Tehtaan uuden automaatiojärjestelmän simulointiympäristön rakentaminen operaattoreiden koulutustarkoitukseen
Leppälä, Matti (2020)
2020
Teknisten tieteiden kandidaattiohjelma - Degree Programme in Engineering Sciences, BSc (Tech)
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2020-06-02
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202006015863
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202006015863
Tiivistelmä
Koko tehtaan kattava automaatiojärjestelmän uusiminen asettaa haasteita työntekijöille, joiden tulee kyetä operoimaan uutta järjestelmää heti se käyttöönotettaessa. Kouluttamalla operaattoreita etukäteen saadaan siirtymästä uuteen järjestelmään sujuvampi ja täten saavutetaan minimaalinen häiriö tuotannossa. Tässä työssä tutkitaan, kuinka Siemensin SIMATIC PCS 7 -järjestelmällä voidaan rakentaa simulaatioympäristö asiakkaan operaattoreiden koulutustarkoitukseen. Työn tavoite on selvittää, kuinka reaalimaailman ilmiöitä voidaan ohjelmallisesti kuvantaa, ja kuinka simuloituja prosessiarvoja voidaan esittää järjestelmän valvomokäyttöliittymässä kuten oikeassa järjestelmässä.
Työ jakautuu kahteen osaan. Kirjallisuustutkimusosassa esitellään tehdasautomaatiojärjestelmän rakenne perehtyen sen keskeisimpiin järjestelmäkomponentteihin. Tämän lisäksi kirjallisuustutkimusosassa perehdytään käytännönosan ilmiöiden tauostoihin ja perustellaan niiden pohjalta tehdyt päätökset. Käytännönosassa simulointiympäristö rakennettiin käyttäen Siemensin PCS 7 -järjestelmää. Simulointiympäristön ohjelmakoodi rakennettiin täydentäen jo olemassa olevaa ohjelmakoodia. Todellisia mittaus- ja prosessiarvoja simuloitiin luomalla niitä mallintava ohjelmakoodi. Simulointiympäristö toteutettiin kuvantamaan tiettyä osaa koko tehtaan kattavasta automaatiojärjestelmästä. Tämän ympäristöksi toteutetun osan ajateltiin kuvaavan toiminnoiltaan riittävällä laajuudella uutta käyttöönotettavaa tehdasautomaatiojärjestelmää. Simulointiympäristöä rakennettaessa pohdittiin, kuinka ympäristölle asetettuja tavoitteita tulisi painottaa keskenään. Pääpaino asetettiin operaattoreiden koulutustarkoitustarkoituksen vuoksi simuloinnin sujuvalle suoritukselle.
Tutkimuksen tuloksena saatiin prosessisuureita kuvaavia simulaatiomalleja, jotka olivat riittävän tarkkoja käyttötarkoitukseensa. Rakennettu simulaatioympäristö vastasi työlle asetettuja tavoitteita. Työn perusteella vastaavan ympäristön rakentamiseen vaadittuja resursseja pystyttiin arvioimaan. Tässä työssä annetaan jatkokehitysehdotuksia vastaavia projekteja varten. Tulosten pohjalta voidaan arvioida onko työn kaltainen järjestelmätoteutus tehokkain vaihtoehto. Lisäksi annetaan suosituksia siitä, mihin vastaavaa ympäristöä rakennettaessa tulisi ottaa kantaa.
Työ jakautuu kahteen osaan. Kirjallisuustutkimusosassa esitellään tehdasautomaatiojärjestelmän rakenne perehtyen sen keskeisimpiin järjestelmäkomponentteihin. Tämän lisäksi kirjallisuustutkimusosassa perehdytään käytännönosan ilmiöiden tauostoihin ja perustellaan niiden pohjalta tehdyt päätökset. Käytännönosassa simulointiympäristö rakennettiin käyttäen Siemensin PCS 7 -järjestelmää. Simulointiympäristön ohjelmakoodi rakennettiin täydentäen jo olemassa olevaa ohjelmakoodia. Todellisia mittaus- ja prosessiarvoja simuloitiin luomalla niitä mallintava ohjelmakoodi. Simulointiympäristö toteutettiin kuvantamaan tiettyä osaa koko tehtaan kattavasta automaatiojärjestelmästä. Tämän ympäristöksi toteutetun osan ajateltiin kuvaavan toiminnoiltaan riittävällä laajuudella uutta käyttöönotettavaa tehdasautomaatiojärjestelmää. Simulointiympäristöä rakennettaessa pohdittiin, kuinka ympäristölle asetettuja tavoitteita tulisi painottaa keskenään. Pääpaino asetettiin operaattoreiden koulutustarkoitustarkoituksen vuoksi simuloinnin sujuvalle suoritukselle.
Tutkimuksen tuloksena saatiin prosessisuureita kuvaavia simulaatiomalleja, jotka olivat riittävän tarkkoja käyttötarkoitukseensa. Rakennettu simulaatioympäristö vastasi työlle asetettuja tavoitteita. Työn perusteella vastaavan ympäristön rakentamiseen vaadittuja resursseja pystyttiin arvioimaan. Tässä työssä annetaan jatkokehitysehdotuksia vastaavia projekteja varten. Tulosten pohjalta voidaan arvioida onko työn kaltainen järjestelmätoteutus tehokkain vaihtoehto. Lisäksi annetaan suosituksia siitä, mihin vastaavaa ympäristöä rakennettaessa tulisi ottaa kantaa.
Kokoelmat
- Kandidaatintutkielmat [10016]