Laadunvalvontajärjestelmän tiedonsiirtomenetelmien kehittäminen
Pasonen, Jarno (2021)
Pasonen, Jarno
2021
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
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2021052510906
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2021052510906
Tiivistelmä
Ethernet-pohjaiset väylät ovat yleistyneet myös teollisuudessa viime vuosina, ja korvanneet sekä vanhoja väyläratkaisuja, että perinteistä kovajohdotettua I/O:ta. Tutkimuksen toimeksiantajalla Mapvisionilla on tämän myötä syntynyt tarve uudistaa laitteidensa ohjausjärjestelmiä. Mapvision valmistaa mittalaitteita autoteollisuudelle mekaanisten osien laadunvalvontaan. Laitteiden ohjausrajapinta on toiminut alusta
saakka perinteisellä I/O:lla, mutta sen rajoitteet ovat alkaneet tulla hiljalleen vastaan. Tämän lisäksi laitteiston sisäisiin komponentteihin on tehty päivityksiä, jotka vaativat vanhojen väyläratkaisujen uudelleenarviointia.
Tutkimus jaettiin kahteen erilliseen osioon, joista molemmat liittyvät samaan laitteistoon ja keskittyvät tiiviisti Ethernet-pohjaisiin teollisuusväyliin. Tutkimuksen ensimmäisen osion tavoitteena oli selvittää komponenttipäivityksestä seuranneita ongelmia Modbus-yhteydessä, sekä selvittää vaihtoehtoisia ratkaisuja kyseiselle väylälle. Toisessa osiossa puolestaan keskityttiin kehittämään toimivaa teolliseen Ethernet-väylään perustuvaa ohjausrajapintaa, perinteisen I/O rajapinnan korvaajaksi. Tavoitteena oli selvittää, millä tavoin rajapinta toteutettaisiin, ja millä protokollalla tiedonvälitys tapahtuisi.
Tutkimus tehtiin kvalitatiivisena tutkimuksena. Siinä selvitettiin eri Ethernet-pohjaisten teollisuusprotokollien sopivuutta toimeksiantajan tarpeisiin, sekä tapoja näiden protokollien käyttöönottoon käytännössä. Arvioinnit perustuivat protokollien omistavien tahojen viralliseen materiaaliin, kuten standardeihin, ohjeisiin ja esitteisiin.
Tutkimuksesta saatiin paljon tietoa eri vaihtoehdoista ja niiden yksityiskohdista, sekä siitä mitä näiden vaihtoehtojen toteutus käytännössä vaatii. Toimeksiantaja sai kehitettyä tuotteitaan eteenpäin tämän tutkimuksen avulla, ja tutkimus antaa myös hyvää lähtötietoa jatkokehitykselle.
Johtopäätös tutkimuksen ensimmäisestä osiosta on, että nykyinen Modbus-yhteys on toimiva ja riittävä käyttötarkoituksiin, ja että sen korvaaminen Profinetillä on mahdollista, mutta vaatii lisää kehitystyötä. Toisen osion johtopäätös on puolestaan se, että Ethernet-pohjainen tiedonsiirto voidaan toteuttaa ohjelmallisesti laitteistossa olevaan mittaustietokoneeseen. Modbus-protokolla on tähän sopiva ratkaisu, mutta myös muita vaihtoehtoja on olemassa, mikäli niitä halutaan tulevaisuudessa ottaa käyttöön.
saakka perinteisellä I/O:lla, mutta sen rajoitteet ovat alkaneet tulla hiljalleen vastaan. Tämän lisäksi laitteiston sisäisiin komponentteihin on tehty päivityksiä, jotka vaativat vanhojen väyläratkaisujen uudelleenarviointia.
Tutkimus jaettiin kahteen erilliseen osioon, joista molemmat liittyvät samaan laitteistoon ja keskittyvät tiiviisti Ethernet-pohjaisiin teollisuusväyliin. Tutkimuksen ensimmäisen osion tavoitteena oli selvittää komponenttipäivityksestä seuranneita ongelmia Modbus-yhteydessä, sekä selvittää vaihtoehtoisia ratkaisuja kyseiselle väylälle. Toisessa osiossa puolestaan keskityttiin kehittämään toimivaa teolliseen Ethernet-väylään perustuvaa ohjausrajapintaa, perinteisen I/O rajapinnan korvaajaksi. Tavoitteena oli selvittää, millä tavoin rajapinta toteutettaisiin, ja millä protokollalla tiedonvälitys tapahtuisi.
Tutkimus tehtiin kvalitatiivisena tutkimuksena. Siinä selvitettiin eri Ethernet-pohjaisten teollisuusprotokollien sopivuutta toimeksiantajan tarpeisiin, sekä tapoja näiden protokollien käyttöönottoon käytännössä. Arvioinnit perustuivat protokollien omistavien tahojen viralliseen materiaaliin, kuten standardeihin, ohjeisiin ja esitteisiin.
Tutkimuksesta saatiin paljon tietoa eri vaihtoehdoista ja niiden yksityiskohdista, sekä siitä mitä näiden vaihtoehtojen toteutus käytännössä vaatii. Toimeksiantaja sai kehitettyä tuotteitaan eteenpäin tämän tutkimuksen avulla, ja tutkimus antaa myös hyvää lähtötietoa jatkokehitykselle.
Johtopäätös tutkimuksen ensimmäisestä osiosta on, että nykyinen Modbus-yhteys on toimiva ja riittävä käyttötarkoituksiin, ja että sen korvaaminen Profinetillä on mahdollista, mutta vaatii lisää kehitystyötä. Toisen osion johtopäätös on puolestaan se, että Ethernet-pohjainen tiedonsiirto voidaan toteuttaa ohjelmallisesti laitteistossa olevaan mittaustietokoneeseen. Modbus-protokolla on tähän sopiva ratkaisu, mutta myös muita vaihtoehtoja on olemassa, mikäli niitä halutaan tulevaisuudessa ottaa käyttöön.