Erstes TwinCAT-SPS-Projekt auf einem Beckhoff-IPC

Ein erstes TwinCAT-Projekt sollte mehr als nur eine boolesche Anweisung nachweisen. Es sollte das Engineering-Ziel, die EtherCAT-Topologie, die I/O-Zuordnung, die Task-Ausführung, das Startverhalten und die sichere Reaktion des Ausgangs bestätigen.

Diese Checkliste für den Einsatz vor Ort verwendet einen Industrie-PC von Beckhoff, einen EtherCAT-Koppler und einfache digitale I/O. Der Ablauf gilt auch für viele CX-Controller. Menünamen können sich zwischen TwinCAT-Builds unterscheiden. Überprüfen Sie daher vor der Inbetriebnahme die installierte Version.

Die TwinCAT-Trennung verstehen

Beckhoff trennt Engineering und Laufzeitausführung. TwinCAT XAE dient zum Konfigurieren der Hardware, Schreiben von Code, Zuordnen von Variablen und Diagnostizieren des Systems. TwinCAT XAR führt die Echtzeitsteuerungsanwendung aus.

Diese Unterscheidung ist bei der Fehlersuche wichtig. Ein Projekt kann korrekt kompiliert werden, während das ausgewählte Laufzeitziel weiterhin falsch ist. Die Laufzeit kann außerdem aktiv sein, während ein Ingenieur ein nicht zugehöriges lokales Projekt bearbeitet.

Beckhoff beschreibt diese Struktur aus Engineering und Laufzeit in seiner offiziellen TwinCAT-Übersicht. Ingenieure sollten die Vorgehensweisen an den installierten Build und die lizenzierten Funktionen anpassen.

Prüfaufbau sicher vorbereiten

Beginnen Sie mit einem Stromkreis mit geringem Risiko. Verwenden Sie einen Taster als digitalen Eingang und eine kleine Anzeige als Ausgang. Bestätigen Sie vor dem Einschalten die Spannung jedes Geräts.

• Dokumentieren Sie das IPC-Modell, das Betriebssystem, den TwinCAT-Build und die Laufzeitebene.
• Dokumentieren Sie die Reihenfolge von EtherCAT-Koppler und Terminals von links nach rechts.
• Trennen Sie die Versorgung des Controllers in der Zeichnung von der Versorgung der Feldlasten.
• Überprüfen Sie Schutzleiter, 0-V-Referenzen, Absicherungen und Nennwerte der Ausgangslasten.
• Versetzen Sie die Maschine oder den Prüfaufbau in einen Zustand, in dem keine unerwartete Bewegung auftreten kann.

Verwenden Sie beim ersten Test keinen Produktionsaktor. Eine Lampe oder eine isolierte Testlast erleichtert es, Fehler einzugrenzen.

Das richtige Ziel auswählen

Öffnen Sie TwinCAT XAE und erstellen Sie ein neues TwinCAT-Projekt. Wählen Sie vor dem Scannen der Hardware das vorgesehene Laufzeitziel aus. Prüfen Sie Zielnamen und Adresse anhand des Inbetriebnahmeprotokolls.

Ein häufiger Fehler besteht darin, den Engineering-Laptop statt des Industrie-PCs zu konfigurieren. Ein weiterer ist die Auswahl einer alten Route mit einem ähnlichen Gerätenamen. Verwenden Sie eine Namenskonvention, die die Kennung des Schaltschranks oder der Maschine enthält.

Informationen zu verwandter Hardware finden Sie im Katalog für HMI und industrielle Computer sowie im Katalog für Beckhoff Automation von PLC ProTech.

EtherCAT-Topologie scannen und überprüfen

Versetzen Sie das Zielgerät vor dem Scannen der Geräte in den Konfigurationsmodus. Scannen Sie den mit dem EtherCAT-Netzwerk verbundenen Adapter. TwinCAT sollte den Koppler und die Terminals in physischer Reihenfolge erkennen.

Die Erkennung ist keine Abnahme. Vergleichen Sie jedes erkannte Terminal mit der Stückliste und der Schaltschrankzeichnung. Bestätigen Sie Modellnummern, Positionen und Kanalanzahlen.

Wenn die Topologie abweicht, halten Sie an und untersuchen Sie die Ursache. Eine versetzte Klemme kann die erwartete Kanalzuordnung verschieben. Eine fehlende Klemme kann auf Probleme mit der Stromversorgung, Verkabelung, Kontakten oder Adaptern hindeuten.

Überprüfen Sie die EtherCAT-Zustandsinformationen, bevor Sie Logik schreiben. Der Prüfstand sollte den erwarteten Betriebszustand ohne ungeklärte Fehler erreichen.

Ein kleines SPS-Projekt erstellen

Fügen Sie ein SPS-Projekt hinzu und halten Sie das erste Programm bewusst klein. Strukturierter Text bietet einen klaren ersten Test:

PROGRAM MAIN
VAR
  StartButton AT %I* : BOOL;
  TestLamp AT %Q* : BOOL;
END_VAR

TestLamp := StartButton;

Die Platzhalteradressen erstellen Symbole für die spätere E/A-Verknüpfung. Sie beweisen nicht, dass die physischen Klemmen korrekt zugeordnet sind.

Bauen Sie das Projekt und beheben Sie jede Compilermeldung. Fügen Sie keine Timer, Bewegungen, Kommunikation oder wiederverwendbaren Bibliotheken hinzu, bevor der grundlegende Signalweg funktioniert.

Variablen physischen Kanälen zuordnen

Verknüpfen Sie StartButton dem vorgesehenen Eingangskanal zu. Verknüpfen Sie TestLamp dem vorgesehenen Ausgangskanal zu. Bestätigen Sie die Datentypen auf beiden Seiten.

Verwenden Sie beschreibende Namen statt allgemeiner Bezeichnungen. Namen wie DI_Panel_Start und DO_Test_Lamp spätere Diagnosen übersichtlicher machen.

Überprüfen Sie die Zuordnung in beide Richtungen. Beginnen Sie mit jedem SPS-Symbol und anschließend mit jedem physischen Kanal. So werden doppelte oder fehlende Verknüpfungen erkannt.

Ohne Überraschungen aktivieren

Speichern Sie das Projekt vor der Aktivierung. Überprüfen Sie die Zusammenfassung der Konfigurationsänderungen. Bestätigen Sie, dass das ausgewählte Ziel weiterhin korrekt ist.

Aktivieren Sie die Konfiguration, starten Sie die Laufzeit bei Bedarf neu und melden Sie sich an der SPS an. Verwenden Sie für die erste Bereitstellung einen kontrollierten Download. Behandeln Sie Online-Änderungen nicht als Standardmethode der Inbetriebnahme.

Versetzen Sie die SPS erst nach Überprüfung des Ausgangszustands in den Run-Modus. Die Testlampe sollte ausgeschaltet bleiben, bis der Eingang TRUE wird.

Den vollständigen Signalweg nachweisen

Betätigen Sie den physischen Drucktaster und beobachten Sie drei Punkte:

• Der EtherCAT-Eingangskanal ändert seinen Zustand.
• Die SPS-Variable ändert ihren Zustand.
• Der physische Ausgang folgt dem programmierten Befehl.

Wenn sich nur eine Ebene ändert, lässt sich der Fehlerort leichter bestimmen. Ein Klemmenwert ohne Änderung an der SPS deutet auf die Zuordnung hin. Eine Änderung an der SPS ohne Reaktion des Feldgeräts deutet auf Ausgangsverdrahtung, Lastversorgung oder Schutzbeschaltung hin.

Neustart- und Fehlerverhalten testen

Ein funktionierender Online-Test ist unvollständig. Erstellen und aktivieren Sie das Bootprojekt und führen Sie anschließend einen genehmigten Neustart durch. Bestätigen Sie, dass die Laufzeit startet und das Programm den erwarteten Zustand erreicht.

Trennen Sie die Testlast oder den Feldbus nur gemäß einem genehmigten Verfahren. Überprüfen Sie, dass die Diagnose die Unterbrechung erkennt. Bestätigen Sie, dass die Ausgänge in den dokumentierten sicheren Zustand zurückkehren.

Inbetriebnahmeprotokoll

Erfassen Sie den TwinCAT-Build, die Zielkennung, die Topologie, die Zuordnungen, die Testergebnisse und den Status des Bootprojekts. Exportieren oder archivieren Sie das fertige Projekt unter Versionskontrolle.

Das nützliche Ergebnis ist eine wiederholbare Ausgangsbasis. Ingenieure können anschließend analoge Skalierung, Timer, Alarme, Bewegungen oder Kommunikation hinzufügen, ohne eine bewährte Grundlage zu verlieren.