Lehti 3-1997 (Mittaus, analysointi ja kenttälaitteet)

Pääteemana mittaus, analysointi ja kenttälaitteet

Luotettavat mittaukset -onko niitä?
Jouko Halttunen Apul.prof. Mittaus- ja informaatiotekniikka TTKK

Kaikki mittarit näyttävät väärin. Tämä on usein esitetty väittämä, jota en ole valmis sellaisenaan allekirjoittamaan, sillä mittaustulos muodostuu mittaussuureen estimaatista, jota tavallisimmin edustaa keskiarvo ja siihen liittyvästä epävarmuudesta. Näin ollen yksittäinen mittausarvo voi epävarmuusrajojen sisällä saada tietyllä todennäköisyydellä myös oikean arvon. Totta on tietenkin se, että yksittäinen mittausarvo voi olla virheellinen, mutta voi se olla virheetönkin.

Edelliseen ajatusleikkiin liittyy mielestäni yksi keskeinen piirre, joka on samantapainen kaikille inhimillisen toiminnan aloille eli se, että puhutaan termeillä, joita ei yleisesti tunneta. Tämä ei rajoitu mihinkään yksittäiseen kieleen eikä ammattikuntaan, vaikka lääkäreitä onkin ehkä eniten syytelty siitä, että he puhuvat tavalliselle ihmiselle käsittämättömin termein.

Ongelma voidaan laajentaa koskemaan melkeinpä mitä tahansa ammattilaisten tehtävä, mutta termit pitää saada yleisesti hyväksytyksi ja mahdollisimman monen alalla työskentelevän käyttöön. Kyse ei ole terminologiasta nipottamisesta, vaan yhteisen kielen etsimisestä.

Mittauslaitteissa ja -menetelmissä on tapahtunut paljon edistystä. Kehityksestä huolimatta itse perusongelmiin, mittausinformaation hankintaan ja mittausketjun luotettavuuteen, on edelleen syytä kiinnittää runsaasti huomiota. Sitä tosiasiaa, että riittämättömästä mittausinformaatiosta ei minkäänlaisilla tempuilla saada luotettavaa tietoa, ei mikään mahtisääntö muuta.

Kenttälaitteiden ominaisuuksia on kehitetty, kenttäväylän kehittämiseen on satsattu maailmanlaajuisesti ja signaalikäsittelymenetelmiä on kehitetty. Anturien ominaisuuksien kehittämisessä ja tunnusteltavan ilmiön sekä näiden yhteyden tutkimisessa olisi paljonkin tehtävää, sillä myös älykkäiden laitteiden toiminnan täytyy perustua tietoon. Ilman todellista tietoa toiminta saattaa olla kaikkea muuta kuin älykästä.

Laatujärjestelmä on useissa laitoksissa ensimmäisen kerran tuonut mittaukset sekä niiden todellisen merkityksen ja tarkkuuden perusteelliseen tarkasteluun. Mittaustekniikan näkökulmasta vaikuttaa kuitenkin siltä, että laatujärjestelmästä ja sen sertifioinnista on tullut enemmän itsetarkoitus kuin asiaan vakavasti suhtautuva toimintatapa.

Sertifiointi on ensimmäinen askel kohti luotettavia mittauksia, jatkuva ylläpito ja kehittäminen ovat perusedellytyksiä järjestelmien laadukkaalle toiminnalle ja vain siten voidaan puhua mahdollisuudesta tehdä hyvää laatua. Kun mittaukset ovat hallinnassa, voidaan kehittyneitä tuotannonohjausmenetelmiä ottaa käyttöön.

Mittausten luotettavuuden perusedellytyksenä on kalibrointi. Kansallisen tason kalibrointijärjestelmän ylläpidossa keskeisessä asemassa on Mittatekniikan keskus ja lakisääteisen metrologian osalta Turvatekniikan keskus. Kansainvälinen arviointi on todennut toiminnan laadukkaaksi, joten kansallisella tasolla voinemme olla tyytyväisiä. Maanlaajuisessa kalibrointitoiminnassa on kuitenkin edelleen runsaasti tehtäviä ja jatkuva kehitys on toivottavaa kaikilla tasoilla.

Kalibrointi ei luonnollisestikaan ole riittävä edellytys luotettaville mittauksille, vaan tarvitaan oikeiden mittauslaitteiden käyttöä oikeassa paikassa ja se edellyttää laajaa tutkimustoimintaa. Tässä yhteydessä en malta olla siteeraamatta vanhaa sanontaa: "Paras mittaus on pois jätetty mittaus." Jotta näin ei olisi, mittausten suunnitteluun ja ylläpitoon täytyy suhtautua todella asiantuntemuksella ja tarkastelussa täytyy olla mukana koko mittausketju mittauskohteesta mittaustuloksiin asti. Pelkillä papereilla ja hyvillä mittauslaitteilla ei luotettavia mittauksia aikaansaada, vaan laitteita on osattava käyttää ja niiden kuntoa on ylläpidettävä jatkuvasti.

Nykyisin yhä useamman yrityksen toiminta on maailmalaajuista. Mikään maa ei tule toimeen omillaan, vaan tarvitaan entistä laajempaa kansainvälistä yhteistoimintaa. Mittaustekniikan kansainväliseen tilaan ja tulevaisuuden näkymiin pääsee tutustumaan erinomaisella tavalla ensi kesäkuun alussa Tampereella IMEKO:n XIV maailmankongressissa ja sen yhteydessä järjestettävissä symposiumeissa ja seminaareissa. Mittaustekniikassa on haasteita ja mahdollisuuksia runsaasti myös tuleville vuosille.

Automaatiolaitteiden myynti kääntyi laskuun 1996
Lauri Mäki Teknisen Kaupan Liitto Heikki Saarelainen Prosessiautomaatiojaoston puheenjohtaja Siemens Osakeyhtiö

Teknisen Kaupan Liiton ylläpitämä automaatioalan myyntitilasto osoittaa automaatiolaitteiden myynnin laskeneen vuonna 1996. Teollisuusinvestointien kasvusta huolimatta automaatiolaitteiden myynti oli viime vuonna 10 % pienempi kuin vuonna 1995. Metsäteollisuuden laajennusinvestointien laitehankintojen ajoittuminen vielä vuodelle 1996 yhdessä laitevalmistajien hyvän kysynnän kasvun kanssa pelastivat laitetoimittajien vuoden kohtuulliselle tasolle. Kaikilla muilla merkittävillä asiakastoimialoilla myynti laski.

Suurimmat automaatiolaitteita hankkineet asiakastoimialat olivat edelleen laitevalmistajat, metsäteollisuus ja konepajateollisuus. Suhteellisesti eniten myynti nousi kuljetusalalla, jossa selvästi panostettiin punnitusautomaatioon. Eniten laitemyynti laski julkisella sektorilla ja tekstiiliteollisuudessa. Julkisen sektorin osuus automaatiolaitteiden hankinnoista on toki ollut pieni – vain muutamia kymmeniä miljoonia markkoja vuodessa, mutta vuonna 1996 hankinnat olivat käytännössä nollatasoa. Tällöin on kylläkin muistettava, että tässä energiasektoria – vaikka se osaksi on julkisen sektorin hallussa – ei lueta julkiseen sektoriin.

Tuotealueittain tarkasteltuna suurimmat laiteryhmät olivat logiikat, venttiilit ja toimilaitteen sekä virtausmittaus. Vaikka kokonaismyynti laski, löytyi alalta myös positiivisesti kehittyneitä tuoteryhmiä, kuten edellä mainittu punnitusmittaus, jossa kasvua oli yli 70 % edellisestä vuodesta. Myös lämpötilan- ja paineenmittauksessa myynti kasvoi edelliseen vuoteen verrattuna muutamalla prosentilla.

Laitetoimittajat odottavat positiivista kehitystä

Teknisen Kaupan Liiton tammikuussa tekemän suhdannetiedustelun mukaan ala odottaa kuitenkin kehityksen kääntyvän positiiviseen suuntaan jo kuluvana vuonna. 43 % alan yrityksistä odottaa myynnin lisääntyvän, 43 % yrityksistä arvelee myynnin pysyvän edellisen vuoden tasolla. Vain 14 % yrityksistä ennustaa laskun jatkuvan. Yritysten odotuksia voidaan toisaalta pitää ylioptimistisina, mutta toisaalta on muistettava, että teollisuusyritysten purkamattomien siirtymävarausten purku tulee vielä vauhdittamaan loppuvuoden 1997 investointeja.

Koneautomaatiotuotteiden markkinatilastointi käynnistynyt

Automaatioalan tilastoinnissa saavutettiin vuonna 1996 merkittävää edistymistä sikäli, että Suomen koneautomaatiomarkkinoilta kuvaava markkinatilasto saatiin käynnistettyä Teknisen Kaupan Liiton toimesta. Markkinatilaston piiriin saatiin heti alusta pitäen merkittävä joukko alan yrityksiä. Tilastoinnissa on kuitenkin vielä kehittämistä ja onkin toivottavaa, että ne alan yritykset, jotka eivät vielä ole mukana, tulisivat mukaan. Koneautomaatiotuotteiden markkinat ovat Suomen metalliteollisuuden kasvun myötä kehittyneet hyvin ja tästä johtuen yritysten kiinnostus markkinoiden kokoa ja kehitystä koskien on lisääntynyt.

Ari Kukkonen, AKUTEK Oy
Mitä uutta virtausrintamalla?
Virtausmittaus on prosessiteollisuuden tärkeimpiä mittauksia. Muista perusmittauksista – lämpötila ja paine – se eroaa siinä, että laite- ja menetelmäratkaisuun vaikuttavat hyvin vahvasti mittaussovelluksin ja mitattavan aineen asettamat reunaehdot.

H Klaus Graubner, Oy Autrol Ab
Miten valitaan lämpötilamittauselementti?
Yli 80 prosenttia teollisuuden mittauksista on lukumäärän mukaan laskettuna lämpömittauksia. Teollisuusmaissa standardisoituja mittauselementtejä on satoja. Meillä käytössä olevat elementtityypit ovat pääosin IEC:n ja DIN:in mukaisia ja niiden lukumäärä on alle 20. Elementin valinta on kuitenkin vaikeaa.
 
Kari Oinonen, Valmet Oy, Jyväskylä
Lisää tuotantoa vähentämällä ratakatkoja
Paperikoneen katkoherkkyysindikaattorin kehityksen tavoitteena on parantaa katkojen ennakkohallintaa, havaitsemista sekä antaa keinoja ja antaa menetelmiä katkotilanteiden välttämiseksi

Martti Hakonen, Valmet Fisher-Rosemount Oy
Kehitystä kenttälaitteissa?
Prosessi-instrumentoinnin kenttälaitteet ovat muuttuneet digitaalisiksi ja älykkäiksi. Pienempi koko ja helpompi käytettävyys eivät kuitenkaan takaa parempaa suorituskykyä

Kimmo Hytönen, Innocrane Oy
Taakan heilunta on historiaa
Nosturin taakan heiluntaan sitoutuu yllättävän suuria voimia. Pieni viiden tonnin nosturi käsittelee helposti kolmen, neljän henkilöauton painoisia taakkoja. Usein jo pelkkä nosturin koukku painaa 500 kiloa ja sen heilahdus saattaa olla tappava. Nosturi on siis väline, jonka käyttöön liittyy vaaratekijöitä.

Timo Sorsa, KCI Konecranes International Oy
Nosturin taakka ei heilu
Nosturin taakan heilumisen hallinta on keskeinen tekijä nosturin suorituskyvyn ja tehokkuuden kannalta. Vaikka heilumisen eliminoimiseksi on kehitetty lukuisia menetelmiä, ei nosturin taakan heilumisen hallintaa voi tarkastella erillisenä ongelmana, vaan se on integroitava osaksi nosturia ja nosturin käyttöä

Don Holley, National Instruments
Uudet väylätekniikat muuttavat mittaus- ja tiedonkeruujärjestelmiä
PerusPC-laitteiden käyttö teollisuusautomaatiossa on viime vuosina lisääntynyt. Monet aiemmin suuria koneita edellyttäneet tiedonkeruu-, SCADA-, suorat PID-säätö-, analyysi- ja laitosten hallintatoiminnot kyetään nyt hoitamaan tavallisilla PC-koneilla