Opinnäytetyön aiheena oli kartoittaa erilaisia liikkeenohjausratkaisuja Satakunnan ammattikorkeakoulun Tekniikka Porin yksikön konelaboratoriossa olevaan laitteeseen. Kyseisen laitteen on tarkoitus havainnollistaa mahdollisimman visuaalisesti erilaisia säätöteknisiä säätöjä, kuten esimerkiksi PID-säätöä. Lisäksi sillä halutaan graafisesti visualisoida askelvasteita ja venttiilin ohjauskäyrän epäsuoruuden korjausta. Tässä hydraulisessa laitteessa sylinteri liikuttaa proportionaaliventtiilin ohjaamaa massaa kiskoilla edestakaisin. Laitteen aiempi ohjaus ei enää toimi ja on lisäksi tekniikaltaan vanhentunut. Aiemman ohjauksen kehittäjä on poistunut oppilaitoksen palveluksesta, joten vanhan ohjauksen korjaaminen on vaikeaa. Työn tekemistä ohjaavana tavoitteena oli löytää uusi, nykyaikainen liikkeenohjausratkaisu, joka parhaiten täyttää sovelluksen asettamat toiminnalliset ja oppilaitoksen asettamat taloudelliset vaatimukset. Työ tehtiin pääasiassa kirjallisuustutkimuksen tapaan, joskin kaikki lähteet olivat sähköisiä. Sähköisiä lähteitä jouduttiin käyttämään, koska aihepiiristä on olemassa hyvin vähän kirjallista aineistoa ja sekin aineisto on useimmiten helpoiten saatavissa sähköisessä muodossa. Pyrittiin myös kuuntelemaan valmistajien mielipidettä siitä, mikä heidän järjestelmistään parhaiten soveltuisi tähän käyttötarkoitukseen. Omien tutkimustulosten, eri vaihtoehtojen vertailemisen ja valmistajien suositusten perusteella pystyttiin tekemään perusteltu järjestelmävalinta. Työ rajattiin kolmen saksalaisen valmistajan Siemensin, Beckhoffin ja Bosch Rexrothin tarjoamiin järjestelmiin. Rajaus tehtiin puhtaasti aikataulullisista syistä tiedostaen, että kaikkiin mahdollisiin vaihtoehtoihin ei pystyttäisi tutustumaan opinnäytetyön laajuuden rajoissa. Siemensiltä vertailussa mukana oli teknologia-CPU 315TDP/ 317T-2DP ja Simotion-tuoteperhe kaikilla saatavissa olevilla laitteistoalustoilla, jotka ovat PC-pohjainen Simotion P, PLC-pohjainen Simotion C ja käyttöpohjainen Simotion D. Beckhoffin TwinCAT-tuoteperheestä mukana vertailussa olivat Twin- CAT PLC ja TwinCAT NC PTP. Bosch Rexrothilta mukana vertailussa oli VTHNC100...3X digitaalinen akseliohjain. Lopullinen valinta kohdistui Beckhoffin TwinCAT NC PTP:hen, joka on PCpohjainen liikkeenohjausjärjestelmä. Ratkaisun tekemistä auttoi se, että järjestelmä oli paitsi joukon edullisin, niin myös ominaisuuksiltaan parhaiten käyttötarkoitukseen sopiva.
- - - - -
The purpose of this thesis was to chart different motion control solutions to a device that is located in the Mechanical Engineering Laboratory of Satakunta University of Applied Sciences in the School of Technology Pori. The purpose of the device is to illustrate in a very visual way different controls used in control engineering, e.g. a PID-control. In addition, a graphical illustration of step responses and a correction of valve control curve can also be one use for this device. In this hydraulic device the cylinder moves a mass that is on the rails with the help of a proportional valve. The previous control of the device is no longer functional and is also outdated. The developer of the previous control does not work for the school anymore and thus it is hard to repair it. The goal of the thesis was to find a new modern motion control solution that best fulfills all the functional and economical requirements of the application imposed by the school. The thesis was done mainly in the form of a literary research although all the source material was in electronic form. Electronic source material was used because there is very little literary material available about this subject and almost all of that material is also more easily available in electronic form. Manufacturers' opinions about which of their systems are best for this use were also taken into consideration. It was possible to make a justified decision based on my own investigations, a comparison of different systems and the opinions of system manufacturers. The thesis was delimited to three German motion control system manufacturers Siemens, Beckhoff and Bosch Rexroth. Delimitation was made purely based on scheduling reasons because it would have been impossible to be able to get to know all the systems available. Drive-based Siemens Simotion D, controller-based Simotion C and PC-based Simotion P were compared as well as Siemens technology CPU 315T-DP/317T-2DP. Beckhoff TwinCAT NC PTP, TwinCAT PLC and Bosch Rexroth VT-HNC100...3X digital axis controller took also part in the comparison. The system that was selected is a PC-based motion control system Beckhoff NC PTP. It was quite easy to make the decision because NC PTP had the best fitting features for this application and it was also the most affordable system.
