Siirry suoraan sisältöön

ProsessiautomaatiojärjestelmätLaajuus (5 op)

Tunnus: RO00EH20

Laajuus

5 op

Osaamistavoitteet

Opintojakson suoritettuasi osaat
• esittää tuotantolaitoksen prosessiautomaatiojärjestelmän rakenteen ja komponentit
• kuvata prosessioperoinnin tärkeimmät tehtävät ja käyttää käyttöliittymiä
• analysoida automaation peruspiirejä PI-kaavion perusteella ja suunnitella järjestelmäriippumattomia toimintakuvauksia ja -kaavioita
• selostaa keskeisten kenttäväylien ja -protokollien käytön teollisuuden automaatioverkoissa
• kuvata tekoälyn hyödyntämistä prosessiautomaatiossa
• ohjelmoida ja ottaa käyttöön voimalaitosautomaation instrumentointi- ja moottoripiirejä.
• ohjelmoida ja ottaa käyttöön älykkäitä lähettimiä ja kenttäväyliä.

Sisältö

Mitä laitekomponentteja tarvitaan prosessiautomaatiojärjestelmään?
Miten tieto siirtyy vaikkapa kattilalaitoksen mittausanturilta voimalaitoksen etävalvomoon ja operaattorin komennosta ohjattavalle laitteelle?
Miten suunnitellaan mittaus-, ohjaus-, säätö, on-off-venttiili- ja on-off-moottoripiirit järjestelmäriippumattomasti prosessiautomaatiojärjestelmää varten? Miten liitetään älykkäät instrumentit ja moottorinohjausyksiköt teollisilla kenttäväylillä ja -protokollilla?
Miten väylästandardit, pilvipalvelut ja digitaalisaatiokehitys vaikuttavat teollisuuden sovelluksiin?
Miten ohjelmoidaan mittaus-, ohjaus-, säätö-, on-off-venttiili- ja on-off-moottoripiiri automaatiojärjestelmässä?
Miten liitetään käytännössä älykkäät kenttälaitteet automaatiojärjestelmään käyttäen kenttäväyliä?

Ilmoittautumisaika

04.11.2024 - 17.11.2024

Ajoitus

06.01.2025 - 30.04.2025

Opintopistemäärä

5 op

Toteutustapa

Lähiopetus

Yksikkö

Robotiikan ja energia- ja rakennustekniikan koulutusyksikkö

Toimipiste

Kouvolan kampus

Opetuskielet
  • Suomi
Paikat

10 - 30

Koulutus
  • Robotiikan ja tekoälyn koulutus
Opettaja
  • Niko Puurtinen
Vastuuopettaja

Niko Puurtinen

Ryhmät
  • ROKV23SP
    Robotiikka ja tekoäly, päivätoteutus

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuasi osaat
• esittää tuotantolaitoksen prosessiautomaatiojärjestelmän rakenteen ja komponentit
• kuvata prosessioperoinnin tärkeimmät tehtävät ja käyttää käyttöliittymiä
• analysoida automaation peruspiirejä PI-kaavion perusteella ja suunnitella järjestelmäriippumattomia toimintakuvauksia ja -kaavioita
• selostaa keskeisten kenttäväylien ja -protokollien käytön teollisuuden automaatioverkoissa
• kuvata tekoälyn hyödyntämistä prosessiautomaatiossa
• ohjelmoida ja ottaa käyttöön voimalaitosautomaation instrumentointi- ja moottoripiirejä.
• ohjelmoida ja ottaa käyttöön älykkäitä lähettimiä ja kenttäväyliä.

Sisältö

Mitä laitekomponentteja tarvitaan prosessiautomaatiojärjestelmään?
Miten tieto siirtyy vaikkapa kattilalaitoksen mittausanturilta voimalaitoksen etävalvomoon ja operaattorin komennosta ohjattavalle laitteelle?
Miten suunnitellaan mittaus-, ohjaus-, säätö, on-off-venttiili- ja on-off-moottoripiirit järjestelmäriippumattomasti prosessiautomaatiojärjestelmää varten? Miten liitetään älykkäät instrumentit ja moottorinohjausyksiköt teollisilla kenttäväylillä ja -protokollilla?
Miten väylästandardit, pilvipalvelut ja digitaalisaatiokehitys vaikuttavat teollisuuden sovelluksiin?
Miten ohjelmoidaan mittaus-, ohjaus-, säätö-, on-off-venttiili- ja on-off-moottoripiiri automaatiojärjestelmässä?
Miten liitetään käytännössä älykkäät kenttälaitteet automaatiojärjestelmään käyttäen kenttäväyliä?

Opiskelumateriaali

Virtuaalimateriaali

Opiskelumuodot ja -menetelmät

Työviikkopohjainen oppimisväylä:
Opetuksessa opit teoriaa,harjoittelet ohjelmiston käyttöä. Vahvistat ja kertaat oppimaasi viikottaisilla harjoituksilla, jotka palautetaan moodleen ja arvioidaan.
Harjoituksia teet myös omalla ajalla, ja tähän tarvitset omaa tietokonetta.

Opintoja nopeuttava oppimisväylä:
Jos työskentelet alan yrityksessä, organisaatiossa tai tarjoamassa projektissa, voit suorittaa opintojakson työpaikallasi/projektissa joko kokonaan tai osittain. Olet yhteydessä opintojakson alussa opintojakson opettajaan ja sovit työpaikallesi/ projektille tehtävästä kehittämistehtävästä. Perehdyt opintojakson osaamistavoitteisiin ja osoitat osaamisesi osaamisen näyttönä, jonka laajuus määräytyy opintojakson oppimistavoitteiden mukaisesti.
Kehittämistehtävä korvaa lähiopetuksessa tapahtuvan oppimisen. Kehittämistehtävän lisäksi osaamisen näyttöön kuuluvat opintojakson kokeet.

TKI ja työelämäyhteistyö

Opintojaksoon ei sisälly TKI- ja työelämäyhteistyötä

Tenttien ja tehtävien ajoittuminen

Uusintatentteihin osallistuttava vuoden sisään toteutuksen alkamisesta. Uusintatentit järjestetään määrättyinä tenttipäivinä, jotka ilmoitetaan ensimmäisellä luennolla.

Opiskelijan työmäärä

Lähiopetusta 60 h.
Kotona tehtäviä harjoituksia ja tenttiin kertausta 75 h

Lisätietoja opiskelijoille

Opiskelijan on osallistuttava ensimmäille lähiopetuskerralle, tai jos hän on estynyt, on otettava opettajaan yhteyttä ennen ensimmäistä lähiopetuskertaa.
Tarkempi opetuksen sisältö käydään läpi ensimmäisellä lähiopetuskerralla.

Arviointiasteikko

1-5

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Arviointi perustuu sekä viikottaisiin harjoituksiin, joista on suoritettava tietty prosenttiosuus kotitehtävinä
Sekä suoritettavaan tenttiin
Lisäksi arviointiin vaikuttaa harjoitustyö
Vaihtoehtoinen arviointi paperitentti (0-5).

Ilmoittautumisaika

06.11.2023 - 17.11.2023

Ajoitus

08.01.2024 - 30.04.2024

Opintopistemäärä

5 op

Toteutustapa

Lähiopetus

Yksikkö

Robotiikan ja energia- ja rakennustekniikan koulutusyksikkö

Toimipiste

Kotkan kampus

Opetuskielet
  • Suomi
Koulutus
  • Robotiikan ja tekoälyn koulutus
Opettaja
  • Kirsi Hovikorpi
  • Niko Puurtinen
Vastuuopettaja

Niko Puurtinen

Ryhmät
  • ROKT22SP
    Robotiikka ja tekoäly, päivätoteutus

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuasi osaat
• esittää tuotantolaitoksen prosessiautomaatiojärjestelmän rakenteen ja komponentit
• kuvata prosessioperoinnin tärkeimmät tehtävät ja käyttää käyttöliittymiä
• analysoida automaation peruspiirejä PI-kaavion perusteella ja suunnitella järjestelmäriippumattomia toimintakuvauksia ja -kaavioita
• selostaa keskeisten kenttäväylien ja -protokollien käytön teollisuuden automaatioverkoissa
• kuvata tekoälyn hyödyntämistä prosessiautomaatiossa
• ohjelmoida ja ottaa käyttöön voimalaitosautomaation instrumentointi- ja moottoripiirejä.
• ohjelmoida ja ottaa käyttöön älykkäitä lähettimiä ja kenttäväyliä.

Sisältö

Mitä laitekomponentteja tarvitaan prosessiautomaatiojärjestelmään?
Miten tieto siirtyy vaikkapa kattilalaitoksen mittausanturilta voimalaitoksen etävalvomoon ja operaattorin komennosta ohjattavalle laitteelle?
Miten suunnitellaan mittaus-, ohjaus-, säätö, on-off-venttiili- ja on-off-moottoripiirit järjestelmäriippumattomasti prosessiautomaatiojärjestelmää varten? Miten liitetään älykkäät instrumentit ja moottorinohjausyksiköt teollisilla kenttäväylillä ja -protokollilla?
Miten väylästandardit, pilvipalvelut ja digitaalisaatiokehitys vaikuttavat teollisuuden sovelluksiin?
Miten ohjelmoidaan mittaus-, ohjaus-, säätö-, on-off-venttiili- ja on-off-moottoripiiri automaatiojärjestelmässä?
Miten liitetään käytännössä älykkäät kenttälaitteet automaatiojärjestelmään käyttäen kenttäväyliä?

Opiskelumateriaali

Virtuaalimateriaali

Opiskelumuodot ja -menetelmät

Työviikkopohjainen oppimisväylä:
Opetuksessa opit teoriaa,harjoittelet ohjelmiston käyttöä. Vahvistat ja kertaat oppimaasi viikottaisilla harjoituksilla, jotka palautetaan moodleen ja arvioidaan.
Harjoituksia teet myös omalla ajalla, ja tähän tarvitset omaa tietokonetta.

Opintoja nopeuttava oppimisväylä:
Jos työskentelet alan yrityksessä, organisaatiossa tai tarjoamassa projektissa, voit suorittaa opintojakson työpaikallasi/projektissa joko kokonaan tai osittain. Olet yhteydessä opintojakson alussa opintojakson opettajaan ja sovit työpaikallesi/ projektille tehtävästä kehittämistehtävästä. Perehdyt opintojakson osaamistavoitteisiin ja osoitat osaamisesi osaamisen näyttönä, jonka laajuus määräytyy opintojakson oppimistavoitteiden mukaisesti.
Kehittämistehtävä korvaa lähiopetuksessa tapahtuvan oppimisen. Kehittämistehtävän lisäksi osaamisen näyttöön kuuluvat opintojakson kokeet.
Lisätietoa Studentissa: Osaamisen tunnistaminen

TKI ja työelämäyhteistyö

Opintojaksoon ei sisälly TKI- ja työelämäyhteistyötä

Tenttien ja tehtävien ajoittuminen

Uusintatentteihin osallistuttava vuoden sisään toteutuksen alkamisesta. Uusintatentit järjestetään määrättyinä tenttipäivinä, jotka ilmoitetaan ensimmäisellä luennolla.

Opiskelijan työmäärä

Lähiopetusta 60 h.
Kotona tehtäviä harjoituksia ja tenttiin kertausta 75 h

Lisätietoja opiskelijoille

Opiskelijan on osallistuttava ensimmäille lähiopetuskerralle, tai jos hän on estynyt, on otettava opettajaan yhteyttä ennen ensimmäistä lähiopetuskertaa.
Tarkempi opetuksen sisältö käydään läpi ensimmäisellä lähiopetuskerralla.

Arviointiasteikko

1-5

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Arviointi perustuu sekä viikottaisiin harjoituksiin, joista on suoritettava tietty prosenttiosuus kotitehtävinä
Sekä suoritettavaan tenttiin
Lisäksi arviointiin vaikuttaa harjoitustyö
Vaihtoehtoinen arviointi paperitentti (0-5).

Ilmoittautumisaika

07.11.2022 - 18.11.2022

Ajoitus

09.01.2023 - 28.04.2023

Opintopistemäärä

5 op

Virtuaaliosuus

2 op

Toteutustapa

60 % Lähiopetus, 40 % Etäopetus

Yksikkö

Robotiikan ja energia- ja rakennustekniikan koulutusyksikkö

Toimipiste

Kouvolan kampus

Opetuskielet
  • Suomi
Paikat

0 - 45

Koulutus
  • Robotiikan ja tekoälyn koulutus
Opettaja
  • Merja Mäkelä
Vastuuopettaja

Merja Mäkelä

Ryhmät
  • ROKV21SP
    Robotiikka ja tekoäly, päivätoteutus

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuasi osaat
• esittää tuotantolaitoksen prosessiautomaatiojärjestelmän rakenteen ja komponentit
• kuvata prosessioperoinnin tärkeimmät tehtävät ja käyttää käyttöliittymiä
• analysoida automaation peruspiirejä PI-kaavion perusteella ja suunnitella järjestelmäriippumattomia toimintakuvauksia ja -kaavioita
• selostaa keskeisten kenttäväylien ja -protokollien käytön teollisuuden automaatioverkoissa
• kuvata tekoälyn hyödyntämistä prosessiautomaatiossa
• ohjelmoida ja ottaa käyttöön voimalaitosautomaation instrumentointi- ja moottoripiirejä.
• ohjelmoida ja ottaa käyttöön älykkäitä lähettimiä ja kenttäväyliä.

Sisältö

Mitä laitekomponentteja tarvitaan prosessiautomaatiojärjestelmään?
Miten tieto siirtyy vaikkapa kattilalaitoksen mittausanturilta voimalaitoksen etävalvomoon ja operaattorin komennosta ohjattavalle laitteelle?
Miten suunnitellaan mittaus-, ohjaus-, säätö, on-off-venttiili- ja on-off-moottoripiirit järjestelmäriippumattomasti prosessiautomaatiojärjestelmää varten? Miten liitetään älykkäät instrumentit ja moottorinohjausyksiköt teollisilla kenttäväylillä ja -protokollilla?
Miten väylästandardit, pilvipalvelut ja digitaalisaatiokehitys vaikuttavat teollisuuden sovelluksiin?
Miten ohjelmoidaan mittaus-, ohjaus-, säätö-, on-off-venttiili- ja on-off-moottoripiiri automaatiojärjestelmässä?
Miten liitetään käytännössä älykkäät kenttälaitteet automaatiojärjestelmään käyttäen kenttäväyliä?

Opiskelumateriaali

- Learn
- Learning Environment for Papermaking and Automation, KnowPap, AEL ja Prowledge 2021.
- Learning Environment for Chemical Pulping and Automation, KnowPulp, AEL ja Prowledge 2021.
- https://www.valmet.com/
- https://www.siemens.com/global/en.html
- https://www.honeywell.com/en-us/industries/industrial-manufacturing
- https://new.abb.com/uk
- ValmetDNA manuals, Valmet Automation
- Martinsuo, M., Kärri, T., ed. Teollinen Internet uudistaa palveluliiketoimintaa ja kunnossapitoa, Kunnossapitoyhdistys Promaint ry. 2017, 238 s.
- Heimburger, et.al., Valvomo – Suunnittelun periaatteet ja käytännöt. Suomen Automaatioseura ry., 2010. 268 s.
- Automaatiosuunnittelun prosessimalli. Yhteiset käsitteet verkottuneen suunnittelun perustana. Suomen Automaatioseura ry., Helsinki, 2007. 43 s.
- Bolton, W. Instrumentation and control systems, Elsevier, UK, 2004, 339 p.
- Dorf, R. C., Bishop, R. H., Modern Control Systems, Prentice Hall, 2005, 881 p.
- Früh, K.F. Handbuch der Prozessautomatisierung, Prozessleittechnik für verfahrenstechnische Anlagen. München 2000, Oldenbourg Verlag. 636 s.

Opiskelumuodot ja -menetelmät

Työviikkopohjainen oppimisväylä:
1. Järjestelmälaitteistot
Hajautetut automaatiojärjestelmät (DCS)
- Verkkokomponentit, esimerkkeinä Valmet DNA, Honeywell Experion PKS, Siemens PCS7
- Ethernet TCP IP -pohjaiset järjestelmäväylät ja verkottuminen Internetiin
- Kenttäväylät ja verkottuminen Internetiin
Logiikkajärjestelmät (PLC) ja niiden komponentit, esimerkkinä Siemens Simatic S7 -sarja

2. Automaatiojärjestelmien käyttöliittymät ja laitosoperointi
Järjestelmien käyttöliittymät
- Visualisointi ja prosessilaitosten perusoperointi
- Visualisointigrafiikan ergonomia ja turvallisuuden varmistaminen
Optimointi ja tehokas laitoksen ajaminen

3. Automaatioprojektit
Automaation elinkaari
- Sovellusten lähtötiedot ja määrittely
- Sovellusten jaottelu osastoihin ja positioihin
- Graafinen lohko-ohjelmointi
Älykkäät ohjaus- ja säätösovellukset – Missä mennään?
- Kehittyneiden säätöalgoritmien käyttö ja tekoäly

4. Kenttäväylät instrumentoinnin ja sähkökäyttöjen liittämiseen
Kenttäväylästandardit
- HART, Profibus PA, Foundation Fieldbus H1, ja Profinet instrumentoinnin liittämiseen
- Profinet ja Profibus DP sähkökäyttöjen liittämiseen
- Wireless-kenttäväylät
Liitettävien laitteiden yhteensopivuus käytettäviin automaatiojärjestelmiin

5 Digitalisaation eteneminen automaatiossa
Internet of Things (IoT) ja pilvipalveluiden hyödyntäminen
- Etäoperointi
- Etäohjelmointi ja -testaus
- Järjestelmän etädiagnosointi ja tukipalvelut
- Instrumentoinnin etäkäynnissäpito
- Koneiden ja prosessilaitteiden etäkäynnissäpito

Opintoja nopeuttava oppimisväylä:
5 osatenttiä

Työhön integroitu oppimisväylä:
5 työpaikkaprojektia

TKI ja työelämäyhteistyö

Opintojakso voidaan suorittaa työelämän tai TKI:n projekteihin integroituna.

Tenttien ja tehtävien ajoittuminen

Opintojaksossa pidetään 5 osatenttiä. Osatentit opintojakson kuluessa.
Uusintatentit:
24.5.2023, 15-17, tila 139
8.9.2023, 16.45-18.45, tila 139.

Opiskelijan työmäärä

36 h luentoja
12 h osatenttejä
87 h omatoimista opiskelua sisältäen interaktiivisia harjoituksia, valmiiksi tallennettuja istuntoja ja kirjallisia materiaaleja

Lisätietoja opiskelijoille

Suositellaan ennakkotietoina opintojaksot:
- Ohjelmoitavat logiikat ja teollisuusväylät
- Mittaus-, ohjaus- ja säätötekniikan perusteet
tai vastaavat tiedot.
Täydentävä opinto:
- Automaation ohjelmointiprojekti

Arviointiasteikko

1-5

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

5 osatenttiä, arviointiasteikko 0-5.