IO-Link-laitteiden liittäminen PROFINET-väylässä Valmet DNA järjestelmään

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin Tampereen Yliopiston Hervannan kampuksella sijaitsevalle systeemitekniikan laitokselle. Opinnäytetyön tarkoitus oli tuottaa tarvittava dokumentaatio IO-Link-kenttälaitteiden liittämiseksi Valmet DNA:han, joka on laitoksella sijaitsevan binääritislauskolonnin automaatiojärjestelmä. Tarve työlle ilmeni, kun järjestelmään oli hankittu IO-Link-kenttälaitteita eikä niiden liittämiseksi automaatiojärjestelmään ollut saatavilla riittävää dokumentaatiota.

Työn osana perehdytään myös pintapuolisesti binääritislausprosessiin ja kenttäväyliin, joista syvällisemmin PROFINET-kenttäväylään. Teoriaa varten tutkittiin internet- ja kirjalähteitä, laitevalmistajien dokumentaatiota sekä järjestelmämanuaaleja. Työssä selvitettiin IO-Link-laitteiden syklisen tietojen käyttöä ja eri järjestelmien konfiguraatioiden yhteensovittamista.

Valmet DNA:ssa tutkittiin PROFINET-väylän konfigurointia ja luotiin muutamia esimerkkejä toimilohkoista, joilla pystytään saamaan IO-Link-kenttälaitteilta tietoa automaatiojärjestelmän käyttöön.

Opinnäytetyön tulos saavutettiin pääosin. Järjestelmään voitiin ottaa käyttöön hankitut kenttälaitteet mutta syvällisempi laitteistojen integraation dokumentointi jäi osin puutteelliseksi COVID-19 aiheuttaman oppilaitosten sulun johdosta. Myös osassa automaatiojärjestelmään liittyvien toimilohkojen dokumentaatiossa oli puutteita, jotka vaikeuttivat työn tekemistä.

The thesis work carried out at the Department of Systems Engineering located at the Hervanta campus of the University of Tampere. The purpose of the thesis was to produce the necessary documentation for connecting IO-Link field devices to Valmet DNA, which is an automation system for a binary distillation column located at the campus. The need for the work arose when IO-Link field devices had been acquired for the system and sufficient documentation was not available to connect them to the automation system.

As part of the work, the binary distillation process and fieldbuses were also studied superficially, of which the PROFINET fieldbus was examined more in-depth. For the theory, Internet and literary sources, equipment manufacturers documentation, and system manuals were studied. The use of cyclic data of IO-Link devices and the coordination of different system configurations were investigated.

Inside Valmet DNA the configuration of the PROFINET bus was studied and created a few examples of function blocks were created that could be used to obtain information from IO-Link field devices for use in an automation system.

The aim of the thesis was mainly achieved. The acquired field equipment could be introduced into the system, but in-depth documentation of the equipment integration was partially deficient due to the closure of educational institutions caused by COVID-19. There were also shortcomings in the documentation of some of the function blocks related to the automation system, which made it difficult to carry out the work.