Management of complex data sets in process industry

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Kemian tekniikan korkeakoulu | Master's thesis
Date
2017-02-13
Department
Major/Subject
Process Control
Mcode
KE-90
Degree programme
Master's Programme in Chemical, Biochemical and Materials Engineering
Language
en
Pages
86
Series
Abstract
The idea of Internet of Things (IoT) is to connect all the devices into one network and to enable interoperability between them. Interoperability benefits also the process industry when the control devices and software can interoperate with management software. One part of the industrial IoT is being able to efficiently analyze the data from the field devices so that for example predictive maintenance can be achieved. Information modelling is needed to enable communication between the different software and to make analyzing data easier. This thesis examines the state of the IoT and the benefits of information modelling. The aim is to find the information modelling standard most suitable for the process industry and to figure out how standard conforming information models are created. The literature part of this thesis studies the current state and the future of IoT. The focus is especially on the possibilities it brings for the oil and gas industry. A broad collection of information modelling standards is introduced. According to the comparison made, OPC UA was selected in this work as the most suitable standard for the needs of process industry. In the experimental part the information modelling process is introduced and three OPC UA modelling tools are examined. Instructions for information modelling with OPC UA were created. An OPC UA standard conforming information model of a distillation column was created to be used to configure a soft sensor. The model was validated using expert knowledge. The model was also successfully connected to a data source that was in this case a DCS emulator.

Esineiden internetin ajatuksena on kytkeä kaikki laitteet samaan verkkoon ja mahdollistaa niiden välinen yhteensopivuus. Myös prosessiteollisuudessa on hyötyä yhteensopivuudesta, kun säätölaitteet ja ohjausjärjestelmät voivat kommunikoida hallintojärjestelmien kanssa. Teollisessa esineiden internetissä kenttälaitteiden tuottamaa data pystytään analysoimaan tehokkaasti siten, että esimerkiksi ennakoiva huolto on mahdollista. Tietomalleja tarvitaan laitteiden välisen kommunikaation mahdollistamiseksi ja tiedon analysoinnin helpottamiseksi. Tämä diplomityö käsittelee esineiden internetin tilaa sekä tietomallinnuksella saavutettavia hyötyjä. Tavoitteena on löytää prosessiteollisuuteen sopivin tietomallinnusstandardi sekä selvittää, miten valitun standardin mukaisia tietomalleja laaditaan. Kirjallisuusosassa selvitellään esineiden internetin nykytila sekä tulevaisuudennäkymät. Erityisest keskitytään esineiden internetin öljy- ja kaasuteollisuudelle tuomiin mahdollisuuksiin. Työssä esitellään laaja kokoelma tietomallinnusstandardeja. Tehdyn vertailun jälkeen OPC UA valittiin tässä työssä prosessiteollisuuden käyttötarkoitukisiin sopivimmaksi standardiksi. Soveltavassa osassa esitellään tietomallinnusprosessi sekä tutustutaan kolmeen erilaiseen OPC UA tietomallinnustyökaluun. Tietomallintamisesta OPC UA -standardin avulla laadittiin ohjeet. Työssä laadittiin OPC UA:n mukainen tietomalli tislauskolonnista virtuaalisen säätimen konfigurointikäyttöön. Laaditun mallin toimivuutta arvioitiin asiantuntijoiden avulla. Malli kiinnitettiin onnistuneesti tietolähteeseen, joka tässä tapauksessa oli DCS emulaattori.
Description
Supervisor
Jämsä-Jounela, Sirkka-Liisa
Thesis advisor
Haapanen, Lauri
Sintonen, Markus
Keywords
information modelling, OPC UA, industrial internet of things, IoT
Other note
Citation