjelmisto voidaan asentaa Windows NT -käyttöjärjestelmän omaavaan tietokoneeseen Simulate optiona. OPC-liityntä muihin sovellustestaustyökaluihin Tällöin ohjelmisto toimii kuten täydellinen DeltaV:n työasemaohjelmisto, mutta ilman kommunikointikykyä prosessiasemaan. PC:n RAM -muistia voidaan käyttää virtuaaliprosessiasemana ja ajaa sovelluksia siellä, tutkien sovellusten toimintaa ohjelmointityökalun online -näytöllä. Koko sovellus operointinäyttöineen voidaan rakentaa ja FAT-testata simulointi PC:ssä ja siirtää sieltä se myöhemmin varsinaisen järjestelmän työasemaan. Loistava ja erittäin edullinen mahdollisuus esimerkiksi insinööritoimistolle hankkia DeltaV ohjelmointityökalu ja -sovelluskehitysympäristö. Käyttöhenkilökunnan koulutus voidaan tällöin myös toteuttaa oikealla, kannettavassa tietokoneessa pyörivällä, sovelluksella. 8 MIMIC Laajojen järjestelmien testaus todellisessa I/O -ympäristössä on kallista ja aikaavievää työtä. MIMIC -sovelluksen avulla koko sovellus I/O:ta myöten voidaan testata virtuaaliympäristössä. Rajapintana DeltaV sovelluksen ja testiohjelman välillä toimii tällöin OPC. MIMIC hyödyntää automaattisesti Foundation -toimilohkojen simulointituloja suorittaen halutut takaisinkytkennät ilman konfigurointia. MIMICin avulla voidaan samanaikaisesti testata ja simuloida kaikki järjestelmään määritetyt prosessiasemat eli koko tehdas ja järjestelmä kokonaisuutena ja tietenkin ilman varsinaista I/O-rautaa. SMOC, RTO+, MSPC+, IPM+ MDC Technology tarjoaa laajan valikoiman sovelluksia prosessimallinnukseen sekä suorituskyvyn monitorointiin, joiden avulla voidaan rakentaa tehokkaita prosessimalleja DeltaV -ympäristöön. MDC:n sovelluksia on käytetty mm. yli 400 kertaa Shell -yhtiöissä ja lista muistakin käyttäjistä kasvaa jatkuvasti. HSYS.Plant, HSYS.OTS+ AEA Technology tuo DeltaV -ympäristöön sovellukset joiden avulla simuloidaan ja testataan tuotantoa. Ymmärrä tuotantosi pullonkaulat, prosessihäiriöt sekä laatuongelmat ja eliminoi ne. Testaa muutokset tuotannossa ennen varsinaista toteutusta. Juha-Pekka Pajusaari
KENTTÄLAITESANOMAT 3/00 (jatk. sivulta 5) "Vaaksallaan" Jouko Esala halusi havainnollistaa kuinka pienikokoinen 3095 MV monipuolisuudestaan huolimatta on. Monimuuttujalähetin on kooltaan ja painoltaan perinteisen paine-erolähettimen luokkaa, joten mitään rakenteellisia muutoksia ei tarvita. Monimuuttujalähettimien näkymistä Monimuuttujalähettimet edustavat kenttälaitepuolella viime aikoina tapahtunutta voimakasta kehitystä parhaimmillaan. Viime vuosituhannen lopussa tuli HART ja kenttäväyläkin on jo todellisuutta. Uusia tekniikoita hyödyntävä 3095 MV monimuuttujalähettimemme vie, kuten tässä artikkelissa on käynyt ilmi, mm. höyryn määrämittaukset täysin uudelle tarkkuustasolle. Sen, vaikkapa paineerolähetintä, hieman korkeampi hankintahinta ei aiheuta edes keskustelua takaisinmaksuajan suhteen mitattaessa suuria höyryn virtausmääriä. Niissä takaisinmaksuaika voi olla vaikkapa muutamia päiviä, riippuen kuinka metsässä aikaisemmat mittaukset ovat olleet. 3095 MV:n soveltuvuuspohjaa vanhoihin ratkaisuihin verrattuna lisää huomattavasti se, että lähettimessä on valmiina pohjat 150 eri mitattavalle aineelle ja se, että ratkaisu on asennusteknisesti edullinen myös räjähdysvaarallisiin tiloihin. Erittäin vaativista olosuhteista erinomaisena esimerkkinä on lähettimen Suomen Nuohoimien höyrymäärän mittauslähetin ensimmäinen soveltaja, Outokumpu Polarit Oy Torniossa, siellä 3095 MV mittaa likaisia kaasuja merkittävimmän tekijän ollessa turvallisuuden, unohtamatta suuria mitattavia määriä. Myös Tornioon on jo hankittu lisää monimuuttujalähettimiä. Jouko Esala kertoi, että hän on vakuuttunut kyseessä olevan ns. asiallinen peli. Hän mainitsi myös, että uudessa laitteessa on aluksi myyjälläkin hieman opettelemista ja ennenkaikkea ensimmäisten palautteiden odottelua. Yhtenä tärkeänä työkaluna myyntityössään hän kertoi käyttäneensä erittäin hyviä testituloksia, jotka 3095 MV monimuuttujalähetin sai IVOn puolueettomassa testauksessa. Niiden perusteella mm. mittaustarkkuus on erinomainen koko mittausalueella, ei ainoastaan jossakin määrätyssä kohdassa, kuten perinteisiä mittaustapoja käytettäessä. Nyt hänen myyntialueellaan on jo riittävä asennuskanta, josta saadun positiivisen palautteen pohjalta on hyvä jatkaa perustuen käytännön käyttökokemuksiin. Jouko kertoi lisäksi, että tähän saakka suurin osa monimuuttujalähettimistä on mennyt vanhojen mittausten parantamiseen. Tällä hetkellä keskustellaan myös eräästä uudesta projektista, jonka mittaukset aiotaan laittaa heti alusta kuntoon käyttämällä monimuuttujalähettimiämme. Kiitos Kuusaalle Kiitos Matti ja Aki yhteistyöstä ja 3095 MV -lähettimistä saamanne kokemuksen jakamisesta, joka kaikki ei mahdu tähän artikkeliin, mutta on hyödyllistä databasea jatkossa, en usko että kyseessä oli viimeinen monimuuttuja-artikkeli, uusia, yhtä merkittäviä sovellusalueita löytyy varmasti. Kuusanniemessä oli miellyttävä vierailla, kaunis perinteinen tehdasmiljöö ja ruokakin oli toista kuin viimeksi Kuusankoskella käydessäni vuosikymmeniä sitten, jolloin tarjottiin pakista puolikylmää makaronilaatikkoa ja leipänä oli vanikka. Taisi päivärahakin olla vähän pienempi, siinä kahden markan luokkaa. Teksti ja kuvat: J.Johansson 9
3/00 KENTTÄLAITESANOMAT KENTTÄIKKUNA Tuleeko diagnostiikka jälkijunassa? Valmius kenttälaitteiden diagnostiikkaan tuli 15 vuotta sitten ohjelmoitavien kenttälaitteiden myötä. Ne kykenivät seuraamaan omaa toimintakuntoaan, mutta niillä oli rajalliset keinot viestittää toiminnallisesta ongelmasta. Tyypillinen esimerkki oli ulkoisella apuenergialla toimiva analysaattori, johon tuli diagnostinen hälytysrele. Diagnostiikan hyödyntäminen edellytti ylimääräistä kaapelointia ja järjestelmäliityntää, eli aiheutti selkeitä lisäkustannuksia. Kehittyvä kenttälaitediagnostiikka Viime vuosikymmenellä oli kenttälaitediagnostiikka yksi eniten kaivattuja uusia ominaisuuksia. Miksi sitä tulee laajemmin vasta nyt? Minkä tyyppisiä toimintoja on tarjolla? Seuraava vaihe, älykkäät eli ohjelmoitavat ja tiedonsiirrolla varustetut kenttälaitteet tulivat markkinoille samoihin aikoihin. Ne olivat usein 2-johdintekniikalla toimivia, mutta alkuvaiheen suurin ongelma oli tiedonsiirtoviidakko. Pitihän jokaisen merkittävän automaatiovalmistajan kehittää oma protokollansa, jota voitiin hyödyntää ainoastaan omassa suljetussa arkkitehtuurissa. Laitediagnostiikka ei päässyt siinäkään kehittymään. Kolmas vaihe, viime vuosikymmenen viimeinen puolisko, olisi jo ollut otollinen laitediagnostiikan kehittämiseen. Käyttäjät halusivat kaikki kenttälaitteet samalla HART-protokollalla, jolloin niiden käyttöönotto ja ylläpito voitiin hoitaa samalla ohjelmointilaitteella. 275 kapula on yllättävän tuttu kaikille kenttälaitteiden kanssa toimiville. HART-kenttälaitteilla on kyky kertoa omasta toimintakunnostaan. Ongelman aiheuttivat tällä kertaa automaatiojärjestelmät. Ainoastaan muutama järjestelmävalmistaja tuntui tiedostavan, että kenttälaitteilla olisi enemmänkin kerrottavaa, ja muut halusivat keskustella kentän kanssa ainoastaan perinteisellä analogiasignaalilla. Kun diagnostiikkaa ei ole voitu hyödyntää, ei siihen ole panostettukaan. Kuka laittaisi tuotekehitysrahoja sellaiseen, josta ei saa nopeaa takaisinmaksua? Kuva 1 - Paine-erolähetin tukkeutuvan impulssiputken hälytyksellä Tiedonsiirron avautuminen Viime aikoina markkinoille on tullut automaatiojärjestelmiä ja ohjelmoitavia logiikkoja HART-kenttäliitännöillä. Lisäksi kenttäväylät, erityisesti Foundation väylätekniikka, ovat aloittaneet kenttäinstrumentoinnin valtaamisen. Laajeneva avoimien, digitaalista tiedonsiirtoa tukevien väylätekniikoiden käyttö varmistaa, että diagnostiikka on kohta laitevalintojen peruskriteerejä. Kenttälaitevalmistajat kilpailevat laitetason diagnostiikalla ja järjestelmävalmistajat sillä, kenen ohjelmistot tuovat nämä käyttäjille selkeimmin esille. Lisäksi meillä on kohta myös prosessidiagnostiikkaa, siitäkin vähän jatkossa. Esimerkkejä kenttälaitteiden diagnostiikasta Vaikka sanotaankin, että tieto lisää tuskaa, kerron vähän varsinaisesta kenttälaitediagnostiikasta. Nämä ovat esimerkkejä tämänhetkisistä valmiuksista. Jätän lukijan itsensä pääteltäväksi, tuovatko nämä apua vai onko taas kyseessä lisää turhan tiedon tulvaa? Paineen mittaus Painelähetinmyyjän urani aikana kyseltiin mm. diagnostiikkaa tallentamaan lähettimen kokema korkein painetaso. Nyt se on saatavilla 3051-kenttäväyläversioon. Sama toiminto tulee kaikille muillekin lähetinvalmistajille heidän Foundati- 10
KENTTÄLAITESANOMAT 3/00 on väylätuotteisiinsa, sillä se on osa Foundation AI-toimilohkon perusmäärittelyjä. Eli valmius on olemassa, tarvittaessa se vain ohjelmoidaan käyttöön. 3051-sarjan lähettimen HART-versiossa on jo erittäin perusteellinen oman toiminnan seuranta ja siihen liittyvät selkeät diagnostiset hälytykset. Uusin kenttäväyläversion diagnostinen toiminto on tukkeutuvan impulssiputken hälytys. Lähetin ei enää seuraa ainoastaan prosessin staattista painetta, vaan myös prosessin dynaamista kohinaa. Näin olemme siirtyneet puhtaasta laitediagnostiikasta mittauspiirin diagnostiikkaan. Lämpötilan mittaus Reilu vuosi sitten (nro 1/99) käsittelin 3244MV-lämpötilalähettimessä olevaa Hot-Backup toimintoa, jossa anturivian tapahtuessa lähetin siirtyy lennossa käyttämään toista anturia. Näitä toteutuksia oli jo käytössä asiakaskunnalla, ja aiheen käsittelyn jälkeen ne ovat edelleen yleistyneet erityisesti turvalukituskohteissa. Tämän vuoden ensimmäisessä numerossa (nro 1/00) kerroin sen toisesta toiminnosta, lämpötila-anturin ryöminnän hälytyksestä. Tämäkin on aikaansaanut positiivista palautetta. Kuva 2 - Termoelementin vanhenemisen hälytys aluksi erittäin lyhyitä avoimen piirin impedansseja. Lähetin seuraa näitä ja antaa hälytyksen ennenkuin vikaantuminen tapahtuu. Magneettinen määrämittari Valtaosa Suomessa käytössä olevista magneettisista määrämittareista on paperi- ja selluteollisuuden prosesseissa. Prosessit ovat muuttuneet selvästi viimeisen kymmenen vuoden aikana, merkittävimpinä muutoksina korkeammat sakeustasot ja suuremmat määrät erityyppisiä kemikaaleja. Myös virtausnopeudet ovat kasvaneet, eli laitteet toimivat nykyisin huomattavasti vaikeammissa käyttöolosuhteissa kuin mihin niistä osa on aikanaan hankittu. Magneettiset määrämittarit on lisäksi usein asennettu täriseviin putkilinjoihin ja niiden läpi virtaa vuorausta kuluttavia aineita. Siksi myös mankkuputken tulee osata kertoa omasta toimintakunnostaan. Uusin 8742C-vahvistin tekee sen. Asennusvaiheessa se antaa tiedon huonosta maadoituksesta tai virheellisestä kytkennästä. Käytön aikana se seuraa jatkuvasti elektrodien kuntoa ja hälyttää vuodoista, elektrodien likaantumisesta tai käämien oikosulusta. Mikäli kalibroinnissa tapahtuu ryömintää tai prosessiolosuhteet muuttuvat niin kohinaisiksi, ettei toiminta enää ole luotettavaa, saa niistäkin hälytyksen. FOUNDATION kenttäväylä tiennäyttäjänä Kaikki ylläkerrotut diagnostiikat ovat nyt saatavilla Foundation kenttäväylälaitteisiin. Valtaosa niistä tulee myös HART -sukupolven versioihin, mutta hitaammassa aikataulussa. Kyseessä ei ole ohjaava vaan tiedonsiirtoteknologioiden sanelema ratkaisu. FF-kenttäväylässä ja HART-protokollassa on eroja. HART on isäntäpohjainen protokolla. Kenttälaite kertoo omasta toimintakunnostaan kun siltä kysytään. Foundation väylätekniikan tiedonsiirto sallii sen, että laitteella on mahdollisuus ilmoittaa aina tarvittaessa omaan toimintakuntoonsa liittyvät tiedot. Teknologian ohittaen haluankin kysyä, kumman protokollan haluaisit kotiisi, vastaus vain kysyttäessä vai 3244MV-lähettimen uusin diagnostiikka on termoelementtianturin vanhenemisen seuranta. Tekninen toteutus on helppo, mitataan impedanssitaso termoelementin läpi. Kun termoelementti vanhenee, termoparin rajapinnan impedanssi kasvaa. Jos elementtipiiri on katkeamassa esimerkiksi tärinän johdosta, siihen syntyy Kuva 3 - Magneettisen määrämittarin diagnostiikka Martti Hakonen 11
3/00 KENTTÄLAITESANOMAT Lukijapalautetta... Kenttäikkunaan 2/2000 Kenttäikkuna on lehtemme peruspilareita, siinä kerromme lukijoillemme kehityksestä automaation alalla niin tuoreeltaan kuin mahdollista. Martti Hakosen tuottama sarja on saanut runsaasti positiivista palautetta. Mutta sattuu "mestarillekin" joskus pieni virhe, kuten tässä tapauksessa kiireestä johtunut käännösvirhe. Onneksi meillä on asiantuntevia ja aktiivisia lukijoita, tällä kertaa sellainen löytyi Hervannan suunnasta. Palaute on niin "diplomaattisesti" kirjoitettu, että julkaisemme Kenttäikkunaa koskevan osan sellaisenaan. Tuoteuutisia... Fisher FieldVue asennoittimet FOUNDATION kenttäväylätiedonsiirrolla "Hei, Martti! Hauskaa, että kirjoitat asioista, jotka ovat mittauksen ja suorituskyvyn kannalta tärkeitä. Lisää vain! Kuvassa 1 on kuitenkin ristiriita, jonka toivottavasti vältät tulevaisuudessa. Itse kuvassa asiat on esitetty oikein (jos nyt 63 % on se taso, jonka jälkeen mittaussignaali on saavuttanut haluttua tarkkuutta vastaavan tason). Mutta kuvan vieressä olevissa termien kuvauksissa on esitetty toisin. Tc on (tässä tapauksessa) aikavakio, mutta ei vasteaika. Vasteaika on standardissa sama käsite, jota kutsut myös kokonaisvasteajaksi. Terminologia on esitetty standardissa SFS 3700, 3. painos 1998. Standardi on yhtäpitävä ISO:n vastaavan julkaisun kanssa. Katso termiä 5.17. Hyvää kevättä! Prof. Olli Aumala, TTKK/MIT, Tampere" Nimitysuutinen... Yli sadantuhannen kappaleen valmistusmäärän saavuttanut Fisherin DVC5000 asennoitin on nyt saatavissa myös Foundation kenttäväylätiedonsiirrolla. Perustoimintoina on säätöventtiileille AO ja PID toimilohkot sekä sulkuventtiileille 4 kpl BI ja 1 kpl BO -toimilohkoja. Asennoitin on saatavissa asennusosilla useimmille yleisesti käytetyille toimilaitteille, joten se soveltuu käytettäväksi myös muiden valmistajien venttiilien kanssa. Kenttäväylätekniikka helpottaa venttiilien toimintakunnon seuraamista ja ennakoivat hälytykset saadaan helposti hyödynnettyä. Myös varsinainen venttiilien toimintakunnon seuranta ja venttiilitestaukset voidaan tehdä selvästi nopeammin kuin HART-sukupolven laitteilla. Parhaiten kehittyvä laitediagnostiikka voidaan hyödyntää Fisher-Rosemountin PlantWeb arkkitehtuurissa, jonka runkona ovat DeltaV automaatiojärjestelmä ja AMS ohjelmisto kenttälaitteiden hallintaan. Aki Laakson siirryttyä toisen yrityksen palvelukseen on Keski-Suomen uudeksi aluemyyntipäälliköksi nimitetty Raimo Sutinen toimipaikkanaan Tampereen toimistomme. Puh. 0201111315 ja 040-535 5370. Lisätietoja: Fisher-Rosemount Oy tuotepäällikkö Timo Tarjomaa puh. 020 1111 216 12