Tuotannonohjausjärjestelmän automaatiorajapinnan suunnittelu
Peltola, Jere (2015)
2015
Signaalinkäsittelyn ja tietoliikennetekniikan koulutusohjelma
Tieto- ja sähkötekniikan tiedekunta - Faculty of Computing and Electrical Engineering
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2015-08-12
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201506171431
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201506171431
Tiivistelmä
Tuotannonohjausjärjestelmät (Manufacturing Execution System, MES) ovat yrityksen operatiivisen toiminnan ohjauksen ja valvonnan työkaluja. Tuotannonohjausjärjestelmien päätehtävänä on tarjota tuotantoprosessien optimaalisen suunnittelun ja suorituksen mahdollistava informaatio oikeille ihmisille oikeaan aikaan. Järjestelmäintegraation näkökulmasta tarkasteltuna tuotannonohjausjärjestelmä toimii siltana yrityksen liiketoiminnanhallintatason toiminnanohjausjärjestelmien ja lattiatason tuotantojärjestelmien välillä. Keskeisen sijaintinsa vuoksi tuotannonohjausjärjestelmien onkin kyettävä tukemaan mahdollisimman monia käytössä olevia integraatiomenetelmiä sekä liiketoiminnanhallintatason että automaatiotason järjestelmiin.
Tässä työssä keskitytään tuotannonohjausjärjestelmän ja automaatiotason väliseen yhteyteen ja suunnitellaan OPC-standardin mukainen automaatiorajapinta työn toimeksiantajan tuotannonohjausjärjestelmään. Toteutustavan valintaprosessin jälkeen OPC-määrittelyversioiden joukosta valittiin OPC Unified Architecture automaatiorajapinnan toteutuspohjaksi. OPC UA on OPC-määrittelyistä uusin ja ominaisuuksiltaan monipuolisin. Palvelupohjaisen arkkitehtuurinsa ja odotetun elinkaarensa ansiosta OPC UA -pohjaisen toteutuksen arvioitiin tarjoavan muita vaihtoehtoja paremman lisäarvon pitkällä tähtäimellä.
Automaatiorajapinnan toteuttamiseen käytettävissä olevien työkalujen kartoituksen ja validoinnin jälkeen toteutettiin järjestelmästä mallitoteutus. Mallijärjestelmään toteutettu integraatiorajapinta koostui kahdesta osasta: tuotannonohjausjärjestelmän työpöytäsovellukseen liitettävästä komponentista ja erillisestä palvelusovelluksesta, joihin kumpaankin sisällytettiin OPC UA -asiakassovellustoiminnallisuudet. Mallijärjestelmän toteutus saatiin onnistuneesti suoritettua, ja sen todettiin täyttävän työlle asetetut tavoitteet. Työn aikana kerättiin joukko parannus- ja jatkokehitysehdotuksia, joiden perusteella integraatiorajapinnan kehitystä tullaan jatkamaan.
Tässä työssä keskitytään tuotannonohjausjärjestelmän ja automaatiotason väliseen yhteyteen ja suunnitellaan OPC-standardin mukainen automaatiorajapinta työn toimeksiantajan tuotannonohjausjärjestelmään. Toteutustavan valintaprosessin jälkeen OPC-määrittelyversioiden joukosta valittiin OPC Unified Architecture automaatiorajapinnan toteutuspohjaksi. OPC UA on OPC-määrittelyistä uusin ja ominaisuuksiltaan monipuolisin. Palvelupohjaisen arkkitehtuurinsa ja odotetun elinkaarensa ansiosta OPC UA -pohjaisen toteutuksen arvioitiin tarjoavan muita vaihtoehtoja paremman lisäarvon pitkällä tähtäimellä.
Automaatiorajapinnan toteuttamiseen käytettävissä olevien työkalujen kartoituksen ja validoinnin jälkeen toteutettiin järjestelmästä mallitoteutus. Mallijärjestelmään toteutettu integraatiorajapinta koostui kahdesta osasta: tuotannonohjausjärjestelmän työpöytäsovellukseen liitettävästä komponentista ja erillisestä palvelusovelluksesta, joihin kumpaankin sisällytettiin OPC UA -asiakassovellustoiminnallisuudet. Mallijärjestelmän toteutus saatiin onnistuneesti suoritettua, ja sen todettiin täyttävän työlle asetetut tavoitteet. Työn aikana kerättiin joukko parannus- ja jatkokehitysehdotuksia, joiden perusteella integraatiorajapinnan kehitystä tullaan jatkamaan.