Ohjelmointimenetelmän vaikutus PLC-ohjelman suorituskykyyn, rakenteeseen ja ylläpidettävyyteen
From, Roope (2026)
Diplomityö
2026
School of Energy Systems, Konetekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2026051949649
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2026051949649
Tiivistelmä
Diplomityön tilaajana toimii Jusmatics Oy. Diplomityön tarkoitus on tutkia, kuinka yritys voisi kehittää automaatiosuunnittelua ohjelmointimenetelmien näkökulmasta. Työssä käytetään demolaitteistoa, jossa ajetaan kahta ohjelmaa. Toinen ohjelma on luotu käyttäen perinteistä ohjelmistoarkkitehtuuria ja graafisia ohjelmointikieliä. Toinen ohjelma on luotu käyttämällä oliopohjaista ohjelmointia apuna ja tekstipohjaista ohjelmointikieltä.
Tutkimus toteutettiin kokeellisena työnä, jossa suunniteltiin ja rakennettiin testilaitteisto. Testilaitteiston ohjauksesta vastasi Beckhoff CX9240 sulautettu tietokone. Ohjelmointimenetelmien vaikutusta vertailtiin kolmen teeman avulla, jotka olivat ohjausjärjestelmän suorituskyky, taloudelliset vaikutukset ja ohjelmiston rakenne.
Tutkimuksen tulokset osoittivat, että oliopohjainen ohjelma kuormitti ohjausjärjestelmää hieman enemmän kuin graafinen ohjelma kaikilla osa-alueilla. Suorituskyvyn erot olivat kuitenkin hyvin minimaalisia. Ohjelmointimenetelmä ei siis ole määräävä tekijä ohjausjärjestelmän valinnassa, vaan ohjausjärjestelmän valintaan vaikuttaa pääasiallisesti itse sovellus, jota ohjataan.
Tutkimuksen mukaan ohjelmointimenetelmä voidaan valita sovelluksen koon mukaan, jotta automaatiosuunnitteluun kuluvat työtunnit voidaan minimoida. Graafinen ohjelmointi soveltuu hyvin pieniin ja yksinkertaisiin laitteisiin, joissa ohjelman nopea suunnittelu on etusijalla. Oliopohjainen ohjelmointi on puolestaan vahvimmillaan suurissa kokonaisuuksissa, joissa modulaarisuus, skaalautuvuus ja valmiin ohjelmakirjaston hyödyntäminen vähentävät suunnittelutyön kokonaismäärää. The thesis was commissioned by Jusmatics Oy. The purpose of the thesis is to investigate how the company could improve its automation engineering from the perspective of programming methodologies. A demo system was used in which two programs were executed. One program was created using traditional software architecture and graphical programming languages. The other program was created using object-oriented programming and a text-based programming language.
The thesis was carried out as an experimental study, in which a test system was designed and built. The control of the test system was handled by a Beckhoff CX9240 embedded computer. The impact of the programming methodologies was compared through three themes: control system performance, economic effects, and software structure.
The results showed that the object-oriented program loaded the control system slightly more than the graphical program in all measured areas. However, the differences in performance were very minimal. The programming methodology is therefore not a determining factor in the selection of the control system. Instead, the selection is primarily influenced by the application being controlled.
According to the research, the programming methodology can be chosen based on the size of the application in order to minimize the engineering hours spent on automation design. Graphical programming is well suited for small and simple machines, where rapid program design is the priority. Object-oriented programming, on the other hand, is at its strongest in large systems, where modularity, scalability, and the utilization of a pre-built program library reduce the overall amount of engineering work.
Tutkimus toteutettiin kokeellisena työnä, jossa suunniteltiin ja rakennettiin testilaitteisto. Testilaitteiston ohjauksesta vastasi Beckhoff CX9240 sulautettu tietokone. Ohjelmointimenetelmien vaikutusta vertailtiin kolmen teeman avulla, jotka olivat ohjausjärjestelmän suorituskyky, taloudelliset vaikutukset ja ohjelmiston rakenne.
Tutkimuksen tulokset osoittivat, että oliopohjainen ohjelma kuormitti ohjausjärjestelmää hieman enemmän kuin graafinen ohjelma kaikilla osa-alueilla. Suorituskyvyn erot olivat kuitenkin hyvin minimaalisia. Ohjelmointimenetelmä ei siis ole määräävä tekijä ohjausjärjestelmän valinnassa, vaan ohjausjärjestelmän valintaan vaikuttaa pääasiallisesti itse sovellus, jota ohjataan.
Tutkimuksen mukaan ohjelmointimenetelmä voidaan valita sovelluksen koon mukaan, jotta automaatiosuunnitteluun kuluvat työtunnit voidaan minimoida. Graafinen ohjelmointi soveltuu hyvin pieniin ja yksinkertaisiin laitteisiin, joissa ohjelman nopea suunnittelu on etusijalla. Oliopohjainen ohjelmointi on puolestaan vahvimmillaan suurissa kokonaisuuksissa, joissa modulaarisuus, skaalautuvuus ja valmiin ohjelmakirjaston hyödyntäminen vähentävät suunnittelutyön kokonaismäärää.
The thesis was carried out as an experimental study, in which a test system was designed and built. The control of the test system was handled by a Beckhoff CX9240 embedded computer. The impact of the programming methodologies was compared through three themes: control system performance, economic effects, and software structure.
The results showed that the object-oriented program loaded the control system slightly more than the graphical program in all measured areas. However, the differences in performance were very minimal. The programming methodology is therefore not a determining factor in the selection of the control system. Instead, the selection is primarily influenced by the application being controlled.
According to the research, the programming methodology can be chosen based on the size of the application in order to minimize the engineering hours spent on automation design. Graphical programming is well suited for small and simple machines, where rapid program design is the priority. Object-oriented programming, on the other hand, is at its strongest in large systems, where modularity, scalability, and the utilization of a pre-built program library reduce the overall amount of engineering work.