Lehti 7-2002 (Kenttäväylät)

Pääteemana Kenttäväylät

Pääkirjoitus: Kehitystähän se on hitaampikin kehitys

"Automaatiojärjestelmissä siirretään yhä perinteisellä analogisella virtasignaalilla viestejä kenttälaitteiden ja säätö- ja ohjauslaitteiden välillä, vaikka laitteiden sisäinen signaalinkäsittely on muuttunut tai muuttumassa digitaaliseksi. On luonnollista kehitystä, että myös viestinsiirrossa pyritään siirtymään digitaalitekniikkaan. Kenttäväylä on uusi digitaalinen sarjamuotoinen tiedonsiirtoratkaisu automaation kenttälaitteiden tiedonsiirtoa varten."

Tämähän on meille kaikille tuttua tekstiä prosessiautomaation ympärillä viime aikoina käydystä keskustelusta – lainaus tosin on Automaatioväylän syyskuun numerossa jo vuonna 1991 julkaistusta Timo Kuusiston artikkelista "Kenttäväylä kehittyy". Tämän jälkeen on yhteinen yrityksemme Oy Suomi Ab muuttunut rajulla liikkeellä teollisuusyhteiskunnasta tietoyhteiskunnaksi, rynninyt maailman mobiilitekniikan ja tietoliikenneosaamisen kiistattomaan kärkeen ja tuonut internetin meidän kaikkien ulottuville ja jokapäiväiseksi työkaluksi. Kun myös tämän päivän prosessiautomaatio on suurelta osin tietoliikennettä ja tietojenkäsittelyä, tuleekin väistämättä mieleen kysymys siitä kuinka pitkälle tuossa, jo vuonna 1991 mainitussa "luonnollisessa kehityksessä", on oikeasti täällä EU:n takametsissä edetty.

Onkin hämmästyttävää todeta, että tietotekninen kehitys ei ole vielä kuluneiden 11 vuodenkaan aikana ehtinyt saavuttaa kaikkia prosessiautomaation perimmäisiä sopukoita ja että alalla on edelleen syvään juurtuneena se virheellinen käsitys, että prosessiautomaation kenttäväylä on pelkästään tuon perinteisen analogisen virtasignaalin digitaalinen korvike. Uuden teknologian mukanaan tuomia täysin uusia mahdollisuuksia kunnossapidon sekä laite- ja prosessidiagnostiikan saralla ei monilla tahoilla ole vieläkään ymmärretty – tai kenties kauppapoliittisista syistä edes haluttu ymmärtää.

Uuden teknologian hyödyntäminen näyttääkin meillä tulevan kyseeseen vain silloin, kun se on hankintahinnaltaan perinteistä tekniikkaa selkeästi halvempaa. Tällöinkin sen tehtävänä näyttää olevan useimmiten toimia kirittäjänä, jonka avulla pyritään kampeamaan perinteisen teknologian hintaa yhä alemmas. Nykypäivän trendihän lähes kaikissa kotimaisissa automaatiohankinnoissa on se, että hankittavan tuotteen tai palvelun hinnalla ei ole väliä – kunhan se on hankintahetkellä halvinta!

Termi "elinkaarikustannus" taitaakin olla jo kokonaan kadonnut automaatiohankintojen yhteydessä käytettävästä sanastosta. Poikkeuksiakin maastamme toki löytyy ja toivottavasti näiden yritysten esimerkki auttaa myös muita näkemään modernin prosessiautomaation tuomat mahdollisuudet yritysten kilpailukyvyn parantamiseen yhä kovenevilla globaaleilla markkinoilla.

Ympäri maailmaa, myös maissa jotka meillä mielletään lähinnä automaation "banaanivaltioiksi", toteutetaan yhä kiihtyvällä vauhdilla mittavia ja vaativia projekteja hyödyntäen uuden teknologian tarjoamia mahdollisuuksia. Samaan aikaan meillä edelleen taitetaan peistä siitä, onko uusi teknologia vieläkään riittävän kypsää ja luotettavaa tai onko sen käytöstä meidän teollisuudessamme yleensäkään ottaen mitään hyötyä. Ettei kyseessä taas kerran olisi tuo usein vaivaava NIH-syndrooma (Not Invented Here), eli kun sitä kerran ei meillä ole keksitty, niin ei sitä meillä sitten edes tarvita!

Koska tieto lisää tuskaa, niin on tässä ainakin se hyvä puoli, ettei kenenkään tarvitse opetella mitään uutta. Näin ainakin niin kauan, kunnes riski kilpailukyvyn menettämisestä kasvaa liian suureksi ja pakottaa tutustumaan tarjolla oleviin uusiin ratkaisuihin, vaikkakin ehkä vähän jälkijunassa.

Antti Heljo
Fisher-Rosemount Oy
antti.heljo@emersonprocess.com

 Automaattista konfigurointia ja diagnostiikkaa kenttäväylillä
Prosessiautomaatioon soveltuva kenttäväyläteknologia on siinä kypsyysasteessa, että sillä voidaan automatisoida tehtaita yhtä luotettavasti kuin analogiatekniikalla. Nyt loppukäyttäjät odottavat kenttäväyliltä seuraavia edistysaskeleita, joilla varsinaisia hyötyjä voidaan saavuttaa: automaattista tiedonvaihtoa ja konfigurointia järjestelmien välillä, ennakoivaa diagnostiikkaa sekä lisäksi sellaista lisäinformaatiota, joka auttaa ajamaan prosessia paremmin.
* Jorma Hintikka, NetHawk Oyj ja Jari Karppinen, VTT Elektroniikka: Visio: Automaattinen tiedonvaihto järjestelmien välillä
* Kari Hartikainen, Metso Endress+Hauser Technology: Kenttälaitteiden konfigurointi tulevaisuudessa yhdellä työkalulla
* Raimo Sillanpää, ABB: Moottorikäyttöjen hallinnalla prosesseihin lisää käytettävyyttä
* Mika Karaila, Esa Lahtinen ja Pasi Heikkinen, Metso Automation: Kenttälaitteiden diagnostiikka standardien mukaisena toteutuksena

 Martti Hakonen, Fisher-Rosemount Oy
Sähköiset laitekuvaukset IEC:n standardiksi
Avoimuus on perusedellytys automaation kenttälaitteille. Laitekuvaukset ovat ohjelmoitavien kenttälaitteiden "ajuritiedostoja", joiden avulla eri valmistajien laitteet voidaan liittää yhteen ja ne voivat vaihtaa tietoja keskenään. Nyt IEC on standardoimassa ohjelmoitavien automaatiolaitteiden ajuritiedostoja, toteutus on nimeltään EDDL.

 Jarmo Haimakainen, Kosini Automation Oy
IT-tekniikka uudistaa kaukokäyttöjärjestelmien rakennetta
Äskettäin hyväksytty, toistakymmentä vuotta työn alla ollut IEC 60870-5 -standardi määrittelee erilaisissa kaukokäyttöjärjestelmissä käytettävän liikennöintiprotokollan. Sen käyttöalueita ovat sähkön siirto ja jakelu, veden jakelu, jätevedenkäsittelylaitokset, öljyn ja kaasun jakelu ja varastointi, valtateiden valaistus sekä erilaiset liikenteeseen liittyvät turvajärjestelmät monien muiden ohella.

 Juha Taipale, Metso Endress+Hauser Oy
Valio Oy Lapinlahti siirtyi väyläaikaan
Valio Oy:n Lapinlahden tehtaalla käynnistettiin vuonna 2001 laajennusprojekti. Se sisälsi maidon vastaanoton ja yhteiskäsittelyn prosessiautomaation ja instrumentoinnin. Tarkoituksena oli lisätä tuotantolaitoksen käsittely- ja jalotuskapasiteettia vastaamaan tämän päivän tarpeita. Elintarviketeollisuuden tiukentuneet laatuvaatimukset pakottivat automaatioratkaisuissa hakemaan mallia, jolla voidaan vastata näihin vaatimuksiin. Tämän seurauksena mittausviestien siirrossa päädyttiin perinteisen ratkaisun sijasta väyläratkaisuun.

 Ari Kukkonen, Akutek Oy
Kappaletavaratuotannossa tulosta yhdistämällä pneumatiikka ja kenttäväylät
Kappaletavarateollisuudessa kenttäväylät ovat yleistyneet ja olleet laajemmin käytössä kuin prosessiteollisuudessa. Syynä luonnollisesti automaatiotarpeiden erilaisuus. Mittaus- ja ohjaustiedot ovat enimmäkseen binäärejä, jolloin nopeita, rajoitetusti informaatiota sisältäviä anturi- ja laiteväyliä on helpommin voitu hyödyntää huolimatta niiden lukuisuudesta ja tosiasiallisesta yhteensopimattomuudesta.

 Jarmo Paavola, Omron Oy ja Petri Sajari
DeviceNet parhaimmillaan koneautomaatiossa
Teollisuudessa käytettävien ohjausjärjestelmien väylät voidaan jakaa kolmeen osaan: lähiverkkotason väyläratkaisut, ohjausjärjestelmäväylät ja kenttäväylät. Näiden lisäksi käytetään edelleen RS-sarjaliikennepohjaisia kommunikointeja eri laitteiden välillä, kun siirrettävät tietomäärät eivät ole kovin suuria tai aikakriittisiä.

  Koonnut Ilkka Porkka
Euroopan suurin mäntyöljytislaamo – Suomen ensimmäinen tehdaslaajuinen kenttäväylätoteutus
Raumalla on otettu tuotantokäyttöön Forchem Oy:n tislaamo, joka jalostaa raakamäntyöljystä mäntyhartsia ja -rasvahappoja. Sivutuotteena syntyy mäntypikeä. Tehtaan tuotantokapasiteetti on 100 000 tonnia vuodessa, ja kaavailuissa on nostaa se 150 000 tonniin parin vuoden kuluessa. Laitoksessa on Suomen ensimmäinen tehdasmittakaavainen Foundation-kenttäväylätoteutus, automaatiojärjestelmänä on Fisher-Rosemount Oy:n toimittama DeltaV.

 Olli Aumala, Tampereen teknillinen korkeakoulu
Sukupolvi mittaustekniikkaa Tampereella
Tampereen teknillinen korkeakoulu syntyi automaation kehittäjäksi. Olihan juuri automaatiotekniikka Pirkanmaan alueen lupaavin teollisuuden ala 1960-luvun lopulla. Sen oli määrä leimata niin elektroniikkaa kuin koneensuunnitteluakin, säätötekniikasta puhumattakaan.

 Jukka Lekkala, Tampereen teknillinen korkeakoulu, Mittaus- ja informaatiotekniikka
Kemiallisista mikroantureista biosiruihin
Mikroanturien tutkimus, sovellukset ja kaupallisten anturien tarjonta on kasvanut nopeasti viimeisen kahden vuosikymmenen aikana. Piin mikrotyöstötekniikat mahdollistavat erittäin pienten ja identtisten anturien massavalmistuksen. Piiteknologian lisäksi valmistukseen on käytetty lasia ja erilaisia muovimateriaaleja. Myös erilaisia kemiallisia antureita on toteutettu mikrotekniikoita käyttäen.

  Lauri Kinnunen, Teknotietämys Oy
Meriturvalle huippuluokan simulaattorikokonaisuus
Merenkulun turvallisuuskoulutuskeskus Meriturva on ottanut käyttöön uuden simulaattorin, johon kuuluu neljä komentosiltaa navigointilaitteistoineen ja maisemineen. Mukana on myös kymmenen PC-pohjaista piensimulaattoria. Tekniseltä tasoltaan kokonaisuus edustaa tämänhetkisen osaamisen huippua ja kuuluu siviilimerenkulu opetuksen piirissä maailman laajimpiin. Se myös nostaa Meriturvan simulaattoriyksikön yhdeksi merenkulkualan suurimmista simulaattorikouluttajista Euroopassa. Yksikkö pystyy kouluttamaan myös muiden EU-maiden merenkävijöitä.

 Jean-Peter Ylén, InterQuest Oy
Tiedekeskusväylä: Millainen on hyvä näyttelykohde?
Tärkein ominaisuus näyttelykohteella on mielenkiintoisuus. Tylsää kohdetta ei kannata toteuttaa. Näyttelyssä käy kaikenikäisiä ihmisiä, joilla on erilaiset taustat, joten näyttelykohteita on oltava joka makuun. Suunnittelussa on kuitenkin tärkeätä pitää mielessä, että suuri osa näyttelyvieraista on lapsia ja nuoria, jolloin käyttövarmuuden ja turvallisuuden merkitys korostuu.

 Matti Sundquist, Sisäasiainministeriö
Turvaväyläseminaarissa kartoitettiin kenttäväylien turvallisuussovelluksia
Suomen Automaatioseuran turvallisuusjaosto järjesti seminaarin turvaväylistä 13.-14.11.2002 Gts Finnjetillä. Täyteen buukattuun seminaariin osallistui 52 teollisuusautomaation asiantuntijaa. Seminaarissa käsiteltiin monipuolisesti turvallisuuteen liittyvien järjestelmien ominaisuuksia ja erityisesti turvallisuuden varmistamista tähän tarkoitukseen kehitetyillä turvaväylillä.