Hiukkasmittauslaitteiston jatkokehityksen suunnittelu

Abstract

Opinnäytetyön tarkoituksena oli suunnitella Sintrol Oy:n tuotekehitysvaiheessa olevan hiukkasmittauslaitteiston jatkokehitystä. Hiukkasmittauslaitteisto on tarkoitettu hiukkaspäästömittauksiin teollisuuden energiatuotannon savukaasuista. Aerosolihiukkasten ja varsinkin halkaisijaltaan alle 2,5 μm:n pienhiukkasten terveysvaikutuksista on tullut runsaasti tutkimustietoa viime vuosina, joten hiukkaspäästöjä on haluttu rajoittaa erilaisilla säädöksillä ja direktiiveillä. Säädöksillä velvoitetaan polttolaitoksia myös mittaamaan ja valvomaan hiukkaspäästöjä. Laitteisto on suunniteltu erityisesti sellaisiin kohteisiin, joissa käytetään savukaasupesureita savukaasujen puhdistukseen, jolloin savukaasu on ylikyllästynyt kosteudesta.

Työssä tutustuttiin laajalti aerosolihiukkasmittausten perusteisiin sekä itse laitteistoon ja sen toimintaan. Olennaisena osana työssä oli selvittää laitteistoa ohjaavan PLC-ohjelmiston toteutusta, ja ottaa ohjelmistokehitys huomioon myös jatkokehityssuunnitelmissa. PLC-ohjelmointiin liittyen työssä perehdyttiin myös PLC-standardiin IEC 61131 sekä Beckhoffin TwinCAT-ohjelmistoon.

Työn tuloksina esitellään hiukkasmittauslaitteiston joitain keskeisiä kehitettäviä kohteita. Kehityskohteet liittyvät läheisesti PLC-ohjelmointiin sekä PLC-ohjelman dokumentointiin. Työ kokoaa yhteen laitteen jatkokehitystarpeita, sekä selkeyttää tuotekehitysprojektin vaiheita. Havaitut asiat auttavat organisoimaan projektia, ja tuloksia voidaan mahdollisesti hyödyntää myös myöhemmissä projekteissa.

The purpose of this study was to plan the further development of an aerosol particle monitoring device. The work was a part of a research and development project of Sintrol Oy. The device is intended to use for aerosol particle monitoring from flue gases released by industry and energy production. By reason of the researches on health impact of airborne particulate matter pollution, aerosol particle releases are regulated by directives. The directives also require monitoring the particle pollution in the combustion plants. The particle monitoring device is applicable in combustion plants that use flue gas scrubbers to remove the impurities from the flue gases, which causes the supersaturation of the flue gas with moisture.

The project included delving into the basics of the aerosol particle monitoring and getting acquainted with the functions of the device. A constituent part of the work was to examine the PLC program of the device and take the software development into consideration. Related to PLC programming the PLC standard IEC 61131 and Beckoff’s TwinCAT software are introduced.

As a conclusion, the study collates topics of the further development concerning PLC programming and documenting the PLC program. The results clarify the phases of the research and development project and avail organizing the current project. The results could be also utilized in upcoming projects.