Lehti 2-1996 (Panosprosessien automaatio)

Pääteemana panosprosessien automaatio

Automaatio tieteenä – monipuolisuuden ylistys
Automaatioalan vahvuutena pidetään usein sen joustavuutta ja soveltuvuutta muiden tieteiden – taiteidenkin – apulaiseksi.

Voisimmeko rakentaa superautolauttoja ilman modernia ohjaustekniikkaa tai hiihtohissiä ilman hissiä pysäyttävää "turvanarua" poistumispaikan jälkeen. Taitaisivatpa piirretyt lastenohjelmat jäädä vähemmälle ilman piirrostyötä tukevaa arkistointia ja automaattista animaatiota.

Automaation osa-alueiden kattava hallitseminen lienee yhdelle ihmiselle aika mahdoton tehtävä. Ajatellaanpa uuden säätösovelluksen tuottamista tuotantokäyttöön. Sovelluksen tekeminen vaatii ohjattavan järjestelmän perinpohjaista tuntemista, mikä tarkoittaa usein niin sanottujen perustieteiden – kuten fysiikka ja kemia – ymmärtämistä. Itse säätösovellus rakentuu uusimpiakin menetelmiä käytettäessä matemaattiselle käsittelytavalle.

Saadaksesi sovelluksen käyttöön joudut käyttämään psykologiaa sekä organisaation että yksittäisen käyttäjän vakuuttamiseksi. Ja olisihan se hyvä, jos ymmärtäisi vähän taiteitakin, jotta saisi käyttöliittymän toimivaksi ja vaikka kauniiksikin.

Joustavia siis olemme. Mutta toimimmeko vain toisten ehdoilla ilman omaa identiteettiä. Esimerkiksi automaation opetus on pääsääntöisesti järjestetty muiden osastojen "kylkiäisenä". Suurin osa opetuksesta annetaan sähkö-, prosessi- tai fysiikan osastojen yhteydessä.

Viime aikoina kehittymistä on jo hieman tapahtunut itsenäiseenkin suuntaan. Miltäpä kuulostaisi oppilaitos tai opetusohjelma, johon opiskelija tulisi opiskelemaan automaatiotekniikkaa kaikkine mausteineen? Menetelmä- ja laitetekniikan lisäksi saattaisi olla paikallaan tutustua vähän psykologiaan ja taloustieteisiinkin. Ennen kuin on pakko. Kun töissä pitää ottaa kantaa.

Tilastoissa näkyvä automaatioalan kauppa näyttää koko alan laajuuden vääristyneenä. Työpaikoilla automaatioihmiset kuuluvat omaan kastiinsa, jonka kommunikointitaidot muiden kanssa ovat kyseenalaiset joskin paranemassa. Ja urakierrossa automaatioihminen on usein ensimmäisessä työpaikassaan uransa huipulla. Olisikohan mahdollista laskea jollakin tavoin automaatioihmisten antama lisäarvo tuotantolaitokselle – tai pankille – tai huvipuistolle. Merkityksemme osoittaminen päättäjille niin yrityksissä kuin yhteiskunnassakin olisi näin helpompaa.

Älkäämme unohtako joustavuutta ja yhteistyökykyä. Mutta ajatus automaatioyhteisöstä oman identiteettinsä ymmärtävänä ja osoittavana ryhmänä on mielestäni pohtimisen ja kehittämisen arvoinen juttu.

Matti Ketonen
Kemira Engineer Oy
   
Panostakaamme resepteihin
Prosessiteollisuuden haasteita ovat tehokkuus, laatu, turvallisuus ja asiakaspalvelu. Painopiste siirtyy bulkkituotannosta pieniin mukautuviin laitoksiin ja erikoistuotteisiin. Tuotevariaatioiden ja lajinvaihtojen määrät kasvavat. Tämä on johtanut epäjatkuvien panosprosessien suosion kasvuun.

Samalla laitteistolla voidaan tehdä monia tuotteita, myös useita laatuja rinnakkain. Tuotantoerä voi olla yhden panoksen kokoinen, ja se voidaan valmistaa jopa suoraan asiakkaan autoon. Laatu voidaan tarkistaa ennen toimitusta.

Kehitys vaikuttaa myös automaatioon. Joustavassa tuotannossa ei riitä muuttujien stabilointi, vaan prosessi on saatava hallitusti tilasta toiseen. Panossovelluksissa korostuvat prosessin vaihtuva dynamiikka, reseptit, materiaalin reititys, tuotannon ajoitus sekä laitteiston puhdistus.

Tämä johtaa vaikeisiin säätöratkaisuihin sekä monimutkaisiin sekvensseihin, lukituksiin ja hälytyksiin. Reseptikirjastot, tuotantoaikataulun optimointi ja panoskohtainen raportointi vaativat erityisosaamista. Sovellusten vaativuus onkin ollut yksi automaation hyödyntämisen este.

Vaikka noin puolet automaatioprojekteista sisältää panostoimisia osia, ei maassamme ole ollut tarjota koulutusta tai kirjallisuutta. Oppia on otettu kantapään kautta ja pyörää keksitty uudelleen. Yhteisten termien ja ratkaisumallien puute on aiheuttanut ongelmia. Järjestelmät ovat taipuneet huonosti vaadittavien toimintojen toteuttamiseen.

Näin ei tarvitse enää olla. Sekä NAMUR Euroopassa että ISA Yhdysvalloissa ovat kehittäneet alan suosituksia. Ensimmäiset osat ovat valmistuneet ja työ jatkuu. Uusimmat automaatiojärjestelmät tarjoavat ominaisuuksia, joiden avulla monimutkainenkin panosprosessin hallinta onnistuu.

Teollisen ja automaatioalan iskukyvyn parantamiseksi tarvitaan teknologian siirtoa sekä ulkomailta Suomeen että kotimaisten ostajien välillä. Viime vuonna perutettu SASin Panosautomaatiojaosto välittää tietoa maailmalta ja kotimaasta sekä järjestää koulutustilaisuuksia ja tehdaskäyntejä.

Jaosto voi osallistua laajempienkin kehityshankkeiden toteutukseen. Jäseniä on runsaat kuusikymmentä ja toimintatapa alkanut muotoutua. Keskustelufoorumi ja tiedonsaantikanava on siis olemassa. Sitä kannattaa aktiivisesti hyödyntää ja kehittää edelleen.

Teemu Tommila
VTT Automaatio

Matti Ketonen, Kemira Engineering Oy
Paperiton tehdas standardin tavoitteena
Paperiton tehdas on monen – Suomessa ehkä harvemman – tuotanto- ja automaatiohenkilön unelmissa. Tässä INTERKAMA-näyttelyn yhteydessä julkaistussa artikkelissa käsitellään SP88-standardia, joka pyrkii edistämään panosautomaatiota integroimalla automaation eri tasoja sekä tehtaan muita informaatiojärjestelmiä keskenään. Suomennos on "vapaa".
 
Teemu Tommila, VTT Automaatio
Prosessikuvaus panosautomaation suunnittelussa
Prosessin tunteminen on onnistuneen automaatiosovelluksen perusta. Artikkelissa esitetään panosprosessin analysoinnin lähestymistapoja automaation kannalta. Tarkastelu perustuu standardeihin, VTT Automaation viimeaikaisiin projekteihin sekä Automaatioseuran muutama vuosi sitten julkaisemaan "Prosessin hallinta"-kirjaan. Tekstiin sisältyy myös terminologiaa, joka kaipaisi keskustelua ja yhtenäistämistä.

Thomson McFarlane, Valmet Automation Oy
Miksi standardoida panosprosessien ohjausta?
Prosessiteollisuudessa on siirrytty viime vuosien aikana suurista panosmääristä paljon monipuolisempien ja vaihtelevampien erien valmistamiseen. Joustavuus, toistettavuus ja laatu ovat tällöin ensisijaisen tärkeitä. Panosprosessien ohjauksen määrittelyyn ei ole ollut olemassa valmiita malleja sen paremmin kuin johdonmukaista, kaikkiin tilanteisiin sovellettavissa olevaa terminologiaa.

 Kari Kaskes, Systecon Oy
Lääketeollisuuden automaatiojärjestelmien valikointi

Artikkelissa selvitetään validoinnin vaikutuksia tuotantoautomaation suunnitteluun ja toteutukseen. Esitellyt menetelmät soveltuvat varsinkin laajoihin automaatioprojekteihin. Pohjana on käytetty lääkeaineteollisuuden panosprosesseja, mutta käytetyt menetelmät soveltuvat myös jatkuville prosesseille.
 
Pekka Parikka, Siemens Oy
Valio tekee juustoa uudella automaatilla
Valio Juustot Joensuun tehdas on uudistanut koko juustonvalmistusprosessinsa kattiloita, puristimia, suolaamoa ja automaatiota myöten. Ratkaisuksi saatiin "uudella konseptilla" toteutettu kokonaisvaltainen, hajautettu automaatio.

Harri Jantunen, Alfa Laval Oy
Eräprosessien hallinta täysin integroidusti
Toistettavuus, laadun seuranta ja jäljitettävyys ovat kolme päävaatimusta, jotka valmistuserien ja reseptien käsittelyn on täytettävä nykypäivän teollisuusprosesseissa. Ohjausjärjestelmiä ja menetelmiä on vuosien ajan kehitetty ja viritetty näiden vaatimusten mukaisesti tuotannonohjauksen avuksi.

Harri Piik, Honeywell Oy
Uudet normit nähtävä mahdollisuutena
Automaatiojärjestelmien uudet ominaisuudet ja uudet kansainväliset normit selkeyttävät usein vaikeaksi koettua panosprosessien ohjaustekniikkaa.
 
Heikki Lindlöf, Oy Nobel Elektroniikka Ab
Punnitus panosautomaation osana
Automatisoinnin myötä on ilmennyt kasvava tarve seurata prosessin kulkua vaihe vaiheelta ja samalla myös materiaalivirtojen kulutusta raaka-aineesta lopputuotteeksi. Yhä useammin valitaan mittaustekniseksi välineeksi vaaka.