Factory I/O бағдарламасын виртуалды Siemens S7-1200 PLC құрылғысымен пайдалану

Виртуалды PLC симуляциясы өнеркәсіптік оқытуды шынайы жағдайға жақындатады

Физикалық PLC жабдықтарына қол жеткізу көптеген инженерлік студенттер, қашықтан жұмыс істейтін интеграторлар және автоматтандыру топтары үшін әлі де қиын. Қазір виртуалды симуляция платформалары пайдаланушыларға өнеркәсіптік басқару логикасын толығымен бағдарламалық жасақтама ішінде құрып, тексеруге мүмкіндік беру арқылы осы алшақтықты жойып келеді.

Factory I/O платформасы Siemens TIA Portal және S7-PLCSIM жүйелерімен бірге инженерлерге автоматтандыру тізбектерін өндірістік жүйелерге енгізбес бұрын сынауға болатын шынайы орта жасайды. Бұл тәсіл нақты іске қосу жұмыстарын қайталай отырып, жабдыққа тәуелділікті айтарлықтай азайтады.

Factory I/O PLC логикасын әзірлеу және сынау үшін шынайы 3D процестік орталарды ұсынады.

Виртуалды Siemens S7-1200 ортасын құру

Жоба Siemens TIA Portal ішінде S7-PLCSIM ортасын пайдалану арқылы басталады. Инженерлер ешқандай физикалық CPU жабдығын қоспай-ақ, толық S7-1200 контроллерін симуляциялай алады. Бұл тәсіл қашықтан жұмыс істейтін әзірлеу топтары мен оқу зертханалары үшін барған сайын құнды болып келеді.

Factory I/O үлгісінде PLC деректер алмасуына қажетті байланыс функция блоктары әлдеқашан қамтылған. Бұл байланыс блоктарын сақтап қалу өте маңызды, себебі олар симуляция қозғалтқышы мен PLC орындау ортасы арасындағы тікелей деректер арнасын орнатады.

Симуляция конфигурациясы TIA Portal мен виртуалды PLC орындау ортасы арасындағы тұрақты байланысты қамтамасыз етеді.

Заманауи үлестірілген басқару архитектураларымен жұмыс істейтін көптеген интеграторлар жүйелерді далалық жабдыққа енгізбес бұрын виртуалды тексеру әдістерін пайдаланып жүр. Ұқсас инженерлік жұмыс процестері Siemens SIMATIC S7 платформаларында және кеңірек PLC/PAC басқару жүйелерінде кең қолданылады.

Factory I/O жүйесін PLC симуляциясына қосу

PLCSIM іске қосылғаннан кейін Factory I/O виртуалды контроллерге Siemens S7-PLCSIM драйвері арқылы тікелей қосыла алады. Физикалық іске қосу жұмыстарынан айырмашылығы, негізгі сынақтар үшін Ethernet жабдығының адрестелуі немесе өнеркәсіптік коммутаторлар қажет емес.

Оқулықта екі фотоэлектрлік датчигі және қозғалтқыш шығысы бар қарапайым конвейер қолданбасы пайдаланылады. Қарапайым болғанына қарамастан, бұл мысал бекіту логикасы, датчиктерді бақылау және шығыстарды синхрондау сияқты автоматтандырудың бірнеше негізгі тұжырымдамасын көрсетеді.

Драйвердің сәтті қосылуы виртуалды зауыт пен PLC логикасы арасында нақты уақыттағы деректер алмасуына мүмкіндік береді.

I/O сәйкестендіру неге маңызды

I/O сәйкестігін дәл орнату кез келген автоматтандыру жобасындағы ең маңызды міндеттердің бірі болып қала береді. Тіпті виртуалды ортада да сәйкес келмейтін адрестер нақты іске қосу кезінде кездесетін операциялық мәселелерді туындатады.

Factory I/O жүйесіндегі әрбір датчик пен атқарушы механизм TIA Portal ішіндегі PLC тегтеріне дәл сәйкес келуі керек. Бұл тәжірибе инженерлерге далалық қондырғыларда қажет болатын сол құрылымды тәртіпті үйретеді.

PLC тегтерін дұрыс сәйкестендіру виртуалды датчиктер мен баспалдақты логика арасындағы сенімді синхрондауды қамтамасыз етеді.

TIA Portal ішінде конвейер логикасын іске асыру

Басқару стратегиясында іске қосу-тоқтату үшін қарапайым бекіту сұлбасы қолданылады. A датчигі жәшікті анықтаған кезде конвейер қозғалтқышы іске қосылып, бекітілген күйде қалады. Өнім B датчигіне жеткенде, бекіту босап, конвейер тоқтайды.

Бұл реттілік қарапайым болғанымен, орау, қоймалау және құрастыру операцияларында кең қолданылатын материалдарды өңдеу логикасын көрсетеді.

Баспалдақты бағдарлама конвейер қозғалысын басқаруға арналған практикалық бекіту логикасын көрсетеді.

Датчик логикасының әрекетін түсіну

Оқулықта жиі назардан тыс қалатын маңызды инженерлік жайт — датчик сигналдарының әрекеті де көрсетіледі. Қайтармалы шағылыстырғыш датчиктер сәуленің күйі мен қауіпсіздік талаптарына байланысты қалыпты жабық логикамен жұмыс істеуі мүмкін.

Бұл сигнал күйлерін түсіну симуляциялық жобалардан нақты өнеркәсіптік жабдыққа көшу кезінде өте маңызды. Датчик логикасы туралы қате болжамдар іске қосу жұмыстарының кешігуіне жиі себеп болады.

Симуляция өнімділігі де инженерлік тәртіпті талап етеді

Виртуалды орталар физикалық жабдық шектеулерін жояды, бірақ өнімділікке қойылатын талаптарды алып тастамайды. PLC сканерлеу уақыты мен симуляцияны жаңарту жиілігі жүйенің жауап беру жылдамдығына әсер етеді.

Симуляцияны жаңарту циклі мен PLC орындау циклі сәйкес келмесе, атқарушы механизмдердің жауап беруі кешігуі мүмкін. Конвейер қолданбаларында уақыт бойынша туындайтын тіпті шағын мәселелер өнімдердің тұрақсыз өңделуіне немесе анықтау оқиғаларының өткізіліп кетуіне әкелуі ықтимал.

Нақты уақыттағы мониторинг құралдары инженерлерге уақыт бойынша әрекетті тексеріп, басқару логикасындағы ақауларды тиімді жоюға көмектеседі.

Виртуалды автоматтандыру зертханалары неге қарқынды дамып келеді

Өнеркәсіптік оқыту әдістері жылдам өзгеріп жатыр. Виртуалды PLC зертханалары инженерлік топтарға өндірістік жабдықты босатпай-ақ немесе үлкен көлемде жабдық сатып алмай-ақ дағдыларын дамытуға мүмкіндік береді.

Жұмыс күші тапшылығына тап болған жаһандық өндірушілер үшін симуляция платформалары PLC бағдарламалауын, диагностикасын және іске қосу рәсімдерін үйретудің ауқымдалатын әдісін ұсынады.

Цифрлық егіздер мен виртуалды іске қосу платформаларының кеңінен енгізілуі де Industry 4.0 стратегияларымен үйлеседі. Ірі автоматтандыру жеткізушілері іске қосу тәуекелін азайтып, енгізу мерзімдерін қысқарту үшін симуляцияға негізделген инженерлік жұмыс процестерін барған сайын қолдап келеді.

Автор пікірі

Бұл жұмыс процесінен шығатын ең маңызды қорытынды — жай ғана ыңғайлылық емес. Ол — инженерлік қайталанымдылық. Виртуалды PLC орталары физикалық іске қосу басталғанға дейін логиканы тексеруге мүмкіндік береді, бұл іске қосу кезіндегі ақауларды іздеу уақытын айтарлықтай қысқартады.

Заманауи автоматтандыру топтары үшін симуляция енді тек оқыту құралы емес. Ол стандартты инженерлік тәжірибеге айналып келеді. Виртуалды PLC жүйелерін, цифрлық процестік модельдерді және құрылымдалған диагностиканы үйлестіруді үйренген инженерлер зауыттар бағдарламалық жасақтама арқылы басқарылатын операцияларға көшкен сайын елеулі артықшылыққа ие болады.

Daniel Mercer | Автоматтандыру жүйелері жөніндегі аға тілші

Daniel Mercer өнеркәсіптік автоматтандыру және басқару жүйелерін интеграциялау саласында 14 жылдық тәжірибеге ие. Оның тәжірибесіне Siemens SIMATIC архитектурасы, Beckhoff қозғалысты басқару платформалары және Rockwell негізіндегі орау жүйелері кіреді. Ол Азия мен Еуропадағы өндіріс, логистика және процестік автоматтандыру нысандарында іске қосу жобаларын қолдаған.