Honeywell automaatiojärjestelmän elinkaariuusinta : esisuunnittelu järjestelmän uusimisesta

Abstract

Opinnäytetyön toimeksiantaja oli Boliden Kokkola Oy. Työn tavoitteena oli toteuttaa esisuunnittelu automaatiojärjestelmän fyysisten osien elinkaariuusinnasta. Uusinnassa korvattiin nykyinen ristikytkentä ja kehikkojärjestelmä. Tarkoituksena oli toteuttaa ratkaisu, joka on otettavissa käyttöön mahdollisimman lyhyellä tuotannon seisautuksella. Lisäksi tuli huomioida kaapeloinnin looginen järjestys. Toteutus tuli olla toteutettavissa automaatiojärjestelmän ja tietojärjestelmän vaatimukset huomioiden.

Suunnittelu toteutettiin prosessiteollisuuteen Zn-pasuton ristikytkentätilan PS3 laitteistolle. Kohteen nykyinen input/output-ristikytkentätaso on vaihdettava. Automaation osien saatavuus heikkenee tulevien vuosien aikana. Sähköautomaatio- ja automaatiopuolen kanavia on kytketty tilan laitteisiin yhteensä 4215 kappaletta. Kanavia hyödyntäviä kentän toimilaitteita ei vaihdettu. Järjestelmätoimittajana toimi Honeywell.

Uudesta laitteistosta käytiin läpi riviliittimiä, Alma-tietojärjestelmää, valmistajan Experion-automaatiojärjestelmää, Control Edge 900- kehikoiden, kehikkokorttien ja kytkentäkaapeleiden toimintaa. Näiden perusteella kartoitettiin vaihtoehtoja ristikytkennän toteuttamiselle. Kohteeseen valit-tiin hyödynnettävät kortit. Korttityyppien määrät riippuvat siitä, kuinka monta kyseistä kanavatyyppiä oli kytketty. Lopuksi päätettiin ratkaisu, jonka rakenteesta luotiin prosessiasemakohtaisien kehikkokokonaisuuksien naamakuvat riviliittimineen. Naamakuvien perusteella arvioitiin ratkaisun tilantarvetta.

Työn tuloksena päädyttiin suljettuun ristikytkentärakenteeseen, johon tuodaan uusilla runkokaapeleilla kanavat kentältä. Suljetussa rakenteessa tilaan tuotavat rungot kytketään suljettavien kaappien sisälle. Kaappirivistöön sisältää kehikot kortteineen. Runkokaapelit kytketään kehikkokorteille kaksinkertaisella ristikytkennällä. Kehikkokortteina käytettiin 32-kanavaisia digitaalisia input- ja outputkortteja. 16-kanavaisia Universal input/output-kortteja käytettiin analogisille kentän input- ja outputviesteille. Kehikot ovat redundanttisia 12 korttipaikkaa sisältäviä rakenteita. Pyörinnänvartijoille käytettiin 4-kanavaisia pulssikortteja.

Rakenteesta luotiin naamakuva, joka sisälsi ristikytkennän laitteet ja riviliittimet. Kuva luotiin sisältäen kaikki tilassa käsitellyt kanavat. Kuvan perusteella voidaan päätellä, että uusi ristikytkentärakenne ei mahdu nykyisen kokoiseen tilaan. Uudelle kytkennälle sijoituspaikkaa ei löydy.

The thesis was commissioned by Boliden Kokkola Oy. The main goal of the thesis work was to execute preliminary design of lifecycle renewal of the physical parts of the automation system. Model decisions of parts were based on short replacement time. Additionally logical placement of cabling needed to be considered. Implementation had to be carried out considering the requirements for automation system and information system.

Designing was executed to cross-connection room PS3 equipment in the process industry of Zn-roasting. Destination’s present input/output cross-connection is in replacement age. Availability of automation parts is going to decrease in the upcoming years. In the room resided 4215 pieces of electrical automation and automation channels. Field instrumentation stayed the same. Automation system was planned with Honeywell equipment.

Terminal trips, the Alma-information system, manufacturer’s Experion automation system, Control Edge 900 rack, functions of rack cards and plugging cables were sieved through. Based on these aspects, cross-connection alternatives were reviewed. Solutions were decided for the automation equipment of the area. Automation rack cards were selected. The amount of rack cards depended on the current channel amount. The solution was decided for the distribution board face design. With face design space requirement can be estimated.

The conclusion was to use enclosed cross-connection structure with new cabling from field instrumentation. In this structure trunk cables were installed in cabinets that can be closed with doors. Connections from field equipment are made with new trunk cables. Cable connections were connected to rack cards using double cross-connection. 32-channel input cards and output cards are used as digital cards. Analog inputs and outputs were connected to 16-channel Universal input/output cards. Racks were redundant 12 card slotted assemblies. Rolling guards were provided with 4-channel pulse cards.

The decision was designed into face design which includes cross-connecting equipment and terminals. The model was created to include all the channels in the PS3 room. With design pictures it can be stated that the enclosed cross-connection structure cannot be placed in the same room area as the existing one. The new location could not be found.