Samalla kun yhteiskunnat sulkevat oviaan, etenee digitaalisen maailman siirtyminen kohti suurempaa avoimuutta joka tasolla – niin laitteissa, ohjelmissa kuin ohjausjärjestelmissäkin. Ja samaan aikaan tietosuojaan ja kyberturvallisuuteen liittyvät kysymykset nousevat yhä tärkeämmiksi. Kuinka nämä kaikki saadaan yhdistettyä toisiinsa oikea tasapaino säilyttäen, ja millaisilla teknisillä ratkaisuilla se tehdään?
Automaatio ei ole sinällään uusi asia, ja tietokoneella ohjattavia automaatiojärjestelmiä on ollut markkinoilla jo 1960-luvulta lähtien. Tämän vuosituhannen kehitysloikka on tapahtunut automaatio-ohjauksen kytkettävyyden, etäohjauksen ja internetin ympärillä. Yhä suurempia järjestelmiä automatisoidaan, ja yhä suurempia automaatiokokonaisuuksia siirretään etäohjaukseen.

Kuinka toivottu automaation taso voidaan saavuttaa, ja kuinka se toteutetaan turvallisesti?

Avoin automaatio on monelle vielä uusi termi, ja se herättää paljon kysymyksiä. Ovatko laitteet vai ohjelmointiympäristö avoimia, vai kenties automaation ohjausrajapinnat? Lyhyesti kysymyksiin voisi vastata, että avoimuus liittyy näihin kaikkiin. Ja samalla mikään mainitusta ei ole ”avoin” siinä mielessä, että järjestelmissä olisi jonkinlainen ovi, josta kaikki ovat tervetulleita käymään sisään. Pohditaan siis asiaa hiukan tarkemmin.

Ohjelmoitavat logiikkaohjaimet eli PLC:t, joihin automaatiojärjestelmät usein perustuvat, ovat perinteisesti olleet hyvin suljettuja järjestelmiä, joiden ohjelmointi on ollut mahdollista vain valmistajien omilla työkaluilla. Tämä on tehnyt niiden kehityksestä pahimmillaan kallista, ja parhaimmillaankin kankeaa. Lisäksi eri valmistajien logiikkaohjaimien kytkeminen yhteen esimerkiksi tiedonsiirtoa varten on ollut vaikeaa, ellei mahdotonta. Käytännössä ainoa ratkaisu on ollut oman ohjaimen valmistaminen, mikä on tarkoittanut kuusinumeroista investointia pelkkään tuotekehitykseen.

Saksalaisen Wagon markkinoille tuoma uudenlainen logiikkaohjain poistaa kytkeytyvyyden ongelmia, ja samalla myös moni muu asia helpottuu. Kyseessä on itse asiassa pienen mittakaavan tekninen vallankumous, jonka merkitys avautunee ohjelmistojen kehittäjille vasta vähitellen.
Ensinnäkin Wagon ohjain perustuu Linux-arkkitehtuuriin, mikä tarkoittaa, että ohjaimen logiikkaa voi kehittää millä tahansa Linux-yhteensopivalla ohjelmointikielellä.
Toiseksi Linuxiin on mahdollista tehdä myös käyttöjärjestelmätason muutoksia, mikä mahdollistaa ohjaimen lähes täydellisen räätälöitävyyden käyttökohteen vaatimusten mukaisesti.
Kolmanneksi Wagon ratkaisussa käytetty Real-Time Linux takaa sen, että ohjaimen prosessori käsittelee saamansa käskyn täsmälleen luvatussa ajassa – ei sen mukaan, millainen käskyjono prosessoriin on syötetty.
Ja neljänneksi yhteen Wagon ohjaimista on integroitu 4G-modeemi, joten ohjain on liitettävissä internetiin ja mihin tahansa tiedontallennusjärjestelmään suoraan ja tarvittaessa ilman mitään muuta radioyhteyttä.

Mutta kaikki edellä kuvattu on vain tekniikkaa. Suurempi muutos tapahtuu logiikkaohjaimien sovellusympäristöissä – eli siellä, missä varsinainen automaatio toteutetaan. Vaikka automaatiojärjestelmien kehitys onkin ollut viime vuosina ripeää, on esimerkiksi IoT-teknologia synnyttänyt toistaiseksi enemmän lupauksia kuin toteutuksia. Eräs syy IoT:in hitaaseen leviämiseen on ollut juuri logiikkaohjaimien rajoitukset kytkeytyvyydessä. Jos ohjaimia ei saada joustavasti kommunikoimaan keskenään, on vaikea rakentaa esimerkiksi koko tuotantolaitoksen kattavaa automaatiojärjestelmää, jossa yksi tuotantolinja kertoo toiselle, kun sen käyttämä materiaali uhkaa loppua.

Lopulta avoimen automaation mahdollisuudet ratkaisevat sovellusten kehittäjät, joilla on kykyä nähdä yksittäistä ohjelmistoratkaisua tai ohjausjärjestelmää kauemmas. Avoin automaatio tarjoaa lähes kenelle hyvänsä työkalut ja keinot kehittää autonomisia tai etäohjattavia järjestelmiä kaikenlaisiin kone- ja laiteympäristöihin. Ja tämä on mahdollista ilman raskaita investointeja ohjainlogiikkaan, ilman yksittäisen laitevalmistajan lisensoimia, harvalukuisen kehittäjäjoukon tuntemia ohjelmointityökaluja. Avoin automaatio on avoin kaikille, joilla on visio tulevaisuudesta.

Tämä artikkeli on avaus sarjassa Avoin automaatio ja sen mahdollisuudet. Artikkelisarjan etenemistä voi seurata Wagon verkkosivuilla tai täällä Telexin uutispalvelussa. Artikkelisarjan kirjoittaja on Antti Leikas.

Julkaistu 23.3.2021
Kuva: Wago