Komentosiltalaitteiden simulointi LabVIEW-ohjelmointiympäristössä

Abstract

The purpose of this thesis study was to develop a software that simulates bridge devices for testing with automation systems. The thesis study was carried out for ABB’s Marine and Ports unit in Vuosaari, Helsinki. The unit develops electrical and automation solutions for the marine industry. In this thesis study, a software was implemented for communicating with the automation system by simulating physical bridge devices. However, it was not the aim of the thesis study to create all the hardware in the software: only the simulation of the Azimuth lever and the structure of the software were carried out. The software is connected to an automation system, similarly as a real physical device, and can be used on a standard laptop. LabVIEW graphical programming environment and Kvaser's USB-CAN adapter were used.

With digitalization, the bridge environment of ships has changed significantly over past decades. Nowadays bridges and their devices are heavily digitalized, creating the need to produce more software and add more digital devices for the bridge environment. Everything cannot be traditionally tested with complete automation systems. That would be time consuming and requires many bridge devices. This led to the need to test automation software using completely simulated devices.

LabVIEW graphical programming environment and Kvaser's USB-CAN adapter were used. The result is a working software that had an Azimuth lever implemented and tested. There is still room for improvement, including the user interface. New simulated hardware needs to be added to the software in the future so that the software can cover all testing needs.

Opinnäytetyön tarkoituksena oli kehittää komentosiltalaitteiden simulointiohjelma automaatiojärjestelmien testausta varten LabVIEW-ohjelmointiympäristöllä. Työ tehtiin ABB Oy:n Marine and Ports -yksikölle, joka kehittää sähkö- ja automaatioratkaisuja meriteollisuuden tarpeisiin. Työn tavoitteena oli kehittää ohjelmisto, joka kommunikoi automaatiojärjestelmän kanssa simuloiden fyysisiä komentosiltalaitteita. Insinöörityön puitteissa ei kuitenkaan ollut tarkoitus luoda ohjelmistoon kaikkia laitteita, vaan työssä toteutettiin simulointi azimuth-kahvasta sekä ohjelmiston ohjelmarakenne. Ohjelmisto liitetään automaatiojärjestelmään samoin kuin oikea fyysinen laite ja sitä voidaan käyttää tavallisella kannettavalla tietokoneella.

Digitalisaation myötä laivojen komentosiltaympäristö on muuttunut paljon muutamassa vuosikymmenessä. Nykyään komentosillat ja niiden laitteet ovat vahvasti digitaalisia luoden tarpeen tuottaa komentosiltaympäristöön entistä enemmän ohjelmistoja ja älykkäitä laitteita. Ohjelmistoja ei voida kuitenkaan kaikissa tapauksissa testata perinteisesti kokonaisilla järjestelmillä. Tämä olisi aikaa vievää ja vaatisi suuren määrän komentosiltalaitteita. Tästä heräsi tarve suorittaa automaatio-ohjelmistojen testaus käyttäen simuloituja laitteita.

Työssä käytettiin graafista LabVIEW-ohjelmointiympäristöä ja Kvaserin USB-CAN-adapteria. Lopputuloksena syntyi toimiva simulointiohjelmisto, jossa on toteutettuna ja testattuna azimuth-kahva ja pääohjelma. Työssä on kuitenkin jatkokehitettävää, muun muassa käyttöliittymän osalta. Uusia simuloitavia laitteita on jatkossa lisättävä, jotta ohjelmistolla on mahdollista kattaa kaikki testaustarpeet.