Kaukojäähdytysverkon automaatiojärjestelmän kehittäminen
Kaipainen, Vilppo (2025)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2025112629914
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2025112629914
Tiivistelmä
Tässä opinnäytetyössä tavoitteena oli suunnitella ja toteuttaa Kuopion Energialle kaukojäähdytysverkon älykäs ohjausjärjestelmä. Työ tehtiin osana Kuopion Energia Oy:n kaukojäähdytysliiketoimintaa yhteistyössä liiketoimintateknologian kanssa. Järjestelmän kehittämisen tarkoituksena oli parantaa kaukojäähdytyksen ohjattavuutta ja toimitusvarmuutta sekä lisätä mittausdatan määrää automaation tarpeisiin.
Työ toteutettiin kehitysprojektina, jossa järjestelmän tavoitteet ja vaatimukset määriteltiin alkuvaiheessa. Alussa kartoitettiin eri ala-asemaratkaisuja ja ohjelmoitavia logiikoita, joista valittiin Beckhoffin laitteisto. Projektiin luotiin testiympäristö sovelluksen, kokoonpanon ja tiedonsiirron kehittämistä varten. Testauksen tulosten perusteella edettiin varsinaiseen suunnitteluun ja käyttöönottoon.
Järjestelmässä hyödynnettiin useita kenttäväyläratkaisuja, joista Modbus TCP/IP toimi keskeisenä tiedonsiirtoväylänä. Väylän toimintaa ja sen soveltamista järjestelmien väliseen tiedonsiirtoon käsiteltiin työssä laajasti.
Projektin tuloksena rakennettiin kaksi toimivaa ala-asemaa, joilta saatiin tiedonsiirtoyhteydet keskitinpalvelimelle ja edelleen Valmet DNA -automaatiojärjestelmään Modbus TCP -rajapinnan kautta. Lisäksi toteutettiin karttapohjainen operointinäkymä jäähdytysverkosta. Kehitetty ratkaisu mahdollistaa verkon pumppausten optimoinnin, verkostohäviöiden seurannan ja rajoitusventtiilien etäohjauksen. Ratkaisua voidaan soveltaa myös kaukolämpöverkon vastaaviin käyttökohteisiin.
Työ toteutettiin kehitysprojektina, jossa järjestelmän tavoitteet ja vaatimukset määriteltiin alkuvaiheessa. Alussa kartoitettiin eri ala-asemaratkaisuja ja ohjelmoitavia logiikoita, joista valittiin Beckhoffin laitteisto. Projektiin luotiin testiympäristö sovelluksen, kokoonpanon ja tiedonsiirron kehittämistä varten. Testauksen tulosten perusteella edettiin varsinaiseen suunnitteluun ja käyttöönottoon.
Järjestelmässä hyödynnettiin useita kenttäväyläratkaisuja, joista Modbus TCP/IP toimi keskeisenä tiedonsiirtoväylänä. Väylän toimintaa ja sen soveltamista järjestelmien väliseen tiedonsiirtoon käsiteltiin työssä laajasti.
Projektin tuloksena rakennettiin kaksi toimivaa ala-asemaa, joilta saatiin tiedonsiirtoyhteydet keskitinpalvelimelle ja edelleen Valmet DNA -automaatiojärjestelmään Modbus TCP -rajapinnan kautta. Lisäksi toteutettiin karttapohjainen operointinäkymä jäähdytysverkosta. Kehitetty ratkaisu mahdollistaa verkon pumppausten optimoinnin, verkostohäviöiden seurannan ja rajoitusventtiilien etäohjauksen. Ratkaisua voidaan soveltaa myös kaukolämpöverkon vastaaviin käyttökohteisiin.