71
Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön suunnittelu ja toteutus Teijo Jormakka Opinnäytetyö Toukokuu 2018 Tekniikan ja liikenteen ala Insinööri (AMK), automaatiotekniikan tutkinto-ohjelma

Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

  • Upload
    others

  • View
    16

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi-

tusympäristön suunnittelu ja toteutus

Teijo Jormakka

Opinnäytetyö Toukokuu 2018 Tekniikan ja liikenteen ala Insinööri (AMK), automaatiotekniikan tutkinto-ohjelma

Page 2: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

Kuvailulehti

Tekijä(t)

Jormakka, Teijo Julkaisun laji

Opinnäytetyö, AMK Päivämäärä

Toukokuu 2018

Sivumäärä

68 Julkaisun kieli

Suomi

Verkkojulkaisulupa

myönnetty: x

Työn nimi

Instrumenttisähkösuunnittelun harjoitusympäristön suunnittelu ja toteutus

Tutkinto-ohjelma

Automaatiotekniikan tutkinto-ohjelma

Työn ohjaaja(t)

Kuisma Ari, Hytönen Vesa

Toimeksiantaja(t)

Jyväskylän ammattikorkeakoulu

Tiivistelmä

Teollisuudessa ja tehdas- ja tuotantoautomaatiossa on mittaus-, säätö- ja ohjaussignaalien tiedonsiirtoon perinteisesti käytetty jännite- ja virtaviesteihin perustuvaa tiedonsiirtoa. Ny-kyisin niiden rinnalle on kuitenkin tullut lukuisia nopeita ja digitaalisia tiedonsiirtoratkai-suita. Nämä nykyaikaiset menetelmät eivät kuitenkaan ole kokonaan syrjäyttäneet perin-teistä tekniikkaa, jota edelleenkin käytetään ja jonka osaaminen on nykyisinkin tärkeää.

Jyväskylän ammattikorkeakoululta (JAMK) tähän asti puuttunut harjoittelu- ja oppimisym-päristö, jossa tätä perinteistä tekniikkaa ja siihen kuuluvaa signaalien ristikytkentää on voi-nut opettaa ja harjoitella. Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli suunnitella ja toteuttaa harjoittelu- ja oppimisympäristö kyseisen aihealueen ympärille.

Oppimisympäristö toteutettiin JAMK:n automaatioluokkaan DP66, jossa oli jo olemassa Metso DNA-automaatiojärjestelmä ja siihen kuuluva DNA01 I/O-kaappi. Opinnäytetyössä järjestelmää laajennettiin niin, että I/O-kaapin lisäksi siihen lisättiin luokan toiselle puolelle toinen kotelo mallintamaan automaatiojärjestelmän kenttäkoteloa. Tämän jälkeen I/O-kaappi ja kenttäkotelo varustettiin riviliittimillä, joiden väliin asennettiin runkokaapeli. Kenttäkotelo kalustettiin vielä JAMK:lta saaduilla sekalaisilla kenttälaitteilla ja - instrumen-teilla.

Opinnäytetyön tuloksena saatiin Jyväskylän ammattikorkeakoululle toimiva harjoittelu- ja oppimisympäristö instrumenttisähkösuunnittelulle. Siinä voidaan hyvin aidon tuntuisesti mallintaa signaalien reitti kenttälaitteelta kenttäkoteloon ja edelleen runkokaapelin kautta automaatiojärjestelmään. Samalla nähdään havainnollisesti, mihin ristikytkentää tarvitaan, ja opitaan, miten erityyppisiä signaaleita kytketään erityyppisille I/O-järjestelmäkorteille.

Avainsanat (asiasanat)

Ristikytkentä, Metso ACN MIO I/O-yksikkö, ristikytkentälevy, kenttäkotelo, runkokaapeli Muut tiedot

Page 3: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

Description

Author(s)

Jormakka, Teijo Type of publication

Bachelor’s thesis Date

May 2018

Language of publication: Finnish

Number of pages

68 Permission for web publi-

cation: x

Title of publication

Design and implementation of training environment for instrument electrical engineer-ing Degree programme

Degree programme in Electrical and Automation Technology

Supervisor(s)

Kuisma Ari, Hytönen Vesa

Assigned by

JAMK University of Applied Sciences

Abstract

In industrial, factory- and production automation, data transmission based on voltage and current messages has traditionally been used for measurement and control signaling trans-mission. Today, however, there are numerous fast and digital data transfer solutions alongside them. However, these modern methods have not completely overruled the tra-ditional technology that is still being used and the expertise of which is still important. JAMK University of Applied Sciences has so far lacked a training and learning environment in which this traditional technique and the cross-signal field of the signals can be taught and practiced.

The purpose of this thesis was to design and carry out a training- and learning environment around the subject. The learning environment was carried out in the school automation class DP66, which already host Metso DNA automation system and a DNA01 I/O-cabinet. In addition to the I/O cabinet, a second enclosure was added to the classroom to model the field enclosure of the automation system. After that, the I/O-cabinet and field enclosure were equipped with terminal strips between which a trunk cable was installed. The field enclosure was also equipped with various field devices and instruments obtained from the school.

As a result of the thesis JAMK University of Applied Sciences now has a training and learn-ing environment for instrument electrical design. It can be very realistic to demonstrate the signal route from the field device to the field enclosure and further through the trunk cable to the automation system. At the same time, the needed cross-connect is seen and it can be learnt how different types of signals are connected to different types of system I/O-cards.

Keywords/tags (subjects)

Cross-connection, Metso ACN MIO I/O-device, cross-connection board, field enclosure, trunk cable Miscellaneous

Page 4: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

1

Sisältö

1 Johdanto ........................................................................................................ 6

2 Metso DNA CR -automaatiojärjestelmä ........................................................... 8

3 Jyväskylän ammattikorkeakoulun Metso DNA -järjestelmä ............................. 9

3.1 M-80 ja M-120 ACN I/O -yksiköt ................................................................. 9

3.2 IPS-teholähde ............................................................................................ 10

3.3 IBC-prosessiväyläohjain ............................................................................. 11

3.4 I/O-yksiköt ................................................................................................. 11

3.4.1 DI8P-yksikkö .......................................................................................... 11

3.4.2 DO8P-yksikkö ........................................................................................ 13

3.4.3 AI8-yksiköt ............................................................................................ 16

3.4.4 AO4-yksiköt ........................................................................................... 21

3.4.5 TI4-yksiköt ............................................................................................. 25

3.4.6 FI4-yksiköt ............................................................................................. 29

4 Ristikytkentälevyt ......................................................................................... 30

4.1 Ristikytkentälevyt kiertoliitosliittimillä, CXW ja XW .................................. 30

4.2 Ristikytkentälevyt jousivoimaliittimillä, CXS ja XS ..................................... 33

4.3 Ristikytkentälevy ruuviliittimillä, CXR ........................................................ 35

4.4 Yhteisen potentiaalin kytkentälevyt, CCS-, CCR- ja CCW-levyt ................. 36

4.5 Ristikytkentälevyt DI16P-yksikölle, FXIS ja FXIW ....................................... 38

4.5.1 Jousivoimakiinnitteinen FXIS-levy ........................................................ 38

4.5.2 Kiertoliitoskiinnitteinen FXIW-levy ....................................................... 39

4.6 Ristikytkentälevyt DO16P-yksikölle, FXOS ja FXOW .................................. 40

4.6.1 Jousivoimakiinnitteinen FXOS-levy ....................................................... 40

4.6.2 Kiertoliitoskiinnitteinen FXOW-levy ..................................................... 41

4.7 AXJ-liityntälevy .......................................................................................... 41

5 Kaapelit ........................................................................................................ 42

5.1 Kaapelityypit .............................................................................................. 42

Page 5: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

2

5.2 Kaapelien reititys ....................................................................................... 45

5.3 TE-maadoitus ja potentiaalintasaus .......................................................... 45

6 I/O-kaapit ja kenttäkotelot ........................................................................... 46

6.1 I/O-järjestelmäkaappi ................................................................................ 46

6.2 Kenttäkotelo .............................................................................................. 47

7 Harjoitusympäristön sunnittelu ja asennustyöt ............................................. 48

7.1 Asennuspaikka ja laitteet .......................................................................... 48

7.2 Harjoitusympäristön kenttäkotelo ............................................................ 49

7.3 Metso DNA01 I/O -järjestelmäkaappi ....................................................... 50

7.4 Harjoitusympäristön kenttälaitteet ........................................................... 52

7.5 Harjoitus- ja oppimisympäristön signaalien koestaminen ........................ 55

8 Instrumenttisähkösuunnittelun dokumentointi ............................................. 57

8.1 Dokumenttien merkitys ............................................................................. 57

8.2 Piirikaavio .................................................................................................. 57

8.3 Kokoonpanokuva ....................................................................................... 58

8.4 Kytkentäluettelo ........................................................................................ 58

8.5 I/O-luettelo ................................................................................................ 59

8.6 Kaapeliluettelo .......................................................................................... 59

8.7 Kilpiluettelo ............................................................................................... 59

8.8 Dokumenttiluettelo ................................................................................... 60

9 Johtopäätökset ja Pohdinta .......................................................................... 60

Lähteet ................................................................................................................ 62

Liitteet ................................................................................................................. 63

Liite 1. Kytkentäluettelo………………………………………………………………………………….. 63

Liite 2. I/O-luettelo…………………………………………………………………………………………. 65

Liite 3. Kaapeliluettelo……………………………………………………………………………………..66

Liite 4. Kilpiluettelo…………………………………………………………………………………………. 67

Liite 5. Dokumenttiluettelo………………………………………………………………………………68

Page 6: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

3

Kuviot

Kuvio 1. Metso DNA -verkon rakenne ............................................................................ 8

Kuvio 2. Metso DNA:n kehitysvaiheet ............................................................................ 9

Kuvio 3. Jyväskylän ammattikorkeakoulun ACN I/O-yksikkö ....................................... 10

Kuvio 4. DI8P-digitaalitulon I/O-yksikkö ....................................................................... 12

Kuvio 5. DI8P-digitaalitulon I/O-yksikön sisäinen kytkentä ......................................... 12

Kuvio 6. DO8P-digitaalilähdön I/O-yksikkö .................................................................. 14

Kuvio 7. DO8P-digitaalilähtö I/O-yksikön sisäinen kytkentä ........................................ 15

Kuvio 8. AI8-analogiatulo I/O-yksikkö .......................................................................... 17

Kuvio 9. AI8C I/O-yksikön sisäinen kytkentä ................................................................ 18

Kuvio 10. AI8C-yksikön jännitteen syötön valintakytkimet ......................................... 19

Kuvio 11. AI8V I/O-yksikön sisäinen kytkentä .............................................................. 20

Kuvio 12. AO4-analogialähtö I/O-yksikkö..................................................................... 22

Kuvio 13. AO4C ja AO4C50R I/O-yksiköiden sisäiset kytkennät................................... 23

Kuvio 14. AO4V I/O-yksikön sisäinen kytkentä ............................................................ 23

Kuvio 15. TI4 lämpötilanmittaus I/O-yksikkö ............................................................... 25

Kuvio 16. TI4W3 lämpötilanmittaus piirin tulopiiri ...................................................... 26

Kuvio 17. TI4W4 lämpötilanmittaus piirin tulopiiri ...................................................... 28

Kuvio 18. FI4 taajuus-/pulssitulo I/O-yksikkö ............................................................... 30

Kuvio 19. CXW-ristikytkentälevy .................................................................................. 31

Kuvio 20. XW-ristikytkentälevy .................................................................................... 32

Kuvio 21. Ristikytkentätyökalu, "räppilankatyökalu" ................................................... 32

Kuvio 22. Ristikytkentä CXW- ja XW-levyjen välillä ...................................................... 33

Kuvio 23. CXS-ristikytkentälevy .................................................................................... 34

Kuvio 24. XS-ristikytkentälevy ...................................................................................... 35

Kuvio 25. CXR-ristikytkentälevy .................................................................................... 36

Kuvio 26. CCS kytkentälevy .......................................................................................... 37

Kuvio 27. CCR-kytkentälevy .......................................................................................... 37

Kuvio 28. CCW-kytkentälevy ........................................................................................ 38

Kuvio 29. FXIS-kytkentälevy ......................................................................................... 39

Kuvio 30. FXIW-kytkentälevy ........................................................................................ 40

Kuvio 31. FXOS-kytkentälevy ........................................................................................ 40

Page 7: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

4

Kuvio 32. FXOW-kytkentälevy ...................................................................................... 41

Kuvio 33. AXJ-liityntälevy ............................................................................................. 42

Kuvio 34. Ristikytkennän/kaapeloinnin periaate ......................................................... 43

Kuvio 35. NOMAK-tyyppinen instrumentointikaapeli.................................................. 44

Kuvio 36. JAMAK-tyyppinen instrumentointikaapeli ................................................... 44

Kuvio 37. TE-maadoituksen periaatekuva .................................................................... 45

Kuvio 38. JAMK:n luokan DP66 I/O-kaappi .................................................................. 47

Kuvio 39. Esimerkkikuva kenttäkotelosta .................................................................... 48

Kuvio 40. I/O-järjestelmäkaapin jännitelähde ............................................................. 49

Kuvio 41. Wago 2002–3201-kolmikerrosriviliitin ......................................................... 50

Kuvio 42. Ristikytkentä CXR-levyn ja riviliitin ryhmän välillä ....................................... 51

Kuvio 43. Riviliitin ristikytkentä .................................................................................... 52

Kuvio 44. Laitteet kenttäkotelon sisällä ....................................................................... 53

Kuvio 45. Laitteet kenttäkotelon ovessa ja ympärillä .................................................. 54

Kuvio 46. Sovelluksen AI8 ja DI8 I/O-kortit .................................................................. 56

Kuvio 47. Sovelluksen AO4 ja DO8 I/O-kortit ............................................................... 56

Kuvio 48. Sovelluksen käyttöliittymä ........................................................................... 57

Taulukot

Taulukko 1. MB2-/MB8-asennusalustojen signaalien kytkentäjärjestys

DI8P-yksiköllä ............................................................................................ 13

Taulukko 2. CSX-, CXW- ja CXR-ristikytkentälevyjen kaapeliliittimien kytkentäjärjestys

DI8P-yksiköllä ............................................................................................ 13

Taulukko 3. FCS ja FCR liitinyksiköiden signaalien kytkentäjärjestys

DI8P-yksiköllä ............................................................................................ 13

Taulukko 4. MB2-/MB8-asennusalustojen signaalien kytkentäjärjestys

DO8P-yksiköllä ........................................................................................... 15

Taulukko 5. CSX-, CXW- ja CXR-ristikytkentälevyjen kaapeliliittimien kytkentäjärjestys

DO8P-yksiköllä ........................................................................................... 15

Taulukko 6. FCS ja FCR liitinyksiköiden signaalien kytkentäjärjestys

DO8P-yksiköllä ........................................................................................... 16

Page 8: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

5

Taulukko 7. MB2-/MB8-asennusalustojen signaalien kytkentäjärjestys

AI8C-yksiköllä............................................................................................. 18

Taulukko 8. CSX-, CXW- ja CXR-ristikytkentälevyjen kaapeliliittimien kytkentäjärjestys

AI8C-yksiköllä............................................................................................. 18

Taulukko 9. FCS ja FCR liitinyksiköiden signaalien kytkentäjärjestys

AI8C-yksiköllä............................................................................................. 19

Taulukko 10. MB2-/MB8-asennusalustojen signaalien kytkentäjärjestys

AI8V-yksiköllä ............................................................................................ 20

Taulukko 11. CSX-, CXW- ja CXR-ristikytkentälevyjen kaapeliliittimien

kytkentäjärjestys AI8V-yksiköllä ................................................................ 20

Taulukko 12. FCS ja FCR liitinyksiköiden signaalien kytkentäjärjestys

AI8V-yksiköllä ............................................................................................ 21

Taulukko 13. MB2-/MB8-asennusalustojen signaalien kytkentäjärjestys

AO4-yksiköllä ............................................................................................. 24

Taulukko 14. CSX-, CXW- ja CXR-ristikytkentälevyjen kaapeliliittimien

kytkentäjärjestys AO4-yksiköllä ................................................................ 24

Taulukko 15. FCS ja FCR liitinyksiköiden signaalien kytkentäjärjestys

AO4-yksiköllä ............................................................................................. 24

Taulukko 16. MB2-/MB8-asennusalustojen signaalien kytkentäjärjestys

TI4W3-yksiköllä ......................................................................................... 26

Taulukko 17. CSX-, CXW- ja CXR-ristikytkentälevyjen kaapeliliittimien

kytkentäjärjestys TI4W3-yksiköllä ............................................................. 26

Taulukko 18. FCS- ja FCR-liitinyksiköiden signaalien kytkentäjärjestys

TI4W3-yksiköllä ......................................................................................... 27

Taulukko 19. MB2-/MB8-asennusalustojen signaalien kytkentäjärjestys

TI4W4-yksiköllä ......................................................................................... 28

Taulukko 20. CSX-, CXW- ja CXR-ristikytkentälevyjen kaapeliliittimien

kytkentäjärjestys TI4W4-yksiköllä ............................................................. 28

Taulukko 21. FCS ja FCR liitinyksiköiden signaalien kytkentäjärjestys

TI4W4-yksiköllä ......................................................................................... 29

Taulukko 22. Harjoitus- ja oppimisympäristön kenttälaitteet ..................................... 55

Page 9: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

6

1 Johdanto

Teollisuudessa perinteisesti toteutetun tiedonsiirtotekniikan rinnalle on nykyisin

prosessinohjaukseen ja kenttälaitteiden hallintaan ja -mittaukseen tarjolla useita

digitaalisesti toteutettuja kenttäväylä- ja toimilaiteväyläratkaisuja. Tämä on tullut

tarpeelliseksi, kun nykyajan tekniikka on tuonut uusia toimintoja kenttälaitteisiin,

mikä puolestaan on lisännyt siirrettävän tiedon määrää ja vaadittavaa

tiedonsiirtonopeutta. Digitaalisesti toimiva kaksisuuntainen kenttäväylä mahdollistaa

täten suuren ja nopean tiedonsiirtomäärän ja kenttälaitteiden keskitetyn ohjaamisen

ja kontrolloimisen vähentäen samalla kaapeloinnin määrää.

Kenttäväyläratkaisuita edustavat mm. Profibus PA -, Fielbus-, Modbus- ja CAN

(Controller Area Network) -väylät. Toimilaite- ja anturiväyliä edustavat puolestaan

mm. ASi (AS Interface), ControlNet ja Profibus DP. (Sorsanen 2009, 5.)

Teollisuudessa on kuitenkin vielä paljon käytössä perinteisellä virta- ja jänniteteknii-

kalla toteutettuja automaatioratkaisuita ja myös uusia perinteisellä tekniikalla toteu-

tettuja järjestelmiä toimitetaan. Kaikki toimijat ole vielä siirtyneet väylätekniikkaan,

joten perinteisen tekniikan opiskeleminen on edelleen myös tärkeää.

Tässä opinnäytetyössä, joka tehtiin Jyväskylän Ammattikorkeakoululle, on keskitytty

automaatiossa ja instrumenttisähkösuunnittelussa käytettävään perinteiseen ristikyt-

kentään. Tarkoitus oli suunnitella ja toteuttaa kyseisen aiheen ympärille oppimisym-

päristö Jyväskylän Ammattikorkeakoululle. Oppimisympäristöä käytettäisiin lähinnä

automaation ja instrumenttisähkösuunnittelun kursseilla.

Harjoitteluympäristössä opiskelijat pystyvät harjoittelemaan perinteisen ristikytken-

nän tekemistä. Menetelmässä signaalit tuodaan kentältä ristikytkentätilaan joko yk-

sittäisillä kaapeleilla tai runkokaapeleilla.

Harjoitteluympäristössä saadaan käytännön tuntuma ja tietämys, mihin ristikytken-

tää tarvitaan, ja nähdään, minkälaisia Metson/Valmetin IO-kortteja on tarjolla ja mi-

ten ne eroavat toisistaan. Samalla opitaan myös, minkä tyyppisiä laitteita millekin

korttityypille voidaan kytkeä ja millaisia kytkentälevyjä on järjestelmään tarjolla.

Page 10: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

7

Opiskelijat oppivat samalla ristikytkentään liittyvien dokumenttien lukemista ja laati-

mista.

Opinnäytetyön tavoitteena oli myös suunnitella ja toteuttaa opiskelijoille harjoitus,

jonka avulla he pystyvät perehtymään MCS/DCS -ristikytkentään. Harjoitukseen mää-

ritellään erilaisia kytkentöjä, sekä kytkettävät laitteet, kaapelit, kaapelireitit, kytken-

täkotelon layout ja kytkentäluettelo. Opinnäytetyöhön kuului myös järjestelmän so-

vellussuunnittelu, asennustyöt ja lopuksi signaalien koestus.

Jyväskylän ammattikorkeakoululla on käytössä Metso DNA CR -automaatiojärjes-

telmä ja tämä opinnäytetyö on rajattu koskemaan vain sitä. JAMK:lla on toki myös

muiden valmistajien logiikoita, laitteita ja järjestelmiä. Myös nykyaikaiset digitaaliset

väyläratkaisut ovat JAMK:lla laajalti edustettuina.

Tämä opinnäytetyö on kehittämishanke-tyyppinen opinnäytetyö. Kehittämishanke-

tyyppisessä työssä pyritään parantamaan jotain jo olemassa olevaa järjestelmää tai

toimintaa ja pyritään tuomaan siihen jotain uusia palveluita ja ominaisuuksia. Tässä

työssä jatko kehitettiin JAMK:n jo olemassa olevaa Metso-automaatiojärjestelmää.

Työssä perehdyttiin Metso ACN I/O-yksiköihin, sekä niiden ominaisuuksiin ja toimin-

taan. Tämän jälkeen oli vuorossa kenttäkotelon paikan ja kalustuksen suunnittelemi-

nen, hankkiminen ja johdottaminen luokan DP66 automaatiojärjestelmään.

Tiedon hankkimiseen käytettiin Metson aiheeseen liittyviä laite-esitteitä ja -käyttöoh-

jeita. Tietoa aiheeseen haettiin myös internetistä. Lisäksi olen käynyt keskusteluita

asiaan liittyen nykyisessä työyhteisössäni Elomaticilla ja Valmetilla.

Page 11: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

8

2 Metso DNA CR -automaatiojärjestelmä

Jyväskylän ammattikorkeakoululla on käytössä Metso DNA -automaatiojärjestelmä

(Nykyisin Valmet DNA). Se on automaatio- ja informaatiojärjestelmä, jonka avulla on

mahdollista hoitaa kaikki prosessi-, koneen ja moottorinohjaukset, samoin kuin laa-

tuun ja optimointiin liittyvät ohjaukset samalla järjestelmäalustalla. Myös turvallisuu-

teen ja kunnossapitoon liittyvät sovellukset, mm. mekaanisen värähtelyn valvonta ja

muiden älykkäiden kenttälaitteiden hallinta, onnistuvat järjestelmällä. (Valmet DNA

Suunnittelukurssi 2015.)

Järjestelmän etuja ovat yksi käyttöliittymä, historiatietokannat ja trenditys, ei myös-

kään tarvita järjestelmien välisiä linkkejä ja järjestelmä on myös helposti päivitettä-

vissä. Metso DNA on myös helposti skaalautuva järjestelmä, joten se sopii hyvin niin

pieneksi järjestelmäksi kuin koko tehtaan laajuiseksi järjestelmäksi (ks. kuvio 23).

Kuvio 1. Metso DNA -verkon rakenne (Valmet DNA Suunnittelukurssi 2015)

Vuonna 2006 julkaistu Metson DNA CR -automaatiojärjestelmä pohjautuu vuonna

2000 julkaistuun ensimmäiseen DNA -automaatiojärjestelmään. Metso DNA:ta

edeltänyt järjestelmä oli nimeltään Damatic, josta ensimmäinen versio, ”Damatic

Classic”, julkaistiin vuonna 1979. Kuvio 2 osoittaa Metso DNA -

Page 12: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

9

automaatiojärjestelmien kehitysvaiheet ja yhteensopivuudet vuosikymmenten

saatossa.

Kuvio 2. Metso DNA:n kehitysvaiheet (Valmet DNA suunnittelukurssi 2015)

3 Jyväskylän ammattikorkeakoulun Metso DNA -järjestelmä

3.1 M-80 ja M-120 ACN I/O -yksiköt

Jyväskylän ammattikorkeakoulun (JAMK) luokan DB66 Metso DNA -automaatiojärjes-

telmän (ks. kuvio 3) I/O-ryhmä koostuu IPS-teholähteestä, IBC-väyläohjaimesta ja

ACN I/O -korteista. ACN I/O -yksiköitä on tarjolla kahta sarjaa, M80- ja M-120 sarja.

M80-sarjan I/O-kortit ovat tarkoitettu matalan virta- ja jännitetason mittaamiseen

samoin kuin taajuus- ja lämpötilamittauksiin. Sarja soveltuu sekä keskitettyihin että

hajautettuihin sovelluksiin. M80-sarjan I/O-yksiköiden korkeus on 80 mm. (Valmet

DNA peruskurssi 2015.)

Silloin kun tarvitaan kahdennettua järjestelmää, korkeita erotusjännitteitä, galvaa-

nista erotusta tai 115–240 VAC tuloihin tai lähtöihin ilman erillisiä releitä, käytetään

M120-sarjan ACN I/O:ta. M120-sarjan korkeus on 120 mm ja molempien sarjojen

I/O:t kiinnitetään DIN-kiskoon. Niitä ei voi kuitenkaan kytkeä keskenään, vaan ne

asennetaan omiin erillisiin I/O-ryhmiin. (Valmet DNA peruskurssi 2015.)

M80-sarja, jota JAMK:n sarja edustaa, kytketään MB8-asennusalustalle, ja siihen

mahtuu kahdeksan I/O-yksikköä. Yhteen ACN I/O -Ethernet kenttäväylään voi kytkeä

Page 13: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

10

maksimissaan 16 IBC-väyläohjainta ja vastaavasti yhteen väyläohjaimeen voidaan

kytkeä enimmillään 16 I/O-yksikköä, joissa kussakin on 8 kanavaa, joten tällaisen

kokoonpanon maksimi I/O-määrä on 2048. JAMK:n ACN I/O -ryhmä (ks.kuvio 3)

koostuu yhdestä 8 kappaleen I/O-korttiryhmästä. Siinä on kaksi DI8P-, DO8P- ja

AO4C-I/O-korttia sekä yksi AI8C- ja yksi TI4-I/O-kortti.

Kuvio 3. Jyväskylän ammattikorkeakoulun ACN I/O-yksikkö

3.2 IPS-teholähde

Teholähde muodostaa käyttöjännitteen IBC-väyläohjaimen ja I/O-korttiyksiköiden vä-

lille. Siina olevalla käyttökytkimellä voidaan jännite kytkeä I/O-yksiköille päälle ja

pois. Teholähteessä olevat merkkivalot kertovat laitteen tilasta. IN-merkkivalon pala-

essa vihreänä on laitteen syöttöjännite kunnossa. Kun lähtöjännite on kunnossa, pa-

laa 24V:n merkkivalo vihreänä. Myös 5 V:n lähtöjännitteelle on oma valonsa samoin

kuin vikatilalle, F-merkkivalo, joka palaa punaisena, jos jokin edellä mainituista jännit-

teistä ei ole kunnossa.

Teholähteessä on myös lämpötilanmittaus, joka valvoo teholähteen kotelon sisäläm-

pötilaa, ettei se nouse liian korkealle. Samoin teholähteessä on kenttäjännitetason

Page 14: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

11

valvonta, joka antaa ilmoituksen, jos jännite putoaa alle 15 V DC:n. (Tehonsyöttöyksi-

köt 2011, 4.)

3.3 IBC-prosessiväyläohjain

IBC-prosessiväyläohjain yhdistää prosessinohjauspalvelimen (PCS) ja I/O-yksiköt toi-

siinsa käyttäen Ethernet-liityntää prosessinohjainpalvelimen kenttäväyläohjaimeen.

I/O-yksiköt puolestaan yhdistyvät IBC:n kanssa asynkronisen sarjaväylän kautta. (Väy-

läliityntäyksiköt 2011, 1.)

3.4 I/O-yksiköt

Tärkeässä roolissa automaatiojärjestelmissä ovat I/O-yksiköt (input/output). Ne toi-

mivat välikappaleena kenttälaitteiden ja automaatiojärjestelmän välillä. Niillä voi-

daan lukea (input) kenttälaitteiden toimintaa ja tilatietoja ja vastaavasti ohjata (out-

put) kenttälaitteita. Yleisimmät I/O-yksiköt ovat analogia input (AI), analogia output

(AO), digital input (DI) ja digitali output (DO). (Kastell 2010, 8.)

3.4.1 DI8P-yksikkö

DI8P (ks. kuvio 4) on digitaalituloyksikkö, jossa on kahdeksan kanavaa. Sitä käytetään

kosketintietojen, kaksijohdinkytkentäisten lähestymiskytkinten ja PNP-tyyppisten

kytkinten lukemiseen. Yksikkö sisältää myös kanavakohtaisen 40 mA virtarajoitetun

jännitesyötön. Lisäksi siinä on merkkivalot kaikille kanaville (0-7). Kanavan tulon ol-

lessa tilassa ”1” merkkivalo palaa keltaisena. (ACN I/O -yksiköt, M80-sarja 2011, 145.)

I/O-yksikön kotelon rakenne on seuraava:

Kotelon koko on: 95 mm x 24 mm x 95 mm [K x L x S].

Kotelon paino on 90 g.

Myös muiden M80-sarjan I/O-yksiköiden koteloiden koko on edellä mainittu koko.

Page 15: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

12

Kuvio 4. DI8P-digitaalitulon I/O-yksikkö (ACN I/O -yksiköt, M80-sarja 2011, 151.)

Kuviossa 5 on esitetty tulopiirin rakenne ja logiikan periaate. Kuviossa Channel 0 ku-

vaa kentän puolta ja State-logiikalle menevää tilatietoa.

Kuvio 5. DI8P-digitaalitulon I/O-yksikön sisäinen kytkentä (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 148.)

Käytettäessä MB2- ja MB8-asennusalustoja lattakaapeliliittimellä on signaalien kyt-

kentäjärjestys taulukon 1 mukainen.

Page 16: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

13

Taulukko 1. MB2-/MB8-asennusalustojen signaalien kytkentäjärjestys DI8P-yksiköllä (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 148.)

Käytettäessä CXS-, CXW- ja CXR-ristikytkentälevyjä on kaapeliliittimien signaalien kyt-

kentäjärjestys taulukon 2 mukainen.

Taulukko 2. CSX-, CXW- ja CXR-ristikytkentälevyjen kaapeliliittimien kytkentäjärjestys DI8P-yksiköllä (ACN I/O -yksiköt, M80-sarja 2011, 148.)

Kun käytetään MB2- tai MB8-asennusalustojen liitinyksiköitä FCS ja FCR on signaalien

kytkentäjärjestys taulukon 3 mukainen.

Taulukko 3. FCS ja FCR liitinyksiköiden signaalien kytkentäjärjestys DI8P-yksiköllä (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 148.)

3.4.2 DO8P-yksikkö

D08P (ks. kuvio 6) on digitaalilähtöyksikkö, jossa on kahdeksan kanavaa. Sillä ohja-

taan PNP-tyyppisiä magneettiventtiileitä, merkkilamppuja ja välireleiden avulla myös

Page 17: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

14

moottoreita ja venttiileitä. Yksikkö sisältää myös kanavakohtaisen 200 mA virtarajoi-

tetun jännitesyötön. Lisäksi siinä on merkkivalot kaikille kanaville (0-7). Kanavan läh-

dön ollessa tilassa ”1” merkkivalo palaa keltaisena. (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja

2011, 191.)

Kuvio 6. DO8P-digitaalilähdön I/O-yksikkö (ACN I/O -yksiköt, M80-sarja 2011, 196.)

Kuviossa 7 on esitetty DO8P-digitaalilähdön lähtöpiirin toimintaperiaate.

Page 18: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

15

Kuvio 7. DO8P-digitaalilähtö I/O-yksikön sisäinen kytkentä (ACN I/O -yksiköt, M80-sarja 2011, 193.)

Käytettäessä MB2- ja MB8-asennusalustoja lattakaapeliliittimellä on signaalien kyt-

kentäjärjestys taulukon 4 mukainen.

Taulukko 4. MB2-/MB8-asennusalustojen signaalien kytkentäjärjestys DO8P-yksiköllä (ACN I/O -yksiköt, M80-sarja 2011, 193.)

Käytettäessä CXS-, CXW- ja CXR-ristikytkentälevyjä on kaapeliliittimien signaalien kyt-

kentäjärjestys taulukon 5 mukainen.

Taulukko 5. CSX-, CXW- ja CXR-ristikytkentälevyjen kaapeliliittimien kytkentäjärjestys DO8P-yksiköllä (ACN I/O -yksiköt, M80-sarja 2011, 193.)

Page 19: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

16

Kun käytetään MB2- tai MB8-asennusalustojen liitinyksiköitä FCS ja FCR on signaalien

kytkentäjärjestys taulukon 6 mukainen.

Taulukko 6. FCS ja FCR liitinyksiköiden signaalien kytkentäjärjestys DO8P-yksiköllä (ACN I/O -yksiköt, M80-sarja 2011, 193.)

3.4.3 AI8-yksiköt

AI8-yksiköt (ks. kuvio 8) ovat analogiatuloyksiköitä, joissa on kahdeksan kanavaa.

AI8C-yksikkö on tarkoitettu 0/4…20 mA virtaviestien mittaamiseen ja AI8V-yksikkö

0/2…10 V jänniteviestien mittaamiseen. AI8H-yksikkö on myös tarkoitettu 0/4…20

mA virtaviestien mittaamiseen ja siinä on lisäksi HART-standardin mukainen kommu-

nikointiliityntä tulokanaville.

AI8C- ja AI8H-yksiköissä on jokaiselle kanavalle oma itsenäinen tehonsyöttö ja ne

myös rajoittavat syöttövirtaa ja valvovat syöttöjännitettä. AI8V-yksikössä ei ole virta-

syöttöä lähettimelle ja sen tähden se soveltuu vain aktiivisen lähettimen kytkentään.

Kaikissa AI8-yksiköissä mittausalue valitaan ja normalisoidaan ohjelmallisesti ja tule-

ville viesteille suoritetaan analoginen RF- ja alipäästösuodatus sekä myös ohjelmalli-

nen digitaalinen suodatus. Lisäksi kaikki AI8-yksiköt valvovat kenttäpiirin oikosulkua

ja katkosta, sekä myös mittausalueen ylitystä ja alitusta. (ACN I/O – yksiköt, M80-

sarja 2011, 1.)

Lisäksi kaikilla AI8-yksiköillä on kahdeksan punaista merkkivaloa, kanaville 0..7. Merk-

kivalo palaa jatkuvasti punaisena, kun kanavan kenttäpiirissä on oikosulku tai katkos.

Kun kanavan mittausalueen ala- tai yläraja on ylitetty, valo vilkkuu punaisena 3 Hz:n

Page 20: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

17

taajuudella. AI8H-yksikössä HART-kommunikointikanavan ollessa käynnissä merkki-

valo palaa keltaisena.

Kuvio 8. AI8-analogiatulo I/O-yksikkö (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 8.)

Kuviossa 9 on esitetty AI8C-yksikön tulopiirin sisäinen kytkentä. Kanavissa 0…3 FP on

kiinteästi VS eli kanaville syötetään käyttöjännite. Kanavissa 4…7 FP voidaan valita

VS:ksi tai COM:ksi eli voidaan valita syötetäänkö käyttöjännite vai ei. Tehdasasetuk-

sena on, että käyttöjännite syötetään kaikille kanaville. (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja

2011, 7.)

Page 21: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

18

Kuvio 9. AI8C I/O-yksikön sisäinen kytkentä (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 3.)

Käytettäessä MB2- ja MB8-asennusalustoja lattakaapeliliittimellä on signaalien kyt-

kentäjärjestys taulukon 7 mukainen.

Taulukko 7. MB2-/MB8-asennusalustojen signaalien kytkentäjärjestys AI8C-yksiköllä (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 3.)

Käytettäessä CXS-, CXW- ja CXR-ristikytkentälevyjä on kaapeliliittimien signaalien kyt-

kentäjärjestys taulukon 8 mukainen.

Taulukko 8. CSX-, CXW- ja CXR-ristikytkentälevyjen kaapeliliittimien kytkentäjärjestys AI8C-yksiköllä (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 3.)

Kun käytetään MB2- tai MB8-asennusalustojen liitinyksiköitä FCS ja FCR on signaalien

kytkentäjärjestys taulukon 9 mukainen.

Page 22: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

19

Taulukko 9. FCS ja FCR liitinyksiköiden signaalien kytkentäjärjestys AI8C-yksiköllä (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 3.)

Kuviossa 10 on esitetty AI8C-yksikön valintakytkimet, joilla voidaan valita syöte-

täänkö käyttöjännite kanaville 4…7. Tehdasasetuksena on, että käyttöjännite syöte-

tään kaikille kanaville. AI8V-yksikössä ei ole valintakytkimiä.

Kuvio 10. AI8C-yksikön jännitteen syötön valintakytkimet (ACN I/O – yksiköt, M80-

sarja 2011, 7.)

AI8V-yksikön, missä ei ole käyttöjännitteen syöttöä, sisäinen kytkentä on näytetty ku-

viossa 11. Yksikkö soveltuu ainoastaan aktiivisen lähettimen kytkentään.

Page 23: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

20

Kuvio 11. AI8V I/O-yksikön sisäinen kytkentä (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 4.)

Käytettäessä MB2- ja MB8-asennusalustoja lattakaapeliliittimellä on signaalien kyt-

kentäjärjestys taulukon 10 mukainen.

Taulukko 10. MB2-/MB8-asennusalustojen signaalien kytkentäjärjestys AI8V-yksiköllä (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 4.)

Käytettäessä CXS-, CXW- ja CXR-ristikytkentälevyjä on kaapeliliittimien signaalien kyt-

kentäjärjestys taulukon 11 mukainen.

Taulukko 11. CSX-, CXW- ja CXR-ristikytkentälevyjen kaapeliliittimien kytkentäjärjes-tys AI8V-yksiköllä (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 4.)

MB2- ja MB8-asennusalustojen liitinyksiköistä löytyy kaksi eri versiota. FCx-yksiköillä

FCS S446105 ja FCR S446106 ja niiden kytkentäjärjestys on taulukon 12 mukainen.

Page 24: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

21

Taulukko 12. FCS ja FCR liitinyksiköiden signaalien kytkentäjärjestys AI8V-yksiköllä (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 4.)

3.4.4 AO4-yksiköt

AO4-yksiköt (ks. kuvio 12) ovat nelikanavaisia analogialähtö I/O-yksiköitä. Niillä anne-

taan virta- ja jänniteviestejä, kun halutaan ohjata erilaisia toimilaitteita ja analo-

giasäätimiä.

Yksiköillä AO4C ja AO4C50R annetaan 0/4…20 mA virtaviestejä. Erona näillä kahdella

yksiköllä on kanavien kenttäpiirien sisäinen resistanssi, joka yksiköllä AO4C on 0

ohmia ja yksiköllä AO4C50R 50 ohmia. Yksiköllä AO4V annetaan 0/2…10 V:n jännite-

viestejä. (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 75.)

Lisäksi kaikilla AO4-yksiköillä on neljä punaista merkkilamppua, kanavat 0…3. Jos vir-

talähdöllä linjan resistanssi on liian pieni tai jos jännitelähdöllä lähtevä jännite on alle

90 % asetellusta, palaa merkkivalo jatkuvasti. Vastaavasti jos virtalähdöllä linjan resis-

tanssi on liian suuri tai jos jännitelähdöllä lähtevä jännite on yli 110 % asetellusta,

vilkkuu merkkivalo 3 Hz:n taajuudella. (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 81.)

Page 25: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

22

Kuvio 12. AO4-analogialähtö I/O-yksikkö (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 81.)

Kuviossa 13 on esitetty yksiköiden AO4C ja AO4C50R sisäinen kytkentä (lähtöpiiri) ja

kuviossa 14 yksikön AO4V sisäinen kytkentä (lähtöpiiri).

Page 26: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

23

Kuvio 13. AO4C ja AO4C50R I/O-yksiköiden sisäiset kytkennät (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 77.)

Kuvio 14. AO4V I/O-yksikön sisäinen kytkentä (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 77.)

Käytettäessä MB2- ja MB8-asennusalustoja lattakaapeliliittimellä on signaalien kyt-

kentäjärjestys taulukon 13 mukainen.

Page 27: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

24

Taulukko 13. MB2-/MB8-asennusalustojen signaalien kytkentäjärjestys AO4-yksiköllä (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 78.)

Käytettäessä CXS-, CXW- ja CXR-ristikytkentälevyjä on kaapeliliittimien signaalien kyt-

kentäjärjestys taulukon 14 mukainen.

Taulukko 14. CSX-, CXW- ja CXR-ristikytkentälevyjen kaapeliliittimien kytkentäjärjes-tys AO4-yksiköllä (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 78.)

Kun käytetään MB2- tai MB8-asennusalustojen liitinyksiköitä FCS ja FCR on signaalien

kytkentäjärjestys taulukon 15 mukainen.

Taulukko 15. FCS ja FCR liitinyksiköiden signaalien kytkentäjärjestys AO4-yksiköllä (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 78.)

Page 28: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

25

3.4.5 TI4-yksiköt

PT-100-antureille soveltuvia lämpötilanmittausyksiköitä ovat nelikanavaiset TI4-

lämpötilanmittausyksiköt (ks. kuvio 15). Niitä on kahta eri mallia, kolmijohdinmit-

tauksissa käytettävä TI4W3, sekä nelijohdinmittauksissa käytettävä TI4W4. (ACN I/O -

yksiköt, M80-sarja 2011, 267.)

Erona näillä yksiköillä on johdinmäärän lisäksi se, että TI4W3-yksikkö korjaa kolmijoh-

dinkytkennässä mittausjohtimien resistanssista johtuvan virheen sisäisesti. Virheen-

korjaus perustuu yksikön olettamukseen siitä, että kaikki kolme johdinta ovat ominai-

suuksiltaan samanlaiset. Nelijohdinmittauksessa korjausta ei tarvita, koska siinä mit-

tausjohdinresistanssi ei vaikuta mittaustulokseen. Nimellismittausalue yksiköillä on -

50…+400 o C. (ACN I/O -yksiköt, M80-sarja 2011, 267.)

Lämpötilanmittausyksiköillä on myös punaiset ja keltaiset merkkivalot kaikille kana-

ville. Keltainen merkkivalo OF0…OF3 palaa jatkuvasti, kun kyseisen kanavan mittaus-

alueen ala- tai ylähälytysraja on ylitetty. Punainen merkkivalo LO0…LO3 puolestaan

palaa jatkuvasti punaisena, jos jonkin kanavan kenttäpiirissä on katkos.

Kuvio 15. TI4 lämpötilanmittaus I/O-yksikkö (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 274.)

Kuviossa 16 on esitetty yksikön TI4W3 sisäinen kytkentä (tulopiiri).

Page 29: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

26

Kuvio 16. TI4W3 lämpötilanmittaus piirin tulopiiri (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 269.)

Käytettäessä MB2- ja MB8-asennusalustoja lattakaapeliliittimellä on signaalien kyt-

kentäjärjestys taulukon 16 mukainen.

Taulukko 16. MB2-/MB8-asennusalustojen signaalien kytkentäjärjestys TI4W3-yksiköllä (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 269.)

Käytettäessä CXS-, CXW- ja CXR-ristikytkentälevyjä on kaapeliliittimien signaalien kyt-

kentäjärjestys taulukon 17 mukainen.

Taulukko 17. CSX-, CXW- ja CXR-ristikytkentälevyjen kaapeliliittimien kytkentäjärjes-tys TI4W3-yksiköllä (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 270.)

Kun käytetään MB2- tai MB8-asennusalustojen liitinyksiköitä FCS ja FCR on signaalien

kytkentäjärjestys taulukon 18 mukainen.

Page 30: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

27

Taulukko 18. FCS- ja FCR-liitinyksiköiden signaalien kytkentäjärjestys TI4W3-yksiköllä (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 270.)

Jos mittausjohtimilla + ja COM on kenttäkaapelissa eri resistanssit, tästä johtuva

virhe voidaan laskea kaavalla

(RCOM – R+) * 2,64 = Virheen suuruus [oC]

Kaavassa R+ tarkoittaa + -johtimen resistanssia ja RCOM COM-johtimen resistanssia

kenttäkaapelissa. Korjatun mittaustuloksen saamiseksi saatu virhe lisätään etumerk-

keineen saatuun mittaustulokseen. (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 270.)

Kuviossa 17 on esitetty yksikön TI4W4 sisäinen kytkentä (tulopiiri).

Page 31: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

28

Kuvio 17. TI4W4 lämpötilanmittaus piirin tulopiiri (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 271.)

Käytettäessä MB2- ja MB8-asennusalustoja lattakaapeliliittimellä on signaalien kyt-

kentäjärjestys taulukon 19 mukainen.

Taulukko 19. MB2-/MB8-asennusalustojen signaalien kytkentäjärjestys TI4W4-yksiköllä (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 271.)

Käytettäessä CXS-, CXW- ja CXR-ristikytkentälevyjä on kaapeliliittimien signaalien kyt-

kentäjärjestys taulukon 20 mukainen.

Taulukko 20. CSX-, CXW- ja CXR-ristikytkentälevyjen kaapeliliittimien kytkentäjärjes-tys TI4W4-yksiköllä (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 271.)

Page 32: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

29

Kun käytetään MB2- tai MB8-asennusalustojen liitinyksiköitä FCS ja FCR on signaalien

kytkentäjärjestys taulukon 21 mukainen.

Taulukko 21. FCS ja FCR liitinyksiköiden signaalien kytkentäjärjestys TI4W4-yksiköllä (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 271.)

3.4.6 FI4-yksiköt

FI4-yksiköt (ks. kuvio 18) ovat taajuus- ja pulssituloyksiköitä, joissa on neljä kanavaa.

Lisäksi yksiköissä on myös SSI-tulot.

FI4V-yksikkö on varustettu +24 V:n jännitesyötöllä ja siinä on neljä P-tyypin pulssitu-

lokanavaa. Yksikössä FI4S5 on puolestaan neljä RS-422-pulssitulokanavaa tai vaihto-

ehtoisesti kaksi SSI-kanavaa. Kaksi kanavaa sisältää +5 V:n anturisyötön. Yksikössä

FI4S24 on muuten samat ominaisuudet kuin FI4S5-yksikössä, mutta sen anturisyöttö

on +24 V:n suuruinen. Kaikkien yksiköiden neljä pulssitulokanavaa voidaan lisäksi

konfiguroida kahdeksi kvadratuurikanavaksi. (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011,

241.)

Koska JAMK:n I/O-kokoonpano ei sisällä FI4-yksikköä, tässä työssä ei perehdytä sen

toimintaan tämän enempää. Lisää tietoa kyseisistä yksiköistä saa tarvittaessa Met-

son/Valmetin ACN I/O -yksiköt, M80-sarjan esitteestä.

Page 33: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

30

Kuvio 18. FI4 taajuus-/pulssitulo I/O-yksikkö (ACN I/O -yksiköt, M80-sarja 2011, 257.)

4 Ristikytkentälevyt

Ristikytkentälevyt ovat paljaita koteloimattomia piirilevyjä. Ristikytkentälevyjen

avulla I/O-kaapissa olevat I/O-korttien signaalit kytketään kentältä tuleviin runkokaa-

peleihin ja käytettävä ristikytkentälevytyyppi valitaan käytettävän I/O-yksikön perus-

teella. (ACN Ristikytkentälevyt, M80-sarja 2011, 1.) Seuraavassa on esitelty M80-sar-

jan ristikytkentälevyt.

4.1 Ristikytkentälevyt kiertoliitosliittimillä, CXW ja XW

Asennusalustoilta MB2 tai MB8 liitytään CXW-ristikytkentälevyyn (ks. kuvio 19) 16

napaisella lattakaapelilla. CXW-ristikytkentälevyssä on puolestaan liittimet kahdek-

salle lattakaapelille, jotka on numeroitu X1…X8 ja kahdeksan kiertoliitosliitintä nume-

roituna X11…X18.

Page 34: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

31

CXW-levyn lattakaapeliliitin X1 kytkeytyy saman levyn kiertoliitosliittimeen X11, latta-

kaapeliliitin X2 kiertoliitosliittimeen X12 ja niin edelleen. Levyllä saman numeroiset

nastat kytkeytyvät toisiinsa.

Varsinainen ristikytkentä tapahtuu CXW-levyn kiertoliitosliittimistä X11…X18 XW-

levyn (ks. kuvio 20) kiertoliitosliittimiin X1…X8 ja X11…X18. Se tehdään käyttäen risti-

kytkentätyökalua (ks. kuvio 21) ja ristikytkentälankaa (”räppilankaa”). Runkokaapelit

kytketään XW-levyn liittimiin XW n ja XW n+1. Käytettävän johtimen poikkipinta-ala

voi olla enintään 1,5 mm2. (ACN Ristikytkentälevyt, M80-sarja 2011, 5-7.)

Kuvio 19. CXW-ristikytkentälevy (ACN Ristikytkentälevyt, M80-sarja 2011, 6.)

Page 35: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

32

Kuvio 20. XW-ristikytkentälevy (ACN Ristikytkentälevyt, M80-sarja 2011, 7.)

Kuvio 21. Ristikytkentätyökalu, "räppilankatyökalu"

Kuviossa 22 on kuvattuna ristikytkentä CXW-levyjen kiertoliitosliittimistä XW-levyjen

kiertoliitosliittimiin. Kuvion vasemmassa reunassa I/O-yksiköiltä tulevat 16-napaiset

Page 36: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

33

lattakaapelit kytkeytyvät CXW-levyjen liittimiin. Varsinainen ristikytkentä CXW-

levyjen kiertoliitosliittimistä XW-levyjen kiertoliitosliittimiin näkyy keskellä tehtynä

mustilla ”räppilangoilla”. Kuviossa oikealla oleviin XW-levyihin on vielä tässä vai-

heessa runkokaapelit kytkemättä.

Kuvio 22. Ristikytkentä CXW- ja XW-levyjen välillä

4.2 Ristikytkentälevyt jousivoimaliittimillä, CXS ja XS

Asennusalustoilta MB2 tai MB8 liitytään CXS-ristikytkentälevyyn (ks. kuvio 23) 16-na-

paisella lattakaapelilla. CXS-ristikytkentälevyssä on puolestaan liittimet kahdeksalle

lattakaapelille, jotka on numeroitu X1…X8 ja kahdeksan jousivoimaliitintä numeroi-

tuna X11…X18.

CXS-levyn lattakaapeliliitin X1 kytkeytyy saman levyn jousivoimaliittimeen X11, latta-

kaapeliliitin X2 jousivoimaliittimeen X12 ja niin edelleen. Levyllä saman numeroiset

nastat kytkeytyvät toisiinsa.

Page 37: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

34

Varsinainen ristikytkentä tapahtuu CXS-levyn jousivoimaliittimistä X11…X18 XS-levyn

(ks. kuvio 24) jousivoimaliittimiin X1…X8. Käytettävän ristikytkentäjohtimen poikki-

pinta-ala voi olla enintään 0,5 mm2. Runkokaapelit kytketään XS-levyn liittimiin XS n

ja XS n+1 ja käytettävän johtimen poikkipinta-ala voi olla enintään 1,5 mm2. (ACN Ris-

tikytkentälevyt, M80-sarja 2011, 3-4.)

Kuvio 23. CXS-ristikytkentälevy (ACN Ristikytkentälevyt, M80-sarja 2011, 3.)

Page 38: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

35

Kuvio 24. XS-ristikytkentälevy (ACN Ristikytkentälevyt, M80-sarja 2011, 4.)

4.3 Ristikytkentälevy ruuviliittimillä, CXR

Kun halutaan käyttää ristikytkentälevyä, johon ristikytkentäkaapelit tai suoraan ken-

tälle menevät runkokaapelit kiinnitetään ruuviliittimille, valitaan CXR-

ristikytkentälevy (ks. kuvio 25). Asennusalustoilta MB2 tai MB8 siihen liitytään 16-na-

paisella lattakaapelilla (X1…X8).

Levyn ruuviliittimiin X11…X18 kytketään ristikytkentäkaapelit tai suoraan kentälle

menevät runkokaapelit. Levyn oikeassa laidassa olevien TE-liittimien avulla voidaan

runkokaapelien suojavaipat maadoittaa ja ketjuttaa. (ACN Ristikytkentälevyt, M80-

sarja 2011, 12.)

Page 39: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

36

Kuvio 25. CXR-ristikytkentälevy (ACN Ristikytkentälevyt, M80-sarja 2011, 12.)

4.4 Yhteisen potentiaalin kytkentälevyt, CCS-, CCR- ja CCW-levyt

Kun tarvitaan yhteisen potentiaalin kytkentälevyjä, käytetään T35-asennuskiskoon

asennettavia CCS-, CCR- ja CCW-kytkentälevyjä. CCS-levy (ks. kuvio 26) on varustettu

jousivoimalukitteisilla liittimillä ja CCR-levy (ks. kuvio 27) ruuvilukitteisilla liittimillä.

Molemmissa kytkettävän johtimen poikkipinta-ala saa olla enintään 1,5 mm2.

CCW-levyllä (ks. kuvio 28) on kiertoliitosliittimet. Kaikissa levyissä liittimiä X1 ja X2

käytetään kentältä tulevien I/O-signaalien/potentiaalien kytkemiseen. Levyjen liitti-

miin X3 ja X4 tuodaan jaettava signaali/potentiaali ja niitä käytetään myös useam-

pien yksiköiden ketjuttamiseen yhteen. Kaikissa levyissä kaikki liitinnastat on galvaa-

nisesti kytketty toisiinsa. (ACN Ristikytkentälevyt, M80-sarja 2011, 13–14.)

Page 40: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

37

Kuvio 26. CCS kytkentälevy (ACN Ristikytkentälevyt, M80-sarja 2011, 13.)

Kuvio 27. CCR-kytkentälevy (ACN Ristikytkentälevyt, M80-sarja 2011, 14.)

Page 41: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

38

Kuvio 28. CCW-kytkentälevy (ACN Ristikytkentälevyt, M80-sarja 2011, 14.)

4.5 Ristikytkentälevyt DI16P-yksikölle, FXIS ja FXIW

4.5.1 Jousivoimakiinnitteinen FXIS-levy

FXIS-levyn liittimissä (ks. kuvio 29) X3…X6 on jännitesyöttö 64 kenttäpiirille. Jänni-

tesyötöt on myös virtarajoitettu 160 mA:n nimellissyöttövirralle ja 200 mA:n oikosul-

kurajalle neljän lähdön ryhmissä. Jos oikosulkuraja ylittyy, saadaan siitä potentiaaliva-

paa kytkintieto liittimeltä X2 ja myös visuaalinen tieto merkkivalolla.

Jousilukitteisiin liittimiin X3…X6 kytketään riviliittimille menevät ristikytkentäjohtimet

tai suoraan kentälle menevät kenttäkaapelit. Kytkettävien johtimien poikkipinta-ala

saa olla enintään 0,5 mm2. FXIS-levyn käyttöjännite on +18…+30 VDC joka kytketään

liittimeen X1 seuraavasti: nastaan 1 kytketään 0 V ja nastaan 2 kytketään +18…+30

VDC. Liittimien X3…X6 kentän jännitesyöttöryhmät ovat seuraavat: nastat 1…4 jänni-

tesyöttöryhmä 1, nastat 5…8 jännitesyöttöryhmä 2, nastat 9…12 jännitesyöttöryhmä

3 ja nastat 13…16 jännitesyöttöryhmä 4. (ACN Ristikytkentälevyt, M80-sarja 2011, 8.)

Page 42: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

39

Kuvio 29. FXIS-kytkentälevy (ACN Ristikytkentälevyt, M80-sarja 2011, 8.)

4.5.2 Kiertoliitoskiinnitteinen FXIW-levy

FXIW-levyn liittimissä (ks. kuvio 30) X3…X4 on myös jännitesyöttö 64 kenttäpiirille.

Jännitesyötöt on myös virtarajoitettu 160 mA:n nimellissyöttövirralle ja 200 mA:n oi-

kosulkurajalle neljän lähdön ryhmissä. Jos oikosulkuraja ylittyy, saadaan siitä potenti-

aalivapaa kytkintieto liittimeltä X2 ja myös visuaalinen tieto merkkivalolla.

Kiertoliitosliittimiin X3…X4 kytketään riviliittimille menevät ristikytkentäjohtimet. Kyt-

kettävien johtimien poikkipinta-ala saa olla enintään 0,5 mm2. FXIS-levyn käyttöjän-

nite on +18…+30 VDC joka kytketään liittimeen X1 seuraavasti: nastaan 1 kytketään 0

V ja nastaan 2 kytketään +18…+30 VDC. Liittimien X3…X4 kentän jännitesyöttöryhmät

ovat seuraavat: nastat 1…4 jännitesyöttöryhmä 1, nastat 5…8 jännitesyöttöryhmä 2,

nastat 9…12 jännitesyöttöryhmä 3, nastat 13…16 jännitesyöttöryhmä 4, nastat

17…20 jännitesyöttöryhmä 5, nastat 21…24 jännitesyöttöryhmä 6, nastat 25…28 jän-

nitesyöttöryhmä 7 ja nastat 29…32 jännitesyöttöryhmä 8. (ACN Ristikytkentälevyt,

M80-sarja 2011, 9.)

Page 43: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

40

Kuvio 30. FXIW-kytkentälevy (ACN Ristikytkentälevyt, M80-sarja 2011, 9.)

4.6 Ristikytkentälevyt DO16P-yksikölle, FXOS ja FXOW

4.6.1 Jousivoimakiinnitteinen FXOS-levy

FXOS-levyn (ks. kuvio 31) liittimissä X3…X8 on yhteensä 96 samassa potentiaalissa

olevaa kytkentäpistettä, joiden potentiaali määrätään liittimellä X1. Kun käytetään

DO16P-yksikköä, liitin X1 kytketään 0 V:n potentiaaliin ja liittimen nastat 1 ja 2 ovat

samassa potentiaalissa keskenään.

Levyn jousivoimaliittimiin X3…X8 kytketään riviliittimille menevät ristikytkentäjohti-

met tai suoraan kentälle menevät kenttäkaapelit. Kytkettävien johtimien poikkipinta-

ala saa olla enintään 0,5 mm2. (ACN Ristikytkentälevyt, M80-sarja 2011, 10.)

Kuvio 31. FXOS-kytkentälevy (ACN Ristikytkentälevyt, M80-sarja 2011, 10.)

Page 44: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

41

4.6.2 Kiertoliitoskiinnitteinen FXOW-levy

FXOW-levyn (ks. kuvio 32) liittimissä X3…X5 on myös yhteensä 96 samassa potentiaa-

lissa olevaa kytkentäpistettä, joiden potentiaali määrätään liittimellä X1. Kun käyte-

tään DO16P-yksikköä, liitin X1 kytketään 0 V:n potentiaaliin ja liittimen nastat 1 ja 2

ovat samassa potentiaalissa keskenään.

Levyn jousivoimaliittimiin X3…X5 kytketään riviliittimille menevät ristikytkentäjohti-

met. Kytkettävien johtimien poikkipinta-ala saa olla enintään 0,5 mm2. (ACN Ristikyt-

kentälevyt, M80-sarja 2011, 11.)

Kuvio 32. FXOW-kytkentälevy (ACN Ristikytkentälevyt, M80-sarja 2011, 11.)

4.7 AXJ-liityntälevy

Metson vanhemmassa automaatiojärjestelmässä, Damatic XDI:ssä, enintään kahdek-

salle I/O-yksikölle käytetään AXJ-liityntälevyä (ks. kuvio 33). Siinä kenttäliityntä tuo-

daan XL-liittimille ja ristikytkentä tehdään kiertoliitoksilla XL-liittimien ja AXJ-

liityntälevyn kiertoliitostappien välille. I/O-yksiköistä AXJ-liityntälevylle liitytään 26-

napaisilla nauhakaapeleilla.

Page 45: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

42

Kuvio 33. AXJ-liityntälevy

5 Kaapelit

Signaalien siirto ja käyttöjännitteen syöttö kenttälaitteiden/antureiden ja automaa-

tion I/O-korttien välillä tapahtuu laite- ja runkokaapeleiden välityksellä (ks. kuvio 34).

Mittalähettimen/-anturin muodostama standartianalogiaviesti (AI, AO), yleensä

4…20 mA, on herkkä häiriöille, joten oikeanlaisen kaapelityypin valinta on tärkeää.

Sitä vastoin binääriviestit, jänniteviestit, (DI, DO) eivät ole yhtä herkkiä häiriöille, jo-

ten ne eivät tarvitse yhtä hyvää suojausta, kuin analogiaviestit.

5.1 Kaapelityypit

Kaapelityypin valinnalla voidaan siis vaikuttaa häiriöiden määrään ja häiriönsietoky-

kyyn. Yleensä instrumentointikaapelit ovatkin suojattuja vähintään parikierrolla. Pari-

kierron nimitys tulee siitä, että kaapelissa johtimet on kierretty johdinpareiksi häiriöi-

den vähentämiseksi. Kierrettyjen silmukoiden pinta-alat ovat pieniä ja perättäisten

silmukoiden suunnat ovat vastakkaiset, jolloin indusoituvat virrat kumoavat toisensa.

Kun halutaan lisää häiriösuojausta, valitaan NOMAK-tyyppinen instrumentointikaa-

peli (ks. kuvio 35). Siinä monisäikeiset johtimet on jaettu yhteen kerratuiksi pareiksi,

Page 46: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

43

joita on kaapelityypistä riippuen 2-48 paria. Lisäksi kaapelissa on yhteinen moni-

säikeinen maadoituslanka ja alumiinifoliointi. Vaippana kaapelissa on yleensä harmaa

PVC-muovi.

Kuvio 34. Ristikytkennän/kaapeloinnin periaate

Page 47: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

44

Kuvio 35. NOMAK-tyyppinen instrumentointikaapeli

Kun halutaan edelleen parantaa häiriösuojausta, valitaan JAMAK-tyyppinen instru-

mentointikaapeli (ks. kuvio 36). Siinä monisäikeiset johtimet on jaettu pareiksi, joita

on kaapelityypistä riippuen 2-48 paria. Lisäksi kaapelissa on jokaisella parilla oma mo-

nisäikeinen maadoituslanka ja kukin pari on erikseen suojattu omalla alumiinifoliolla.

Vaippana kaapelissa on yleensä harmaa PVC-muovi.

Kuvio 36. JAMAK-tyyppinen instrumentointikaapeli

Page 48: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

45

5.2 Kaapelien reititys

Kaapeleiden reitityksellä voidaan myös vaikuttaa häiriöiden syntyyn ja niiden siirtymi-

seen kaapelista toiseen. Jos mahdollista, niin ohjaus- ja signaalikaapelit ja syöttökaa-

pelit tulisi mielellään sijoittaa omiin kaapelihyllyihinsä. Käytännössä nämä kaapelit

kuitenkin yleensä sijaitsevat samalla kaapelireitillä tai kaapelihyllyllä. Tällöin häiriöitä

voidaan vähentää sijoittamalla ohjaus- ja signaalikaapelit ja syöttökaapelit eri reu-

noille kaapelihyllyä. Tilanteessa jossa kaapelit joutuvat ohittamaan tai risteämään toi-

sensa, se tulisi tehdä suorassa kulmassa, jolloin magneettikentän vaikutukset saa-

daan minimoitua.

5.3 TE-maadoitus ja potentiaalintasaus

Oikeanlaisella maadoittamisella saadaan tehokkaasti estettyä ja minimoitua häiriöi-

den syntyä ja vaikutuksia automaatiojärjestelmissä. Yleensä kaapelit ja johtimet maa-

doitetaan vain toisesta päästä, jolloin saadaan estettyä silmukoiden syntyminen, jo-

hon voisi indusoitua jännitettä jostakin toisesta risteävästä tai lähellä olevasta kaape-

lista.

TE-maadoittamista siis käytetään mm. herkkien laitteiden ja pienitasoisten virtasig-

naalikaapeleiden maadoittamiseen ja häiriönpoistoon. TE-maadoitusverkko (ks. kuvio

37) on rakenteeltaan tähtimäinen, eli vain yksi piste on yhteydessä varsinaiseen maa-

han. Yleensä pää-TE-kisko yhdistetään koko järjestelmän päämaadoituskiskoon.

Kuvio 37. TE-maadoituksen periaatekuva

Page 49: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

46

Kun esim. JAMAK-kaapeli kytketään TE-maadoitukseen, niin sen parikohtaiset suoja-

johtimet sekä koko kaapelin yhteinen suojajohdin kytketään TE-maadoitukseen. Kyt-

kentä tehdään vain kaapelin toisesta päästä, yleensä instrumentti- tai ristikytkentäti-

lan päästä. Kenttälaitteiden esim. venttiilinasennoittimen ja antureiden päästä suoja-

johtimet jätetään kytkemättä.

Potentiaalintasauksella tarkoitetaan jännitteelle alttiina olevien ja jännitettä johta-

vien rakenteiden osien kytkemistä maadoitukseen. Tällaisia johtavia rakenteita teolli-

suudessa ovat mm. metalliset kotelot, kaapit, putkistot, kaiteet ja kaapelihyllyt. Po-

tentiaalintasauksella poistetaan rakenteiden väliltä jännite-erot, jotka voisivat ai-

heuttaa häiriöitä antureiden ja lähettimien matalatasoisiin jännite- tai virtaviesteihin.

6 I/O-kaapit ja kenttäkotelot

6.1 I/O-järjestelmäkaappi

I/O-järjestelmäkaappiin, joka yleensä sijaitsee vakioilmastoidussa ristikytkentätilassa,

tuodaan kenttälaitteiden signaalit runkokaapeleita pitkin. I/O-kaappien sisältö tarvit-

tavine varusteineen suunnitellaan aina tapauskohtaisesti, mutta se sisältää ainakin

seuraavat varusteet

prosessiväylänohjaimen

I/O-tehonsyöttöyksikön

I/O-yksiköt

mahdollisesti UPS-laitteet

tehonsyötön kenttälaitteille

liityntärajapinnat Ethernet-, Profibus- ja sarjaliitynnöille

tarvittavat ristikytkentälaitteet

kaapelikourut.

Page 50: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

47

Kuvio 38. JAMK:n luokan DP66 I/O-kaappi

6.2 Kenttäkotelo

Kenttäkotelot sijaitsevat nimensä mukaisesti kentällä lähellä prosessia. Niitä käyte-

tään erillisten mittausten kokoomapaikkoina, jonne yksittäisten mittaussignaalien

kaapelit johdetaan. Kenttäkotelon sisällä yksittäiset mittaussignaalit yhdistetään rivi-

liittimen avulla paksumpiin runkokaapeleihin, joissa signaalit kuljetetaan ristikytken-

tään. Runkokaapelissa on yleensä 2-24 paria, maksimissaan 48 paria.

Kenttäkotelo saattaa sisältää myös muitakin tarvittavia laitteita kuin vain riviliittimiä.

Siellä voi olla

sisäinen valo ovikytkimellä

jäähdytys/ilmanvaihto purseilmalla (pitää kosteuden poissa kotelosta)

tehonsyöttölähde kenttälaitteille

I/O-ryhmiä

asennuskiskoja

kaapelikouruja

paineilmanjakotukki kenttälaitteille.

Page 51: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

48

Kuvio 39. Esimerkkikuva kenttäkotelosta

7 Harjoitusympäristön sunnittelu ja asennustyöt

7.1 Asennuspaikka ja laitteet

Lähtökohtana harjoitusympäristön suunnittelulle ja toteutukselle oli Jyväskylän am-

mattikorkeakoulun Rajakadun kampuksen luokassa DP66 olemassa olevan Metso

DNA01 I/O -järjestelmäkaapin (ks. kuvio 38) jatkokehittäminen. Järjestelmäkaappi si-

sälsi jo valmiiksi Metso ACN I/O M80 -sarjan kahdeksan I/O-yksikön järjestelmän. Ko-

koonpanoon kuului kaksi DI8P, kaksi DO8P, yksi AI8C, kaksi AO4C ja yksi TI4 I/O-yksik-

köä.

Lisäksi järjestelmäkaappi sisälsi Powernet-jännitelähteen IPS-tehonsyöttöyksikölle,

IBC-väylänohjaimelle, I/O-yksiköille ja kenttälaitteille. Kaapissa sijaitsi myös järjestel-

män pääsulake ja -kytkin sekä riviliittimet kenttälaitteitten 24 VDC-jännitesyöttöön

(ks. kuvio 40).

Page 52: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

49

Kuvio 40. I/O-järjestelmäkaapin jännitelähde

7.2 Harjoitusympäristön kenttäkotelo

Harjoitusympäristön kenttäkoteloksi löytyi JAMK:lta käytetty, mutta hyväkuntoinen

ja tarkoitukseen sopiva kotelo. Kotelon mitat olivat korkeus 600 mm, leveys 400 mm

ja syvyys 200 mm. Kotelon sisälle oli sen edellistä käyttötarkoitusta varten asennettu

erilaisia laitteita, jotka ensitöikseni purin pois lukuun ottamatta pääkytkintä. Sen

oveen oli myös asennettu pääkatkaisimen väännin, hätä-seis- painike, merkkivalo ja

kiertokytkin, jotka myös jätin paikoilleen ajatellen niiden mahdollista jatkokäyttöä.

Pohjalevystä löytyi myös valmiiksi seuraavat läpiviennit, 1 x M16, 3 x M20, 1 x M25 ja

1 x M32. Pienempiä läpivientejä käytettiin kenttälaitekaapeleille ja M32-läpiviennistä

laitettiin runkokaapeli (KJAAM-HF 24 x (2+1) x 0,5) sisälle koteloon.

Kotelo sijoitettiin luokan DP66 peräseinälle, vastakkaiselle seinälle I/O-kaappiin

DNA01 nähden. Välimatkaa näillä kahdella kohteella on fyysisesti noin 15 m. Runko-

kaapeli näiden välille laitettiin kulkemaan kaapelihyllylle lähelle katonrajaa.

Kun kotelosta oli purettu sen edellisen käytön jäljiltä olevat laitteet pois, koteloon

asennettiin ensimmäiseksi riviliittimet runkokaapelia varten. Riviliittiminä käytettiin

Wago TOPJOB® S -tuotesarjan 2002–3201 -kolmikerrosriviliittimiä (ks. kuvio 41),

Page 53: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

50

jotka kiinnitettiin DIN 35-asennuskiskoon. Liitäntätekniikkana liittimessä on jousivoi-

makiinnitys, Push-in CAGE CLAMP®.

Koska runkokaapelissa oli 24 paria johtimia, niin riviliittimiä asennettiin myös 24 kap-

paletta. Kolmikerrosriviliitin oli hyvä valinta tässä tapauksessa, koska silloin saatiin

kytkettyä aina yhden johdinparin johtimet (punainen, sininen ja TE) samaan riviliitti-

meen. Johtimet kytkettiin niin, että ylimpään liittimeen kytkettiin punainen johdin,

keskimmäiseen sininen johdin ja alimmaiseen TE johdin. Kytkentä saatiin pysymään

myös helpompi lukuisena ja selkeämpänä tällä tavoin.

Kuvio 41. Wago 2002–3201-kolmikerrosriviliitin

7.3 Metso DNA01 I/O -järjestelmäkaappi

Myös I/O-järjestelmäkaappiin asennettiin vastaava riviliitinryhmä kuin kenttäkote-

loon. Riviliitinryhmä asennettiin kaapissa olevan CXR-ristikytkentälevyn alapuolella

olevaan DIN 35 -asennuskiskoon. Riviliitinryhmän TE-liittimet ketjutettiin toisiinsa

kuuden riviliittimen ryhmissä ja yhdistettiin I/O-kaapin TE-pääkiskoon. Samoin TE-

pääkiskoon yhdistettiin myös koko runkokaapelin yhteinen TE-johdin.

I/O-kortit oli kytketty CXR-ristikytkentälevyn lattakaapeliliittimiin X1-X8 seuraavasti

I/O-kortti DI8P -> CXR-levyn lattakaapeliliitin X1 (ruuviliittimet X11)

I/O-kortti DI8P -> CXR-levyn lattakaapeliliitin X2 (ruuviliittimet X12)

I/O-kortti DO8P -> CXR-levyn lattakaapeliliitin X3 (ruuviliittimet X13)

I/O-kortti DO8P -> CXR-levyn lattakaapeliliitin X4 (ruuviliittimet X14)

I/O-kortti AI8C -> CXR-levyn lattakaapeliliitin X5 (ruuviliittimet X15)

I/O-kortti AO4C -> CXR-levyn lattakaapeliliitin X6 (ruuviliittimet X16)

Page 54: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

51

I/O-kortti AO4C -> CXR-levyn lattakaapeliliitin X7 (ruuviliittimet X17)

I/O-kortti TI4 -> CXR-levyn lattakaapeliliitin X8 (ruuviliittimet X18).

Varsinainen ristikytkentä tehtiin I/O-kaapissa runkokaapelin päässä sijaitsevan rivilii-

tinryhmän ja CXR-ristikytkentälevyn ruuviliittimien X11…X18 välillä (ks. kuvio 42).

Kenttäkotelosta tuleva (input) tai kenttäkoteloon menevä (output) signaali kytkettiin

oikean lattakaapeliliittimen oikeisiin ruuviliittimiin. Toisin sanoen valittiin signaalille

oikea I/O-osoite. Valittiin oikean tyyppinen kortti ja oikea kanava ja kytkettiin se sit-

ten siihen. Tällaista ristikytkentää kutsutaan myös riviliitin ristikytkennäksi (ks. kuvio

43).

Kuvio 42. Ristikytkentä CXR-levyn ja riviliitin ryhmän välillä

Page 55: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

52

Kuvio 43. Riviliitin ristikytkentä (ACN I/O – yksiköt, M80-sarja 2011, 150.)

7.4 Harjoitusympäristön kenttälaitteet

Työssä tarvittaviin kenttälaitteisiin, ja -antureihin ei erikseen resursoitu rahaa, vaan

työssä käytettiin koululta valmiiksi löytyneitä sekalaisia vanhoja laitteita ja antureita.

Ainoastaan runkokaapeli, riviliittimet ja jotain pieniä asennustarvikkeita ostettiin

uutta.

Tämän vuoksi harjoitus- ja oppimisympäristön kenttälaitteiksi (ks. taulukko 22) muo-

dostuivat JAMK:lta löytyneet sekalaiset anturit, magneettiventtiilit ja kenttäkotelon

Page 56: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

53

oveen jo valmiiksi asennetut kytkimet ja merkkivalot. Kotelossa alun perin olleen 220

V:n pääkytkimen väännin jäi tarpeettomaksi, mutta se jätettiin oveen paikoilleen,

ettei siihen olisi jäänyt ylimääräistä reikää.

Kenttälaitteet sijoittuivat seuraavasti (ks. kuvio 44–45). Kenttäkoteloon KK01 asen-

nettiin lähestymiskytkin GS100, painekytkin PS100 ja magneettiventtiilit GSV100-

GSV104. Kenttäkotelon oveen tulivat merkkivalo GX101, käsikytkin HS100 ja hätä-seis

painike HZ101. Kenttäkotelon ympärillä olevaan reikälevyyn tulivat valomajakka

GX100, paine-erolähetin PDT100, painelähetin PT100 ja lämpötilalähetin TT100.

Kuvio 44. Laitteet kenttäkotelon sisällä

Page 57: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

54

Kuvio 45. Laitteet kenttäkotelon ovessa ja ympärillä

Seuraavassa on vielä lueteltu harjoitus- ja oppimisympäristön tällä hetkellä sisältä-

mät laitteet. Laitteet on numeroitu aakkosnumeeriseen järjestykseen juoksevasti al-

kaen numerosta 100.

Page 58: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

55

Taulukko 22. Harjoitus- ja oppimisympäristön kenttälaitteet

7.5 Harjoitus- ja oppimisympäristön signaalien koestaminen

Johtuen tämän opinnäytetyön luonteesta, jossa harjoitusympäristö toimii oppimis- ja

harjoittelukäytössä ja sen laitekanta ja kokoonpano vaihtelee mitä todennäköisem-

min ajan myötä, ei signaalien sovellussuunnitteluun panostettu sen enempää alkupe-

räisestä suunnitelmasta huolimatta.

Kaikki yksittäiset signaalit kuitenkin koestettiin yksinkertaisella Metso DNA Explorer-

sovelluksella (ks. kuviot 46–47). Sovellukseen laitettiin tulopuolelle AI- ja 3 x DI-kortit

ja lähtöpuolelle AO- ja DO-kortit. Vaihtamalla aina signaali kerrallaan I/O-osoite oike-

aksi kultakin kortilta, kaikki kytketyt signaalityypit ja signaalit, lukuun ottamatta AO-

signaalia, saatiin koestettua ja todettua toimiviksi. AO-signaalia ei voitu koestaa,

koska kenttälaitteissa ei ollut yhtään AO-tyyppistä laitetta.

Sovelluksesta voimme nähdä, että kun DO-signaali (ks. kuvio 47) kortin 2 kanavasta 0

on päällä, niin valomajakan (GX100) punainen valo (ks. kuvio 45) palaa. Samoin

voimme nähdä, että kun kytkin (HS100) ovesta (ks. kuvio 45) on päällä, niin DI-kortin

(ks. kuvio 46) 0 kanava 0 on tilassa yksi. Myös lämpötilalähettimen (TT100) arvo nä-

kyy (ks. kuvio 46) AI-kortin 4 kanavassa 0 samoin kuin käyttöliittymässä (ks. kuvio 48).

Laite Kuvaus

GS100 Lähestymis-/rajakytkin Festo

GSV100 SMC Pehmeäkäynnistysventtiili

GSV101 SMC 5/2 Suuntaventtiili

GSV102 SMC 5/2 Suuntaventtiili

GSV103 SMC 5/2 Suuntaventtiili

GSV104 SMC 5/2 Suuntaventtiili

GX100 Werna Valomajakka

GX101 Merkkivalo

HS100 Käsikytkin

HZ100 Hätä-Seis painike

PDT100 Paine-erolähetin Endress+Hauser

PS100 SMC Painekytkin

PT100 Painelähetin Endress+Hauser

TT100 Lämpötilalähetin Endress+Hauser

Page 59: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

56

Kuvio 46. Sovelluksen AI8 ja DI8 I/O-kortit

Kuvio 47. Sovelluksen AO4 ja DO8 I/O-kortit

Sovelluksesta tehtiin myös pienehkö käyttöliittymä (ks. kuvio 48), jolla pystyi mm. oh-

jaamaan DO-signaalin päälle ja pois. Käyttöliittymästä näki myös lämpötilalähettimen

arvon.

Page 60: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

57

Kuvio 48. Sovelluksen käyttöliittymä

8 Instrumenttisähkösuunnittelun dokumentointi

8.1 Dokumenttien merkitys

Automaatio- ja instrumenttisähkösuunnittelussa suunnitelmien, järjestelmien ja to-

teutusten dokumentoinnilla on suuri merkitys ja se on keskeisessä roolissa koko lait-

teiston elinkaaren ajan. Dokumentteja tarvitaan niin laitteistoa tai järjestelmää ra-

kennettaessa, kuin myös mahdollisesti jossain vaiheessa järjestelmää muutettaessa

tai purettaessa. Erilaisia dokumentteja voidaan myös tarvita todistamaan, että jokin

järjestelmä tai laitteisto on vaadittavien vaatimusten mukainen. Tällaisia vaatimuksia

voivat olla esim. laadulliset vaatimukset tai turvallisuuteen liittyvät vaatimukset.

Dokumentoinnissa sama informaatio esiintyy usein eri dokumenteissa. Tämän vuoksi

dokumentoinnin pitäisi olla yhtenäistä ja ristiriidatonta. Samoin sen pitäisi olla hel-

posti ymmärrettävää, kattavaa ja sen ei tulisi sisältää turhaa ja epäolennaista tietoa.

8.2 Piirikaavio

Piirikaavio on yksityiskohtainen kaavio, joka kertoo virta-, mittaus- tai säätöpiirin

komponenttien keskinäisen sähköisen vaikutuksen ja sijainnin toisiinsa nähden.

Page 61: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

58

Mutta siinä ei huomioida kuitenkaan komponenttien todellista kokoa eikä fyysistä si-

jaintia toisiinsa nähden. Siinä esitetään yleensä myös positiotunnukset, laitetunnuk-

set, liitintunnukset ja johdin- ja kaapelimerkinnät.

Asentaja tai kokoonpanija tarvitsee piirikaaviota, kun kyseistä piiriä ollaan fyysisesti

rakentamassa ja kytkemässä. Piirikaavio on myös tärkeä dokumentti ja apuväline

kunnossapitotöissä ja mahdollisessa vianetsinnässä laitteista tai järjestelmästä.

8.3 Kokoonpanokuva

Kokoonpanokuvassa kuvataan esim. järjestelmäkaapin tai kenttäkotelon fyysistä ra-

kennetta. Siinä näytetään kaikkien laitteiden, kojeiden, riviliitinten, johtokourujen ja

ylipäätään mitä kaappi tai kotelo sisältää fyysinen sijoittelu mittakaavassa. Yleensä

näytetään myös ainakin pääkomponenttien tunnukset ja tietysti myös itse kaappi- tai

kotelotunnus.

Kuvat esitetään yleensä kannet tai ovet auki. Mahdollisia sivukuvia ja leikkauskuvia

näytetään riittävästi, jotta myös mahdolliset läpiviennit ja sivuille tulevat laitteet saa-

daan ymmärrettävästi esitettyä. Kuvissa näytetään myös laitteiden ja läpivientien mi-

toitukset.

8.4 Kytkentäluettelo

Kytkentäluetteloon (ks. liite 1) on listattu laitteet aakkosnumeeriseen järjestykseen.

Siinä näytetään kaikkien laitteiden reitti kentältä automaatiojärjestelmään saakka. Eli

siinä näytetään laitesignaalin reitti mistä mihin se kulkee. Siinä näytetään yleensä ai-

nakin seuraavat tiedot

dokumenttinumero

tekijä, tarkastaja ja hyväksyjä tiedot

päivämäärä milloin dokumentti on tehty

revisiotiedot mitä on muutettu ja milloin

yksittäisten laitteiden laitepositio tiedot

yksittäisten laitteiden laitekaapelin tiedot

kenttäkotelo tiedot

liittimien tiedot, mitä on kytketty mihinkin

runkokaapelin tiedot, mitä on kytketty mihinkin johtimiin

I/O-korttien IBC-, slot-, kanava- ja tyyppitiedot

mahdollinen Huom. ja/tai Kuvauskenttä muille merkinnöille.

Page 62: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

59

8.5 I/O-luettelo

I/O-luettelossa (ks. liite 2) kuvataan mihin I/O-korttiin kentältä tai järjestelmästä tu-

leva signaali yhdistyy. I/O-luettelossa on yleensä ainakin seuraavat tiedot

dokumenttinumero

tekijä, tarkastaja ja hyväksyjä tiedot

päivämäärä milloin dokumentti on tehty

revisiotiedot mitä on muutettu ja milloin

I/O-kaappi tiedot

prosessiaseman tiedot

I/O-kortti tyyppi

kortin IBC-, slot- ja kanava tiedot

mahdollinen Huom. ja/tai Kuvauskenttä muille merkinnöille.

8.6 Kaapeliluettelo

Kaapeliluettelossa (ks. liite 3) kerrotaan, minkä tyyppisiä, kokoisia ja pituisia kaape-

leita järjestelmästä löytyy. Kaapeliluettelossa ilmoitetaan yleensä ainakin seuraavat

tiedot

dokumenttinumero

tekijä, tarkastaja ja hyväksyjä tiedot

päivämäärä milloin dokumentti on tehty

revisiotiedot mitä on muutettu ja milloin

kaapelitunnus

mistä mihin kaapeli menee

kaapelin tyyppi, koko ja pituus

mahdollinen Huom. ja/tai Kuvauskenttä muille merkinnöille.

8.7 Kilpiluettelo

Kilpiluettelossa (ks. liite 4) kerrotaan, minkälaisia kilpiä järjestelmästä löytyy. Käytet-

tävistä kilvistä voi myös olla niin sanottu ”kilpistandardi”, jossa on tarkasti eritelty kil-

pityypit mm. koon, materiaalin ja ympäristöolosuhteiden kestävyyden suhteen. Kilpi-

luettelosta löytyy yleensä ainakin seuraavat tiedot

dokumenttinumero

tekijä, tarkastaja ja hyväksyjä tiedot

päivämäärä milloin dokumentti on tehty

revisiotiedot mitä on muutettu ja milloin

kilpitekstitiedot kaikilta kilpitekstiriveiltä (yleensä kolme riviä)

kilpien kappalemäärät

kilpityyppitiedot

mahdollinen Huom. ja/tai Kuvauskenttä muille merkinnöille.

Page 63: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

60

8.8 Dokumenttiluettelo

Dokumenttiluetteloon (ks. liite 5) on listattu kaikki dokumentit, mitä johonkin tiet-

tyyn kokonaisuuteen tai projektiin liittyy. Tämä helpottaa esimerkiksi vaikka kunnos-

sapitotyötä, kun voi katsoa dokumenttiluettelosta mistä jonkin tietyn osa-alueen do-

kumentti löytyy. Dokumenttiluettelosta löytyy yleensä ainakin seuraavat tiedot

itse dokumenttiluettelon dokumenttinumero

tekijä, tarkastaja ja hyväksyjä tiedot

päivämäärä milloin dokumentti on tehty

revisiotiedot mitä on muutettu ja milloin

yksittäisten dokumenttien dokumenttinumerot

yksittäisten dokumenttien nimet

yksittäisten dokumenttien tiedostonimet

yksittäisten dokumenttien revisiotiedot.

9 Johtopäätökset ja Pohdinta

Jyväskylän ammattikorkeakoululla ei ole aiemmin ollut oppimisympäristöä, jossa olisi

voitu harjoitella signaalien tuomista kenttälaitteilta automaatiojärjestelmään. Tässä

työssä toteutettiin instrumenttisähkösuunnittelun harjoitusympäristön suunnittelu ja

toteuttaminen ja toteutuspaikkana toimi JAMK:n Rajakadun kampuksen

automaatioluokka DP66. Luokassa jo olemassa olevaa Metson

automaatiojärjestelmää jatkokehitettiin lisäämällä automaation järjestelmäkaapin

lisäksi luokan vastakkaiselle puolelle kotelo, jolla mallinnetaan kenttäkoteloa. Näiden

kahden väliin asennettiin runkokaapeli, jota myöten kenttälaitteiden signaalit

johdettiin automaatiojärjestelmään.

Opinnäytetyön tuloksena saatiin toimiva ja todentuntuinen harjoittelu- ja

oppimisympäristö instrumenttisähkösuunnitteluun. Oppimisympäristön avulla

opiskelijat voivat hyvin todentuntuisessa ympäristössä harjoitella signaalien tuomista

kenttälaitteilta kenttäkotelon ja runkokaapelin kautta automaatiojärjestelmään.

Myös automaatiossa käytettävät erilaiset I/O-korttityypit tulevat tutuiksi, samoi kuin

niiden kytkennät. Samalla opiskelijat myös näkevät, mihin ristikytkentää tarvitaan

automaatiossa ja missä se fyysisesti sijaitsee.

Page 64: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

61

Erilaiset dokumentit ovat myös olennainen osa instrumenttisähkösuunnittelua.

Tämän opinnäytetyön avulla opiskelijat näkevät, mitä erilaisia dokumentteja

instrumenttisähkösuunnittelu pitää sisällään ja mitä tietoja yksittäiset dokumentit

sisältävät. Samalla opiskelijat oppivat laatimaan niitä. Niistä dokumenteista

tärkeimmät on tuotu esiin tässä opinnäytetyössä.

Opinnäytetyölle asetetut tavoitteet saavutettiin ja oppimis- ja harjoitusympäristöstä

saatiin toimiva kokonaisuus. Kuitenkin joitakin muutoksia alkuperäisiin suunnitelmiin

tuli ja esim. suunnitellusta harjoitustyöstä opiskelijoille luovuttiin. Katsottiin, että

harjoitustyön ja kytkentäharjoitukset on parempi tehdä sen opettajan, kuka

kulloinkin olevaa opintokurssia vetää. Myös suunnitellusta sovellussuunnittelusta

luovuttiin, koska rakennettu kokonaisuus toimii oppimis- ja harjoitusympäristönä,

joten sen laitekanta ja kokoonpano vaihtelee ajan kuluessa. Yksittäiset signaalit ja

laitteet kuitenkin koestettiin ja todettiin toimiviksi.

Kehitettävää harjoitusympäristöön kuitenkin vielä jäi mm. kytkettävän laitekannan

määrän- ja laadun suhteen. Tulevaisuudessa kytkettävää laitekantaa voisikin kehittää

ja uudistaa, vaikkapa yrityksiltä saatavina laitelahjoituksina. Kenttäkoteloon alun

perin suunnitellun ilmanjakotukin voisi myös asentaa, koska nyt sellaista ei vielä ollut

saatavilla. Nyt suunniteltu ja rakennettu harjoittelu- ja oppimisympäristö toimii

kuitenkin hyvänä perustana instrumenttisähkösuunnittelulle ja sitä voi helposti

tulevaisuudessa jatko kehittää ja laajentaa.

Opinnäytetyö oli myöskin mielenkiintoinen ja ajankohtainenkin ajatellen nykyistä

työtäni, jossa suunnitellaan mittaus-, säätö- ja ohjauspiirejä paperi- ja

kartonkikoneympäristöön. Samoin työssäni suunnitellaan myös layout-suunnittelua

laite- ja ohjauskoteloille. Tämän takia opinnäytetyö toimikin samalla myös hyvänä

lisänä ajatellen ammatillista kehittymistäni vielä työelämässä.

Page 65: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

62

Lähteet

ACN I/O -yksiköt, M80-sarja. 2011. ACN I/O:n tekninen käsikirja. Laitteisto. Metso DNA Manuals Collection 2011 Fi V.14.1 build 1.

ACN Ristikytkentälevyt, M80-sarja. 2011. ACN I/O:n tekninen käsikirja. Laitteisto. Metso DNA Manuals Collection 2011 Fi V.14.1 build 1. Kastell, S. 2010. I/O-moduulin ohjelmointi ja sen liittäminen LabVIEW-ohjelmaan. Opinnäytetyö. Seinäjoen ammattikorkeakoulu. Viitattu 27.1.2018 https://www.theseus.fi/bitstream/handle/10024/22797/Kastell_Simo.pdf?sequen ce=1%20. Sorsanen, J. 2009. Teollisuuden mittaustiedon siirtojärjestelmät. Kandidaatintyö. Teknillinen korkeakoulu. Viitattu 30.1.2018. http://metrology.tkk.fi/courses/S-108.erikoistyo/reports/web/KANDI2009_Janne_Sorsanen1.pdf

Tehonsyöttöyksiköt. 2011. ACN I/O:n tekninen käsikirja. Laitteisto. Metso DNA Manuals Collection 2011 Fi V.14.1 build 1.

Valmet DNA Peruskurssi. 2015. Kurssimateriaali. Tampere: Valmet Automation.

Valmet DNA Suunnittelukurssi. 2015. Kurssimateriaali. Tampere: Valmet Automation.

Väyläliityntäyksiköt. 2011. ACN I/O:n tekninen käsikirja. Laitteisto. Metso DNA Manuals Collection 2011 Fi V.14.1 build 1.

Page 66: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

63

Liitteet

Liite 1. Kytkentäluettelo

Päi

väm

äärä

Re

v.

11D

P66

0012

0001

Lait

eLa

ite

kaap

eli

Joh

din

/Lii

tin

Liit

inri

ma

L1Jo

hd

inTy

ypp

iJo

hd

inLi

itin

rim

a L1

CX

R X

:*R

uu

vili

itin

IBC

Slo

tK

anav

aI/

O-T

ype

GS1

00G

S100

.W1

ru1a

1 p

u1

pu

1aX

111

00

0D

I8P

mu

1b1

si1

si1b

X11

2

1TE

1 TE

1 TE

1TE

GSV

100

GSV

100.

W1

ru2a

2 p

u2

pu

2aX

131

02

0D

O8P

si2b

2 si

2 si

2bX

132

2TE

2 TE

2 TE

2TE

GSV

101

GSV

101.

W1

pu

3a3

pu

3 p

u3a

X13

30

21

DO

8P

mu

3b3

si3

si3b

X13

4

3TE

3 TE

3 TE

3TE

GSV

102

GSV

102.

W1

pu

4a4

pu

4 p

u4a

X13

50

22

DO

8P

mu

4b4

si4

si4b

X13

6

4TE

4 TE

4 TE

4TE

GSV

103

GSV

103.

W1

pu

5a5

pu

5 p

u5a

X13

70

23

DO

8P

mu

5b5

si5

si5b

X13

8

5TE

5 TE

5 TE

5TE

GSV

104

GSV

104.

W1

pu

6a6

pu

6 p

u6a

X13

90

24

DO

8P

mu

6b6

si6

si6b

X13

10

6TE

6 TE

6 TE

6TE

GX

100

GX

100.

W1

plu

s (+

)7a

7 p

u7

pu

7aX

141

03

0D

O8P

mii

nu

s (-

)7b

7 si

7 si

7bX

142

7TE

7 TE

7 TE

7TE

GX

101

GX

101.

W1

plu

s (+

)8a

8 p

u8

pu

8aX

143

03

1D

O8P

mii

nu

s (-

)8b

8 si

8 si

8bX

144

8TE

8 TE

8 TE

8TE

HS1

00H

S100

.W1

19a

9 p

u9

pu

9aX

121

01

0D

I8P

29b

9 si

9 si

9bX

122

9TE

9 TE

9 TE

9TE

HZ1

00H

Z100

.W1

110

a10

pu

10 p

u10

aX

123

01

1D

I8P

210

b10

si

10 s

i10

bX

124

10TE

10 T

E10

TE

10TE

PD

T100

PD

T100

.W1

111

a11

pu

11 p

u11

aX

151

04

0A

I8C

211

b11

si

11 s

i11

bX

152

11TE

11 T

E11

TE

11TE

PS1

00P

S100

.W1

ru12

a12

pu

12 p

u12

aX

113

00

1D

I8P

si12

b12

si

12 s

i12

bX

114

12TE

12 T

E12

TE

12TE

Nim

i

KJAAM-HF 24x(2+1)x0.5

Do

kum

en

ttin

um

ero

:

KYTK

ENTÄ

LUET

TELO

Mu

uto

s

Ke

ntt

äko

telo

KK

01K

K01

.W1

Mis

täR

un

koka

ape

liM

ihin

I/O

-kaa

pp

i DN

A01

Page 67: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

64

Lait

eLa

ite

kaap

eli

Joh

din

/Lii

tin

Liit

inri

ma

L1Jo

hd

inTy

ypp

iJo

hd

inLi

itin

rim

a L1

CX

R X

:*R

uu

vili

itin

IBC

Slo

tK

anav

aI/

O-T

ype

PT1

00P

T100

.W1

113

a13

pu

13 p

u13

aX

153

04

1A

I8C

213

b13

si

13 s

i13

bX

154

13TE

13 T

E13

TE

13TE

TT10

0TT

100.

W1

pu

14a

14 p

u14

pu

14a

X15

50

42

AI8

C

si14

b14

si

14 s

i14

bX

156

14TE

14 T

E14

TE

14TE

15a

15 p

u15

pu

15a

15b

15 s

i15

si

15b

15TE

15 T

E15

TE

15TE

16a

16 p

u16

pu

16a

16b

16 s

i16

si

16b

16TE

16 T

E16

TE

16TE

17a

17 p

u17

pu

17a

17b

17 s

i17

si

17b

17TE

17 T

E17

TE

17TE

18a

18 p

u18

pu

18a

18b

18 s

i18

si

18b

18TE

18 T

E18

TE

18TE

19a

19 p

u19

pu

19a

19b

19 s

i19

si

19b

19TE

19 T

E19

TE

19TE

20a

20 p

u20

pu

20a

20b

20 s

i20

si

20b

20TE

20 T

E20

TE

20TE

21a

21 p

u21

pu

21a

21b

21 s

i21

si

21b

21TE

21 T

E21

TE

21TE

22a

22 p

u22

pu

22a

22b

22 s

i22

si

22b

22TE

22 T

E22

TE

22TE

23a

23 p

u23

pu

23a

23b

23 s

i23

si

23b

23TE

23 T

E23

TE

23TE

24a

24 p

u24

pu

24a

24b

24 s

i24

si

24b

24TE

24 T

E24

TE

24TE

Teki

jä:

Tark

asta

ja:

Hyv

äksy

jä:

Päi

vä:

10.5

.201

8

Do

kum

en

ttin

um

ero

:

11D

P66

0012

0002 T.

Jorm

akka

Ke

ntt

äko

telo

KK

01K

K01

.W1

I/O

-kaa

pp

i DN

A01

KJAAM-HF 24x(2+1)x0.5

Mis

täR

un

koka

ape

liM

ihin

Page 68: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

65

Liite 2. I/O-luettelo

Päivämäärä Nimi Rev.

IO-kaappi Asema Kortti IBC Slot Kanava Positio Revisio

DNA01 FP01 DI8P 0 0 0 GS100

DNA01 FP01 DI8P 0 0 1 PS100

DNA01 FP01 DI8P 0 0 2

DNA01 FP01 DI8P 0 0 3

DNA01 FP01 DI8P 0 0 4

DNA01 FP01 DI8P 0 0 5

DNA01 FP01 DI8P 0 0 6

DNA01 FP01 DI8P 0 0 7

DNA01 FP01 DI8P 0 1 0 HS100

DNA01 FP01 DI8P 0 1 1 HZ100

DNA01 FP01 DI8P 0 1 2

DNA01 FP01 DI8P 0 1 3

DNA01 FP01 DI8P 0 1 4

DNA01 FP01 DI8P 0 1 5

DNA01 FP01 DI8P 0 1 6

DNA01 FP01 DI8P 0 1 7

DNA01 FP01 DO8P 0 2 0 GSV100

DNA01 FP01 DO8P 0 2 1 GSV101

DNA01 FP01 DO8P 0 2 2 GSV102

DNA01 FP01 DO8P 0 2 3 GSV103

DNA01 FP01 DO8P 0 2 4 GSV104

DNA01 FP01 DO8P 0 2 5

DNA01 FP01 DO8P 0 2 6

DNA01 FP01 DO8P 0 2 7

DNA01 FP01 DO8P 0 3 0 GX100

DNA01 FP01 DO8P 0 3 1 GX101

DNA01 FP01 DO8P 0 3 2

DNA01 FP01 DO8P 0 3 3

DNA01 FP01 DO8P 0 3 4

DNA01 FP01 DO8P 0 3 5

DNA01 FP01 DO8P 0 3 6

DNA01 FP01 DO8P 0 3 7

DNA01 FP01 AI8C 0 4 0 PDT100

DNA01 FP01 AI8C 0 4 1 PT100

DNA01 FP01 AI8C 0 4 2 TT100

DNA01 FP01 AI8C 0 4 3

DNA01 FP01 AI8C 0 4 4

DNA01 FP01 AI8C 0 4 5

DNA01 FP01 AI8C 0 4 6

DNA01 FP01 AI8C 0 4 7

DNA01 FP01 AO4C 0 5 0

DNA01 FP01 AO4C 0 5 1

DNA01 FP01 AO4C 0 5 2

DNA01 FP01 AO4C 0 5 3

DNA01 FP01 AO4C 0 6 0

DNA01 FP01 AO4C 0 6 1

DNA01 FP01 AO4C 0 6 2

DNA01 FP01 AO4C 0 6 3

DNA01 FP01 TI4W4 0 7 0

DNA01 FP01 TI4W4 0 7 1

DNA01 FP01 TI4W4 0 7 2

DNA01 FP01 TI4W4 0 7 3

Tekijä:

Tarkastaja:

Hyväksyjä:

Päivä:

T.Jormakka

10.5.2018

Dokumenttinumero:

11DP6600090001

I/O-Luettelo

Muutos

Page 69: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

66

Liite 3. Kaapeliluettelo

11D

P66

0011

0001

Päi

väm

äärä

Re

v.

Kaa

pe

litu

nn

us

Mis

täM

ihin

Kaa

pe

lity

ypp

iK

oko

Pit

uu

sH

uo

m.

Re

v.

KK

01.W

1K

K01

DN

A01

KJA

AM

-HF

24x(

2+1)

x0,5

30 m

GS1

00.W

1G

S100

KK

01LA

ITEK

AA

PEL

I2x

0,5

1 m

GSV

100.

W1

GSV

100

KK

01LA

ITEK

AA

PEL

I2x

0,5

1 m

GSV

101.

W1

GSV

101

KK

01LA

ITEK

AA

PEL

I2x

0,5

1 m

GSV

102.

W1

GSV

102

KK

01LA

ITEK

AA

PEL

I2x

0,5

1 m

GSV

103.

W1

GSV

103

KK

01LA

ITEK

AA

PEL

I2x

0,5

1 m

GSV

104.

W1

GSV

104

KK

01LA

ITEK

AA

PEL

I2x

0,5

1 m

GX

100.

W1

GX

100

KK

01LA

ITEK

AA

PEL

I2x

11

m

GX

101.

W1

GX

101

KK

01LA

ITEK

AA

PEL

I2x

11

m

HS1

00.W

1H

S100

KK

01LA

ITEK

AA

PEL

I2x

11

m

HZ1

00.W

1H

Z100

KK

01LA

ITEK

AA

PEL

I2x

11

m

PD

T100

.W1

PD

T100

KK

01JA

MA

K2x

(2+1

)x0,

51

m

PS1

00.W

1P

S100

KK

01LA

ITEK

AA

PEL

I2x

11

m

PT1

00.W

1P

T100

KK

01JA

MA

K2x

(2+1

)x0,

51

m

TT10

0.W

1TT

100

KK

01JA

MA

K2x

(2+1

)x0,

51

m

Teki

jä:

T.Jo

rmak

ka

Tark

asta

ja:

Hyv

äksy

jä:

Päi

vä:

14.5

.201

8

Do

kum

en

ttin

um

ero

:

Nim

i

KAA

PELI

LUET

TELO

Mu

uto

s

Page 70: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

67

Liite 4. Kilpiluettelo

Do

kum

en

ttin

um

ero

:

11D

P66

0098

0001

Päi

väm

äärä

Mu

uto

sR

ev.

Kil

pit

eks

tiK

ilp

ite

ksti

Kil

pit

eks

tiK

app

ale

mää

räK

ilp

ityy

pp

iH

uo

m.

Re

v.

rivi

1ri

vi 2

rivi

3kp

l

KK

01.W

12

Kaa

pe

liki

lpi

GS1

001

Lait

eki

lpi

GS1

00.W

12

Kaa

pe

liki

lpi

GSV

100

1La

ite

kilp

i

GSV

100.

W1

2K

aap

eli

kilp

i

GSV

101

1La

ite

kilp

i

GSV

101.

W1

2K

aap

eli

kilp

i

GSV

102

1La

ite

kilp

i

GSV

102.

W1

2K

aap

eli

kilp

i

GSV

103

1La

ite

kilp

i

GSV

103.

W1

2K

aap

eli

kilp

i

GSV

104

1La

ite

kilp

i

GSV

104.

W1

2K

aap

eli

kilp

i

GX

100

1La

ite

kilp

i

GX

100.

W1

2K

aap

eli

kilp

i

GX

101

1La

ite

kilp

i

GX

101.

W1

2K

aap

eli

kilp

i

HS1

001

Lait

eki

lpi

HS1

00.W

12

Kaa

pe

liki

lpi

HZ1

001

Lait

eki

lpi

HZ1

00.W

12

Kaa

pe

liki

lpi

PD

T100

1La

ite

kilp

i

PD

T100

.W1

2K

aap

eli

kilp

i

PS1

001

Lait

eki

lpi

PS1

00.W

12

Kaa

pe

liki

lpi

PT1

001

Lait

eki

lpi

PT1

00.W

12

Kaa

pe

liki

lpi

TT10

01

Lait

eki

lpi

TT10

0.W

12

Kaa

pe

liki

lpi

Teki

jä:

Tark

asta

ja:

Hyv

äksy

jä:

Päi

vä:

KILP

ILU

ETTE

LO

Nim

i

14.5

.201

8

T.Jo

rmak

ka

Page 71: Instrumenttisähkösuunnittelun harjoi- tusympäristön

68

Liite 5. Dokumenttiluettelo

DO

KUM

ENTT

ILU

ETTE

LOD

oku

me

ntt

inu

me

ro:

11D

P66

0001

0001

Päi

väm

äärä

Mu

uto

sR

ev.

Do

kum

en

tin

Nu

m.

Do

kum

en

tti

Leh

tiN

imi

Tie

do

sto

nim

iR

ev.

11D

P66

0001

0001

Do

kum

en

ttil

ue

tte

lo1

11D

P66

0001

0001

.xls

11D

P66

0009

0001

IO-L

ue

tte

lo1

11D

P66

0009

0001

.xls

11D

P66

0011

0001

Kaa

pe

lilu

ett

elo

111

DP

6600

1100

01.x

ls

11D

P66

0098

0001

Kil

pil

ue

tte

lo1

11D

P66

0098

0001

.xls

11D

P66

0012

0001

Kyt

ken

tälu

ett

elo

111

DP

6600

1200

01.x

ls

Teki

jä:

Tark

asta

ja:

Hyv

äksy

jä:

Päi

vä:

14.5

.201

8

Nim

i

T.Jo

rmak

ka