Virtuaaliliityntä : Virtuaalilatteiston yhdistäminen aitoon ohjauslaitteistoon

Abstract

Opinnäytetyössä rakennettiin ja testattiin virtuaaliliityntä, jonka avulla virtuaalista eli tietokoneohjelmalla simuloitua laitteistoa voidaan ohjata samanlaisella automaatiolaitteistolla ja kytkennällä kuin oikeaakin laitteistoa.

Virtuaaliliityntä on mikro-ohjaimen avulla toteutettu laitteisto, jossa on sähköiset liitynnät mallintamassa simuloitavan virtuaalilaitteiston sähköisiä liityntöjä. Lisäksi sillä on ohjelmistokutsurajapinta, jonka kautta se on verkon kautta yhteydessä virtuaalilaitteistoon välittäen virtuaaliset mittaussignaalit sähköiseen rajapintaan sekä sähköiset ohjaussignaalit virtuaalilaitteistolle.

Opinnäytetyön aihe syntyi henkilökohtaisesta kiinnostuksesta kehittää ammattiopiston automaatio-opetuksen harjoitusympäristöä. Tavoitteena oli tutkia kustannustehokkaita tapoja monipuolistaa ja myös monistaa harjoituksissa tarvittavia laitteistoympäristöjä.

Työssä rakennettiin virtuaalinen nosto-ovea simuloiva malli eli virtuaalilaitteisto sekä todellisen nosto-oven ohjauslaitteistoa vastaava ohjauslaitteisto. Näiden avulla testattiin virtuaaliliitynnän toimintaa ja suorituskykyä.

In the thesis, a virtual interface was built and tested, which allows virtual, i.e. computer simulated, equipment to be controlled with the same automation hardware and wiring as real equipment.

A virtual interface is a microcontroller implemented hardware with electrical interfaces to model the electrical interfaces of the simulated virtual hardware. It also has a software call interface through which it communicates with the virtual hardware via a network, passing virtual measurement signals to the electrical interface and electrical control signals to the virtual hardware.

The topic of the thesis arose from a personal interest in developing a training environment for automation teaching at a vocational college. The aim was to investigate cost-effective ways to diversify and also replicate the hardware environments needed for the exercises.

The work involved building a virtual model simulating a lifting door, i.e. a virtual hardware system, and a control system corresponding to the control hardware of a real lifting door. These were used to test the operation and performance of the virtual interface.