Ohjausjärjestelmän suunnittelu Beckhoff-ympäristössä
Lassila, Jesse (2020)
2020
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
http://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202002122360
http://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202002122360
Tiivistelmä
Opinnäytetyö tehtiin Head Recycle Systems Oy:lle Oulussa vuonna 2019. Työssä suunniteltiin ja toteutettiin ohjausjärjestelmä automaattiselle muovinkierrätyslaitteelle Beckhoff Automationin ohjaustekniikoilla. Työssä valittiin ohjausjärjestelmälle komponentit ja ohjelmoitiin toimiva logiikkaohjelma. Ohjausjärjestelmään integroitiin lähi-infrapuna-anturi ja koodilukkona toimiva matriisinäppäimistö. Lisäksi suunniteltiin ja valmistettiin käyttöliittymät huoltohenkilöille ja käyttäjille. Opinnäytetyössä tutkittiin myös jatkokehitysmahdollisuutena IoT-tietokannan yhdistämistä ohjausjärjestelmään.
Ohjausjärjestelmä suunniteltiin pääosin ennestään valitun lähi-infrapuna-anturin vaatimusten perusteella. Anturi oli laitteen tärkein osa, sillä anturin avulla laite pyrkii erottamaan kierrätettävästä muovista sekajätteen erilleen. Ohjausjärjestelmän täytyi olla yhteensopiva anturin kanssa, jotta laitteen toiminta oli mahdollista.
Ohjausjärjestelmäksi valittiin lähi-infrapuna-anturia tukeva Beckhoffin sulautettu tietokone. Sulautettuun tietokoneeseen valittiin I/O-taulukon mukaan tarvittavat modulaariset tulo- ja lähtöterminaalit. TwinSAFE-turvallisuuslogiikkakomponentit valittiin laitteen turvallisuusluokan perusteella. Kierrätyslaitteen toiminnasta laadittiin vuokaavio, jonka perusteella ohjelmoitiin logiikkaohjelma. Logiikkaohjelma ohjelmoitiin Structured Text -kielellä, johon yhdistettiin Function Block Diagram -kielisiä visuaalisia ohjelmayksiköitä. Turvalogiikka ohjelmoitiin sertifioidulla turvaohjelmointikielellä. IoT-tietokannan yhdistäminen ohjausjärjestelmään selvitettiin ja se todettiin mahdolliseksi Beckhoffin porttisovelluksella. Ohjausjärjestelmästä tuli toimiva ja se asennettiin yrityksen ensimmäiseen pilottilaitteeseen. Ohjausjärjestelmän kehittämistä jatketaan opinnäytetyön jälkeen pilottilaitteesta saatujen kokemuksien avulla.
Ohjausjärjestelmä suunniteltiin pääosin ennestään valitun lähi-infrapuna-anturin vaatimusten perusteella. Anturi oli laitteen tärkein osa, sillä anturin avulla laite pyrkii erottamaan kierrätettävästä muovista sekajätteen erilleen. Ohjausjärjestelmän täytyi olla yhteensopiva anturin kanssa, jotta laitteen toiminta oli mahdollista.
Ohjausjärjestelmäksi valittiin lähi-infrapuna-anturia tukeva Beckhoffin sulautettu tietokone. Sulautettuun tietokoneeseen valittiin I/O-taulukon mukaan tarvittavat modulaariset tulo- ja lähtöterminaalit. TwinSAFE-turvallisuuslogiikkakomponentit valittiin laitteen turvallisuusluokan perusteella. Kierrätyslaitteen toiminnasta laadittiin vuokaavio, jonka perusteella ohjelmoitiin logiikkaohjelma. Logiikkaohjelma ohjelmoitiin Structured Text -kielellä, johon yhdistettiin Function Block Diagram -kielisiä visuaalisia ohjelmayksiköitä. Turvalogiikka ohjelmoitiin sertifioidulla turvaohjelmointikielellä. IoT-tietokannan yhdistäminen ohjausjärjestelmään selvitettiin ja se todettiin mahdolliseksi Beckhoffin porttisovelluksella. Ohjausjärjestelmästä tuli toimiva ja se asennettiin yrityksen ensimmäiseen pilottilaitteeseen. Ohjausjärjestelmän kehittämistä jatketaan opinnäytetyön jälkeen pilottilaitteesta saatujen kokemuksien avulla.