Simulaation käyttö automaatiosuunnittelussa

Abstract

Työn tilaajana toimi Hämeen ammattikorkeakoulu. Työ tehtiin ammattikorkeakoulun tutkimus- ja kehityskeskuksessa. Työn tarkoitus oli kartoittaa simulaatioympäristöjen hyödyntämistä osana automaatiosuunnittelua. Opinnäytetyössä tutkittiin virtuaalisten ympäristöjen soveltamista oppimisympäristöiksi sekä kartoitettiin yritysten tarvetta ja mahdollisuuksia omaksua vastaavanlaisia työkaluja omassa liiketoiminnassaan. Työhön sovellettua teoriaa haettiin automaatiosuunnitteluun liittyvästä kirjallisuudesta sekä simulaatioympäristöjä käsittelevien yritysten julkaisuista.

Opinnäytetyöhön liitetyssä pilottiprojektissa mallinnettiin virtuaalisesta robottisolun mallista simulaatioympäristö, josta löytyy vastaava fyysinen laite Hämeen ammattikorkeakoulun sähkö- ja automaatiolaboratoriosta. Virtuaaliseen ympäristöön mallinnettiin opinnäytetyön aikana 3D-mallinnusohjelmalla komponentteja, jotka ohjelmoitiin simulaatioympäristössä vastaamaan oikeiden toimilaitteiden käyttäytymistä. Simulaatioympäristön tarkoitus oli tarjota PLC-ohjelmoinnille testausalusta, jota voitaisiin pitää testausympäristönä ilman oikeaa fyysistä järjestelmää. Tarvetta tällaiselle tutkimukselle perusteltiin haastattelemalla Hämeen ammattikorkeakoulun Valkeakosken yksikön johtajaa sekä kahta yrityksessä suunnittelutyötä tekevää henkilöä.

Tutkimuksessa käy selvästi ilmi simulaatioympäristöjen hyödynnettävyys automaatiosuunnitteluun ja testaukseen liittyen. Simulaatioympäristöt edustavat kuitenkin erityistä soveltamisalaa tekniikan tutkimuksessa, mutta potentiaali virtuaalimallien ja simulaatioympäristöjen käytölle tulee tutkimuksen eri vaiheissa ilmi. Tällaisten ympäristöjen kehitys on jatkuvassa liikkeessä, joten tutkimustyötä tekevien henkilöiden on pysyttävä tiiviisti mukana kehityksen kärjessä jatkossakin.

This thesis was commissioned by HAMK University of Applied Sciences. Work was carried out at the HAMK Research and Development centre AutoMaint. The purpose was to investigate usability of virtual environments in automation design. The study was focused on as certain the possibilities of using virtual modeling and simulation environments as a part of study process.

Literature on automation design as well publications from companies who had experience in simulations were used as a base during this project. In this project, a virtual model of industrial cell was created. A similar cell is in the electric and automation laboratory of HAMK.

Some parts were made for that simulation environment with a 3D modeling tool. The parts were transferred afterwards as regulating units for simulations. The purpose of simulation environment was to offer a platform for PLC programming. Students and companies will be able to test and develop their PLC programs without having to use real devices. This type of simulation offers a safe and flexible platform for both parties.

The need for such an environment identified after interviewing the Director of the HAMK Valkeakoski unit and two automation designers from different companies. Multiple results were found during this study. The usability of virtual modeling and simulation environments is obvious. However, continuous work in the development of this kind of system is still needed. As specialized technology, its use as a part of automation projects must be considered precisely. System creators have to develop their systems to stay up-to-date. The increasing use of applications of these environments will offer many of benefits in the future designing.