Mittaukset ja säätö pintavesiprosessien hallinnassa



Samankaltaiset tiedostot
Mittaaminen kaivosvesien hallinnan perustana. Esko Juuso Säätötekniikan laboratorio Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto

Talousvesien mikrobiologisten riskien tunnistaminen ja hallinta (Polaris-projekti)

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

Vedenlaadun poikkeamien pilot-testaukset laboratoriossa ja kentällä - Polaris-hankkeen kokemuksia -

OPINTOJAKSOJA KOSKEVAT MUUTOKSET/MATEMATIIKAn JA FYSIIKAN LAITOS LUKUVUOSI

Talousveden laadun jatkuvatoiminen mittaaminen pohjavesilaitoksen vedenjakeluverkostossa

OPINTOJAKSOJA KOSKEVAT MUUTOKSET/MATEMATIIKAN JA FYSIIKAN LAITOS/ LUKUVUOSI

Prosessiautomaatiota LabVIEW lla NI Days NI Days LabVIEW DCS 1

Mikrobiologisen veden laadun online-seuranta

Datan analysointi ja visualisointi Teollisen internetin työpaja

MALLIT VESIJÄRJESTELMIEN TUTKIMUKSESSA

Älykkään vesihuollon järjestelmät

Smart Mine Water Treatment System SEEWAY Tekes/Greenmining -programme project Janne Kankkunen Geological Survey of Finland/Kuopio

Harjoitus (15min) Prosessia P säädetään yksikkötakaisinkytkennässä säätimellä C (s+1)(s+0.02) 50s+1

TAMPEREEN KAUPUNKI Rakennuksen talotekniset tarkastukset 2014 TAMPEREEN TILAKESKUS LIIKELAITOS KIINTEISTÖTEKNIIKKA

Monimutkaisesta datasta yksinkertaiseen päätöksentekoon. SAP Finug, Emil Ackerman, Quva Oy

CALL TO ACTION! Jos aamiaistilaisuudessa esillä olleet aiheet kiinnostavat syvemminkin niin klikkaa alta lisää ja pyydä käymään!

Versio Fidelix Oy

Säätötekniikan perusteet. Merja Mäkelä KyAMK

Reliable sensors for industrial internet

Customer Intelligence ja Big Data. Digile D2I Kimmo Valtonen

Tosi elävä virtuaalimalli Mika Karaila Tutkimuspäällikkö Valmet Automation

Tekniikan päivät Oulussa

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

Prognos Julkaisusuunnitelmat

SaSun VK1-tenttikysymyksiä 2019 Enso Ikonen, Älykkäät koneet ja järjestelmät (IMS),

WAMS 2010,Ylivieska Monitoring service of energy efficiency in housing Jan Nyman,

Vesiturvallisuus Suomessa. Ilkka Miettinen

Prosessien kehittäminen. Prosessien parantaminen. Eri mallien vertailua. Useita eri malleja. Mitä kehitetään?

Aalto-yliopisto Kemian tekniikan korkeakoulu Kemian tekniikan lukujärjestys SYKSY 2012

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

Tutkimusprojekti: Siemens Simis-C -asetinlaitteen data-analytiikka

Agenda. Johdanto Säätäjiä. Mittaaminen. P-, I-,D-, PI-, PD-, ja PID-säätäjä Säätäjän valinta ja virittäminen

Big data ja perinteiset toimialat älyäteollisiin palveluihin. Yrjö Hiltunen Mikkelin ammattikorkeakoulu Kuitulaboratorio Savonlinna

Poikkeavuuksien havainnointi (palvelinlokeista)

ARVOA ÄLYSTÄ LÄPI KIINTEISTÖN ELINKAAREN JANNE LIUTTU CHIEF DATA SCIENTIST

SMACC Välkky-hanke: 3D-tulostuksella kilpailukykyä pk-yrityksiin

Nurmisadon mittaamisen käytäntö ja nykyteknologia. Antti Suokannas Vihreä teknologia Automatisaatio ja digitaaliset ratkaisut

Nopeutta ja Sulavuutta Analytiikkaan

Teollinen internet ja 5G - ohjelmavalmistelu

Vedenlaadun seurannat murroksessa. Työkaluja laadukkaaseen mittaustulokseen

Kokemuksia automaattisesta vedenlaadun mittauksesta metsätaloudessa. Samuli Joensuu

Konetekniikan koulutusohjelman opintojaksomuutokset

Mittausten rooli vesienkäsittelyprosesseissa. Kaj Jansson Kemira Oyj, Oulun Tutkimuskeskus

Rantamo-Seittelin kosteikon vedenlaadun seuranta

Flexbright Oy Embedded software/hardware engineer

Ilmanlaadun älykäs mallintaminen kaupunkiympäristössä. Lasse Johansson

Asiakaspalautteen merkitys laboratoriovirheiden paljastamisessa. Taustaa

Jatkuvatoiminen monitorointi vs. vuosittainen näytteenotto

Web-palvelut ja niihin kohdistuneiden poikkeavuuksien tunnistamisen. Harri Mäkelä

SiMAP lämmityksen säätö. SiMAP säätää - Sinä säästät

SMART CITY käytännön kokemuksia. VALOA seminaari, Oulu Kari Kananen, Tuotepäällikkö Valopaa Oy

Tieto ja sen mallinnus Fonectalla - Teemme tiedosta arvokasta. Aija Palomäki, TDWI jäsenkokous

VEDENLAADUN SEURANTA JA RAVINNEVALUMIEN EHKÄISY

Prosessiautomaatiota LabVIEW lla NI Days NI Days LabVIEW DCS 1

Ympäristö- ja kaivannaisalan tutkimus CEMISssä

Säätöjen peruskäsitteet ja periaatteet parempaan hallintaan. BAFF-seminaari Olli Jalonen EVTEK 1

Asiakkaan energiatalouden optimointi

s /BA 1(8) taajuusmuuttajalla

Pohjavesimallinnus osana vesivarojen hallintaa ja pohjaveden oton suunnittelua

Miten teollinen internet voi mullistaa liiketoimintasi

PYP II: PI-kaaviot. Aki Sorsa

MRI-sovellukset. Ryhmän 6 LH:t (8.22 & 9.25)

Mikrobien ja kemikaalien riskinarviointi vesilaitoksissa Päivi Meriläinen Terveyden ja hyvinvoinnin laitos Arvioinnin ja mallituksen yksikkö, Kuopio

Pv Pvm Aika Kurssin koodi ja nimi Sali Tentti/Vk Viikko

Lämmitysjärjestelmät. Säätö ja säätötarpeen tunnistaminen

Liuottimien analytiikka. MUTKU-päivät 2016, Jarno Kalpala, ALS Finland Oy

NBE-E4510 Special Assignment in Biophysics and Biomedical Engineering AND NBE-E4500 Special Assignment in Human. NBE-E4225 Cognitive Neuroscience

Kiinteistötekniikkaratkaisut

Automaatio, vedenmittaus, turvallisuus

ISEB/ISTQB FOUNDATION CERTIFICATE IN SOFTWARE TESTING III

Alexander Törnroth / toiminnanjohtaja, tekoälykiihdyttämö, Teknologiateollisuus

Nereus lattiaviileä Asuntojen viilennykseen

Mega Electronics Ltd

Tulevaisuuden kameravalvontaa SUBITO (Surveillance of Unattended Baggage including Identification and Tracking of the Owner)

LTY/SÄTE Säätötekniikan laboratorio Sa Säätötekniikan ja signaalinkäsittelyn työkurssi. Servokäyttö (0,9 op)

LAS- ja ilmakuva-aineistojen käsittely ArcGIS:ssä

Toimintakokeet toteutus ja dokumentointi Janne Nevala LVI-Sasto Oy

ALKOHOLIT SEKAISIN KOHDERYHMÄ:

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY NAB LABS OY

Diplomityöseminaari

The potential of ITS for safety in Finland

Prosessiajattelu. Prosessikuvaukset ja elinkaarimallit. Organisaation prosessikuvaus - CMMI. Sami Kollanus TJTA330 Ohjelmistotuotanto 3.4.

Tekes BioRefine and Water: Water Innovations and Business Eväitä jatkoon Smart Water alueella Marina Congress Center Katri Mehtonen

Säilörehunurmen sadon määrän kaukokartoitus

Rakennusten energiatehokkuus 2.0

Terveysoperaattori Oy

Uusia Läpimurtoja Osaamista Yhdistämällä

Jatkuvatoimisen monitorointitiedon hyödyntäminen

Indoor Environment

Additions, deletions and changes to courses for the academic year Mitä vanhoja kursseja uusi korvaa / kommentit

Hulevesien laadun hallinta


LYTH-CONS CONSISTENCY TRANSMITTER

Teemu Näykki ENVICAL SYKE

Tehokkuutta poraukseen uusilla digitaalisilla työkaluilla Aki Ullgren Senior Subject Expert, Rock Knowledge Sandvik Mining & Rock Technology

Rakennuskohteen nimi ja osoite Piirustuksen sisältö Piirt. ATJ Granlund Pohjanmaa Oy

Heinijärven vedenlaatuselvitys 2014

Tieteen ja tutkimusalan opintoihin hyväksyttävät opintojaksot ovat (taulukossa A= aineopinnot, S=syventävät opinnot, J = jatko-opinnot):

Transkriptio:

VESIHUOLLON RISKIEN HALLINTA JA MONITOROINTI -seminaari 24. 25.4.2013, Kuopio. Mittaukset ja säätö pintavesiprosessien hallinnassa Esko Juuso Jani Tomperi Säätötekniikan laboratorio esko.juuso jani.tomperi @oulu.fi

Sisältö Pintavesiprosessin säätö Eteenpäin & taaksepäin Älykkäät analysaattorit Trendianalyysi Kromatogrammianalyysi Sää- ja virtausennusteet Avoin data Älykäs säätö Adaptiivisuus Veden laatu Kemia Yhteenveto Ongelmia Älykäs analysaattori (Soft sensor) Tasainen toiminta Säädin Ongelmia

Mittaukset ja säätö pintavesiprosessien hallinnassa Hyvän säätöratkaisun vaatimukset Luotettavasti toimivat mittaukset. Aika. askelkokeiden suorittaminen säätimen rakentaminen säätimen virittäminen Häiriöiden eliminointi. Toiminta-alueiden muutosten huomioiminen (esim. lämpötila, vuodenaika).

Mittaukset ja säätö pintavesiprosessien hallinnassa Säätökoeajo Savonia-AMK pilotvesilaitoksella Tavoite Koagulaatiokemikaalimäärän säätäminen kahden UVASmittalaitteen perusteella. tuleva raakavesi hiekkasuodatuksen jälkeinen vesi Yhdistetty eteen- ja takaisinkytketty säätö. Parempi suorituskyky kuin pelkällä takaisinkytketyllä säädöllä. Eliminoi mitatun häiriön vaikutuksia (mahdollisista mallinnusvirheistä huolimatta). Implementointi ja ylläpito vaikeutuu.

Säätökoeajo Savonia-AMK pilotvesilaitos Kuonan kaavinnasta häiriötä hiekkasuodatuksen jälkeiseen UVASmittaukseen. Eteenpäinkytketty suhdesäätö (raakaveden UVAS-mittaus). Ei dataa säätimen virittämiseen, ei aikaa askelkokeiden tekemiseen. Säätimen viritys laboratorioanalyysien ja asiantuntijatiedon perusteella. Raakaveden virtaus ja puhdistustulos (säädön asetusarvo) vakioita.

Säätökoeajo Savonia-AMK pilotvesilaitos Yksinkertaistettukin online-säätö toimii.

Skaalaus Liikennevalot Rajat analysoidaan mittauksista tai perustuvat asiantuntijatietoon

Skaalaus

Älykäs trendianalyysi Käyttää skaalattuja mittausarvoja [-2 +2] Tehokas menetelmä vedenlaadun muutoksen havainnointiin ennakoivasti. muutoksen suunta ja nopeus tilanteen vakavuus arvioidaan poikkeamaindeksin avulla. Prosessin monitorointi ja online-säätö

Älykäs trendianalyysi Juomaveden jäännösalumiinin trendi- ja poikkeamaindeksit.

Diagnostics Alarm Warning Alarm There was a problem, but things are now getting better?

Automaattinen kromatogrammianalyysi Kromatografiamittaus on tehokas menetelmä analysoida vedenlaatua (esim. NOM-pitoisuus). Matlab-sovellus digitoi ja analysoi kromatogrammikuvaajat. Tarkka visuaalinen ja numeerinen analyysi. Älykäs analysaattori Orgaanisen aineksen määrä Veden laatu -> Prosessin monitorointi ja online-säätö.

Kuvien digitointi The original chromatogram Processed image where the background is removed The background image 166.00 215.50 241.16 254.00 244.50 224.05 200.05 175.86 155.85 142.25 140.50 162.08 181.00 255.09 Spectrum in numerical form and plotted Spectrum after scaling

Automaattinen kromatogrammianalyysi Raakavesi Juomavesi Korkeus Pinta-ala Korkeus Pintaala Piikki 1 6400 129121 1051 12686 2 4226 54957 1600 17798 3 1798 22394 831 9392 4 947 5850 349 1822 5 382 18081 119 5502 6 134 2983 1072 10975 7 134 2706 57 1232 8 76 1210 81 1327

Sääennusteet Pitääkö säätimien toimintaa muuttaa?

Kunnonvalvonta Signals Prosessi Process measurements Signal processing - Derivation & Integration - Filters - Blind source separation Feature extraction - Norms - Histograms - Variable selection - Grouping Nonlinear scaling - Normalisation - Asymmetry - Scaling functions Indikaattorit Intelligent indices - Indirect measurements - Stress & Condition - Trends - Quality control Process measurements Laboratory analysis Näytteet Analytiikka Mikrobit Interpolation LE models - Steady-state - Dynamic - Multimodel Process Cases & Faults Predictions Anomaly detection Intelligent indices - Indirect measurements - Stress & Condition - Trends Varoitukset Hälytykset

Eteenpäinkytketty säätö -käännetty malli - veden laatu Takaisinkytketty säätö - poikkeama asetusarvosta Säätimet Asetusarvot Puhdistusprosessi Veden laatu - online-mittaukset - älykäs analysaattori Online Näytteet - - > Online Onlinemittaukset Online Sääennusteet ja sademäärät - piirteet ( määrä ja vaihtelu) Kromatogrammi - spektrianalyysin ja signaalianalyysin menetelmät -piirteet ja niiden muutokset prosessivaiheiden välillä Kemikaalien valinta Erikoistapaukset

Säätimen adaptointi Säädettävät suureet Säätösuure Adaptoinnissa käytettävät muuttujat Mittaukset Epäsuorat mittaukset Prosessilaitteiston kunto Tulevan veden laatu / laatuennuste (välilliset epäpuhtaudet) Kemia ( prosessin toimintaolosuhteet)

Intelligent analysers Control High-level control & diagnostics weighting of stragies, switching, cascade control, plant-wide control, expertise On-line modelling - identification Adaptation adaptation mechanisms, gain scheduling, scaling Performance analysis Measurement technology Intelligent analyser Intelligent (Software analyser Intelligent sensor) (Software analyser sensor) (Software sensor) Control Decision Control making Decision Control making Decision making Ympäristömittauspäivät Helsinki 10.4.2013

Pintavesiprosessien hallinta Näytteet Analytiikka Riskianalyysi High-level control & diagnostics weighting of stragies, switching, cascade control, plant-wide control, expertise Mallinnus (uudet tilanteet) Offline On-line modelling - identification Mittaukset Adaptointi Adaptation adaptation mechanisms, gain scheduling, scaling Performance analysis Asiakkaat Avoin data Measurement technology Mallinnus Intelligent analyser Intelligent analyser Intelligent (Software analyser sensor) (Software sensor) (Software sensor) Control Control Decision Control making Decision making Decision making Prosessi Prosessien ja ilmiöiden ymmärtäminen Mittaustietojen yhdistäminen kansainväliset markkinat

Yhteenveto Prosessin hallinnan portaat Mittaukset + Perussäätö Älykkäät analysaattorit mittaustietojen yhdistäminen muutosten tunnistamisen nopeuttaminen Älykäs säätö (epälinearisuudet) Adaptiivisuus Olosuhteisiin mukautuminen Riskinhallinta asiantuntemus Ympäristö POLARIS Asiakkaat Raakavesi Puhdistusprosessi

Kiitos mielenkiinnostanne! Esko Juuso esko.juuso@oulu.fi Jani Tomperi jani.tomperi@oulu.fi Säätötekniikan laboratorio PL 4300 90014 Oulun yliopisto