Nostosiirtovaunun hajautettu modulaarinen ohjausjärjestelmä

Abstract

Tässä työssä tutkitaan nostosiirtovaunun hajautetun modulaarisen ohjausjärjestelmän suunnittelu- sekä toteutusprosessia. Ohjausjärjestelmän toiminnalliset ja ei-toiminnalliset vaatimukset on asetettu projektin asiakkaan toimesta. Järjestelmän ei-toiminnallisiin vaatimuksiin on asetettu vaatimus ohjausjärjestelmän laajennettavuudesta tuoteperheen tuleviin tuotteisiin. Hajautetulla modulaarisella järjestelmäsuunnitelulla edistetään ohjausjärjestelmän uudelleenkäytettävyyttä ja laajennettavuutta. Modulaarisessa järjestelmäsuunnittelussa ohjausjärjestelmän toiminnallisuutta toteuttavat osat jaetaan osakokonaisuuksiin eli moduuleihin. Ohjausjärjestelmän moduulien välinen kommunikaatio on toteutettu CAN-väylän kautta tapahtuvan digitaalisen kommunikaation avulla. Digitaalinen kommunikaatio noudattaa CANopen viestintäjärjestelmän standardien määrittämää rakennetta.

Tässä työssä suunniteltu hajautettu modulaarinen ohjausjärjestelmä on toteutettu nostosiirtovaunun prototyypissä. Ohjausjärjestelmän suunnitteluprosessi noudattaa yleisiä hajautetun modulaarisen järjestelmäsuunnittelun periaatteita. Järjestelmän moduulit on toteutettu noudattamaan tuotemodulaation, vakiorajapintojen sekä konfiguraatiohallinnan periaatteita. Moduuleihin on myös toteutettu CANopen viestintäjärjestelmän standardien mukainen rakenne. Moduulien CANopen viestintäjärjestelmän mukainen rakenne mahdollistaa ohjausjärjestelmän moduulien välisen digitaalisen kommunikaation CAN-väylän kautta.

Työn tulokset osoittavat, että hajautetulla modulaarisella järjestelmäsuunnitelulla edistettiin järjestelmän laajennettavuutta, kehitettävyyttä, ylläpidettävyyttä, kustannustehokuutta, luotettavuutta sekä huollettavuutta. Perinteiseen järjestelmäsuunnitteluun verrattaessa hajautetulla modulaarisella järjestelmäsuunnittelulla saavutetaan useita etuja. Hajautettu modulaarinen järjestelmäsuunnittelu kuitenkin kasvattaa järjestelmän suunnittelu- sekä toteutusprosessin kuluja. Hajautetun modulaarisen ohjausjärjestelmän suuremmat kustannukset säästetään moninkertaisesti tuotteen sekä tuoteperheen elinkaaren aikana vähentyneiden ylläpito- sekä huoltokustannusten muodossa.