Säätöpiirien systemaattisen suorituskykytyökalun kehitys

Abstract

Teollisuuden prosesseja ohjaavat automaatiojärjestelmät ja niiden komponentit ovat mahdollistaneet kompleksisten kokonaisuuksien hallinnan. Tuotantotasojen kasvun, energiatehokkuuden ja ympäristöystävällisyyden myötä myös automaatiojärjestelmän toimintaan on alettu kiinnittää entistä enemmän huomiota. Muuttuneiden olosuhteiden tai vääränlaisen suunnittelun tuloksena automaatiojärjestelmä ei välttämättä toimi suunnitellulla tavalla. Heikko suorituskyky vaikuttaa yksittäisten säätöpiirien kautta koko prosessin tehokkuuteen ja se tulisi havaita, jotta kunnossapitotoimenpiteet ja kehitys osataan kohdistaa oikein. Teollisuuden prosessien tehokas ylläpito ja kehitys vaativat parempaa tilannetietoisuutta automaatiojärjestelmän toiminnasta. Tämän työn tavoitteena on kehittää säätöpiirien suorituskykytyökalu, jonka avulla voidaan havaita historiatietokantaan tallennetun datan perusteella kohteet, joissa on ongelmia ja joihin panostamalla on mahdollista parantaa prosessin toimintaa ja ennaltaehkäistä tulevia vikoja. Säätöpiirien suorituskykytyökalun ominaisuudet toteutetaan perustuen kaupallisiin ohjelmistoihin, tutkimustuloksiin ja prosessihenkilökunnan havaintoihin. Suorituskykytyökaluun toteutettaviksi tarkasteltaviksi suureiksi valitaan asetusarvon seuranta, asetusarvon muutokset, ohjauksen saturaatio, ohjauksen vaihtelu, oskillointi ja säätimen tilan tarkkailu. Säätöpiirien suorituskyky arvioidaan laskettujen ominaisuuksien perusteella. Suorituskykytyökalu toteutetaan osaksi Wedge prosessidiagnostiikkajärjestelmää. Toteutettua suorituskykytyökalua testataan Boliden Harjavallan yhdellä rikkihappotehtaalla ja tulokset käydään läpi prosessihenkilökunnan kanssa niiden validoimiseksi. Toteutetun suorituskykytyökalun avulla kyetään löytämään suuresta kokonaisuudesta sellaiset säätöpiirit, joiden toiminnassa on ongelmia. Suorituskykytyökalun avulla on myös mahdollista havaita toteutettujen kehitystoimenpiteiden vaikutus säätöpiirin suorituskykyyn. Suorituskykytyökalun käyttöönotto uudessa kohteessa vaatii prosessituntemusta ja tulosten tarkastelussa prosessituntemuksen merkitys kasvaa. Toteutetun suorituskykytyökalun tuloksista prosessituntemusta omaava henkilö kykenee näkemään kohteet, joiden kehittämisellä on suurin merkitys kokonaisprosessin toimintaan. Toteutettu suorituskykytyökalu täyttää sille asetetut vaatimukset ja sen toimintaa olisi järkevä kehittää ja laajentaa myös muihin prosesseihin.