PLC programming using state machines

Abstract

The objective of this thesis was to start making a new, more modular, and expandable version of Vade Oy’s dairy cow feeding system. The original system can both mix and distribute feed with two feed mixers fully automatically but cannot use the mixers simultaneously. It also has limitations recovering from faults. To fix these issues, it was determined that a full refactoring of the code was necessary.

Automation logic programming is different from regular software development. The languages used to program PLCs were originally designed to replace relay logic, not complex software, which brought some additional challenges to implementing the project.

The result of the project was a belt feeder that distributes feed semi-automatically. The user controls the feed mixer and gets a signal when it is time to dispense the feed. The user can control the system from a panel PC and a mobile device.

During the project, it was determined that using multiple modules with their own state machines was the correct way to enable the system to run multiple tasks simultaneously. The modules created will serve as a basis for the full version of the feeding system and other future projects.

Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli aloittaa tehdä Vade Oy:n lypsylehmien ruokintajärjestelmästä uusi, modulaarinen sekä helpommin laajennettava versio. Alkuperäinen järjestelmä voi sekä sekoittaa että jakaa rehun kahdella rehusekoittimella täysin automaattisesti, mutta se ei voi käyttää sekoittimia samanaikaisesti. Sillä on myös rajoituksia vioista toipumisessa. Ongelmien korjaamiseksi päätettiin, että koodin täydellinen refaktorointi oli tarpeen.

Automaatio-ohjelmointi eroaa tavanomaisesta ohjelmistokehityksestä. PLC:iden ohjelmointikielet ovat suunniteltu alun perin korvaamaan relelogiikkajärjestelmiä, eivät monimutkaisia ohjelmistoja, mikä toi lisähaasteita projektin toteutukseen.

Projektin tuloksena syntyi hihnaruokkija, joka jakaa rehun puoliautomaattisesti. Käyttäjä ohjaa rehusekoitinta ja saa merkin, kun on aika syöttää rehua. Käyttäjä voi ohjata järjestelmää paneelitietokoneelta ja mobiililaitteelta.

Projektin aikana tuli todettua, että useiden moduulien käyttö omilla tilakoneilla oli oikea tapa toimia, jotta järjestelmä voi suorittaa useamman tehtävän samanaikaisesti. Luodut moduulit tulevat toimimaan pohjana ruokintajärjestelmän täysversiolle sekä muille tuleville projekteille.