Lehti 4-1998 (Sellu- ja paperiteollisuuden automaatio)

Pääteemana sellu- ja paperiteollisuuden automaatio

Kenttäväylä sellu- ja paperitehtaisiin?
Prossessiteollisuuden kenttäväylästä on puhuttu ja kirjoitettu jo reilusti yli kymmenen vuotta, mutta yhä puuttuu sellainen standardi tai yleisesti hyväksytty määrittely, jonka takana järjestöt, laitevalmistajat ja käyttäjät voisivat seistä. Kuluneet vuodet eivät suinkaan ole kuluneet hukkaan, sillä digitaalisen tiedonsiirron alueella on tehty paljon työtä ja saatu aikaan hyviä tuloksia. Markkinoille on tullut toimivia ja käytännössä koeteltuja anturitason väyliä, joiden funktiona on tietojen siirto kentältä ohjausjärjestelmään. Kappaletavarateollisuudessa ja koneohjauksien alueella ne ovat osoittaneet olevansa erinomainen ratkaisu.

Puunjalostusteollisuuden tarpeisiin pelkkä tiedonsiirtokyky ei riitä. Väylältä edellytetään lisäksi kenttälaitteisiin hajautettua tiedonsiirtokykyä, laitetietojen hallintaa ja diagnostiikkaominaisuuksia. Väylän laitteiden tulee myöskin olla täysin keskenään yhteensopivia, jolloin väyläsegmenttiin voidaan kytkeä kenen tahansa valmistajan laitteet toimimaan hyvässä yhteistyössä. Tekniset vaatimukset ovat kovat, ja kun soppaan lisätään laitevalmistajien, järjestelmätoimittajien, standardisointijärjestöjen, valtioiden ja talousalueiden eri suuntiin vetävät taloudelliset intressit ja arvovaltakysymykset, niin standardin kehitystyön hitaus on ymmärettävää joskaan ei hyväksyttävää.

Kenttäväylätekniikan puolestapuhujat vetoavat suuriin säästöihin, joita tullaan saavuttamaan. Esitetyt prosenttiluvut ovat aina kaksinumeroisia, mutta niiden laskentaperusteita ei useinkaan ole esitetty. Prosenttiluvun suuruushan riippuu jakajaksi valitusta luvusta. Mutta kyllä viesti sinänsä on selvä. Ivestointivaiheesa säästöä syntyy kaapeloinnissa, I/O-korteissa, laitetilojen rakentamisessa, asennustyössä ja käyttöönotossa. Säästö siirtyy aktivoinnin kautta vuotuisiin poistoihin ja sitä kautta kannatavuuteen. Vähemmän on keskusteltu siitä hyödystä, mitä kenttäväylä tuo kun laite- ja prosessidiagnostiikka oleellisesti tehostuu lisäämällä näkyvyyttä syvälle laitteisiin ja prosessiin. Näitä kustannussäästöjä on vaikea etukäteen arvioida, mutta ovat ymmärtääkseni vähintään yhtä suuria kuin säästöt poistoissa.

Uusi teknologia tuo mukanaan tietysti myös uusia pulmia ja uhkia. Esimerkiksi avoimuuden ja yhteensopivuuden ongelmina ovat protokollan ja laitetiedostojen kehittymisen takia syntyvät väylän ja laitteiden versiointitarpeet. Monimutkaisten säätöjen ja ohjauksien selkeä esittäminen sekä laite- ja toimintalohkoparametrointi voi olla ainakin aluksi vaikeaa. Suunnittelijoiden, asentajien ja kunnossapitäjien koulutukseen on lähivuosina panostettava.

Toteutusprojektin ja loppukäyttäjän näkökulmasta fyysinen kerros ja käyttäjätaso ovat tärkeimmät. Tarvitaan kenttäsuunnitteludokumentaatio ja -rutiinit, asennusohjeet, helppokäyttöiset konfigurointityökalut, väyläliikenteen analysaattorit, koulutuspaketit jne. Kaikki on jo tekeillä, ja Suomessa on seurattu ja viety kehitystä kiitettävästi eteenpäin. Kun vielä varmistetaan se, että kenttäväylä vielä toimii tehdasolosuhteissa, niin kaikki edellytykset installaatiolle ovat olemassa.

Martti Sanaksenaho
UPM-Kymmene Fine Paper  

Risto Ritala, KCL Development Oy
Paperinvalmistuksen prosessihäiriöiden hallinta
Tuotantolinjan aikahyötysuhde on paperitehtaan taloudellisen tuloksen avaintekijä. Paperiradan katkot ovat keskeinen aikahyötysuhdetta alentava tekijä, jonka vaikutus on paperilajista ja prosessin stabiilisuudesta riippuen 1…10 prosenttia. Modernilla yli 300.000 tonnia vuodessa tuottavalla paperikoneella, jonka lisäarvo (=valmiin paperin hinta – hylyn raaka-ainearvo) on esim. 1500 mk tonnilta, yhden prosenttiyksikön heikennys aikahyötysuhteessa merkitsee neljän…viiden miljoonan markan vuositappiota.

Paavo Viitamäki, TKK, Säätöteniikan laboratorio
Paperikoneen lajinvaihtoautomaation kehityssuuntia
Paperikoneiden lajinvaihdot tehdään edelleen usein manuaalisesti. KCL, TKK, TTKK, Valmet Automaatio ja VTT ovat lähteneet kehittämään perinteisiä ramppipohjaisia automaatiotoimintoja. Löytyykö uusista menetelmistä riittävän luotettavaa työkalua korkealuokkaisille paperikonetiimeille.

Erkki Karppanen, Honeywell-Measurex
Sumea säätä selkeyttää monipolttoainekattilan ohjausta
[ei ingressiä tästä artikkelista]

Mika Vanne, Valmet Automation
Automaation uudet ulottuvuudet lisäävät tehtaan tuottavuuden hallintaa
Kehittynyt tekniikka synnyttää jatkuvasti uusia ulottuvuuksia myös automaatiojärjestelmiin. Vielä jokin aika sitten lähes utopistiselta tuntunut ajatus päällepuettavasta valvomosta on jo todellisuutta Damatic XDi-järjestelmässä. Tämän langattoman lähiverkkoratkaisuun perustuvan järjestelmän avulla voidaan prosessinohjauksen näytöt ja työkalut kuljettaa mukana tehtaan lattialle prosessin ääreen.

Ismo Laukkanen ja Jari Hämäläinen, VTT Automaatio
Paperiprosessien dynamiikan hallinnassa optimaalisees laadun hallintaan
Kiinnostus sellu- ja paperiprosessien simulointiin on kasvanut merkittävästi viime aikoina. Simulointimalleja voidaan käyttää suunnittelun työkaluna, operaattorien kouluttamiseen ja toimivan prosessin hallinnan kehittämiseen. Toisaalta paperin tai kartongin tuotekohtaisia laatuominaisuuksia voidaan mallintaa tuotannonaikaiin mittaustietoihin pohjautuvilla malleilla. Laatumallien sisällyttäminen simulaattoreihin on ensimmäinen askel kohti virtuaaliseen paperinvalmistukseen perustuvaa tuote- ja prosessikehitystä.

Risto Vuopala, ABB Industry Oy, Pulp & Paper Automation
Uusi paperiradan on-line mittausteknologia
Perinteiset laadunohjausjärjestelmät ovat antaneet noin 2-4 poikkiprofiilia minuutissa. Uusi koko radan mittausteknologia antaa niitä 60.000-120.000 minuutissa. Radikaalisti parantunut näkyvyys prosessiin avaa laadunohjausjärjestelmille uusia mahdollisuuksia.

Timo Harju ja Jari Olli, Control CAD Oy
Säätöpiirien toiminta ja käytännön ratkaisumallit
PID-säädin ja säätöventtiili muodostavat kiinteän kokonaisuuden, jonka optimointi tuottaa suoraan rahassa mitattavia arvoja. Pienetkin parannukset voivat vaikuttaa merkittävästi laitosten toimintaan vuositasolla laitteiston koko elinkaaren ajalla.

Suurin ja nopein paperikone aloitti tuotantonsa parhaalla mahdollisella hetkellä
UPM-Kymmenen Rauman tehtailla käynnistyi tammikuussa maailman suurin, levein ja nopein LWC-paperikone. Suomen "viimeisimmäksi" se jäänee pitkäksi aikaa, sillä uusia paperikonehankkeita ei ole vireillä.