Hydraulisylinterien testipenkin ohjausjärjestelmä

Abstract

Opinnäytetyön aiheena oli ohjausjärjestelmän toteutus hydraulisylinterien testaukseen. Sylintereitä testataan pitkäkestoisissa suorituksissa, joissa niitä kuormitetaan, sekä suoritetaan äkillisiä liikkeitä ja liikesuunnan muutoksia. Järjestelmä mittaa siinä esiintyviä paineita, lämpötilaa sekä tilavuusvirtausta ja tallentaa niitä myöhempää käyttöä varten.

Työ sisälsi sähkösuunnittelun sekä järjestelmässä käytettävän ohjelmoitavan logiikan ohjelmoinnin ja järjestelmän valvomon toteutuksen. Ohjelmoitavaksi logiikaksi valittiin ABB:n AC500-sarjaan logiikka ja valvomotietokoneeksi Control Express Finland:n valmistama CEF 2x-teollisuustietokone. Tietojen tallennus tapahtuu valvomotietokoneella, jolle ohjelmoitava logiikka lähettää mittaustiedot UDP-protokollaa käyttämällä.

Projekti aloitettiin käymällä läpi ohjausjärjestelmältä vaadittavat toiminnot sekä muut vaatimukset tilaajan kanssa. Seuraavaksi tehtiin sähkösuunnittelu ja ohjauskeskuksen layout-suunnittelu. Tämän jälkeen siirryttiin suunnittelemaan ja toteuttamaan ohjelmaa ohjelmoitavalle logiikalle. Viimeisessä vaiheessa tehtiin valvomo. Testikoneikon käyttöönotto viivästyi alkuperäisestä aikataulusta. Pelkän ohjausjärjestelmän toimintaa pystyttiin kuitenkin testaamaan laajasti, joten sen toiminta suunnitellulla tavalla pystyttiin todentamaan.

Kun testikoneikon käyttöönotto myöhemmin on tehty, tullaan sitä todennäköisesti vielä laajentamaan lisäämällä testattavien sylintereiden lukumäärää sekä mittauksia. Tästä johtuen ohjausjärjestelmää tullaan myöhemmin kehittämään vastaamaan laajennusten asettamia vaatimuksia.

The aim of the thesis was to design a control system for test machinery of hydraulic cylinders. The machinery will be used to test the cylinders for long periods of time, under load and sudden changes in the direction of movements. The control system will measure specific physical quantities, such as pressure, temperature and total flow in the system and record them for further use.

The project included the electrical design of the system, programming of the PLC (Programmable Logic Controller) and creating interface for the system. The programmable logic controller from ABB’s AC500-series was selected to be used in the system, with the CEF 2X industrial computer to host the SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition). The programmable logic controller collects the data from the sensors installed in the system and sends it to the SCADA computer using the UDP protocol.

At the beginning of the project a meeting was held, where the requirements for the control system were discussed. The next step was to do the electrical design for the system and the layout design of the control panel. This was followed by planning and programming of the PLC. After this was done, the SCADA was created. Due to delays in the schedule, the commissioning of the test machinery was postponed into the future. However, this made it possible to do extensive testing of the control system. The system met the requirements set at the beginning of the project.

After the test machinery has been commissioned, there are future plans to develop it further to include more cylinders for testing and more measurements. This will lead to a demand of designing the control system further to meet the new requirements.