การเชื่อมต่อ GX Simulator กับ Factory I/O ผ่าน OPC

การทดสอบเดินเครื่องเสมือนมีคุณค่าเมื่อฉากจำลองทำงานเหมือนเครื่องจักรที่ควบคุมได้จริง ไม่ใช่เพียงแอนิเมชันที่แยกขาดจากระบบ สำหรับโครงการ PLC ของ Mitsubishi จำเป็นต้องมีเส้นทางข้อมูลที่ตรวจสอบย้อนกลับได้ ตั้งแต่ GX engineering simulator ผ่าน OPC server ที่เข้ากันได้ ไปจนถึงแท็กของ Factory I/O

เป้าหมายไม่ใช่เพียงทำให้สายพานลำเลียงเคลื่อนที่ แต่คือการพิสูจน์การเป็นเจ้าของแอดเดรส ทิศทางสัญญาณ ลำดับการทำงาน อินเตอร์ล็อก จังหวะเวลา การตอบสนองเมื่อการสื่อสารขาดหาย และตรรกะการเริ่มระบบใหม่ ก่อนที่จะมี I/O จริงพร้อมใช้งาน

สายพานลำเลียงเสมือนขนาดเล็กสามารถเปิดเผยข้อบกพร่องด้านการแมป จังหวะเวลา และการกู้คืน ก่อนที่ข้อบกพร่องเหล่านั้นจะไปถึงตู้ควบคุมจริง

ยืนยันความเข้ากันได้ของซอฟต์แวร์ก่อนแมปแท็ก

“GX Simulator” อาจหมายถึงฟังก์ชันการจำลองที่เกี่ยวข้องกับ GX Works และตระกูล CPU MELSEC ต่างรุ่นกัน ผลิตภัณฑ์ OPC ก็แตกต่างกันตามเวอร์ชันและตามว่ารองรับ OPC DA หรือ OPC UA ส่วน Factory I/O มีตัวเลือกไดรเวอร์ที่อาจรองรับชุดผลิตภัณฑ์แต่ละแบบได้ไม่เหมือนกัน

บันทึกตระกูล PLC เวอร์ชัน GX Works คอมโพเนนต์ตัวจำลอง ผลิตภัณฑ์และเวอร์ชันของ OPC server ประเภทอินเทอร์เฟซ และเวอร์ชัน Factory I/O ให้ครบถ้วน จากนั้นตรวจสอบว่า OPC server สามารถเชื่อมต่อกับ CPU จำลองดังกล่าวได้ อย่าสันนิษฐานว่าวิธีการเชื่อมต่อที่ใช้ได้กับโมดูล Ethernet จริงจะใช้ได้โดยอัตโนมัติกับซอฟต์แวร์ตัวจำลอง

Mitsubishi อธิบายว่า MX OPC เป็นซอฟต์แวร์ที่เปิดเผยข้อมูลของโปรแกรมเมเบิลคอนโทรลเลอร์ MELSEC ผ่าน OPC ฮาร์ดแวร์ MELSEC iQ-R รุ่นใหม่ยังสามารถใช้โมดูล OPC UA server แบบฝังตัวได้ด้วย แต่สถาปัตยกรรมนั้นแตกต่างจาก server ที่โฮสต์บนพีซีและเชื่อมต่อกับคอนโทรลเลอร์จำลอง ควรแยกเส้นทางทั้งสองให้ชัดเจนในบันทึกการออกแบบและการแก้ไขปัญหา

จัดทำสัญญาข้อมูลก่อนกำหนดค่าซอฟต์แวร์

สร้างรายการ I/O โดยมีหนึ่งแถวต่อหนึ่งสัญญาณ ระบุแท็ก Factory I/O แอดเดรสอุปกรณ์ Mitsubishi ชนิดข้อมูล ทิศทาง ความหมายทางวิศวกรรม สถานะเริ่มต้น สถานะปลอดภัย ข้อกำหนดการอัปเดต และผู้รับผิดชอบ โดยปกติการจำลองควรเป็นเจ้าของสถานะอินพุตภาคสนาม ขณะที่ลอจิก PLC เป็นเจ้าของคำสั่งแอคชูเอเตอร์

กฎการเป็นเจ้าของนี้ช่วยป้องกันไม่ให้แอปพลิเคชันสองตัวเขียนค่าจุดเดียวกัน โฟโตอายจำลองอาจเขียนอุปกรณ์อินพุตของ PLC ขณะที่ PLC เขียนคำสั่งมอเตอร์ซึ่ง Factory I/O อ่าน หากทั้งสองฝั่งเขียนแท็กเดียวกัน หน้าจออาจกะพริบหรือดูเหมือนสุ่ม แม้ว่าการเชื่อมต่อแต่ละรายการจะทำงานอยู่ก็ตาม

อุปกรณ์แบบบิต คำแบบเวิร์ด จำนวนเต็มมีเครื่องหมาย ค่าทศนิยม และอาร์เรย์ ต้องมีการจัดการชนิดข้อมูลอย่างชัดเจน OPC client อาจแสดงค่าได้สำเร็จ ขณะที่ Factory I/O ตีความชนิดข้อมูลหรือลำดับบิตผิด เริ่มจากจุดบูลีนหนึ่งจุดและเวิร์ดหนึ่งคำที่ค่าซึ่งเปลี่ยนแปลงสังเกตได้ชัดเจน ขยายการทดสอบต่อเมื่อพิสูจน์ทิศทางและสเกลแล้วเท่านั้น

สร้างและทดสอบการเชื่อมต่อเป็นชั้น ๆ

ขั้นแรก สร้างโปรแกรม PLC ขนาดเล็กและรันใน GX simulator ที่รองรับ บังคับหรือสลับสถานะอุปกรณ์ภายในที่ทราบแน่ชัด แล้วตรวจสอบว่ามอนิเตอร์แลดเดอร์แสดงสถานะตามที่คาดไว้ ขั้นตอนนี้ยืนยันว่าโปรแกรม CPU ที่เลือก และตัวจำลองทำงานอยู่

ขั้นที่สอง กำหนดค่า OPC server สำหรับคอนโทรลเลอร์จำลองนั้น สร้างแท็กทดสอบเพียงไม่กี่รายการ ใช้ client หรือมุมมองวินิจฉัยของ server เองเพื่อตรวจสอบคุณภาพ ค่าเวลา ค่า และความสามารถในการเขียน หากค่าถูกระบุว่า “ไม่ดี” หรือ “ไม่แน่นอน” ควรแก้ไขในชั้นนี้ก่อนเปิด Factory I/O

ขั้นที่สาม กำหนดค่า OPC client ของ Factory I/O แล้วเรียกดูหรือป้อนแท็กที่พิสูจน์แล้ว แมปเซนเซอร์จำลองหนึ่งตัวและคำสั่งแอคชูเอเตอร์หนึ่งรายการ ยืนยันทั้งสองทิศทางแยกกัน ได้แก่ เปลี่ยนอินพุตในฉากและสังเกตหน่วยความจำ PLC จากนั้นเปลี่ยนเอาต์พุต PLC และสังเกตฉาก

วิธีการแบบแบ่งชั้นนี้ช่วยแยกจุดขัดข้อง หากหน่วยความจำ GX ไม่เปลี่ยน ปัญหาอยู่ที่การจำลอง PLC หาก GX เปลี่ยนแต่ OPC client ไม่เปลี่ยน ให้ตรวจสอบการกำหนดค่า server และแอดเดรสอุปกรณ์ หาก OPC server ทำงานปกติแต่ Factory I/O ไม่เปลี่ยนแปลง ให้ตรวจสอบการเชื่อมต่อ client ชื่อไอเท็ม สิทธิ์การเข้าถึง และการแมปแท็ก

การตรวจสอบทีละชั้นช่วยแยกข้อผิดพลาดด้านการกำหนดค่า PLC, OPC server และ Factory I/O

คำนึงถึงจังหวะเวลาของระบบอิสระสามระบบ

รอบสแกนของ PLC การโพลของ OPC server การสมัครรับข้อมูลของ client และการอัปเดตฟิสิกส์ของ Factory I/O ไม่ได้เกิดขึ้นในจังหวะเดียวกัน พัลส์เซนเซอร์ที่สั้นกว่าช่วงเวลาการสุ่มตัวอย่างรวมอาจหายไปก่อนที่ PLC จะตรวจพบ ภาระของเครือข่ายหรือพีซีอาจเพิ่มความแปรปรวนของเวลาได้ แม้ทำงานบนเวิร์กสเตชันภายในเครื่อง

เหตุการณ์สำคัญควรได้รับการออกแบบให้คงอยู่จนถูกสุ่มตัวอย่าง อุปกรณ์จำลองอาจคงสถานะไว้จนกว่าจะได้รับการยืนยัน หรือให้ลอจิก PLC ล็อกการเปลี่ยนแปลงที่ตรวจพบไว้จนกว่าลำดับการทำงานจะนำไปใช้ การยืดทุกพัลส์ให้ยาวขึ้นสะดวกสำหรับการสาธิต แต่สามารถซ่อนข้อบกพร่องในการจัดการขอบสัญญาณได้ ควรให้พฤติกรรมการทดสอบสอดคล้องกับเซนเซอร์จริงและความเร็วการผลิตที่คาดไว้

วัดความล่าช้าจากต้นทางถึงปลายทางจริง แทนการสันนิษฐานว่าอัตราการอัปเดต OPC ที่กำหนดไว้คือค่าความหน่วงทั้งหมด เมื่อจังหวะเวลามีผลต่อลำดับการทำงาน ให้บันทึกการเปลี่ยนฉาก เวลาใน OPC การสังเกตของ PLC การตัดสินใจเอาต์พุต และการทำงานของฉากที่เกิดขึ้นตามมา

วางแผนสำหรับ OPC DA และข้อจำกัดของเวิร์กสเตชัน

OPC DA แบบคลาสสิกใช้เทคโนโลยี COM ของ Microsoft เมื่อแอปพลิเคชันทั้งหมดทำงานภายใต้บัญชี Windows เดียวกันบนคอมพิวเตอร์เครื่องเดียว การตั้งค่ามักง่ายกว่า การกำหนดค่าแบบกระจายจะเพิ่มประเด็นเกี่ยวกับตัวตนของ DCOM สิทธิ์ ไฟร์วอลล์ และบัญชีบริการ การเชื่อมต่อที่ทำงานได้ขณะใช้งานแบบโต้ตอบอาจล้มเหลวหลังรีบูต หาก OPC server เริ่มทำงานภายใต้บัญชีอื่น

OPC UA ใช้โมเดลความปลอดภัยที่แตกต่างกัน โดยมีเอนด์พอยต์ ใบรับรอง และนโยบาย ช่วยหลีกเลี่ยง DCOM แต่ยังคงต้องตั้งค่าความน่าเชื่อถือของใบรับรอง สิทธิ์ผู้ใช้ และโมเดลข้อมูลที่เข้ากันได้ ใช้อินเทอร์เฟซที่ซอฟต์แวร์ที่เลือกไว้รองรับจริง อย่าถือว่า DA และ UA เป็นเพียงชื่อที่ใช้แทนกันได้

ทดสอบสถานะขัดข้องและการเริ่มระบบใหม่โดยตั้งใจ

ตัดการเชื่อมต่อ OPC client ขณะสายพานลำเลียงทำงาน หยุด PLC simulator รีสตาร์ต OPC server แล้วเปิด Factory I/O ใหม่โดยมีเอาต์พุตที่เปิดอยู่ก่อนหน้า เครื่องจักรไม่ควรกลับมาเคลื่อนไหวในสภาวะอันตรายเพียงเพราะค่าค้างปรากฏขึ้นอีกครั้งหรือ client เชื่อมต่อใหม่

กำหนดการตอบสนองต่อคุณภาพข้อมูลที่ไม่ดี การสื่อสารขาดหาย และค่าเริ่มต้น คำสั่งอาจถูกบังคับให้ปิด คงสถานะไว้ หรือจัดการด้วยการหยุดแบบควบคุม ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับกระบวนการ อินพุตอาจต้องมีบิตแสดงสุขภาพการสื่อสารโดยเฉพาะ เพื่อให้ PLC แยกแยะสถานะเท็จจริงออกจากข้อมูลที่ไม่พร้อมใช้งาน

ทดสอบการเริ่มเย็น การรีสตาร์ตแบบอุ่น การคงค่าตัวนับ ความไม่ตรงกันของสูตรการผลิต เซนเซอร์ที่ถูกบล็อก การมาถึงพร้อมกัน และการรีเซ็ตโดยผู้ปฏิบัติงานด้วย จัดทำเอกสารสถานะเริ่มต้นของแท็กที่เขียนได้ทุกแท็ก และลำดับที่จำเป็นในการเข้าสู่โหมดอัตโนมัติ

เปลี่ยนเซลล์เสมือนให้เป็นชุดทดสอบ

ใช้กรณีการยอมรับที่ทำซ้ำได้ เช่น ห้ามแอคชูเอเตอร์ทำงานก่อนเงื่อนไขอนุญาตให้เริ่มครบถ้วน นับผลิตภัณฑ์แต่ละชิ้นเพียงครั้งเดียว หยุดที่เป้าหมายอย่างควบคุมได้ หมดเวลาเมื่อเซนเซอร์ถูกบล็อก แจ้งข้อผิดพลาดเมื่อการสื่อสารขาดหาย และกู้คืนได้อย่างคาดการณ์ได้หลังเชื่อมต่อใหม่ แนวโน้มของแท็กและบันทึกผ่าน/ไม่ผ่านให้หลักฐานที่หนักแน่นกว่าภาพหน้าจอของฉากที่กำลังเคลื่อนไหว

สามารถดูตัวเลือกคอนโทรลเลอร์ Mitsubishi ได้ในคอลเลกชัน Mitsubishi Electric และดูฮาร์ดแวร์คอนโทรลเลอร์เพิ่มเติมได้ที่ ระบบ PLC & PAC

OPC เป็นเพียงชั้นการขนส่งข้อมูล คุณค่าทางวิศวกรรมจะเกิดขึ้นเมื่อเซลล์เสมือนกลายเป็นสภาพแวดล้อมการทดสอบที่ทำซ้ำได้สำหรับพฤติกรรมของ PLC การเป็นเจ้าของสัญญาณ สมมติฐานด้านจังหวะเวลา การตอบสนองต่อข้อขัดข้อง และตรรกะการเริ่มระบบใหม่ ซึ่งจะนำไปใช้ต่อกับเครื่องจักรจริงได้