Uudet menetelmät parantavat säätösovellusten toimintaa tehdasautomaatiossa
14.11.2011
Viime vuosikymmenen aikana Ethernet-pohjaisia järjestelmiä on alettu käyttää yhä enemmän teollisuuden tuotantolaitoksissa laitteiden ohjaamiseen.
Toimistomaailmasta tuttu järjestelmä vaatii kuitenkin muokkaamista ennen kuin se voidaan siirtää vaativimpiin tehdasympäristön järjestelmiin.Yksi päähaasteista on verkon epädeterministisyys eli kuormituksesta johtuva suorituskyvyn satunnainen vaihtelu.
DI Nikolai Vatanski keskittyi väitöstyössään Ethernet-verkkoon rakennetun säätösovelluksen suorituskyvyn parantamiseen. Hänen kehittämänsä menetelmät auttavat vähentämään huomattavasti teollisuuden tietoliikenneverkkojen säädölle aiheuttamia häiriöitä.
Vatanskin työn pääpaino oli uusien säätömenetelmien kehittämisessä. Tunnettuja säätömenetelmiä muokattiin ottamaan huomioon verkon tuomat vaihtelut. Sen jälkeen niitä testattiin ensin simuloimalla ja lopuksi tarkoitusta varten kehitetyllä testialustalla.
− Keskityin työssäni erityisesti verkon aiheuttaman viiveen mittaamiseen ja arvioimiseen ja siitä saadun informaation käyttämiseen säätösuunnittelussa. Kehittämieni menetelmien avulla viiveen vaihtelu ja sen aiheuttamat häiriöt pystytään paremmin huomioimaan ja niiden vaikutusta on mahdollista kompensoida, hän kertoo.
− Tulevaisuudessa tämäntyyppiset menetelmät ovat hyödyllisiä erityisesti nopeissa Ethernet-verkon yli ohjattavissa laitteissa, joissa vaaditaan nopeita vasteita, ja pienilläkin verkon häiriöillä ja viiveillä on vaikutusta sovelluksen suorituskykyyn.
Kaksi eri tieteenalaa yhteen
Tietoliikenneverkon toiminnan huomioiminen säätösuunnittelussa on ollut viime vuosikymmenen alusta lähtien säätötekniikan aktiivisempia tutkimusalueita ja aiheesta on julkaistu paljon.
− Tietoliikenneverkkoja tutkiva ala sekä säätötekniikka ovat aikaisemmin olleet erillisiä aloja, mutta tässä työssä on pyritty yhdistämään osia molemmista. Työssäni tietoliikenneverkon mallinnusmenetelmien antamia estimaatteja käytetään säätösuunnittelussa ja varsinaisissa säätöalgoritmeissa.
Nikolai Vatanski aloitti väitöstutkimuksensa Aalto-yliopistossa pian valmistumisensa jälkeen vuonna 2005. Pääasiassa väitöstyö tehtiin osana EU-rahoitteista kansainvälistä NeCST-projektia, jossa oli mukana kolme teollisuusosapuolta ja neljä yliopistoa eri puolilta Eurooppaa.
Väitös 18.11.2011
Diplomi-insinööri Nikolai Vatanski väittelee aiheesta Networked Control with Delay Measurement and Estimation 18.11.2011 klo 12 Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulussa, Komppa-sali, Kemistintie 1 (käynti Biologinkujan puolelta), Espoo. Vastaväittäjänä toimivat professori Steven X. Ding, Universität Duisburg-Essen ja professori Dominique Sauter, Université Henri Poincaré. Vastaväittäjänä on professori Sirkka-Liisa Jämsä-Jounela, Aalto yliopiston kemian tekniikan korkeakoulu, biotekniikan ja kemian tekniikan laitos.
Lisätietoja:
DI Nikolai Vatanski
Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulu
nikolai.vatanski [at] outotec [dot] com
