Ohjausjärjestelmä biodieselin valmistuslaitteistolle

Abstract

Tässä insinöörityössä suunniteltiin ja toteutettiin ohjausjärjestelmä biodieselin valmistukseen tarkoitettuun laitteistoon Metropolia Ammattikorkeakoulun kemian koulutusohjelmalle. Järjestelmän tarkoituksena oli valmistaa biodieseliä kasviöljystä. Tässä työssä keskityttiin pääasiassa järjestelmän ohjausohjelmistoon ja sähköiseen toteutukseen.

Prosessi itsessään koostuu kolmesta säiliöstä, joista tässä työssä keskitytään kahteen ensimmäiseen. Ensimmäinen säiliö on prosessisäiliö, jossa öljy ja katalyytti sekoitetaan keskenään ja aineet lämmitetään noin 60 ºC:seen. Prosessin valmistuttua säiliöön muodostunut glyseroli ja vesi poistetaan säiliöstä ja lopuksi biodiesel pumpataan pesusäiliöön.

Pesusäiliössä akvaariopumpulla puhalletaan ilmaa tankin pohjalle, jolloin ilmakuplat kulkevat biodieselin läpi. Säiliöön syötetään myös pesuvettä säiliön kanteen kiinnitetyn sumuttimen avulla. Tällä toimenpiteellä biodieselistä poistetaan epäpuhtauksia.

Järjestelmän ohjaukset tehtiin pääosin Siemensin S7-300-logiikalla ja sen I/O:lla sekä Wonderwaren InTouch-valvomolla. Lisäksi lämpötilan hallintaan käytettiin erillistä säätöpiiriä, joka ohjasi lämpötilaa tyristoriyksikön avulla. Järjestelmän tiedonkeruu tuteutettiin Wonderwaren Industrial SQL -serverillä ja Wonderwaren Active Factor -tiedonkäsittelyohjelmalla.

The purpose of this final year project was to design and implement a control system for the biodiesel production process for the division of chemistry at the Metropolia University of Applied Sciences. The idea of the system was to manufacture biodiesel from vegetable oils. This project concentrated on the control software and electrical installation of the system.

The process itself consists of three tanks but this project only concentrated on the first two of them. The first tank is a process tank where oil and a catalyst will be mixed and the mixture will be heated to about 60 ºC. After the process is completed, glycerol and water that were formed in the process will be removed from the tank and after that biodiesel will be pumped to a cleaning tank.

In the cleaning tank an aquarium pump blows air to the bottom of the tank, which will cause air bubbles to flow through the biodiesel. A Sprayer that is mounted on top of the cleaning tank feeds water into the cleaning tank. Spraying removes impurities from the biodiesel.

The process control system was made mainly with Siemens a S7-300 programmable logic and its I/O. The System also includes a Wonderware InTouch control room software and uses a separate control unit uses separated control unit that controls temperature with a thyristor unit. Data collection was realized with a Wonderware Industrial SQL server and a Wonderware Active Factory data collection software.