Rakennusautomaation modernisointi

Abstract

​​Tutkimuksen taustalla oli tarve modernisoida toimeksiantajan kiinteistön rakennusautomaatiojärjestelmä. Tavoitteena oli suunnitella ja toteuttaa rakennusautomaatiojärjestelmän ohjelmisto, joka mahdollistaa lämmönjakokeskuksen ja ilmanvaihtokoneiden tilan seurannan ja ohjauksen. Tavoitteena oli myös ottaa huomioon kiinteistön energiatehokkuuden parantaminen ja jatkokehitysmahdollisuudet.

Tutkimusmenetelmänä käytettiin soveltavaa tutkimusta, koska työssä luodaan ja kehitetään reaalimaailman rakennusautomaatiosovellus. Järjestelmä toteutettiin hyödyntämällä Siemensin ET200SP-sarjan tuotteita, jotka ovat yleisesti käytettyjä prosessiautomaation parissa. Ohjelmisto suunniteltiin ja kehitettiin siten, että se tarjoaa keskitetyn sekä energiatehokkaan automaatiojärjestelmän, joka parantaa kiinteistön olosuhteiden ylläpitoa. Toteutusvaiheessa ohjelmistoa testattiin simulointien avulla, jotta sen toimivuus voitiin varmistaa ennen käyttöönottoa.

Tuloksena syntyi valmiit rakennusautomaation ohjelmistot lämmönjakokeskuksen sekä ilmanvaihtokoneiden seurantaan ja ohjaamiseen. PLC-ohjelma suunniteltiin tuottamaan kenttälaitteilta mittausdataa ja suorittamaan ohjaustoimintoja. Ohjelma kerää ja muuntaa dataa ymmärrettävään muotoon, mikä mahdollistaa kiinteistön tilan ja poikkeustilanteiden tarkastelun. HMI-ohjelma puolestaan mahdollistaa automaatiojärjestelmän mittaustulosten tarkastelun ja säätöjen tekemisen käyttöpaneeleiden kautta. Ohjelmien lopullinen toimivuus voidaan kuitenkin varmistaa vasta käyttöönoton yhteydessä.

Johtopäätöksenä voidaan todeta, että suunniteltu automaatiojärjestelmä parantaa kiinteistön hallintaa ja ylläpitoa. Tätä havaintoa tukevat aiemmat tutkimukset, joissa korostetaan automaation merkitystä energiatehokkuuden ja tietoturvan parantamisessa. Simuloinnin avulla voitiin melko luotettavasti arvioida, että toimeksiantajan rakennusautomaatiolaitteet voidaan modernisoida hyödyntäen prosessiautomaatiolaitteita. Haasteeksi havaittiin lämpötilan mittaus, sillä käytetyt menetelmät eivät pystyneet suorittamaan epälineaarista mittausta. Tämä voi nostaa modernisoinnin kustannuksia, jos lämpötila-antureita joudutaan uusimaan. Lisätutkimuksen avulla voidaan selvittää, pystytäänkö kyseinen haaste ratkaisemaan ohjelman puolella.​