Traktorin ohjausmoduulin HiL-simulaatioratkaisu

Abstract

Eri teollisuudenalojen järjestelmien testaaminen voi olla haastavaa kustannussyistä sekä ne ovat usein aikaa vieviä. Simulaatiotestaus on yksi ratkaisu näihin ongelmiin ja tähän pyrkii myös ENABLE-S3 -tutkimushanke, jossa opinnäytetyön teettävä yritys Creanex Oy on myös mukana. Yhtenä tutkimusaiheena on maatalouden yhteissimulaatio ja siinä mukana oleva maataloustraktori. Opinnäytetyön tarkoituksena oli valmistaa tutkimushanketta tukeva ratkaisu, jossa traktorin oikealla ohjausmoduulilla ohjataan simuloitua traktoria.

Opinnäytetyön tavoitteena oli toteuttaa järjestelmä niin sanottuna HiL-simulaatioratkaisuna, jossa traktorin oikea ohjausmoduuli toimii osana simulaatiota. Tämä mahdollistaa oikealle traktorille tarkoitetun ohjausjärjestelmän ja ohjauksen testaamisen simulaatiomaailmassa. Tavoitteena oli myös toteuttaa kyseinen järjestelmä kompaktiksi kaiken tarvittavan sisältäväksi paketiksi, jota on helppo kuljettaa.

Työssä tutkittiin, mitä simulaatiolla ja HiL-simulaatiolla tarkoitetaan. Järjestelmän suunnittelussa ja toteutuksessa tutkittiin niin sen mekaanista ratkaisua kuin sähköistä kytkentää sekä ohjelmiston kehitystä. Lopuksi tutustuttiin myös järjestelmän testausmenetelmiin. Työ pyrittiin dokumentoimaan kaikilta osin mahdollisimman tarkasti järjestelmän jatkokehityksen ja -tutkimuksen kannalta.

Järjestelmä saatiin valmistettua suunnitellusti muutamaa poikkeusta lukuun ottamatta. Järjestelmän ohjelma pyrittiin tekemään mahdollisimman selkokieliseksi. Sähkösuunnittelusta sekä mekaanisesta suunnittelusta tehtiin selkeät dokumentit, kokoonpanosta otettiin valokuvia ja kokonaisuus tästä kerättiin yrityksen verkkolevylle järjestelmän jatkokehitystä varten.

This thesis was made for Creanex Oy which is part of the ENABLE-S3 research project. This research project focuses on finding different ways to test industrial systems and solving time- and cost-related problems in the systems by testing them in a simulation environment. One of the research subjects is to create a farming co-simulation which includes a farming tractor. The purpose of this thesis was to plan and manufacture a system for the farming tractor which can be tested in the simulation environment.

The objective of this thesis was to implement the system as an HiL-simulation solution where the tractor’s real control unit is part of the simulation. This enables testing of the tractor's controls and control system in the simulation environment. The objective was also to make the system as compact as possible which will be easy to transport from place to place.

The theoretical section explores the simulation and the HiL-simulation. The planning and the implementation phases of the system include mechanical, electrical and software sections. The testing section introduces a way to test the system which was produced in this thesis.

The system was manufactured as planned with some exceptions. All the documentation of this system was designed to be as clear as possible to support further research. The documentation concerning mechanical and electrical plans, software code, and photographs of the system was collected together into one location for the company.