Prosessinohjauksen uusinnalla lisää käyttövuosia Jyväskylän yliopiston hiukkaskiihdyttimelle

Lähes 2000 I/O-pistettä sisältänyt, monitahoinen ja pitkä hanke Jyväskylän yliopiston fysiikan laitoksella saatiin valmiiksi alkukesästä 2020.

Laitoksen hiukkaskiihdytinlaboratorio on eräs Euroopan merkittävimpiä tutkimuslaitteistoja. Sitä käyttävät paitsi yliopiston omat tutkijat, niin myös teollisuuden ala ja esimerkiksi Euroopan avaruusjärjestö ESA, joka testaa laboratoriolla avaruuteen lähetettäviä komponentteja. Laboratorio rakennettiin alun perin kaupungin keskustaan 1970-luvulla. 1990-luvun alkupuolella Ylistönrinteelle valmistui uusi kampus, josta hiukkaskiihdytinlaboratorio sai uudet tilat.

– Tämä laboratorio on jo 30 vuotta vanha, mutta sillä on vielä pitkä ja merkittävä tulevaisuus edessään. Sen takia halusimmekin lähteä uudistamaan järjestelmää, laitoksen johtaja Paul Greenlees avaa projektin taustoja.

Toimintaa keskeytyksettä 24 tuntia vuorokaudessa

– Meillä on täällä toimintaa 24 tuntia vuorokaudessa, vuoden ympäri. Käyttökatkoja ei juuri tule, eikä oikein kärsi tullakaan, koska se merkitsee heti tutkimusten hidastumista ja sitä kautta taloudellisia tappioita, hiukkaskiihdytinlaboratorion sovellussuunnittelija Markus Liimatainen kertoo.

– Kaikki huoltotoimenpiteet pitää ajoittaa suihkunvaihtojen yhteyteen, mutta onneksi niitä ei ole paljoa ollut. Se luotettavuus olikin yksi meidän kriteereistämme, kun valitsimme ohjausjärjestelmän toimittajaa, Liimatainen pohtii.

Tänä päivänä yli 30-vuotias laitteisto on päivitetty prosessinohjauksen osalta uuteen, Klinkmannin toimittamaan Rockwell Automationin järjestelmään.

– Lähdimme hakemaan luotettavaa, helposti ylläpidettävää järjestelmää, jotta ei tule ongelmia kiihdyttimen tiukkojen aikataulujen kanssa, kertoo laboratorioinsinööri Kalle Salminen.

Varaosien saatavuusongelmat taustalla uusimiselle

– Vanha järjestelmä alkoi olemaan jo käyttöikänsä päässä, ja varaosien saatavuus alkoi olla haastavaa. Jouduimme jo käyttämään esimerkiksi vanhoista tehtaista kierrätettyjä osia, Liimatainen muistelee.

Klinkmann osallistui julkiseen kilpailutukseen ja päätyi voittajaksi paitsi edullisemman hinnan, niin myös laatuvaatimusten ja huoltosopimuksen kattavuuden perusteella.

– Järjestelmä oli todella haastava ja monitahoinen, sisältäen muun muassa 18 hajautusasemaa ja niissä yhteensä noin 2000 I/O -pistettä, Liimatainen summaa.

Viiden vuoden projekti

Laitteiston käyttöönotto piti tehdä pienissä osissa, koska koko laitoksen toimintaa ei voitu pysäyttää. Käytöstä kulloinkin poissa ollut osa korvattiin uudella. Koko järjestelmä rakennettiin vanhan rinnalle niin, että lopullinen siirto vanhasta uuteen saatiin tehtyä kerralla, ennalta suunnitellun kolme kuukauden käyttökatkon aikana.

– Vuonna 2016 Klinkmann toimitti ensimmäiset Allen-Bradley DCS -järjestelmän prosessi- ja hajaustusasemat tänne meidän tiloihin, ja viimeiset ohjaukset saatiin siirrettyä 2020 alkukesästä. Silloin saimme purettua vanhat laitteistot kokonaan pois, Liimatainen muistelee.

Tarkkaan suunniteltu kokonaisuus ja joustava yhteistyö

Klinkmannin toimitus sisälsi lähes kaiken automaation tarpeisiin liittyvän aina I/O-korteista valmiiksi kalustettuihin kaappeihin, palvelimiin, operointipäätteisiin ja lisensseihin. Lisäksi pakettiin kuului Klinkmannin järjestämä koulutus, jonka ensimmäinen osa pidettiin heidän omissa koulutustiloissaan ja toinen hiukkaskiihdytinlaboratoriossa.

– Uuden järjestelmän parhaita puolia on se, että se on todella joustava käyttöliittymän suunnittelun suhteen. Siihen tulivat mukana templatet käyttöliittymille, mutta niitä pystyy muokkaamaan lähes loputtomiin, Liimatainen kiittelee.

– Meillä on niin nurinkurinen järjestelmä, että turvajärjestelmässä pitää laittaa kytkin päälle, kun se normaalisti laitetaan pois päältä. Semmoisia pieniä muokkauksia olemme tehneet, Salminen lisää.

Molemmat miehet kiittelevät Klinkmannia projektin läpiviennistä.

– Kyllä Klinkmannia voi suositella yrityksille, jotka suunnittelevat koko järjestelmän tai sen osien uudistamista, Liimatainen summaa. – Klinkmannin kanssa on yhteistyö sujunut kyllä todella joustavasti. Olemme yhteistyössä saaneet ratkottua ongelmat niin, että molemmilta osapuolilta on saatu hyvät kannat asioihin, Salminen kiittelee.