Hihnakuljetinjärjestelmän etäohjaus

Abstract

Työn pohjana toimi hihnakuljetinjärjestelmä, joka oli Jarmo Kallion vuonna 2008 valmistuneen tutkintotyön tulos. Tarkoituksena oli uuden oppimisympäristön kehittäminen säätötekniikan laboratorio harjoitusta varten. Tätä varten työn tavoitteena oli laajentaa järjestelmää etäohjaustoiminnolla sekä laatia harjoitustehtävät laboratoriotyötä varten. Etäohjausohjelmaan kuului PID-säädin ja valvomonäyttö.

Työ alkoi asentamalla järjestelmään kaksi uutta anturia. Laseranturi toimi säätimen mittaustietona, ilmoittaen hihnalla olevan kappaleen aseman suhteessa anturiin ja kulma-anturi antoi tarkkaa reaaliaikaista tietoa hihnan kaltevuuskulmasta.

Etäohjausjärjestelmän ohjelmaan laadittiin kulman ohjausta varten suorat ohjaukset, ja hihnan nopeutta varten sekä suora ohjaus että säätimellä toteutettu automaattinen ohjaus. Säätö toteutettiin PID-säätimenä, jonka avainparametrit muodostivat laboratorio harjoituksen aiheen.

Valvomonäytön kautta voidaan ohjata järjestelmää ja seurata prosessin arvoja reaaliajassa. Näytöt PID-säätimen avainparametrien muokkaukseen ja prosessiarvojen historian näyttämiseen täydentävät valvomonäytön tarjonnan laboratorio harjoitusta varten.

Aikaansaatu järjestelmä täyttää asetetut tavoitteet ja harjoitustehtäviä on ennakkotehtävän lisäksi kaksi. Laadittu laboratorio harjoitus pyrkii asettamaan opiskelijat keskeiseen asemaan oppimisessa antamalla heille vapaat kädet koetella järjestelmän käyttäytymistä.

Projektin budjetin ja etenkin aikataulun puitteissa järjestelmään jäi monia kehityksen kohteita. Järjestelmän koneturvallisuutta ei parannettu ja hihnan kulman ohjaus on edelleen epälineaarista. Koneturvallisuuden parantaminen edellyttäisi järjestelmän ympäröimistä läpinäkyvillä seinillä. Valvomonäyttö voitaisiin siirtää erilliselle paneelille, muuttaen sen käyttöliittymän kosketusnäytöksi.

This project started with a transport belt system that Jarmo Kallio finished as his thesis project in 2008. The purpose was to develop a control theory learning environment for the automation laboratory. To do this, the system needed to be expanded with a remote-control feature, including a PID controller and a control room screen. The project also involved creating laboratory exercises to go with the system.

First, two new sensors were installed. A laser sensor would provide the controller with a process value, indicating an object’s position relative to the sensor. Meanwhile, an angle sensor would indicate the belt’s angle of inclination.

The remote-control system could control the transport belt’s speed manually or through a controller, with only manual control for the angle of inclination. The key parameters of the PID controller could be adjusted by the user, as they were the subject of the laboratory exercise. All these features are accessed from the control room screen, which also shows process variables graphically in real time.

The laboratory exercise was designed with the intent of letting the students explore the limits of the system. The remote-control system is fully capable of supporting such experiments, even if there remain many avenues of further development.