Kustannusvertailutyökalun kehittäminen automaatiojärjestelmän suunnittelua varten

Teollisuuslaitoksen automaatiojärjestelmän tulo- ja lähtöyksiköiden sijainti vaikuttaa automaatiojärjestelmän toteutuksen muodostamiin kustannuksiin. Tulo- ja lähtöyksiköt eli I/O-yksiköt sijaitsevat automaatiojärjestelmän toteutustavasta riippuen laitoksen eri osissa. Kehikko-I/O-toteutustavassa järjestelmän tulo- ja lähtöyksiköt sijaitsevat keskitetysti laitoksen sähkö- ja automaatiotilassa, jolloin erilaisten mittaus- ja säätölaitteiden kaapelointiin ja kytkentään tarvitaan ympäri laitosta sijaitsevia kenttäkoteloita. Etä-I/O-toteutusvaihtoehdossa tulo- ja lähtöyksiköt sijaitsevat eri puolille laitosta sijoitetuissa etä-I/O-kaapeissa, jolloin kaapelointi mittaus- ja säätölaitteille onnistuu näiltä kaapeilta suoraan. Toteutusvaihtoehtojen eroavaisuudet aiheuttavat eroja esimerkiksi kaapelointikustannuksiin. Tässä opinnäytetyössä luotiin AFRY Finland Oy:n käyttöön kustannusvertailutyökalu automaatiojärjestelmien suunnittelua varten. Päämääränä oli kehittää suunnittelijoille ja projektinhoitajille työkalu kahden erilaisen automaatiojärjestelmän toteutustavan ja näiden muodostamien kustannusten vertailuun etenkin automaatioprojektien esisuunnitteluvaiheessa. Vertailtaviksi vaihtoehdoiksi valittiin etä-I/O- ja kehikko-I/O-toteutus. Työn lähtökohtana oli tarve saada jo projektien alkuvaiheessa tarkempaa tietoa eri vaihtoehtojen kustannuksista. Etä-I/O-toteutustapa todettiin vertailtavan kokonaisuuden osalta edullisemmaksi kuin kehikko-I/O-toteutus kustannusvertailutyökalun toimintaa testattaessa. Kustannuseroa aiheuttavat erityisesti kaapelointikustannukset. Tulokset vaihtelevat runsaasti suunniteltavan laitoksen koon ja muiden lähtötietojen mukaan, minkä vuoksi laskentatyökalua on hyvä testata laajemmin erilaisten projektien yhteydessä. Tuloksena syntyi englanninkielinen laskentatyökalu, jonka avulla voidaan saada tietoa siitä, minkä tyyppinen automaatiojärjestelmän rakenne on kustannustehokkainta toteuttaa. Vertailutyökalua voidaan hyödyntää myös kaappien, kenttäkoteloiden ja kaapelien määrien arviointiin projektien eri vaiheissa. Excel-taulukkolaskentaohjelmalla luotuun työkaluun voidaan tarpeen mukaan lisätä uusia ominaisuuksia ja päivittää ajankohtaisia hintatietoja.The location of input and output (I/O) modules in a plant affects the costs of the automation system. I/O modules are placed in different parts of the plant depending on the implementation. In junction box design the I/O modules of the automation system are centralised in the electrical and automation room. Hence, field junction boxes are needed for cabling and coupling of instruments. In remote I/O (RIO) design RIO cabinets are scattered around the plant containing the I/O modules. Instruments can be cabled directly to these cabinets. Differences in these two alternative designs causes variation, for example, in costs of cabling. The objective in this thesis was to develop a cost comparison tool particularly forthe preliminary design phase of projects for comparing the costs of two differing implementations of an automation system. The tool was created for the use of designers and project leaders at AFRY Finland Oy. As a result, a cost comparison tool that gives information on the cost-effectiveness of different implementations of an automation system was produced. The tool can be utilised also to estimate the number of cabinets, junction boxes and cables in different phases of projects. When required, new features and current prices can be added to the Excel workbook. RIO design was found more inexpensive than junction box design when testing the comparison tool. The results vary depending on the size and other details of the plant, making extensive testing of the tool essential