Interface Tool for Container Handling Equipment

Abstract

The aim of this thesis is to create definitions, a plan and a prototype for a tool used to simplify the commissioning process of Kalmar Retrofit products. Kalmar, which is an independent business area within Cargotec, provides cargo handling equipment, port automation and services. In addition to numerous other products, Kalmar also provides automation solutions for ports with existing container handling equipment and infrastructure. Some of these Retrofit solutions are executed by tracking the movement and state of the container handling equipment. The collected data can then be used to evaluate which container some specific machine is interacting with. If all the machines within a port are tracked, it is possible to create an inventory of all the containers in the port.

To track the movement of different container handling equipment, additional sensors or an interface to the existing sensory network of a machine is required. A single central device on each machine gathers the required data. This device is a Linux computer with a special data acquisition program that gathers and transfers the data from the machine to a server. The server then combines all the data from the container terminal and uses it for different purposes.

The commissioning of some products might be unnecessarily challenging and especially vulnerable to human errors due to complicated configuration methods. As a solution to these issues, a simple web interface that simplifies the commissioning and diagnostics of new installations was proposed. Along with the web interface, a clear process for commissioning the applications was needed.

The prototype of the server was created with Python and Flask–framework. The server featured simple configuration management, diagnostics, logger management and an interface for upgrading applications. All of the configuration management is password protected.

The resulting prototype server does need some modifications since the application is not optimized and many of the configurations were not implemented. However, the commissioning process of new applications would make the overall process more efficient.

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli luoda määritelmiä, suunnitelma ja prototyyppi työkalusta joka tulisi auttamaan Kalmarin Retrofit-tuotteiden asennuksessa. Kalmar on itsenäinen liiketoiminta-alue Cargotec Oy:n sisällä ja se tuottaa rahdinkäsittelylaitteita, satama-automaatiota ja huoltopalveluita. Monien muiden tuotteiden lisäksi Kalmar tarjoaa automaatioratkaisuja myös satama terminaaleille joilla on jo olemassaolevia rahdin käsittelylaitteita ja infrastruktuuria. Jotkin näistä Retrofit-tuotteista toteutetaan mittaamalla koneiden tilaa ja sijaintia satamaterminaalissa. Kerätyn datan perusteella voidaan päätellä minkä rahtikontin kanssa tietty kone vuorovaikuttaa. Jos kaikkien terminaalissa toimivien koneiden tiedot mitataan, voidaan esimerkiksi luoda tavaraluettelo kaikista konteista ja niiden sijainnista ympäri terminaalia.

Kontteja käsittelevien laitteiden sijainti selville lisäämällä laitteisiin tarvittavia sensoreita tai liittymällä suoraan koneessa jo olemassaolevaan sensoriverkkoon. Jokaisessa koneessa yksi keskitetty laite kerää tarvittavan datan. Tämä laite on Linux-pohjainen tietokone, jolle on rakennettu tiedonkeruu ohjelma (DAQ), joka kerää ja lähettää kaiken tarvittavan datan eteenpäin tietylle serverille. Kaikkien koneiden data kerätään tietyllä serveriohjelmalla, joka analysoi kerätyn datan ja käyttää sitä erilaisiin tarkoituksiin.

Tiettyjen Retrofit-tuotteiden asennus saattaa olla teknisesti melko haastavaa sekä erityisen altista inhimillisille virheille monimutkaisten konfigurointimenetelmien takia. Yksinkertaista web-käyttöliittymää ehdotettiin ratkaisuksi näihin ongelmiin. Käyttöliittymä helpottaisi uusien tuotteiden asennuksessa sekä diagnostiikassa. Käyttöliittymän lisäksi selkeä prosessi uusien tuotteiden asennukseen on tarpeen.

Prototyyppi web-serveristä luotiin Python-ohjelmointikielellä sekä Flask-ohjelmointikehyksellä. Serveri sisälsi yksinkertaisen konfiguroinnin hallinnan, diagnostiikkaa, loggerin hallinnan sekä rajapinnan ohjelman päivittämiselle. Kaikki konfiguraatioiden hallinta on salasanasuojattu. Lopullinen prototyyppi tarvitsee muokkauksia, sillä se ei ole optimoitu ja suurta osaa konfiguraatioiden hallinnasta ei ole sisällytetty prototyyppiin. Työn aikana suunniteltu komissiointiprosessi tekisi uusien ohjelmien asennuksesta ja tuotteiden toimituksesta tehokkaamman.