Kasvikuivaimen ohjauksen suunnittelu
Laitinen, Jussi (2021)
2021
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202105189245
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202105189245
Tiivistelmä
More NPBIZ -hankkeessa on tutkittu luonnontuotteiden kuivaamiseen käytettyjä kuivaimia sekä kehitelty peräkärrykuivainta. Kuivaamisen tavoitteena on laskea kuivattavan massan kosteutta säilyttäen samanaikaisesti arvoainepitoisuudet. Arvoaineiden säilymisen vuoksi kuivaaminen tulee tehdä tietyssä lämpötilassa. Lämpötila riippuu kuivattavasta kasvista, mutta sen tulisi pysyä lähellä asetusarvoa, sillä suuret vaihtelut voivat aiheuttaa laadun heikkenemistä. Mobiili-kuivaimen oli alun perin tarkoituksena olla pelkästään puhaltimella varustettu kuivain. Myöhemmin hankkeessa haluttiin lisätä lämmitin ja siihen käytettiin testausvaiheessa lainattua rakennus-lämmitintä. Kun kuivaimeen oli hankittu kanavalämmitin, laitteesta oli tullut jo niin monimutkainen, että sille tarvittiin ohjausta. Opinnäytetyö perustuu ohjauksen kehittämiseen hankituille laitteille.
Työ alkoi taustatutkimuksella, jossa tutustuttiin hankkeen aikana tehtyihin aikaisempiin havaintoihin ja hankittuihin laitteisiin. Tutustumisen jälkeen voitiin aloittaa suunnitteluosuus. Suunnittelua olivat ohjaamassa Etteplan Oyj:n suunnittelijat. He toimivat avustavina osapuolina suunnittelun aikana ja opastivat työn eri vaiheissa. Suunnitteluprosessin jälkeen aloitettiin laitehankinnat. Kaikkiin hankintoihin liittyi kilpailutusosuus, jossa tarjouksia pyydettiin useilta eri yrityksiltä. Hankintojen varmistumistuttua aloitettiin kasaamaan kuivainta. Kasaamisessa tarvittiin sähköalan ammattilaista ja tilausvaiheessa parhaimman tarjouksen antoi Ampplance Oy.
Laitteiden kasaamisen jälkeen testattiin mobiilikuivainta käytännössä. Käytännön testaus sujui ilman teknisiä ongelmia, mutta sen ohessa tuli esille useita kehittämiskohteita. Ohjauskeskuksen suunnittelussa oli aliarvioitu sen sisälle sijoitetun lämpösäätimen lämpeneminen keskuksessa. Lämpösäädin lämmitti koko keskuksen sisältä. Tämän työn aikana tehdyt testikuivaukset olivat niin lyhyitä, että tästä ei koitunut ongelmia, mutta siihen täytyy keksiä ratkaisu, mikäli hanke joskus jatkuu.
Työssä tehtiin myös Fidelix-pohjainen automaatiototeutusehdotus laitteiston ohjaukselle. Siinä on samat toiminnallisuudet kuin käytännön toteutetussa mallissa. Ehdotelmaa ei testattu käytännössä, mutta se testattiin koulun automaatiolaboratoriossa vastaavilla toimilaitteilla. This thesis was about creating safe and practical controlling system for a mobile dryer that was created on top of a two-axis trailer. Dryer was built during More NPBIZ project. System consisted of a duct heater and centrifugal duct fan. The heater was 12 kW duct heater and it had integrated overhearing protection that was required to implemented to the system. The duct fan has been in use before starting this thesis on earlier tests and back then the speed controller was attached directly to the fan controller. The speed controller was removed from the fan and attached to the new controlling system. Etteplan Oyj was contracted to assist in the design part of this thesis.
The designing of the control system for the heater was started late 2020 and the system went through first practical tests early April 2021. During testing the system worked as designed but dryer was not able to reach high enough temperatures. The drying process requires temperatures from 30 up to 60 °C. During practical tests dryer was only able to reach 40 °C. Due to time con-strains during the thesis we were not able to answer why that was the case, but it was assumed that it was because of the volume of the airflow was too big for the duct heater to heat up the incoming air. Fixing that problem could be done by switching the used centrifugal duct fan to a smaller one. Lessening the volume of air flowing through the duct heater should rice the temperature in the system.
Apart from creating manually controlled system it was part of the thesis was to look for automated proposition for the same task. Creating automated system during this thesis proved to be too much of a task but proposition was made with Fidelix based system. Fidelix makes different kinds of building automation and control systems. Drying is similar as a task to apartment heat control just the temperatures are higher. A test build was done at OAMK automation laboratory using similar components to the real system. The product was not a compete design but during the thesis the problem solving was mostly done to be able to manufacture a working dryer for commercial use.
Työ alkoi taustatutkimuksella, jossa tutustuttiin hankkeen aikana tehtyihin aikaisempiin havaintoihin ja hankittuihin laitteisiin. Tutustumisen jälkeen voitiin aloittaa suunnitteluosuus. Suunnittelua olivat ohjaamassa Etteplan Oyj:n suunnittelijat. He toimivat avustavina osapuolina suunnittelun aikana ja opastivat työn eri vaiheissa. Suunnitteluprosessin jälkeen aloitettiin laitehankinnat. Kaikkiin hankintoihin liittyi kilpailutusosuus, jossa tarjouksia pyydettiin useilta eri yrityksiltä. Hankintojen varmistumistuttua aloitettiin kasaamaan kuivainta. Kasaamisessa tarvittiin sähköalan ammattilaista ja tilausvaiheessa parhaimman tarjouksen antoi Ampplance Oy.
Laitteiden kasaamisen jälkeen testattiin mobiilikuivainta käytännössä. Käytännön testaus sujui ilman teknisiä ongelmia, mutta sen ohessa tuli esille useita kehittämiskohteita. Ohjauskeskuksen suunnittelussa oli aliarvioitu sen sisälle sijoitetun lämpösäätimen lämpeneminen keskuksessa. Lämpösäädin lämmitti koko keskuksen sisältä. Tämän työn aikana tehdyt testikuivaukset olivat niin lyhyitä, että tästä ei koitunut ongelmia, mutta siihen täytyy keksiä ratkaisu, mikäli hanke joskus jatkuu.
Työssä tehtiin myös Fidelix-pohjainen automaatiototeutusehdotus laitteiston ohjaukselle. Siinä on samat toiminnallisuudet kuin käytännön toteutetussa mallissa. Ehdotelmaa ei testattu käytännössä, mutta se testattiin koulun automaatiolaboratoriossa vastaavilla toimilaitteilla.
The designing of the control system for the heater was started late 2020 and the system went through first practical tests early April 2021. During testing the system worked as designed but dryer was not able to reach high enough temperatures. The drying process requires temperatures from 30 up to 60 °C. During practical tests dryer was only able to reach 40 °C. Due to time con-strains during the thesis we were not able to answer why that was the case, but it was assumed that it was because of the volume of the airflow was too big for the duct heater to heat up the incoming air. Fixing that problem could be done by switching the used centrifugal duct fan to a smaller one. Lessening the volume of air flowing through the duct heater should rice the temperature in the system.
Apart from creating manually controlled system it was part of the thesis was to look for automated proposition for the same task. Creating automated system during this thesis proved to be too much of a task but proposition was made with Fidelix based system. Fidelix makes different kinds of building automation and control systems. Drying is similar as a task to apartment heat control just the temperatures are higher. A test build was done at OAMK automation laboratory using similar components to the real system. The product was not a compete design but during the thesis the problem solving was mostly done to be able to manufacture a working dryer for commercial use.