Learning Centre

Implementation of Process Simulation for Marine Automation System

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Paukkio, Antti
dc.contributor.author Mononen, Mikko
dc.date.accessioned 2020-06-21T17:08:22Z
dc.date.available 2020-06-21T17:08:22Z
dc.date.issued 2020-06-15
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/44996
dc.description.abstract In recent years, classification societies have tightened their rules and regulations for marine automation systems due to increases in the size and passenger numbers of newly built vessels. Tightened class demands and increased costs of ensuring quality have created a need for improving engineering quality control and testing tools. A simulation model of the vessel automation system enables real-life testing of the software without the expensive, large-scale hardware installation of the system. The aim of this thesis is to develop a software-in-the-loop testing environment for testing typical functions of the Vessel Management System (VMS) by coupling the WinMOD process simulator to the ABB System 800xA distributed control system (DCS) through an OPC DA server. The thesis asks, among other things, what kinds threats and benefits are associated with implementing and using the simulation in VMS testing and how the testing methods can be improved. A working simulation was developed for ABB Marine & Ports, LPG Automation and Control Solutions Finland. Based on a literature review on marine regulations, PLC simulations in industry and interviews with the industry practitioners at ABB Marine, the main threats are evaluated to be difficulty of use, unclear user interface and faulty behavior of the simulation. The simulated environment is implemented manually on a per-project basis and requires some knowledge of both the system to be simulated and WinMOD. The benefits include potentially saving valuable commissioning and the ability to demonstrate parts of a working system for customers utilizing the real user interface of the system. The threats were largely avoided or their impact mitigated thanks to the flexibility of both MAPL, ABB's automation library, and WinMOD. Analysis of the finished WinMOD simulation found it suitable for manual testing and customer demonstrations and further development by expanding the number of simulated functions is recommended. en
dc.description.abstract Luokituslaitokset ovat viime vuosien aikana kiristäneet laiva-automaatiojärjestelmiä koskevia määräyksiään uusien laivojen koon ja matkustajamäärien kasvaessa. Kiristyneet määräykset ja kasvaneet laatukustannukset ovat luoneet tarpeen parantaa insinöörityön laadunvalvontaa ja testauksen työkaluja. Laiva-automaatiojärjestelmän simulaatiomalli mahdollistaa todellista tilannetta vastaavan järjestelmän testauksen ilman kallisarvoista ja paljon tilaa vievää laitteistoasennusta. Tämän työn tavoitteena on kehittää software-in-the-loop-periaatteella toimiva testiympäristö, jolla voidaan testata tyypillisiä laivanhallintajärjestelmän (VMS) ominaisuuksia. Simulaatio pohjautuu WinMOD-prosessisimulaattoriin, joka kytkeytyy ABB:n System 800xA hajautettuun ohjausjärjestelmään OPC DA-palvelimen kautta. Työssä selvitetään millaisia uhkia ja hyötyjä simulaation luomiseen ja hyödyntämiseen VMS:n testauksessa liittyy sekä miten VMS:n testauskäytäntöjä voidaan parantaa. Työ totetutaan yhteistyössä ABB Marine & Ports, LPG Automation and Control Solutions Finlandin kanssa. Perustuen kirjallisuuskatsaukseen, joka tutkii luokituslaitosten laivateollisuudelle asettamia säädöksiä sekä teollisuudessa käytetyistä PLC-simulaatioista tehtyjä tutkimuksia, sekä hyödyntäen ABB Marinen henkilökunnan haastatteluja, simulaation kehityksen suurimmiksi uhiksi arvioidaan hankala käytettävyys, epäselvä käyttöliittymä sekä simulaation virheellinen toiminta. Simulaatiomalli täytyy erikseen luoda käsin jokaiselle projektille, ja vaatii tietotaitoa sekä simuloitavasta laiva-automaatiojärjestelmästä että WinMOD-ohjelmistosta. Simulaatio tuottaa rahallista hyötyä mahdollisesti vähentämällä aluksen käyttöönottoon kuluvaa aikaa sekä mahdollistamalla järjestelmän toiminnallisuuksien esittelyä asiakkaille hyödyntäen järjestelmän omaa käyttöliittymää. Simulaation kehittämisen aikana tunnistetut uhat suurilta osin vältettiin tai niiden vaikutukset minimoitiin hyödyntäen sekä ABB:n laiva-automaatiokirjasto MAPL:n että WinMOD:n joustavuutta. Valmis WinMOD-simulaatio todetaan käyttökelpoiseksi manuaaliseen testaukseen ja asiakasesittelyihin, ja sen jatkokehittelyä kasvattamalla simuloitujen toimintojen ja komponenttien määrää suositellaan. fi
dc.format.extent 58
dc.format.mimetype application/pdf en
dc.language.iso en en
dc.title Implementation of Process Simulation for Marine Automation System en
dc.title Laiva-automaatiojärjestelmän prosessisimulaation toteuttaminen fi
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö fi
dc.contributor.school Sähkötekniikan korkeakoulu fi
dc.subject.keyword distributed control system en
dc.subject.keyword OPC en
dc.subject.keyword DMAIC en
dc.subject.keyword simulation en
dc.subject.keyword acceptance test en
dc.subject.keyword marine automation en
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-202006213953
dc.programme.major Control, Robotics and Autonomous Systems fi
dc.programme.mcode ELEC3025 fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.contributor.supervisor Vyatkin, Valeriy
dc.programme AEE - Master’s Programme in Automation and Electrical Engineering (TS2013) fi
dc.location P1 fi
local.aalto.electroniconly yes
local.aalto.openaccess yes


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse