Teollisuusautomaation sovellusohjelmoinnin nykytilanne ja tulevaisuuden näkymät
Frangen, Olli (2025)
2025
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-2025060520665
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2025060520665
Tiivistelmä
Tässä opinnäytetyössä tarkasteltiin teollisuusautomaation sovellusohjelmoinnin nykytilannetta ja tulevaisuuden kehityssuuntia. Työ toteutettiin kirjallisuuskatsauksena, ja se keskittyy erityisesti perinteisesti toteutettuihin prosessinohjauksiin eli IEC 61131-3 -standardin mukaisesti ohjelmoituihin PLC-toteutuksiin.
Opinnäytetyössä käytiin aluksi lyhyesti läpi teollisuusautomaatio sekä teollisuusautomaation sovellusohjelmoinnin ohjelmointikielet. Perinteisesti käytetyt ohjelmointikielet koostuvat viidestä IEC 61131-3 -standardin määrittelemästä ohjelmointikielestä, jotka ovat tikapuukaavio, toimilohkokaavio, ST-kieli, sekvenssikaavio ja käskylista. Opinnäytetyössä todettiin tikapuukaavion, toimilohkokaavion ja ST-kielen olevan standardin määrittelemistä ohjelmointikielistä tällä hetkellä käytetyimpiä.
Seuraavaksi työssä kartoitettiin teollisuusautomaation sovellusohjelmoinnin nykytila, mikä aloitettiin tarkastelemalla perinteisiä lähestymistapoja. Perinteisesti toteutettu prosessinohjaus on IEC 61131-3 -standardin mukainen, enimmäkseen yhden laitevalmistajan instrumenteista koostuva, erittäin toimintavarma sekä luotettava, mutta hyvin jäykkä. Työssä todettiin, että perinteisissä toteutuksissa muutosten teko on työlästä sekä laitevalmistajariippuvuus aiheuttaa vaikeuksia kunnossapidon suhteen.
Perinteisten lähestymistapojen ja niistä juontavien ongelmakohtien kartoituksen jälkeen tarkasteltiin moderneja trendejä, joiden todettiin perustuvan pitkälti nykyisiin ongelmakohtiin. IEC 61499 -standardi pyrki vastaamaan moderneihin vaatimuksiin, mutta opinnäytetyössä todettiin, että IEC 61499 -standardin tarjoamista potentaalisista parannuksista huolimatta sen implementointiaste on vielä matala, mutta tulee luultavasti ajan myötä nousemaan.
Opinnäytetyössä todettiin, että modernit trendit, kuten laitevalmistajariippumattomuus, ohjauksen hajautus, tapahtumapohjaisuus, tekoäly ja langattomuus, tulevat lähitulevaisuudessa todennäköisesti integroitumaan automaatioalalle. Lopuksi arvioitiin tulevaisuuden kehityssuuntia, minkä todettiin olevan pääosin spekulaatiota.
Opinnäytetyössä käytiin aluksi lyhyesti läpi teollisuusautomaatio sekä teollisuusautomaation sovellusohjelmoinnin ohjelmointikielet. Perinteisesti käytetyt ohjelmointikielet koostuvat viidestä IEC 61131-3 -standardin määrittelemästä ohjelmointikielestä, jotka ovat tikapuukaavio, toimilohkokaavio, ST-kieli, sekvenssikaavio ja käskylista. Opinnäytetyössä todettiin tikapuukaavion, toimilohkokaavion ja ST-kielen olevan standardin määrittelemistä ohjelmointikielistä tällä hetkellä käytetyimpiä.
Seuraavaksi työssä kartoitettiin teollisuusautomaation sovellusohjelmoinnin nykytila, mikä aloitettiin tarkastelemalla perinteisiä lähestymistapoja. Perinteisesti toteutettu prosessinohjaus on IEC 61131-3 -standardin mukainen, enimmäkseen yhden laitevalmistajan instrumenteista koostuva, erittäin toimintavarma sekä luotettava, mutta hyvin jäykkä. Työssä todettiin, että perinteisissä toteutuksissa muutosten teko on työlästä sekä laitevalmistajariippuvuus aiheuttaa vaikeuksia kunnossapidon suhteen.
Perinteisten lähestymistapojen ja niistä juontavien ongelmakohtien kartoituksen jälkeen tarkasteltiin moderneja trendejä, joiden todettiin perustuvan pitkälti nykyisiin ongelmakohtiin. IEC 61499 -standardi pyrki vastaamaan moderneihin vaatimuksiin, mutta opinnäytetyössä todettiin, että IEC 61499 -standardin tarjoamista potentaalisista parannuksista huolimatta sen implementointiaste on vielä matala, mutta tulee luultavasti ajan myötä nousemaan.
Opinnäytetyössä todettiin, että modernit trendit, kuten laitevalmistajariippumattomuus, ohjauksen hajautus, tapahtumapohjaisuus, tekoäly ja langattomuus, tulevat lähitulevaisuudessa todennäköisesti integroitumaan automaatioalalle. Lopuksi arvioitiin tulevaisuuden kehityssuuntia, minkä todettiin olevan pääosin spekulaatiota.