1992

Toivanen, Jukka

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli kehittää menetelmiä, joilla ohjelmoitavilla logiikoilla toteutettavien teollisuusautomaatiojärjestelmien suunnittelua voidaan nopeuttaa ja suunnittelutyön laatua parantaa. Tavoitteeseen pyrittiin soveltamalla Valtion teknillisessä tutkimuskeskuksessa (VTT) kehitettyä Sokrates-SA-suunnittelumenetelmää automaatiojärjestelmien suunnitteluun ja laatimalla systemaattiset ohjelmointisäännöt, joiden avulla yksikkötason Sokrates-SA-malli voidaan koodata nopeasti tehokkaaksi ohjelmoitavan logiikan ohjelmaksi. Perinteinen ohjelmoitavalla logiikalla toteutettavan teollisuusautomaatiojärjestelmän suunnittelu koostuu toimintaselostuksen laatimisesta, yksikäsitteisen kuvauksen laatimisesta ja ohjelmoitavan logiikan ohjelman luomisesta. Työssä on kuvattu näissä vaiheissa suoritettavia tehtäviä ja suunnittelussa käytettyjä kieliä ja apuvälienitä. Yleisesti käytössä olevassa automaatiojärjestelmän suunnittelussa on joukko ongelmia. Ongelmat liittyvät suunnittelutyön heikkoon vaiheistukseen ja käytettyjen suunnittelukielien alhaiseen abstraktiotasoon. Suunnitelmien dokumentoinnissa ja suunnittelutyön lopputuloksena saatavan ohjelmoitavan logiikan ohjelman laadussa on myös selviä puutteita. Ongelmat näkyvät erityisesti testausvaiheen pituutena ja järjestelmien ylläpidon vaikeutena. Sokrates-SA -suunnittelumenetelmän mukainen teollisuusautomaatiojärjestelmien suunnittelu koostuu joukosta tarkasti määrättyjä vaiheita. Työssä on esitetty nämä vaiheet suunnittelutyön etenemisjärjestyksessä. Samoin työssä esitetään ohjelmointisäännöt, joiden avulla yksikkötason Sokrates-SA-malli voidaan muuntaa ohjelmoitavan logiikan ohjelmaksi. Esimerkkinä ohjelmoitavan logiikan ohjelmointikielestä käytetään Siemensin valmistaman SIMATIC -logiikkaperheen Step kieltä. Sokrates-SA-menetelmän todettiin korjaavan perinteisessä suunnittelumenetelmässä esiintyviä puutteita. Menetelmä on selkeästi vaiheistettu ja suunnitelmat laaditaan ilmaisuvoimaisella korkean abstraktiotason kielellä. Suunnitelmat myös dokumentoidaan järjestelmällisesti. Työssä kehitettyjen ohjelmointisääntöjen avulla yksikkötason Sokrates-SA- malli voidaan ohjelmoida nopeasti Step 5 -kieliseksi ohjelmaksi. Ohjelma on modulaarinen, helposti testattava ja tavanomaisia logiikkaohjelmaa nopeampi. Ohjelmakoodin uudelleenkäyttö on myös mahdollista.