Beckhoff-logiikan etäkäyttäminen ja virtuaaliympäristön yhdistäminen
Lindell, Jere (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-2025060520983
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2025060520983
Tiivistelmä
Työn tilaaja oli HAMK Tech. Tässä opinnäytetyössä tutkittiin Beckhoff-logiikan etäkäytön toteuttamista ja sen yhdistämistä virtuaaliympäristöön. Työtä on tarkoituksena käyttää mahdolliseen opetuskäyttöön. Työn tavoitteena oli luoda kokonaisuus, jossa on kaksi fyysistä Beckhoff-kokoonpanoa sekä yksi virtuaalinen Unreal Engine -ympäristö, joiden välille kehitetään kaksisuuntaisesti toimiva ohjaus. Kunkin kokoonpanon lähdön päälle- ja pois-kytkentä onnistuu mistä tahansa toisen kokoonpanon painikkeesta ja kaikkien kokoonpanojen lähtöjen tilat pysyvät samana.
Työssä hyödynnettiin OPC UA -kommunikaatio standardia Beckhoff TwinCAT 3 -ympäristön TF6100-funktion muodossa. Palvelin ja PLC-ohjelma ylläpidettiin omalla Windows-kannettavalla. Molemmissa fyysisissä Beckhoff-kokoonpanoissa oli käytössä 4G-reitittimet, C6015-teollisuus PC:t, digitaaliset tulo- ja lähtökortit ja ohjauskotelot sulkeutuvilla ja avautuvilla kytkimillä, sekä merkkivaloilla.
Virtuaalinen ympäristö toteutettiin Unreal Engine 4.26:ssa. Unreal Enginen OPC UA -integraatio hoidettiin Open62541-kirjastoa hyödyntävään projektipohjaan. Projektipohjassa oli Open62541-kirjastoon perustuvia blueprint-funktioita palvelimeen yhdistämistä ja muuttujien lukemista ja kirjoittamista varten, joita muokattiin sopimaan omiin käyttötarkoituksiin. Samanlainen ohjauskotelo, jota käytettiin fyysisiin kokoonpanoihin, tuotiin virtuaaliympäristöön käyttämällä Datasmith-työkalua.
Työn tärkeimmät tavoitteet toteutuivat. Etäohjaus saatiin toimimaan suunnitellusti. Ohjaus toimi fyysisistä ja virtuaalisesta kokoonpanosta kaksisuuntaisesti. Viivettä oli havaittavissa, kuten odotettiinkin, mutta jopa vähemmän kuin mitä oletettiin. Viestien piti kuitenkin kulkea internetin yli palvelimelle ja takaisin asiakkaille.
Työ sopisi mahdolliseen opetuskäyttöön. Työtä voitaisiin edelleen kehittää monimutkaisempien laitteiden, kuten sylintereiden tai robottien ohjaamiseen virtuaalisesta todellisuudesta.
Työssä hyödynnettiin OPC UA -kommunikaatio standardia Beckhoff TwinCAT 3 -ympäristön TF6100-funktion muodossa. Palvelin ja PLC-ohjelma ylläpidettiin omalla Windows-kannettavalla. Molemmissa fyysisissä Beckhoff-kokoonpanoissa oli käytössä 4G-reitittimet, C6015-teollisuus PC:t, digitaaliset tulo- ja lähtökortit ja ohjauskotelot sulkeutuvilla ja avautuvilla kytkimillä, sekä merkkivaloilla.
Virtuaalinen ympäristö toteutettiin Unreal Engine 4.26:ssa. Unreal Enginen OPC UA -integraatio hoidettiin Open62541-kirjastoa hyödyntävään projektipohjaan. Projektipohjassa oli Open62541-kirjastoon perustuvia blueprint-funktioita palvelimeen yhdistämistä ja muuttujien lukemista ja kirjoittamista varten, joita muokattiin sopimaan omiin käyttötarkoituksiin. Samanlainen ohjauskotelo, jota käytettiin fyysisiin kokoonpanoihin, tuotiin virtuaaliympäristöön käyttämällä Datasmith-työkalua.
Työn tärkeimmät tavoitteet toteutuivat. Etäohjaus saatiin toimimaan suunnitellusti. Ohjaus toimi fyysisistä ja virtuaalisesta kokoonpanosta kaksisuuntaisesti. Viivettä oli havaittavissa, kuten odotettiinkin, mutta jopa vähemmän kuin mitä oletettiin. Viestien piti kuitenkin kulkea internetin yli palvelimelle ja takaisin asiakkaille.
Työ sopisi mahdolliseen opetuskäyttöön. Työtä voitaisiin edelleen kehittää monimutkaisempien laitteiden, kuten sylintereiden tai robottien ohjaamiseen virtuaalisesta todellisuudesta.