Voimalaitoksen käytönaikaisen optimoinnin määrittely

Tässä diplomityössä määritellään biopolttoainetta käyttävän voimalaitoksen käytönaikainen tuotannon optimointimenetelmä. Määrittelytyö liittyy MW Powerin MultiPower CHP –voimalaitoskonseptin jatkokehitysprojektiin. Erilaisten olemassa olevien optimointitapojen joukosta valitaan tarkoitukseen sopiva, laitosmalliin ja kustannusfunktioon perustuva menetelmä, jonka tulokset viedään automaatiojärjestelmään PID-säätimien asetusarvojen muodossa. Prosessin mittaustulosten avulla lasketaan laitoksen energia- ja massataseet, joiden tuloksia käytetään seuraavan optimointihetken lähtötietoina. Optimoinnin kohdefunktio on kustannusfunktio, jonka termit ovat voimalaitoksen käytöstä aiheutuvia tuottoja ja kustannuksia. Prosessia optimoidaan säätimille annetut raja-arvot huomioiden niin, että kokonaiskate maksimoituu. Kun laitokselle kertyy käyttöikää ja historiadataa, voidaan prosessin optimointia nopeuttaa hakemalla tilastollisesti historiadatasta nykytilanteen olosuhteita vastaava hetki. Kyseisen historian hetken katetta verrataan kustannusfunktion optimoinnista saatuun katteeseen. Paremman katteen antavan menetelmän laskemat asetusarvot otetaan käyttöön prosessin ohjausta varten. Mikäli kustannusfunktion laskenta eikä historiadatan perusteella tehty haku anna paranevaa katetta, niiden laskemia asetusarvoja ei oteta käyttöön. Sen sijaan optimia aletaan hakea deterministisellä optimointialgoritmilla, joka hakee nykyhetken ympäristöstä paremman katteen antavia säätimien asetusarvoja. Säätöjärjestelmä on mahdollista toteuttaa myös tulevaisuutta ennustavana. Työn käytännön osuudessa voimalaitosmalli luodaan kahden eri mallinnusohjelman avulla, joista toisella kuvataan kattilan ja toisella voimalaitosprosessin toimintaa. Mallinnuksen tuloksena saatuja prosessiarvoja hyödynnetään lähtötietoina käyttökatteen laskennassa. Kate lasketaan kustannusfunktion perusteella. Tuotoista suurimmat liittyvät sähkön ja lämmön myyntiin sekä tuotantotukeen, ja suurimmat kustannukset liittyvät investoinnin takaisinmaksuun ja polttoaineen ostoon. Kustannusfunktiolle tehdään herkkyystarkastelu, jossa seurataan katteen muutosta prosessin teknisiä arvoja muutettaessa. Tuloksia vertaillaan referenssivoimalaitoksella suoritettujen verifiointimittausten tuloksiin, ja havaitaan, että tulokset eivät ole täysin yhteneviä. Erot johtuvat sekä mallinnuksen puutteista että mittausten lyhyehköistä tarkasteluajoista. Automatisoidun optimointijärjestelmän käytännön toteutusta alustetaan määrittelemällä käyttöön otettava optimointitapa, siihen liittyvät säätöpiirit ja tarvittavat lähtötiedot. Projektia tullaan jatkamaan järjestelmän ohjelmoinnilla, testauksella ja virityksellä todellisessa voimalaitosympäristössä ja myöhemmin ennustavan säädön toteuttamisella.

Underwater Remote Welding Technology for Offshore Structures

The construction of offshore structures, equipment and devices requires a high level of mechanical reliability in terms of strength, toughness and ductility. One major site for mechanical failure, the weld joint region, needs particularly careful examination, and weld joint quality has become a major focus of research in recent times. Underwater welding carried out offshore faces specific challenges affecting the mechanical reliability of constructions completed underwater. The focus of this thesis is on improvement of weld quality of underwater welding using control theory. This research work identifies ways of optimizing the welding process parameters of flux cored arc welding (FCAW) during underwater welding so as to achieve desired weld bead geometry when welding in a water environment. The weld bead geometry has no known linear relationship with the welding process parameters, which makes it difficult to determine a satisfactory weld quality. However, good weld bead geometry is achievable by controlling the welding process parameters. The doctoral dissertation comprises two sections. The first part introduces the topic of the research, discusses the mechanisms of underwater welding and examines the effect of the water environment on the weld quality of wet welding. The second part comprises four research papers examining different aspects of underwater wet welding and its control and optimization. Issues considered include the effects of welding process parameters on weld bead geometry, optimization of FCAW process parameters, and design of a control system for the purpose of achieving a desired bead geometry that can ensure a high level of mechanical reliability in welded joints of offshore structures. Artificial neural network systems and a fuzzy logic controller, which are incorporated in the control system design, and a hybrid of fuzzy and PID controllers are the major control dynamics used. This study contributes to knowledge of possible solutions for achieving similar high weld quality in underwater wet welding as found with welding in air. The study shows that carefully selected steels with very low carbon equivalent and proper control of the welding process parameters are essential in achieving good weld quality. The study provides a platform for further research in underwater welding. It promotes increased awareness of the need to improve the quality of underwater welding for offshore industries and thus minimize the risk of structural defects resulting from poor weld quality.

Kekkonen ei pidä tietä oikeana

Urho Kekkosen haast.

Tuleeko Ladomeque -liitosta tosi? (Kekkonen ei pidä tietä oikeana)

Urho Kekkosen haast.

Verbien kehittyminen alkeiskurssilla : te ette pitä - poika ei pidä - hän ei pitää - hän ei pidä

Abstract

Kelle mid'ä pid'äy - kuka tarvitsee mitäkin

Väitöksenalkajaisesitelmä

Tutkimuksen merkitystä ei pidä yliarvioida

Kommentti Risto Selinin (Tieteessä tapahtuu 1/2002) arvioon väitöskirjasta Pyhät bodarit - yhteisöllisyys ja onni täydellisessä ruumiissa.

Centralized Motion Control of a Linear Tooth Belt Drive: Analysis of the Performance and Limitations

A centralized robust position control for an electrical driven tooth belt drive is designed in this doctoral thesis. Both a cascaded control structure and a PID based position controller are discussed. The performance and the limitations of the system are analyzed and design principles for the mechanical structure and the control design are given. These design principles are also suitable for most of the motion control applications, where mechanical resonance frequencies and control loop delays are present. One of the major challenges in the design of a controller for machinery applications is that the values of the parameters in the system model (parameter uncertainty) or the system model it self (non-parametric uncertainty) are seldom known accurately in advance. In this thesis a systematic analysis of the parameter uncertainty of the linear tooth beltdrive model is presented and the effect of the variation of a single parameter on the performance of the total system is shown. The total variation of the model parameters is taken into account in the control design phase using a Quantitative Feedback Theory (QFT). The thesis also introduces a new method to analyze reference feedforward controllers applying the QFT. The performance of the designed controllers is verified by experimentalmeasurements. The measurements confirm the control design principles that are given in this thesis.

Diskreettiaikainen liukuvan moodin säätö kiinteäoksidipolttokennon DC-tasonnostossa

Huoli ympäristön tilasta ja fossiilisten polttoaineiden hinnan nousu ovat vauhdittaneet tutkimusta uusien energialähteiden löytämiseksi. Polttokennot ovat yksi lupaavimmista tekniikoista etenkin hajautetun energiantuotannon, varavoimalaitosten sekä liikennevälineiden alueella. Polttokenno on tehonlähteenä kuitenkin hyvin epäideaalinen, ja se asettaa tehoelektroniikalle lukuisia erityisvaatimuksia. Polttokennon kytkeminen sähköverkkoon on tavallisesti toteutettu käyttämällä galvaanisesti erottavaa DC/DC hakkuria sekä vaihtosuuntaajaa sarjassa. Polttokennon kulumisen estämiseksi tehoelektroniikalta vaaditaan tarkkaa polttokennon lähtövirran hallintaa. Perinteisesti virran hallinta on toteutettu säätämällä hakkurin tulovirtaa PI (Proportional and Integral) tai PID (Proportional, Integral and Derivative) -säätimellä. Hakkurin epälineaarisuudesta johtuen tällainen ratkaisu ei välttämättä toimi kaukana linearisointipisteestä. Lisäksi perinteiset säätimet ovat herkkiä mallinnusvirheille. Tässä diplomityössä on esitetty polttokennon jännitettä nostavan hakkurin tilayhtälökeskiarvoistusmenetelmään perustuva malli, sekä malliin perustuva diskreettiaikainen integroiva liukuvan moodin säätö. Esitetty säätö on luonteeltaan epälineaarinen ja se soveltuu epälineaaristen ja heikosti tunnettujen järjestelmien säätämiseen.

Professionalization of controllers in Finland

Professions are a special category of occupations that possesses exclusive rights over its domain of expertise. Professions apply expert knowledge in their work by using professional discretion and judgment to solve their clients’ problems. With control over their expert knowledge base, professions are able to control the supply of practitioners in their field and regulate the practice in their market. Professionalization is the process during which occupations attempt to gain the status of a profession. The benefits of becoming a profession are extensive – professional autonomy, social and financial rewards, prestige, status, and an exclusive community are only a few of the privileges that established professions possess. Many aspiring occupations have tried and failed to gain the status of a profession and one of these groups is the occupation of controllers in Finland. The objective of this study to uncover, why controllers have not professionalized, which properties of the occupation correspond with the elements generally regarded to pertain to professions, and which aspects of the occupational group may hinder the professionalization project. The professionalization project of controllers is analyzed using a multi-actor model of professionalization, in which practitioners, clients, the state, training institutions, and employing organizations are considered to affect the project. The properties of the occupation of controllers are compared to features generally associated with professions. The research methodology for this thesis is qualitative, and the study is conducted as an exploratory research. The data is primarily gathered using semi-structured interviews, which were conducted between March and May 2013 lasting from 40 minutes to an hour. In total, four controllers were interviewed, who worked for different companies operating in different industries, and whose experience of working as a controller varied between a few years to nearly 15 years. The data in this study indicates that although controllers possess qualities that distinguish professions from other occupational groups, the professionalization of controllers may not be plausible. Controllers enjoy considerable autonomy in organizations, and they possess a strong orientation towards serving their clients. The more profound problem with the occupation is its non-exclusive, indistinct knowledge base that does not rely solely on a single knowledge base. Controllers’ expertise is relatively organization-specific and built on several different fields of knowledge and not just management accounting, which could be considered as their primary knowledge base. In addition, controllers have not organized themselves, which is a quintessential, but by no means a sufficient prerequisite for professionalization.

Ei kaikkea pidä sekoittaa ahdisteluun”. Tyttöjen internetissä saamat ja lähettämät seksiin liittyvät viestit

Tässä tutkimuksessa tarkastelen seksiin liittyviä viestejä, joita 11–18-vuotiaat tytöt ovat vastaanottaneet ja lähettäneet internetissä. Aineisto on kerätty kyselytutkimuksella, johon vastasi 1269 suomalaista, internetiä aktiivisesti käyttävää nuorta. Julkisessa keskustelussa lasten internetissä saamat seksiin liittyvät yhteydenotot tuomitaan haitallisiksi. Lähettäjien epäillään yleensä olevan aikuisia. Aineiston analyysi kuitenkin osoittaa, että haittojen lisäksi tyttöjen nettiseksikulttuuriin kuuluu paljon positiivisiksi koettuja asioita. Tytöt esimerkiksi pelaavat keskenään seksuaalissävytteisiä roolipelejä, harrastavat nettiseksiä omana itsenään, juttelevat toisten kanssa kokemuksista ja oppivat lisää seksiin liittyvistä asioista. 65 prosenttia tutkituista tytöistä on vastaanottanut seksiin liittyviä viestejä internetissä. Itse niitä on lähettänyt 20 prosenttia vastaajista. Tytöt ovat saaneet viestejä niin toisilta nuorilta kuin aikuisiltakin. Osa viesteistä koetaan epämiellyttävinä, osa mukavina ja osa vitseinä. Merkittävä osa vastaajista ei pohdi viestejä sen tarkemmin: Ne koetaan luonnolliseksi osaksi nettikulttuuria tai niiden ajatellaan olevan harmittomia. Aineiston analyysin lisäksi tutkimuksessa käsitellään lasten netinkäyttöön liitettyjä riskejä, jotka liittyvät jollakin tavalla seksiin. Näitä ovat esimerkiksi pedofilia ja lapsipornokuvat. Aiempaa tutkimusta keskustelutetaan aineiston kanssa. Erityisenä keskustelukumppanina käytetään EU Kids Online -projektin tutkimuksia niin Suomesta kuin muistakin Euroopan maista.