Siilolaitoksen sovellussuunnittelu

Abstract

Opinnäytetyön aiheena oli Rautaruukin Oyj:n Raahen tuotantolaitoksen masuunin siilolaitoksen perus- ja sovellussuunnittelu MetsoDNA – automaatiojärjestelmällä. Työn tavoitteena oli suunnitella, toteuttaa, testata ja käyttöönottaa raakaraudan valmistukseen liittyvä osaprosessi, siilolaitos. Työn tilaajana toimi automaatio- ja sähkösuunnittelutoimisto JEEC Oy.

Perussuunnittelu sisälsi ajotapaneuvottelut loppuasiakkaan kanssa, joiden pohjalta laadittiin toimintakuvaukset html-muodossa. Toimintakuvauksia käytettiin sovellussuunnittelun lähtötietoina, sekä käyttäjien ohjeina automaatiojärjestelmässä. Suunnittelu tehtiin mallikirjastoa hyödyntäen ohjelmavirheiden välttämiseksi sekä suunnittelukustannusten minimoimiseksi. Suunnittelu aloitettiin yksittäisten piirien generoimisella, jonka jälkeen tehtiin vaativammat toiminnot kuten reseptit, sekvenssit ja operointinäytöt.

Useilla koestusvaiheilla, eri alojen edustajilla ja koestuspöytäkirjoin varmistuttiin siitä, että prosessi ja laiteet toimivat halutulla tavalla. Sovelluksen testaus aloitettiin jo suunnitteluvaiheessa suunnittelijan omilla testeillä virtuaaliympäristössä. Varsinainen koestusjakso alkoi tehdastestauksella Tampereella, jossa koko toimitettava järjestelmäkokonaisuus testattiin ennen järjestelmätoimitusta. Työmaalla tehtiin kylmä- ja toiminnalliset koestukset, joilla varmistettiin että johdotukset ja laitteisto oli oikein kytketty sekä ohjelmiston toimivuus vaatimusten mukaisesti. Jokaisesta koestusvaiheesta laadittiin pöytäkirjat koestustilanteen seuraamiseksi.

Opinnäytetyö sisälsi lähes kaikki elementit, joita sovellussuunnittelija työssään kohtaa. Ohjelmiston rakenne on monipuolinen, jopa haastava ja se on tyypillinen esimerkki suunnittelijan työstä. Sovellussuunnitteluosuus oli vaativa koska se sisälsi mm. reseptejä, sekvenssejä, tiedonsiirtoa tehdastietojärjestelmän, turvalogiikan ja MetsoDNA:n välillä.

The purpose of the thesis was to utilize automation engineering in the design of a stock house for Rautaruukki steel factory in Raahe, Finland. The thesis contains the basic and application engineering with MetsoDNA distributed control system, testing and commissioning. The thesis was assigned by JEEC Ltd, a company that provides automation and electrification design services.

The basic engineering consisted of negotiations with the customer and after that functional descriptions were created in html-format. The functional descriptions were used as starting information of the application engineering and later on they were used for user manuals on DCS. Templates were used in engineering to avoid errors in the application and to minimize the engineering costs. The application engineering began by generating loops after which recipes, sequences and displays were made.

Different tests were made with several specialists to make sure that the application and equipment were functioning as requested. Application testing was started already at the engineering stage using the designer’s own tests with a virtual environment. The first testing period, the factory acceptance test, was held in Tampere where the whole automation system was tested before sending the system to the site. The I/O-check and functional tests were made at the site during the commissioning to ensure that wiring and devices were correctly connected and the process was functioning as requested. Test protocols were used to follow up the progression of the testing in every testing phase.

The thesis contains all the elements that an automation designer meets during a project and it is a typical example of a designer’s work. The application engineering in this project was demanding because of the recipe handling, sequence controls, data transmission between DCS, factory information system and safety logic.