Improvement Suggestions for a Load Bank Control System

Abstract

This thesis made for Wärtsilä Finland Oy concerns the load bank system at the engine laboratory in Vaasa. The purpose of the work was to investigate the problem with the existing system, which is mainly the difference in the time delay between load changes. Measurements have been performed to find out how exposed components and parts of the system that contribute to the issue behave in practice. Based on the measurement results, solutions have been considered for an upgraded system.

The theory part describes the structure of the system and the necessary information related to the issue. The issue with the existing system is described to understand its influence on the laboratory generating sets.

The results of the measurements are crucial and have a significant impact on how the system should be upgraded. The measurement results have been evaluated and analyzed to understand how exposed components behave in practice when the system is operational.

Finally, the different proposed solutions for a new upgraded system are discussed. Mainly two solutions have been considered to compensate for the time delay in the system. These are compensation in the PLC program and compensation using analog electronics in the form of a circuit board.

Detta examensarbete som gjordes åt Wärtsilä Finland Oy behandlar systemet med belastningsmotstånden vid motorlaboratoriet i Vasa. Arbetet gick ut på att undersöka problemet med det nuvarande systemet som huvudsakligen är tidsfördröjningen vid byte av belastning för motorerna. Mätningar har utförts för att få reda på hur utsatta komponenter och delar av systemet som bidrar till problemet beter sig i praktiken. Med hjälp av mätresultaten har lösningsförslag beaktats för ett uppgraderat system.

I teoridelen beskrivs systemets uppbyggnad samt nödvändig information som kretsar kring problemet. Nuvarande systemets problem beskrivs för att förstå dess inverkan på laboratoriets motorer.

Resultaten från mätningarna är avgörande och har en betydelsefull inverkan på hur systemet kan förbättras. Mätresultaten har utvärderats och analyserats för att förstå hur utsatta komponenter beter sig i praktiken då systemet är i drift.

Slutligen diskuteras de olika lösningsförslagen för ett nytt uppgraderat system. Främst två lösningsförslag har beaktats för att kompensera tidsfördröjningen i systemet. Dessa är kompensering i PLC-programmet och kompensering med hjälp av analog elektronik i form av kretskort.

Tämä opinnäytetyö on tehty Wärtsilä Finland Oy:lle ja käsittelee Vaasan moottorilaboratorion kuormitusvastusjärjestelmää. Työn tarkoituksena oli tutkia nykyisen järjestelmän ongelmaa, joka on pääasiassa aikaviive moottoreiden kuormanvaihdossa. Mittauksilla on selvitty, miten ongelmaan vaikuttavat alistuvat komponentit ja järjestelmän osat käyttäytyvät käytännössä. Mittaustulosten perusteella on pohdittu järjestelmää koskevia ratkaisuehdotuksia.

Teoriaosassa kuvataan järjestelmän rakenne ja ongelmaan liittyvät tarvittavat tiedot. Järjestelmän nykyinen ongelma kuvataan, jotta ymmärretään sen vaikutus laboratorion moottoreihin.

Mittaustulokset ovat ratkaisevia, ja niillä on merkittävä vaikutus siihen, miten järjestelmää voidaan parantaa. Mittaustuloksia on arvioitu ja analysoitu, jotta ymmärrettäisiin, miten altistuvat komponentit käyttäytyvät käytännössä, kun järjestelmä on käytössä.

Lopuksi keskustellaan eri ratkaisuehdotuksista uutta parannettua järjestelmää varten. Järjestelmän aikaviiveen kompensoimiseksi on harkittu pääasiassa kahta ratkaisua. Ne ovat PLCohjelmassa tapahtuva kompensointi ja kompensointi analogisen elektroniikan avulla piirilevyn muodossa.