Open search

    Strategia johti kumppanuuteen – Insta varmistaa Kuopion Vedelle huolella suunnitellut, edistykselliset ja turvalliset ratkaisut

    Kuopion Veden automaatiojärjestelmä on vuosien saatossa kasvanut yhdeksi Suomen suurimmista yhtenäisistä vesihuollon automaatiojärjestelmistä. Lehtoniemen jätevedenpuhdistamon, Itkonniemen vesilaitoksen ja useiden muiden saneeraushankkeiden myötä Instan rooli on vakiintunut Kuopion Veden läheiseksi huolto- ja ylläpitokumppaniksi, jonka hyödyntämällä Siemensin SIMATIC PCS 7 -teknologialla on toteutettu huolella suunnitellut, edistykselliset ja turvalliset ratkaisut. Kuopion Veden strategia yhden automaatiotoimittajan ja automaatiojärjestelmän mallista yhtenäistää ratkaisuja ja tuottaa kunnossapitoetuja, sekä mahdollistaa myös varallaolon pienemmällä henkilömäärällä.

    Kaikki sai alkunsa Kuopion Veden tärkeimmän jätevedenpuhdistamon, Lehtoniemen, saneerauksesta. Biologis-kemiallinen aktiivilietelaitos on valmistunut vuonna 1974, ja uusi ympäristölupa asetti sille tiukentuneita vaatimuksia muun muassa ammoniumtypen ympärivuotisen poiston ja fosforin suodatuksen suhteen. Edessä oli puhdistamon historian suurin saneeraus, jonka SIA-urakkaa Insta Automation valittiin toteuttamaan. Huomionarvoista oli, että vaikka laitos oli toiminnassa koko saneerauksen ajan, puhdistustulokset olivat täysin lupaehtojen mukaiset.

    Uuden ympäristöluvan vaatima nitrifikaation aikaansaaminen ympärivuotisena edellytti suurempaa lietemäärää, minkä vuoksi ilmastusaltaiden tilavuutta täytyi kasvattaa. Vanhat altaat saneerattiin ja puhdistamolle rakennettiin kokonaan uusi käsittelylinja. Ilmastuskompressorit ja ilmaputkistot uusittiin ja altaiden ohjaustavan muutos toteutettiin automaation avulla.

    Fosforin poistoa koskevien, koventuneiden vaatimusten vuoksi laitokseen lisättiin tehokkaaksi todettu fosforin jälkisuodatusyksikkö, joka toimii hiekkasuodatukseen perustuen. Muutosten myötä uusiin raja-arvoihin päästiin vaivattomasti, jopa ne selvästi alittaen.

    Kesällä 2015 valmistuneen saneerauksen yhteydessä uusittiin myös koko laitoksen sähkönsyöttöön liittyvät keskijännitekojeistot ja muuntajat, mikä lisäsi saneerauksen haastavuutta. Suuri automaatiouudistus sujui hyvin, ja merkittävät koneisto-, sähkö- ja automaatiotyöt sekä uudistettu valvomo siirsivät puhdistamon uudelle aikakaudelle.

    Urakan yhteydessä Lehtoniemen SIMATIC PCS 7 -pohjaisen järjestelmän kaukovalvontaan lisättiin noin kaksisataa Kuopion alueen jätevedenpumppaamoa, ja maakuntien laitosten myötä valvontaan tuli noin sata kohdetta lisää.

    Siemensin liiketoimintajohtaja Jussi Salomaa oli Lehtoniemen hankkeessa määrittämässä järjestelmää Siemensin osalta.

    – Ratkaisupartnerillamme Installa on hyvä prosessiosaaminen ja sen kautta näkemyksellisyys järjestelmän määrittelyyn. Roolimme täydentävät toisiaan. Lehtoniemen hankkeessa Insta teki kokonaistoimituksen ja määritteli järjestelmän, me autoimme komponenttivalinnoissa ja tuimme taustalla tarvittaessa muun muassa täsmäkoulutuksia järjestämällä, Salomaa summaa.

    Tänä päivänä Lehtoniemessä käsitellään yli sadan tuhannen ihmisen jätevedet. Laitos on energian suhteen jopa 80-prosenttisesti omavarainen – kuivattu liete mädätetään ja vapautuvasta biokaasusta syntyy hyötyenergiaa. Rinnakkaissaostuslaitoksen puhdistusprosessi etenee jatkuvina, rinnakkaisina toimintoinaan: hiekka ja kiinteät aineet poistetaan mekaanisesti, orgaaninen aines ja typpi biologisella menetelmällä ja fosfori kemiallisesti. Veden laatua seurataan ottamalla siitä näytteet viikoittain. Eri vaiheiden jälkeen vieressä siintävään Kallaveteen laskettava vesi on järvessä odottavaa puhtaampaa.

    Kuopion_Vesi_OP4_0535_1000Yhteistyö Kuopion Veden kanssa alkoi Lehtoniemen jätevedenpuhdistamon saneerauksella vuonna 2012.

     

    Yhtenäinen järjestelmä tuo kunnossapitoetuja ja tiivistää varallaoloa

    Kun uudistajaa Lehtoniemen automaatiojärjestelmälle etsittiin, kyse oli kuitenkin paljon Lehtoniemen jätevedenpuhdistamoa suuremmasta kokonaisuudesta. Kuopion Vedellä oli päätöksensä taustalla korkeamman tason strategia yhdestä automaatiotoimittajasta ja yhdestä automaatiojärjestelmästä, joiden avulla ratkaisuja saataisiin yhtenäistettyä ja tätä kautta saavutettaisiin kunnossapitoetuja. Pidemmän tähtäimen tavoitteena oli myös pyrkimys yhtenäistää ja tiivistää varallaoloa, jotta sitä voitaisiin tehdä pienemmällä henkilömäärällä.

    – Lehtoniemen projektin tiimoilta lähdimme viemään strategiaa eteenpäin. Yksi automaatiotoimittaja ja -järjestelmä on SIA-osastomme huollon ja kunnossapidon kannaltakin kaikkein järkevin toteutus, automaatioinsinööri Arto Hoffren täydentää ja jatkaa:

    – Kun samat varaosat käyvät kaikkialle, ja etälaitteistotkin ovat Instan toimittamaa Siemens-teknologiaa, se vaikuttaa arkipäivän työhömme paljon. Pystymme tekemään laitosten muutoksia ja korjauksia etänä sen sijaan, että tarvitsisi lähteä ajamaan jopa sataa kilometriä tätä varten.

    Lehtoniemen urakassa tehtiin tekniset periaatepäätökset koko Kuopion Veden automaatio- ja kaukokäyttöjärjestelmistä sekä raportointi- ja kunnossapitojärjestelmistä. Samassa yhteydessä toteutettiin osittain myös vedentuotannon etäkohteiden kaukokäyttö- ja automaatiotoimintoja, sekä InstaWahti-ohjelmistoperheen raportointi- ja kunnossapitojärjestelmä Itkonniemen vesilaitokselle.Kuopion_Vesi_OP4_0386_1000x650Kuopion Veden automaatioinsinööri Arto Hoffren Lehtoniemen jätevedenpuhdistamon valvomossa. Taustalla puhdistamon prosessinäkymää ja InstaWahti-raportointiohjelmisto.

     

    Lisää verkostokilometrejä ja päävesilaitoksen saneeraus

    Kuopion Veden automaatiojärjestelmäkokonaisuus on tänä päivänä yksi Suomen suurimmista yhtenäisistä automaatiojärjestelmistä. Se koostuu kahdesta suuresta ja lukemattomista pienemmistä laitoksista sekä sadoista kaukovalvontakohteista. Kokonaisuutta ovat kasvattaneet etenkin kuntaliitokset – kaikkiaan kuusi kuntaa puhdistamoineen ja vedentuotantolaitoksineen on liittynyt mukaan vuosien 2012–2020 välisenä aikana.

    Kuopion ja Maaningan kuntaliitos laajensi Kuopion Veden verkostoa yli kahdellasadalla kilometrillä, kun Kuopion Veden toiminta-alue laajeni käsittämään Maaningan kunnan hoitaman vesihuollon vuoden 2015 alussa. Maaninkaan tehtiin ensin pienempiä projekteja, ja 2016 tuli ajankohtaiseksi vedentuotannon ja jätevedenpumppaamoiden automaatiojärjestelmän saneeraus. Sitä ennen vuorossa oli Melalahden jätevedenpuhdistamon saneerauksen urakka, jossa Insta toimi pääurakoitsijana. Automaatiourakoitsijan toimiminen pääurakoitsijana vesilaitosurakoissa on harvinaista, ja vahvisti Instan asemaa luotettavana yhteistyökumppanina.

    Loppuvuodesta 2017 alettiin saneerata Kuopion kaupungin päävesilaitoksena toimivaa Itkonniemen vesilaitosta. Vuonna 1913 toimintansa aloittaneelle, talousvettä Kuopion keskeiselle kaupunkialueelle ja useille vesiosuuskunnille tuottavalle vesilaitokselle edessä oli laajin saneeraushanke sitten vuoden 1988. Lähtökohtana oli turvata vedentuotannon häiriötön toiminta pitkälle tulevaisuuteen. Kokonaisuus sisälsi automaatiojärjestelmän sekä siihen liittyvien prosessi-, koneisto- ja instrumenttilaitteistojen uusimisen. Lisäksi saneerattiin laitoksen LVI-järjestelmät sekä osia toimistotiloista, laboratoriosta ja valvomosta, sekä keskeisen kaupunkialueen vedentuotannon kaukovalvontakohteita automaation, sähkön ja instrumentoinnin osalta. Nyt sekä jäte- että puhdasvesikohteet oli liitetty yhtenäiseen SIMATIC PCS 7 -automaatiojärjestelmään.
    Kuopion_Vesi_OP4_0557_1000x650
    Markus Happonen ja Arto Hoffren kertovat yhden automaatiotoimittajan ja -järjestelmän kumppanimallin olevan SIA-osaston toiminnan kannalta järkevin toteutus.

     

    Itkonniemen vesilaitoksen kriittisyys huomioitiin suunnittelun alusta alkaen. Integroitu turvatekniikka ja mahdollisuus kahdentaa kaikki järjestelmän komponentit takasivat PCS 7 -järjestelmän soveltuvuuden vaativien ja turvallisuuskriittisten vedentuotannon prosessien ohjaukseen. Siemensin liiketoimintajohtaja Jussi Salomaa kuvailee integroidun turva-automaation toimintaperiaatetta lisäten, että erillisten turvakomponenttien tai -ohjelmistojen puuttumisella saavutetaan myös ylläpidollisia hyötyjä järjestelmän elinkaaren aikana.

    Tarvittava kahdennustaso määritellään asiakkaan käyttötarpeen mukaan. Itkonniemen vesilaitoksessa kahdennus vietiin mahdollisimman pitkälle, millä varmistettiin järjestelmän luotettavuus. Kahdennetut prosessiasemat hajautettiin eri puolille rakennusta ja niiden väliset väylät sijoitettiin toisistaan riippumattomiksi. Tällöin esimerkiksi toisen tilan tulipalo ei lamauttaisi laitosta, vaan prosessinohjaus jatkuisi automaatiojärjestelmän ohjaamana.

    Koska saneerattava laitos oli ainoa Kuopion alueelle talousvettä tuottava vesilaitos, sen tuli Lehtoniemen lailla olla toiminnassa koko projektin ajan. Tämä toi omat lisähaasteensa käyttöönoton läpivientiin, sillä saneerauksen aikana vesilaitoksella oli käytössä samanaikaisesti sekä uusi että vanha prosessinohjausjärjestelmä.

    – Tärkein tekijä tuotannossa olevan vesilaitoksen automaatiojärjestelmän saneerauksessa ja onnistuneessa käyttöönotossa on eri työvaiheiden oikea-aikainen suoritusjärjestys sekä töiden suunnitelmallinen toteutus yhdessä Kuopion Veden henkilöstön kanssa. Ennen käyttöönoton aloitusta on pohdittava tulevien muutosten vaikutukset eri osaprosessien välillä, jotta ohjausjärjestelmään sisältyvät kokonaisuudet saadaan toimimaan ilman tuotantokatkoja. Kahden erillisen järjestelmän virheettömän toiminnan varmistamiseksi oli tehtävä paljon väliaikaisjärjestelyitä, jotta vaihtotyö saatiin onnistuneesti maaliin ilman merkittäviä tuotantohäiriöitä, taustoittaa Insta Automationin projektipäällikkönä Itkonniemen hankkeessa toiminut Jari Niemi.

    Alkukesällä 2019 tehtiin päätös yhtiöittää Kuopion Vesi Liikelaitos ja Siilinjärven kunnan vesihuoltolaitos kuntien yhdessä omistamaksi Kuopion Vesi Oy:ksi. Insta oli ennen yhtiöittämistä toteuttanut Siilinjärven Jynkänniemen jätevedenpuhdistamon SIA-urakan, jossa oli käytetty Kuopion jätevedenpuhdistamon kanssa yhteneväistä Siemens-teknologiaa. Tämä loi hyvän pohjan 2020 alkaneelle Siilinjärven vesihuollon yhdistämiselle Kuopion Veden automaatiojärjestelmään, jonka toteutus ja käyttöönotto tehdään vuosien 2021 ja 2022 aikana. Siilinjärven ja Juankosken automaatiojärjestelmän uudistuksen myötä järjestelmä laajenee taas noin sadalla kaukovalvottavalla laitoksella.

    Kumppaniroolissa toimintavarmuutta takaamassa

    Itkonniemen saneerauksesta alkaen Insta on toiminut kumppaniroolissa takaamalla vesilaitoksen toimintavarmuuden huollon ja ylläpidon kannalta. Yhdessä on luotu perusta koko Kuopion puhdasvesikohteiden kaukokäytölle ja liitetty järjestelmään paineenkorotusasemia, vesitorneja ja erilaisia mitta-asemia.

    Kuopion Veden sähkötöiden ja käytön johtajana sekä SIA-tiimin vetäjänä toimiva Markus Happonen kertoo hieman alle kymmenen hengen tiimin huolehtivan vedentuotannon, jätevesipuolen ja verkoston asioista. Jotta kaikki tarvittava ylläpito-, huolto-, korjaus- ja selvitystyö kompaktilla ryhmällä voidaan toteuttaa, yhteistyön kumppanin kanssa on oltava tiivistä.

    Automaatiosta vastaava Hoffren kuvailee Instan roolia suureksi. Meneillään on useita, osittain oman väen voimin ja osittain yhteistyössä toteutettavia projekteja. Yhteistyön sujuvuutta ovat parantaneet myös lähistöllä olevat Instan toimipisteet – muutama vuosi sitten perustettu Kuopion sekä pidempään olemassa ollut Varkauden toimipiste.   

    – Saamme nopeasti apua ja pystymme toteuttamaan projekteja nopealla aikataululla. Pienprojektitkin ovat meille tärkeitä, sillä kehitämme prosesseja samalla. Suurin hyöty on, että saamme apua kokonaistoimituksena tarvittaessa nopealla aikataululla, ja pystymme viemään kohteita eteenpäin luotettavalla toimivuudella, Hoffren summaa.

    – Teknisten ratkaisumallien ohella kustannustehokkuus on tärkeä asia. Toimintatavat ovat vuosien varrella hioutuneet, kun välikäsiä ja turhia tunteja on pystytty karsimaan pois. Kun voidaan mennä suoraan asiaan, säästetään taloudellisia kustannuksia, mutta ennen kaikkea aikaa, Happonen kiittelee.

    – Kaikenlaista kehitystyötä tässä on tehty – on jalkauduttu maakuntiin, ja vaikka uusia haasteita tulee, aina on pyritty ratkaisuja keksimään ja soveltamaan, Hoffren päättää.

    Kuopion_Vesi_OP4_0410_1000x650Lehtoniemen jätevedenpuhdistamon ilmastusaltailla Jari Niemi, Arto Hoffren ja Kimmo Suonperä. Yhteistyö on vakiintunut läheiseksi huolto- ja ylläpitokumppanuudeksi.

    Lisätietoja

    Kimmo Suonperä

    LinkedIn