Automaatiojärjestelmät ja -verkot - Process control systems and communication networks (5 op)

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuasi osaat
nimetä OSI-mallin kerrokset sekä kuvata keskeisten tietoverkoissa käytettävien protokollien tehtävät
esittää tuotantolaitoksen prosessiautomaatiojärjestelmän rakenteen ja komponentit
suunnitella ja konfiguroida yksinkertaisia automaatioverkkoja ja kenttäväyläsovelluksia
ohjelmoida ja ottaa käyttöön voimalaitosautomaation instrumentointi- ja moottoripiirejä.

Sisältö

Miten tietoliikennestandardit, pilvipalvelut ja Internet of Things (IoT) vaikuttavat teollisuuden tietoverkkoihin ja teollisuussovellusten digitalisaation etenemiseen?
Miten tieto siirtyy kattilalaitoksen mittausanturilta voimalaitoksen etävalvomoon ja operaattorin komennosta ohjattavalle laitteelle?
Mitä hardware- ja software-työkaluja tarvitset liittääksesi älykkään pintalähettimen toiminnassa olevaan pääautomaatiojärjestelmään?
Miten ohjelmoiduilla lukituksilla ja laitteistojen redundanttisuudella voidaan parantaa voimantuotannon turvallisuutta?

Opiskelumateriaali

- Learn
- Learning Environment for Papermaking and Automation, KnowPap, AEL ja Prowledge 2001-2023.
- Learning Environment for Chemical Pulping and Automation, KnowPulp, AEL ja Prowledge 2001-2023.
- 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 2011 - 2012.
- DNAuse -operointiohje, Valmet Automation 2012.
- Function Block CAD -käyttöohje, Valmet Automation 2011.
- DNA Explorer -käyttöohje, Valmet Automation 2011.

Opiskelumuodot ja -menetelmät

Työviikkopohjainen oppimisväylä:
1. Järjestelmälaitteistot
2. Automaatiojärjestelmien käyttöliittymät ja laitosoperointi
3. Automaatioprojektit
4. Kenttäväylät instrumentoinnin ja sähkökäyttöjen liittämiseen
5 Digitalisaation eteneminen automaatiossa
6 Automaatiojärjestelmän sovellusohjelmointi (lähiopintona)
7 Älykkäiden kenttälaitteiden ja kenttäväylien konfigurointi (lähiopintona)
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.
Mitä laitekomponentteja tarvitaan prosessinohjausjärjestelmään?
Miten tieto siirtyy 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 teollislla 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?

Opintoja nopeuttava oppimisväylä:
- Tentti ja työelämäprojekti

Työhön integroitu oppimisväylä:
- Tentti ja projektityöt

TKI ja työelämäyhteistyö

Opintojakso ei sisällä TKI-työtä.

Tenttien ja tehtävien ajoittuminen

Osatentit.

Opiskelijan työmäärä

- 12 h luentoja ja tallennettuja luentoja
- 32 h ohjattuja projektitöitä
- 91 h omatoimista opiskelua

Lisätietoja opiskelijoille

Suositellaan ennakkotietoina opintojaksot:
Mittaus- ja säätötekniikka - Measurement and Control Technology
tai vastaavat tiedot.

Arviointiasteikko

1-5

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Opiskelija valitsee 5/7 osiota.
5 osatenttiä arviointiasteikko 0-5
tai 3 osatenttiä ja 2 harjoitustyötä, arviointiasteikko 0-5, kaikki osiot hyväksyttyinä.

Esitietovaatimukset

Edellytetään opintojaksot tai vastaava osaaminen
Sähkötekniikan ja elektroniikan perusteet
Mittaus- ja säätötekniikka