Automaation suunnittelu järjestelmää vaihtaessa : Vanha Siemens-järjestelmä vaihdetaan ABB:n 800xA-järjestelmään

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli siirtää kemian prosessilaitoksen typellä toimiva jäähdytyslaitteisto Cumulus px100 vanhasta Siemens S7-CPU 313C-järjestelmästä yritykselle räätälöityyn ABB 800xA-järjestelmään. Työntoimeksiantajana oli CABB Kokkola, joka pääasiallisesti valmistaa kasviensuojeluaineita.

Cumulus px100-järjestelmän siirrossa käydään läpi, millaista laitteistoa ja instrumentointia on käytetty, mitä komponentteja vanhasta järjestelmästä pystytään hyödyntämään uudelleen ja millaisia turvatoimia pitää ottaa huomioon laitteiston uudelleen ohjelmoimisessa 800xA-järjestelmään. Riskien arviointiin ja turvallisuuden määrittelyyn on käytetty HAZOP-analyysia.

Opinnäytetyön teoriaosuudessa käydään läpi automaatiosuunnittelun eri vaiheita, tarkastelemme erilaisia riskien arviointimenetelmiä ja arvioimme, miksi HAZOP-menetelmä sopii hyvin prosessi teollisuuteen. Työssä tutkitaan myös 800xA-järjestelmän ohjelmointirakennetta, laitteistoa ja työssä esiintyviä ohjelmointikieliä ja malleja.

Projektin lopputuloksena saatiin toiminnallinen ja siistiltä näyttävä graafinen käyttöliittymä. Ohjelman graafisiin elementteihin tehtiin helppokäyttötoimintoja antamaan operaattorille mahdollisimman paljon tietoa laitteen eri tiloista ja tilojen vaiheista. Ohjelman toiminnallisuutta ei päästy kokeilemaan käytännössä, koska projekti otetaan vasta myöhemmin käyttöön. Tästä syystä ohjelman toiminnallisuus on voitu todeta toimivaksi pelkästään simuloinnin kautta.

Kokonaisuudessaan opinnäytetyöprosessi oli mielenkiintoinen. Vaikka alustava tietopohja CABB:n 800xA-järjestelmästä oli vähän hutera, sain nopeasti kiinni työssä tarvittavista tekniikoista ja pääsin etenemään suhteellisen jouhevasti eteenpäin ohjelmointivaiheessa. Sain kerättyä paljon tietoa tehdessäni ohjelmointia CABB:lle, mikä helpotti opinnäytetyön teoriaosuuden kehittämistä. Teoriaosuus kokoaa hyvin yhteen tutkimuksen tulokset ja esittää työssä käytettyjä ohjelmointi tekniikoita.

The aim of the thesis work was to transfer the chemical process plant's nitrogen-powered cooling equipment Cumulus px100 from the old Siemens S7-CPU 313C system to an ABB-800xA system. This specific version of ABB-800xA programming tool is custom-made for the company. The client was CABB Kokkola, whose main product is a crop protection agent.

When transferring the Cumulus px100 system, the type of equipment and instrumentation that have been used was reviewed, which components are reusable, and what kind of safety measures must be considered when reprogramming the current cooling solution into the 800xA system. The HAZOP method was used for risk assessment and safety definition.

The theory part of the thesis discusses the different phases of automation, looks at possible risk assessment methods, and evaluates why the HAZOP method is well suited to process engineering. In addition, the operations of the 800xA systems program structure, equipment, and programming models and languages will be discussed.

As a result of the project, the program achieved a functional and visually appealing graphical user interface. Easy-to-use functionalities were implemented into the graphical elements of the program to provide as much information as possible to the operators about the device's different states and phases. Due to the project being implemented at a later stage, the program’s functionality in practice were unable to be tested. Therefore, the program's functionality has been verified solely through simulation.

Overall, the thesis process was intriguing. Even though having a limited initial knowledge about CABB's 800xA system, the necessary techniques were quickly learned, and smooth progress was made during the programming phase. While programming for CABB, a substantial amount of information was gathered, contributing to the development of the theoretical part of the thesis. The theory section effectively unites the acquired knowledge and presents the techniques employed in programming.