Elinkaaren tehokkaampaa hallintaa

Nykyaikaiset, automatisoidut tuotantolinjat kykenevät tarkkuuteen ja nopeuteen, josta Henry Fordin aikoina ei olisi osattu unelmoidakaan.

Artikkeli on julkaistu ABB Oy:n power-asiakaslehden numerossa 3/2016.

Aineisto on saatavana Slideshare-palvelussa: www.slideshare.net/ABBSuomi



Kunnonvalvonnan uusi tulevaisuus
Kun esimerkiksi 6 000 kierrosta minuutissa pyörivästä teollisuuspuhaltimen moottorista alkaa hajota laakeri, tärinä yltyy äkkiä tasolle, joka uhkaa koko laitetta. ABB:n PLC:hen pohjautuva kunnonvalvontaratkaisu AC500-CMS tuottaa oneline-tilassa aikasynkronoitua ja analysoitua mittausdataa koneesta, tuotantolinjasta tai vaikkapa kymmenien tehtaiden laitteista. AC500-CMS yhdistää sähköisen ja mekaanisen kunnonvalvontadatan, näkee ongelmat jo muodostumisvaiheessa ja varoittaa niistä kuukausia etukäteen, jotta käyttäjä voi varautua tulevaan ja minimoida tuotannon pysäytykset.

ABB:n CMS-kunnonvalvontamoduulin idea on sama kuin Automation Builderissä: vähemmän hallittavia komponentteja ja vähemmän riskejä. Kunnonvalvontamoduuli on integroitu osa ohjausjärjestelmää, joten reaktioaika mahdollisiin ongelmiin on mahdollisimman lyhyt ja järjestelmä myös liittyy saumattomasti mihin tahansa tiedonkeruujärjestelmään. Tämä kunnonvalvontaratkaisu mahdollistaa siirtymisen korjaavasta kunnonpidosta toimintaa ohjaavaan kunnossapitoon.

Monimutkaisuuden lisääntyessä valmistajilla on myös jatkuva paine kehittää uutta entistä nopeammin. Jotta automaatioprojektit voidaan toteuttaa tehokkaasti ja entistä nopeammin, on täytettävä kaksi keskeistä ehtoa: kehitystyö on tehtävä entistä enemmän samanaikaisesti ja suunnittelun ja käyttöönoton välinen kuilu on poistettava.

Suunnittelun ja käyttöönoton yhdistäminen
ABB:n Automation Builderilla nämä ongelmat pystytään ratkaisemaan. Automation Builder on kattava ohjelmistopaketti, jonka avulla koneenrakentajat ja järjestelmäintegraattorit voivat tehdä virtuaalisen mallin koko automaatioprojektista toimilaitteineen, antureineen ja ohjausjärjestelmineen.

Virtuaalisten prototyyppien avulla ohjelmistojen ja komponenttien yhteensopivuutta voidaan testata jo ennen kuin fyysisiä osia on olemassa. Näin mekaniikka-, sähkö- ja ohjelmistosuunnittelua voidaan tehdä rinnakkain.

Kun suunnittelu ja käyttöönotto on virtualisoinnin avulla integroitu lähemmäs toisiaan, prosesseja voidaan optimoida ja korjaukset voidaan tehdä jo ennen kuin aikaa ja rahaa on käytetty fyysisten komponenttien valmistamiseen. Näin käyttöönotto voidaan tehdä kerralla oikein ja tuotanto aloittaa ajallaan.

Automation Builder on avoin ohjelmisto, jossa käyttäjä voi luoda simulaation puuttuvat komponentit itse tai ladata valmiit komponentit työkaluun.



Virtualisointi avaa yrityksille aivan uusia näköaloja. Esimerkiksi paljon resursseja vaativat prosessiskenaarioiden simulaatiot voidaan siirtää pilveen, jolloin käyttäjä ei tarvitse suurta käsittelytehoa omassa tietokoneessaan. Myös nykyinen tuotantojärjestelmä voidaan virtualisoida ja kokeilla, mitä vaikutuksia eri parametrien tai laitteiston osien muutoksilla on. Näin voidaan optimoida energiankulutus, maksimoida tuotantomäärä tai minimoida tuotannon kokonaiskustannukset. Myös käyttäjäkoulutus onnistuu virtuaalisilla laitteistoilla.

Teollisen internetin ytimessä
Tästä maailmasta käytetään nimitystä Teollisuus 4.0. Sen ytimessä ovat teollinen internet ja sen mahdollistama digitaalinen ketju, joka yhdistää kaikki osapuolet alihankkijoista asiakkaisiin. Ketju toimii vain, jos kaikki tuotantolaitoksen komponentit pystyvät toimimaan ja kommunikoimaan keskenään.

Automation Builder vastaa tähän haasteeseen yhdistämällä automaatioprojektien suunnitteluun, ohjelmointiin, käyttöönottoon, käyttöön ja ylläpitoon tarvittavat työkalut yhden, helppokäyttöisen käyttöliittymän alle. Se voi integroida PLC-ohjauksen, taajuusmuuttajat, moottorit, käyttöpaneelit ja robotit yhdenmukaiseksi automaatioratkaisuksi.

Äärimmäisten olojen voimala
Aurinko synnyttää ilmakehämme paine-erot, jotka synnyttävät tuulet, jotka taas saavat aikaan aallot. Aurinko ja tuuli ovat olleet keskeisimpiä uusiutuvan energian lähteitä jo pitkään, mutta aaltovoiman mahdollisuuksiin ollaan vasta heräämässä. Joidenkin arvioiden mukaan aaltoenergialla voitaisiin kattaa jopa 15 prosenttia maapallon sähkönkulutuksesta.

Yksi pioneereista on suomalainen AW-Energy Oy, jonka WaveRoller-aaltovoimala perustuu suureen, merenpohjaan kiinnitettyyn saranoituun levyyn. Sähköä syntyy, kun aaltojen edestakainen liike liikuttaa levyä. Merenpohjassa WaveRoller-voimala on lähes näkymätön ja äänetön, mutta myös luonnonvoimien armoilla.

”Kun aloitimme projektia ja haimme automaatiotoimittajaa, meille oli selvä, että järjestelmän täytyy kestää kovia olosuhteita. Päädyimme ABB:n AC500 sarjan XC-moduuleihin niiden kovien ympäristöspeksien ja hyvän hinta-laatusuhteen takia”, pääsuunnittelija Sami Pasanen AW-Energyltä kertoo.

Samalla AW-Energy otti käyttöön ABB:n Automation Builder -ohjelmistoalustan. Yritys on lähiaikoina tuomassa markkinoille uuden sukupolven laitteistoa, joka on toteutettu juuri Automation Builderilla ja AC500-logiikalla.

”Automation Builderiin pystyy CODESYS-ympäristön lisäksi tuomaan omia C-kielellä tehtyjä komponentteja. Näin on pystytty tehokkaasti toteuttamaan kunnonvalvontatyökaluja ja edistyneitä hälytysmekanismeja”, Pasanen sanoo.

”Arvelimme, että ABB:ltä saisimme myös hyvin tukea. Näin on ollut – aina on tullut mies paikalle, kun vain on pyydetty.”

AW-Energy käyttää Automation Builderiä myös tuotekehityksessä laitteiston ohjausikkunana, eli testilaitteistoja ajetaan käytännössä Automation Builderin kautta. Yrityksellä on käytössä myös ABB:n taajuusmuuttajia, muuntajia, generaattoreita ja muita komponentteja.

”Esimerkiksi taajuusmuuttajat on ollut helppo integroida Automation Builderiin”, Pasanen sanoo.

”Meillä on laite upotettuna merenpohjaan, missä sitä ei pääse noin vain huoltamaan. Kun lähtökohtakin on tällainen, emme me huonoa järjestelmää olisi valinneet.”


Teksti Tuomo Tamminen, Kuvat ABB