Sähkömekaanisen turvalaakerirakenteen suunnittelu

Turvalaakereita käytetään suojaamaan aktiivisia magneettilaakereita vikatilanteiden tapahtuessa. Tässä kandidaatintyössä suunniteltiin erilaisia ratkaisuja toteuttaa turvalaakerin toiminta sähkömekaanisella toimilaitteella. Työn tarkoituksena oli löytää uusia tapoja toteuttaa turvalaakerin rakenne. Uusilla ratkaisuilla poistettiin turvalaakereille ominaisia ongelmia. Suunnittelussa käytettiin perinteisiä koneensuunnittelun menetelmiä. Menetelmien tarkoitus oli mahdollistaa järjestelmällinen suunnittelu. Tässä työssä myös kirjallisuuskatsaus toimi yhtenä suunnittelun vaiheena. Tuloksiksi saatiin hahmotelmia ja 3D-malleja. Tulokset poikkesivat tavanomaisista turvalaakereiden rakenteista. Tuloksissa huomioitiin, että tässä työssä ei suunnitella valmista tuotetta. Suunniteltujen turvalaakereiden toiminta perustui mekanismeihin, jotka toivat mukanaan uusia ominaisuuksia. Sähkömekaanisen toimilaitteen sijoittaminen mekanismeihin oli kuitenkin vaikeaa. Työn tulokset avasivat uusia näkökulmia turvalaakerirakenteiden jatkokehittämiseen.

Palveluruokamarkkinoiden innovatiivisen toimintamallin suunnittelu

Diplomityön tavoitteena on ollut kehittää elintarvikeyrityksen palveluruokamarkkinoille uusi innovatiivinen toimintamalli haastattelujen, havainnoinnin ja kirjallisuuden perusteella. Tutkimusongelman päätutkimuskysymys on: Miten yrityksen palveluruoka- eli valmisruokatuotteille suunnitellaan innovatiivinen toimintamalli tuoteperheen ja jakelun suhteen? Tavoitteena on kartoittaa yrityksen palveluruoan nykytilanne ja luoda toimintamalli, joka toisi yritykselle selkeää lisäarvoa ja kilpailuetua. Teoreettisessa osuudessa selvitetään elintarviketeollisuuden, valmisruoan ja elintarvikelogistiikan tilannetta suomalaisesta ja globaalista näkökulmasta. Työssä on tarkasteltu elintarvikepuolen nykytilannetta ja tulevaisuuden suuntauksia tuotteiden, ruokailutottumusten ja logistiikan osalta. Innovaatioiden osalta työ painottuu palveluruokapuolen konseptin ja uuden logistisen yhteistyöhön pohjautuvan mallin kehittämiseen. Työn käytännön osiossa on tehty case-tutkimus ”yrityksen palveluruoan nykytilanne tuotteiden ja logistiikan osalta”. Toimialan markkinatilannetta on kartoitettu, jotta hahmotetaan, missä on potentiaalisimmat markkinat palveluruoalle. Työn tavoitteena on ollut kehittää Hoviruoka Oy:lle palveluruoan segmentointiin ja logistiikkaan liittyvä innovatiivinen toimintamalli. Toimintamallin avulla yritys saa kilpailuetua ja taloudellista hyötyä kilpailijoihin nähden, ja on edelläkävijä kyseisen toimintamallin ansiosta. Työn tuloksissa on käsitelty keskeiset tulokset ja mahdolliset jatkotoimenpiteet. Työssä kehitettiin yritykselle uusi toimintamalli palveluruoka puolelle. Työlle asetetut tavoitteet saavutettiin kaikkien kolmen - tekijän, yliopiston ja yrityksen - kannalta.

Tiemerkintöjen suunnittelu

Tiemerkintöjen suunnittelu -ohje sisältää tieliikenneasetuksen mukaisten tiemerkintöjen mitoitus- ja käyttöohjeet. Ohje on tarkoitettu käytettäväksi tiemerkintöjen käytön suunnitteluun maanteille, mutta sitä voidaan soveltaa myös kaduille. Ohjeessa esitetyt tiemerkintöjen mitoitukset koskevat kaikkia tienpitäjiä Suomessa. Ohje on hyväksytty käyttöönotettavaksi.

Taajuusmuuttajien suorituskyvyn automaattinen testausympäristö

Tämä insinöörityö tehtiin ABB Oy, Drivesin Product AC -tulosyksikön tuotekehitysosastolle Helsingissä. Työssä kehitettiin taajuusmuuttajien suorituskyvyn automaattinen testausympäristö. ABB:n taajuusmuuttajien suorituskykytestejä ei ole aikaisemmin automatisoitu. Testit on tehty käsin ja niiden suorittamiseen ja tulosten käsittelyyn on kulunut paljon aikaa. Automaattisella testauksella pyrittiin testien suorittamiseen ja tulosten käsittelyyn kuluvan ajan huomattavaan pienentymiseen. Työssä ei ollut tarkoituksena tehdä suorituskykytestejä vaan kehittää automaattinen testausympäristö eli suorituskykytestipenkki, jossa suorituskykytestit on mahdollista suorittaa. Työssä keskityttiin taajuusmuuttajan nopeus- ja momenttisäätäjien suorituskykyyn. Työ toteutettiin suunnittelu- ja ohjelmointityönä. Testausympäristön laitteisto perustuu ABB:n tuotekehityslaboratorioiden olemassaoleviin testipaikkoihin. Testausympäristössä käytetään taajuusmuuttajien lisäksi pääasiassa kolmivaiheisia oikosulkumoottoreita. Lisäksi laitteistoon kuuluu ACS800-sarjan taajuusmuuttaja kuormakäyttönä, momenttianturi ja takometri eli kierrosnopeusmittari. Ohjelmointi tehtiin National Instrumentsin LabVIEW-ohjelmointiympäristön versiolla 8.0. Testausympäristön käyttöliittymänä toimii saman yrityksen TestStand-testausohjelmiston versio 3.5. Testattavien taajuusmuuttajien ohjausta ja momenttianturin lukemista varten ohjelmoitiin virtuaali-instrumentteja. Virtuaali-instrumentteja kutsutaan TestStand-testisekvensseistä. Testisekvenssit luodaan TestStandin sekvenssieditorilla ja suoritetaan sekvenssieditorissa tai operaattorin käyttöliittymässä. Työn tuloksena syntyi taajuusmuuttajien suorituskyvyn automaattinen testausympäristö. Testausympäristöä voidaan hyödyntää sekä nykyisen että seuraavan sukupolven taajuusmuuttajien testauksessa. Sillä on mahdollista suorittaa yleisimmät taajuusmuuttajien suorituskykytestit, kuten nopeus- ja momenttisäätöjen staattinen ja dynaaminen tarkkuus, hyvin kattavasti. Testit voidaan automaattisesti suorittaa koko testikäytön sallimalla pyörimisnopeus- ja kuormitusalueella. Näytteenottotaajuus voi olla enintään 1 kHz luettaessa pyörimisnopeutta ACS800-sarjan taajuusmuuttajan kautta ja momenttianturia samanaikaisesti. Virtuaali-instrumenteista koostuvia testisekvenssejä voidaan vapaasti muokata ja kehittää testejä edelleen tai luoda kokonaan uusia testejä. Testausympäristö perustuu teollisuudessa yleisesti käytettyihin ohjelmistoihin ja tarjoaa hyvät mahdollisuudet jatkokehitykselle.

ACS800-kaappimoduulien pakkaamon ulkoistaminen

Tässä insinöörityössä selvitetään ABB Oy System AC -liiketoimintayksikön pakkaamon ulkoistamiseen liittyviä ongelmia sekä mahdollisia ratkaisuja näihin ongelmiin. Koko ongelman käsittely on liian laaja projektin yhdelle insinöörityölle. Tässä työssä keskitytään ratkaisemaan ko. ulkoistamiseen liittyvät keskeisimmät ACS800-kaappimoduulien kuljetuslogistiset ongelmat. Näitä ongelmia ovat kaappimoduulien kiinnitystarve kuljetusalustaansa sekä kuljetuspaketoinnin puuttuessa kaappimoduulien suojaaminen maantiekuljetuksen ajaksi. Työssä on otettu huomioon viranomaisten maantiekuljetuksia koskevat vaatimukset. Työssä on suunniteltu uusia kiinnitysvälineitä sekä muutoksia olemassa oleviin kuljetusalustoihin, joita käytetään tehtaan sisäisissä kaappimoduulien siirroissa. Kiinnitysvälineistä on tehty lujuuslaskelmia ja määritelty kiristysmomentteja. Tuotettavuuden ja kustannustehokkuuden kannalta on selvitetty kiinnitysvälineisiin soveltuvia materiaalivaihtoehtoja. Kuljetusalustojen muutoksista on myös tehty ohjeistusta. Tämän työn tulos on uusien kiinnitysvälineiden ja kuljetusalustojen mekaanisten muutosten suunnittelu. Samalla on todistettu, että kaappimoduulien siirto tehtaan ulkopuoliseen pakkaamoon ilman kuljetuspaketointia on teoriassa mahdollista.

Pistoliitinlähdöillä varustetun jakokeskuksen soveltuvuus toimistorakennuksessa

Tämä insinöörityö tehtiin NCC Rakennus Oy:lle. Työssä kehitettiin sähköasennusten muunneltavuutta yrityksen rakennuttamissa Business Park -toimistorakennuksissa. Työssä tutkittiin, onko hyödyllistä siirtyä käyttämään EnstoNet-keskusta, joka perustuu pistoliitintekniikkaan. Työssä selvitettiin EnstoNet-keskuksen tekninen soveltuvuus toimistorakennuksiin. Lisäksi tehtiin kustannusvertailu perinteiseen keskukseen verrattuna. Myös mahdollisuutta sijoittaa keskus avotilaan selvitettiin. Työssä on perehdytty aluksi EnstoNet-järjestelmään ja muuntojoustavuuden teoriaan. Tutkittiin, käykö EnstoNet-keskus ominaisuuksiltaan Business Park -toimistorakennuksiin, koska keskuksen tekniset ominaisuudet ovat suppeammat verrattuna tavanomaisiin keskuksiin. Työssä tehtiin uudet sähkösuunnitelmat erään esimerkkikohteen perusteella. Näiden mallipiirustusten perusteella sähköurakoitsija laski hinnan EnstoNet-keskuksella toteutetusta järjestelmästä. Lisäksi työssä haastateltiin eri Business Park -kohteiden isännöitsijöitä, rakennuttajaa, sähkösuunnittelijaa ja sähköurakoitsijaa. Kustannusvertailun tuloksena saatiin selville, että pistoliitinlähdöillä varustetun keskuksen asennustyökustannukset ovat pienemmät kuin perinteisen keskuksen. Myös muutostöiden kustannukset pienenevät, koska pistoliittimillä toteutetut työt ovat nopeampia ja helpompia. Materiaalikustannukset pysyvät samalla tasolla. Haastatteluista saatiin selville, että muutostöitä tehdään paljon, mutta harva niistä kohdistuu keskukseen. Tarvetta keskuksen siirtämiselle ei ollut juuri ilmennyt. Jakokeskushuoneesta voitaisiin jatkossa luopua, koska tällöin saataisiin lisättyä vuokrattavien neliöiden määrää ja säästettyä materiaalikustannuksissa. Tämä helpottaisi myös tilamuutosten tekemistä.

Turva- ja opastevalojen ryhmävalvontakeskus

Tämä insinöörityö on dokumentti projektista, joka on tehty SF-Design Oy:n nimissä asiakasprojektina. Työssä käydään läpi turva- ja opastevalojen ryhmävalvontayksikön elektro-niikkasuunnittelu ja siihen tarvittavan mikrotietokoneen ohjaamiseen tarvittavan ohjelman suunnittelu ja kirjoittaminen. Työ jakautuu karkeasti jaoteltuna neljään osa-alueeseen. Ensiksi käydään läpi laitteiston elektroniikkasuunnittelu ja siihen liittyvää teoriaa. Seuraavaksi työssä käsitellään mikrotietokoneiden ohjelmistokehitystä ja käydään läpi työssä suunniteltu ja laadittu ohjelmisto STMicroelectronicsin ST62T10C-prosessorille. Lopuksi ennen suunnittelu- ja kehitysympäristöjen esittelyä käsitellään suunnitellun laitteiston testaus-, käyttö- ja asennustoimenpiteet. Aivan aluksi esitellään projektissa toteutettuun laitesuunnitteluun vaikuttaneet asiakkaan antama spesifikaatio ja 13.2.2003 voimaan astunut Euroopan parlamentin ja neuvoston asettama RoHS-direktiivi. Direktiivi vaikutti elektroniikkasuunnitteluun komponenttien valinnan osalta. Direktiivin mukaan sen voimaanastumispäivän jälkeen ei saa käyttää komponentteja, jotka sisältävät ympäristölle ja ihmisille vaarallisia aineita. Elektroniikkasuunnitteluosiossa suunnittelu on jaettuna toiminnallisiin osiin. Osiossa käy-dään läpi virtamuuntajien kalibrointi sekä jännitevahvistimen suunnittelu ja simulointi. Ky-seisessä osiossa käsitellään vielä prosessorin vaatimat erityiskytkennät, vikailmoitus-led-valojen ohjaukseen tarvittava kytkentä sekä ennen laitteiston vaatimien käyttöjännitteiden suunnittelua laitteistoon tarvittavien potentiovapaitten lähtöjen toteutus. Ohjelmistokehi-tysosiossa pohditaan mikrotietokoneen ohjelmoinnin perusteita, ennen kuin projektissa laadittua ohjelmaa käydään läpi. Projektissa laadittua koodia ei sen salaisuuden takia käydä yksityiskohtaisesti läpi tässä työssä. Projektissa käytettiin elektroniikkasuunnittelussa PADS-ohjelmistoja PowerLogic ja PowerPCB. Lisäksi käytettiin vahvistinkytkennän simulointiin OrCADin Capture CIS -ohjelmaa. Projektin työläimpään vaiheeseen, ohjelman suunnitteluun, kehitykseen ja kirjoittamiseen käytettiin Raisonancen STMicroelectronicsin mikrotietokoneille kehittämää ohjelmistokehitysympäristöä RIDE -ohjelmistoa. Elektroniikkasuunnittelussa käytetyt oh-jelmistot ovat hyvin yleisesti teollisuuden käytössä.