# Savonia-artikkeli Pro: AI-MaSi: Komatsu PC33E -kaivinkoneen sähköjärjestelmän muutostyöt etäohjausta varten

##### Savonia-artikkeli Pro on kokoelma monialaisen Savonian asiantuntemusta eri aiheista.

30.09.2026 [Artikkelit Pro](https://www.savonia.fi/artikkelit-pro)[Kone ja energia](https://www.savonia.fi/kone-ja-energia)[Tekoäly](https://www.savonia.fi/tekoaly)[TKI](https://www.savonia.fi/tki)

*AI-MaSi-hankkeen tavoitteena on kehittää tekoälyn ja koneoppimisen avulla autonomisesti toimivaa kaivinkonetta. Kehitystyö etenee vaiheittain simulaatioympäristöstä pienoismallikaivinkoneen kautta täysikokoiseen Komatsu PC33E -sähkökaivinkoneeseen. AI-MaSi-hanke on Euroopan unionin osarahoittama.*

Tämä artikkeli on artikkelisarjan kolmas osa, jossa tarkastellaan Komatsu PC33E -sähkökaivinkoneen varustelua etäohjauksen ja myöhemmin kehitettävien autonomisten toimintojen mahdollistamiseksi. Sarjan tässä osassa keskitytään koneeseen tehtyihin sähköasennuksiin, niiden suunnitteluun sekä siihen, millaisia ratkaisuja etäohjausjärjestelmän rakentaminen on edellyttänyt. Artikkelisarjan ensimmäisessä osassa käsitellään esiohjausventtiilin mekaanista asennusta ja 3D-skannausta, toisessa osassa venttiilin liittämistä hydrauliikkajärjestelmään. Tässä kolmannessa osassa kokonaisuus täydentyy sähkönsyötöllä, johtosarjoilla, tiedonsiirrolla ja järjestelmän käyttöönotolla.

## Sähköjärjestelmä osaksi etäohjausta

Etäohjausjärjestelmän rakentaminen edellyttää useiden uusien sähköisten laitteiden liittämistä osaksi kaivinkonetta. Järjestelmään kuuluvat muun muassa sähköinen esiohjausventtiili, teollisuustietokone, tekoälylaskentaan tarkoitettu sulautettu tietokone sekä CAN-väylään liitettäviä ohjauslaitteita.

Ennen varsinaisten sähköasennusten aloittamista oli perehdyttävä perusteellisesti kaivinkoneen alkuperäiseen sähköjärjestelmään ja sen toimintaperiaatteisiin. Suurin osa esivalmistelusta koostuikin sähkökaavioiden tutkimisesta sekä koneen sähkö- ja turvapiirien toiminnan selvittämisestä. Lisälaitteita ei haluttu kytkeä järjestelmään ennen kuin oli riittävä ymmärrys siitä, mistä niiden tarvitsema käyttöjännite voidaan ottaa ja miten koneen alkuperäiset turvatoiminnot vaikuttavat sähkönsyöttöön.

## Sähkönsyötön suunnittelu

Täyssähköisessä kaivinkoneessa kokonaisuutta monimutkaistavat useat eri jännitetasot. Koneen energianlähteenä toimii noin 35 kWh litiumioniakku, jonka jännite on 115 volttia. Koneen pienjännitejärjestelmiä varten jännitettä muunnetaan DC/DC-muuntimilla ensin 24 volttiin ja edelleen 12 volttiin.

Hankkeen täyssähköinen kaivinkone, jonka sähköjärjestelmän parissa on vietetty lukemattomia hetkiä.

Etäohjausjärjestelmään lisättävien laitteiden tehonsyöttöä suunniteltaessa oli selvitettävä laitteiden vaatimat jännitetasot ja virrankulutus sekä koneessa valmiiksi käytettävissä olevat sähkösyötöt. Koneesta löytyi lisälaitteille käytettävissä oleva 24 voltin ja 20 ampeerin syöttö sekä useita 12 voltin syöttöjä.

24 voltin syöttöä päätettiin hyödyntää muun muassa sähköisen esiohjausventtiilin, teollisuustietokoneen ja CAN-väylään liitettävien laitteiden sähkönsyötössä. Esiohjausventtiilin virrankulutusta tarkasteltiin myös mittaamalla, jotta käytettävissä olevan syötön riittävyydestä saatiin varmuutta. 12 voltin järjestelmästä puolestaan saatiin käyttöjännite tekoälylaskentaan tarkoitetulle sulautetulle tietokoneelle.

Pelkkä vapaan sähkönsyötön löytäminen ei kuitenkaan riittänyt. Samalla oli selvitettävä järjestelmän maadoitusperiaate sekä se, kuinka koneen pääkytkin, hätäseis ja muut turvatoiminnot vaikuttavat eri laitteiden sähkönsyöttöön. Osa tästä työstä vaati sähkökaavioiden tutkimisen lisäksi koneen rakenteiden ja ohjaamon osittaista purkamista, jotta tarvittavat liitännät ja maadoituspisteet pystyttiin paikantamaan ja varmistamaan käytännössä.

Suunnittelussa oli huomioitava myös koneeseen jo asennetut lisävarusteet, kuten 3D-koneohjaus ja rototiltin sähköjärjestelmä. Niiden käyttämät sähkönsyötöt ja kytkennät tarkastettiin ennen uusien laitteiden lisäämistä, jotta olemassa olevien järjestelmien toiminta voitiin huomioida osana kokonaisuutta.

## Ohjaus, tiedonsiirto ja johtosarjat

Etäohjausjärjestelmää varten oli suunniteltava uusia johtosarjoja sähköisen esiohjausventtiilin ohjaukselle sekä järjestelmään kuuluville käyttö- ja turvakytkimille. Esiohjausventtiilin ja muun ohjausjärjestelmän välinen tiedonsiirto toteutettiin CAN-väylän kautta.

Väyläliitäntä toteutettiin galvaanisesti erotettuna, jolloin toisiinsa liitettyjen järjestelmien välille ei muodostu suoraa sähköistä yhteyttä. Ratkaisulla voidaan vähentää esimerkiksi järjestelmien välisten potentiaalierojen ja sähköisten häiriöiden aiheuttamia ongelmia.

Jo suunnitteluvaiheessa tavoitteena oli toteuttaa asennukset teolliseen käyttöön soveltuvilla komponenteilla ja mahdollisimman huollettavalla tavalla. Johtimien mitoituksessa seurattiin koneen alkuperäisissä asennuksissa käytettyjä ratkaisuja, ja johtosarjoihin suunniteltiin irrotettavat teollisuusliittimet sekä mekaaniset kaapelisuojaukset.

Huollettavuus huomioitiin myös johtosarjojen rakenteessa ja reitityksessä. Esimerkiksi ohjaamoon liittyvät uudet johdotukset toteutettiin liittimillä irrotettaviksi, jotta koneen alkuperäisiä huoltotoimenpiteitä, kuten ohjaamon irrottamista, voidaan tehdä myös muutosten jälkeen. Tavoitteena oli, että etäohjausta varten lisätty sähköjärjestelmä muodostaa mahdollisimman selkeän ja huollettavan kokonaisuuden koneen alkuperäisen sähköjärjestelmän rinnalle.

## Käytännön toteutus

Suunnittelun jälkeen työ siirtyi käytännön asennuksiin. Vaikka järjestelmään lisättävien laitteiden määrä on kokonaisuuteen nähden melko pieni, niiden sovittaminen valmiiseen työkoneeseen vaati runsaasti käytännön työtä. Kaivinkoneen rakenteita jouduttiin purkamaan osittain, jotta sähkönsyötöt, maadoituspisteet sekä johtosarjoille soveltuvat reitit saatiin paikannettua ja varmistettua.

Johtosarjojen reitityksessä pyrittiin hyödyntämään mahdollisimman pitkälle koneen olemassa olevia läpivientejä, kiinnityspisteitä ja johtoreittejä. Tavoitteena oli välttää tarpeettomia muutoksia koneen alkuperäisiin rakenteisiin ja toteuttaa asennukset siten, että myös koneen huollettavuus säilyy. Sopivien reittien löytäminen vaati koneen rakenteiden tutkimista, mittauksia ja eri vaihtoehtojen vertailua ennen lopullisten ratkaisujen tekemistä.

Myös johtosarjojen valmistus muodostui merkittäväksi osaksi käytännön työtä. Johtimien mitoituksen ja mekaanisen suojauksen lisäksi oli huomioitava eri signaalien asettamat vaatimukset. Esimerkiksi CAN-väylän johdotukset toteutettiin väylälle soveltuvien käytäntöjen mukaisesti. Tarkoituksena oli rakentaa johtosarjoista mahdollisimman luotettavat ja teolliseen käyttöympäristöön soveltuvat sekä ehkäistä sähköisten häiriöiden aiheuttamia ongelmia.

Asennustyö eteni vaiheittain johtosarjojen valmistuksesta ja reitityksestä kytkentöihin, mittauksiin ja järjestelmän testaamiseen. Kytkentöjen toimintaa tarkastettiin työn edetessä ennen järjestelmän varsinaista käyttöönottoa. Koska kyseessä on täyssähköinen työkone, kaikissa työvaiheissa huomioitiin myös sähköjärjestelmään liittyvät turvalliset työskentelytavat.

Käytännön toteutus osoitti, että valmiiseen työkoneeseen tehtävä sähköinen varustelu on paljon muutakin kuin uusien laitteiden kytkemistä. Huomattava osa työstä muodostui olemassa olevan koneen rakenteiden selvittämisestä, sopivien asennusratkaisujen löytämisestä sekä johtosarjojen suunnittelusta ja valmistuksesta. Lopputuloksessa nämä työvaiheet eivät välttämättä näy ulospäin, mutta ne ovat tärkeä osa toimintavarman ja huollettavan kokonaisuuden rakentamista.

## Käyttöönotto ja havainnot

Sähköistyksen toteutuksessa yksi keskeisistä onnistumisista oli etäohjauksessa tarvittavien laitteiden liittäminen osaksi kaivinkoneen sähköjärjestelmää siten, että koneen alkuperäiset järjestelmät, turvallisuustoiminnot ja huollettavuus pystyttiin huomioimaan. Suuri osa työstä tapahtui jo ennen ensimmäisten johtimien asentamista, sillä koneen sähköjärjestelmän, eri jännitetasojen ja turvapiirien toiminnan ymmärtäminen oli edellytys muutosten toteuttamiselle.

Käyttöönoton yhteydessä kohdattiin myös haaste, jossa esiohjausjärjestelmä ei reagoinut ohjauskäskyihin käytettävissä olleen dokumentaation perusteella odotetulla tavalla. Vikaa selvitettiin useassa vaiheessa tarkastamalla tehtyjä kytkentöjä ja järjestelmän toimintaa sekä keräämällä tietoa järjestelmän käyttäytymisestä vianhakua varten. Mahdollisia syitä jouduttiin tarkastelemaan laajasti, sillä ongelma olisi voinut liittyä niin muutettuun hydrauliseen järjestelmään, tiedonsiirtoon, sähköjärjestelmään kuin itse ohjauslaitteeseenkin.

Sähköjärjestelmän ja etäohjauksen testausta.

Ratkaiseva havainto tehtiin, kun käytössä olleen dokumentaation ajankohtaa verrattiin esiohjausventtiilin ohjainlaitteessa olevaan ohjelmistoversioon. Ohjainlaitteen ohjelmisto osoittautui huomattavasti dokumentaatiota vanhemmaksi, eikä kyseinen ohjelmistoversio tukenut ohjeissa kuvattua ohjaustapaa. Ongelma ei siten lopulta ollut tehdyissä kytkennöissä, hydrauliikassa tai lähetetyissä ohjauskäskyissä, vaan tarvittavan toiminnallisuuden puuttumisessa ohjainlaitteen ohjelmistosta.

Kokemus osoitti käytännössä, kuinka tärkeää käyttöönotossa on varmistaa varsinaisten kytkentöjen lisäksi myös laitteiden ohjelmistoversiot ja niiden yhteensopivuus käytettävän dokumentaation kanssa. Samalla järjestelmällinen vianhaku ja järjestelmän toiminnasta tehty tiedonkeruu osoittautuivat hyödyllisiksi työkaluiksi ongelman rajaamisessa. Vaikka vian syy oli lopulta suhteellisen yksinkertainen, sen löytäminen vaati järjestelmän toimintaketjun tarkastelua kokonaisuutena.

## Jatkokehitys

Vaikka etäohjauksessa tarvittava sähköjärjestelmä on saatu toimintaan, kokonaisuutta kehitetään edelleen hankkeen edetessä. Yhtenä kehityskohteena on lisättyjen tietokoneiden hallittu käynnistäminen ja sammuttaminen sekä sähköjärjestelmän valvonnan kehittäminen.

Ohjaamon lisävarusteet asennettuna.

Myös tekoälylaskentaan käytettävää laitteistoa on tarkoitus kehittää. Nykyinen sulautettu tietokone on palvellut erityisesti järjestelmän demonstroinnissa ja kevyiden tekoälymallien testaamisessa. Tekoälymallien ja autonomisten toimintojen kehittyessä myös laskentatehon tarve kasvaa, minkä vuoksi myöhemmässä vaiheessa järjestelmään on tarkoitus valita käyttötarkoitukseen paremmin soveltuva laskentaratkaisu.

Järjestelmän käytännön testaaminen jatkuu hankkeen edetessä. Testien avulla voidaan arvioida muun muassa sähkönsyötön toimintaa erilaisissa käyttötilanteissa, järjestelmien välistä tiedonsiirtoa sekä etäohjauksen toimintavarmuutta. Samalla järjestelmää voidaan kehittää käytännön testeissä tehtyjen havaintojen perusteella.

#### Kirjoittajat

Joni Hänninen, tutkimusinsinööri, Savonia-ammattikorkeakoulu

Jonna Kokkonen, projektityöntekijä, Savonia-ammattikorkeakoulu

![Savonian, YSAO:n, Pohjois-Savon liiton ja Euroopan unionin logot valkoisella taustalla sekä suomenkielinen teksti ”Euroopan unionin osarahoittama”.](https://www.savonia.fi/app/uploads/2026/09/logopatterijonna-1-1-1200x153.png)