BIOPOLTTOAINEKATTILAN SAVUKAASUMITTAUSTEN JA KÄYTTÖLIITTYMÄN SUUNNITTELU

Abstract

Opinnäytetyön aihe on kartoittaa nykyisen energialaboratorion kiinteän biopoltto-ainekattilan toimintaa ja käyttöliittymää, sekä suunnitella biokattilaan savukaasumittausjärjestelmiä. Tarkoituksena on myös suunnitella uusi ja helppokäyttöisempi käyttöliittymävaihtoehto vanhan käyttöliittymän rinnalle tai tilalle. Työn tavoitteena on tutkia biokattilan toimintaa käyttöliittymän ja savukaasumittausten kannalta, suunnitella biokattilaan kiinteä savukaasumittausjärjestelmä, sekä uusi käyttöliittymä. Lähdemateriaalina on käytetty empiiristä tietoa kattilan toiminnasta, kattilan käyttö-liittymästä luettavia ja manuaaleista löydettäviä tietoja sekä elektronista kirjallisuutta. Biokattilan ohjausjärjestelmää ja sen käyttöliittymään tuomia tietoja on tutkittu ja arvioitu soveltuvampaa käyttöliittymävaihtoehtoa suunniteltaessa. Eri mittausmenetelmiä ja valvomosovellusvaihtoehtoja on tutkittu ja valittu niistä sopivimmat analysoitaviksi. Savukaasun kosteus-, häkä- ja hiilidioksidipitoisuuksien mittauksissa on päädytty infrapunaa tai mikroaaltoja käyttäviin mittausmenetelmiin niiden helppohuoltoisuuden ja tarkkuuden tähden. Savukaasun nopeuden mittaus on luotettavinta hoitaa ultraääni- menetelmällä. Lämpötilamittaukseen sopii vastusmittaus, esim. PT-100 tai PT-1000. Käyttöliittymästä on käyty lävitse sen toiminnan kannalta tärkeimmät näkökohdat. Käyttöliittymän toteutusohjelmat on rajoitettu kolmeen käyttöjärjestelmän kanssa yhteensopivaan valvomosovellukseen: Wonderware InTouch, GE iFIX ja Siemens WinCC.

The Subject of this thesis is to analyze the current energy laboratory’s bio-fuel boiler and its user interface, and to design combustion gas measurement equipment for the boiler. The aim was also to design a more functional and easy-to-use user interface for the bio-fuel boiler. The purpose was to research the functioning of the bio-fuel boiler in terms of the intended user interface-, and flue gas measurements. The study was based on solid research of the bio fuel boiler itself, information found in manuals and reliable Internet sources. A thorough analysis of the boiler control system and its user interface information was necessary for the design of a more suitable user interface for the bio-fuel boiler. Different methods of measurement and various kinds of control applications were examined, to assess what was best suited for this specific bio-fuel boiler. The conclusions drawn are as follows: - For the humidity, carbon monoxide and carbon dioxide measurements of the flue gas, it’s advisable to use infrared or microwave methods of measurement because of their accuracy and easy maintenance. The velocity measurement of combustion gas is most reliably performed with the ultra-sound method. For the temperature measurement of gas, it is most convenient to use with a resistance measurement method such as PT-100 or PT-1000. For the bio-fuel boiler, a user interface solution compatible with the Windows XP operating system was examined. The most important aspects of the new user interface of the bio-fuel boiler are presented in this paper. The implementation programs are limited to three user interface applications compatible with the system operation system: Wonderware InTouch, iFIX GE and Siemens WinCC.