Dự án PLC TwinCAT đầu tiên trên một IPC Beckhoff

Một dự án TwinCAT đầu tiên cần chứng minh nhiều hơn một lệnh Boolean. Dự án cần xác nhận thiết bị đích kỹ thuật, cấu trúc liên kết EtherCAT, ánh xạ I/O, việc thực thi tác vụ, hành vi khởi động và phản hồi đầu ra an toàn.

Danh sách kiểm tra tại hiện trường này sử dụng một máy tính công nghiệp Beckhoff, một bộ ghép nối EtherCAT và I/O kỹ thuật số đơn giản. Quy trình này cũng áp dụng cho nhiều bộ điều khiển CX. Tên menu có thể khác nhau giữa các bản dựng TwinCAT, vì vậy hãy xác minh phiên bản đã cài đặt trước khi chạy thử.

Tìm hiểu sự phân tách của TwinCAT

Beckhoff tách biệt kỹ thuật khỏi việc thực thi runtime. TwinCAT XAE được dùng để cấu hình phần cứng, viết mã, ánh xạ biến và chẩn đoán hệ thống. TwinCAT XAR thực thi ứng dụng điều khiển thời gian thực.

Sự phân biệt này rất quan trọng khi khắc phục sự cố. Một dự án có thể biên dịch chính xác trong khi thiết bị đích chạy runtime được chọn vẫn không đúng. Runtime cũng có thể đang hoạt động trong khi kỹ sư chỉnh sửa một dự án cục bộ không liên quan.

Beckhoff mô tả cấu trúc kỹ thuật và runtime này trong tổng quan TwinCAT chính thức. Kỹ sư nên đối chiếu quy trình với bản dựng đã cài đặt và các chức năng được cấp phép.

Chuẩn bị bàn thử an toàn

Bắt đầu với một mạch có rủi ro thấp. Sử dụng nút nhấn làm đầu vào kỹ thuật số và đèn báo nhỏ làm đầu ra. Xác nhận điện áp của từng thiết bị trước khi cấp nguồn.

• Ghi lại model IPC, hệ điều hành, bản dựng TwinCAT và cấp runtime.
• Ghi lại thứ tự của bộ ghép nối EtherCAT và các đầu cuối từ trái sang phải.
• Tách nguồn bộ điều khiển khỏi nguồn tải hiện trường trong bản vẽ.
• Xác minh dây tiếp địa bảo vệ, các điểm tham chiếu 0 V, cầu chì và định mức tải của đầu ra.
• Đặt máy hoặc bàn thử ở trạng thái không thể xảy ra chuyển động bất ngờ.

Không sử dụng cơ cấu chấp hành đang sản xuất cho lần thử đầu tiên. Đèn hoặc tải thử được cách ly sẽ giúp khoanh vùng sự cố dễ dàng hơn.

Chọn đúng thiết bị đích

Mở TwinCAT XAE và tạo một dự án TwinCAT mới. Chọn thiết bị đích chạy runtime dự kiến trước khi quét phần cứng. Kiểm tra tên và địa chỉ của thiết bị đích theo biên bản chạy thử.

Một lỗi thường gặp là cấu hình máy tính xách tay kỹ thuật thay vì máy tính công nghiệp. Một lỗi khác là chọn một tuyến cũ có tên thiết bị tương tự. Hãy sử dụng quy ước đặt tên bao gồm mã nhận dạng tủ điện hoặc máy.

Đối với phần cứng liên quan, hãy xem danh mục HMI và máy tính công nghiệp và danh mục Beckhoff Automation của PLC ProTech.

Quét và xác minh cấu trúc liên kết EtherCAT

Đặt thiết bị đích ở chế độ cấu hình trước khi quét thiết bị. Quét bộ chuyển đổi được kết nối với mạng EtherCAT. TwinCAT sẽ phát hiện bộ ghép nối và các đầu cuối theo đúng thứ tự vật lý.

Việc phát hiện không đồng nghĩa với việc chấp nhận. So sánh mọi đầu nối đầu cuối được phát hiện với bảng kê vật tư và bản vẽ tủ điện. Xác nhận số model, vị trí và số lượng kênh.

Nếu cấu trúc liên kết khác với dự kiến, hãy dừng lại và điều tra. Một đầu nối bị di chuyển có thể làm thay đổi ánh xạ kênh dự kiến. Một đầu nối bị thiếu có thể cho thấy vấn đề về nguồn điện, cáp, tiếp điểm hoặc bộ chuyển đổi.

Kiểm tra thông tin trạng thái EtherCAT trước khi viết logic. Bàn kiểm thử phải đạt trạng thái vận hành mong đợi mà không có lỗi không rõ nguyên nhân.

Tạo một dự án PLC nhỏ

Thêm một dự án PLC và cố ý giữ chương trình đầu tiên thật nhỏ. Structured Text cung cấp một bài kiểm thử đầu tiên rõ ràng:

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

TestLamp := StartButton;

Các địa chỉ ký tự đại diện tạo ra các ký hiệu để liên kết I/O về sau. Chúng không chứng minh rằng các đầu nối vật lý đã được ánh xạ chính xác.

Biên dịch dự án và xử lý mọi thông báo của trình biên dịch. Tránh thêm bộ định thời, chuyển động, truyền thông hoặc thư viện có thể tái sử dụng cho đến khi đường truyền tín hiệu cơ bản hoạt động.

Ánh xạ biến vào các kênh vật lý

Liên kết StartButton vào kênh đầu vào dự kiến. Liên kết TestLamp vào kênh đầu ra dự kiến. Xác nhận kiểu dữ liệu ở cả hai phía.

Sử dụng tên mô tả thay vì nhãn chung chung. Những tên như DI_Panel_Start và DO_Test_Lamp giúp việc chẩn đoán sau này rõ ràng hơn.

Xem lại ánh xạ theo cả hai hướng. Bắt đầu từ từng ký hiệu PLC, sau đó bắt đầu từ từng kênh vật lý. Cách này phát hiện các liên kết trùng lặp hoặc bị bỏ sót.

Kích hoạt mà không có bất ngờ

Lưu dự án trước khi kích hoạt. Xem lại bản tóm tắt thay đổi cấu hình. Xác nhận mục tiêu được chọn vẫn chính xác.

Kích hoạt cấu hình, khởi động lại hệ thống thời gian chạy khi cần và đăng nhập vào PLC. Sử dụng thao tác tải xuống có kiểm soát cho lần triển khai ban đầu. Không coi thay đổi trực tuyến là phương thức chạy thử mặc định.

Chỉ đưa PLC vào chế độ chạy sau khi kiểm tra trạng thái đầu ra. Đèn kiểm thử phải vẫn tắt cho đến khi đầu vào chuyển sang trạng thái đúng.

Xác minh toàn bộ đường truyền tín hiệu

Nhấn nút nhấn vật lý và quan sát ba điểm:

• Kênh đầu vào EtherCAT thay đổi trạng thái.
• Biến PLC thay đổi trạng thái.
• Đầu ra vật lý tuân theo lệnh đã lập trình.

Nếu chỉ một lớp thay đổi, vị trí lỗi sẽ rõ ràng hơn. Giá trị tại đầu nối thay đổi mà PLC không thay đổi cho thấy vấn đề ánh xạ. PLC thay đổi mà thiết bị hiện trường không phản hồi cho thấy vấn đề ở dây đầu ra, nguồn tải hoặc mạch bảo vệ.

Kiểm thử khởi động lại và hành vi khi xảy ra lỗi

Một bài kiểm thử trực tuyến đang hoạt động vẫn chưa hoàn tất. Hãy tạo và kích hoạt dự án khởi động, sau đó thực hiện khởi động lại đã được phê duyệt. Xác nhận hệ thống thời gian chạy khởi động và chương trình đạt trạng thái mong đợi.

Chỉ ngắt tải thử hoặc bus trường theo quy trình đã được phê duyệt. Xác minh rằng phần chẩn đoán nhận diện được sự gián đoạn. Xác nhận các đầu ra trở về trạng thái an toàn đã được ghi chép.

Biên bản chạy thử

Ghi lại bản dựng TwinCAT, mã nhận dạng mục tiêu, cấu trúc liên kết, ánh xạ, kết quả kiểm thử và trạng thái dự án khởi động. Xuất hoặc lưu trữ dự án cuối cùng trong hệ thống kiểm soát phiên bản.

Kết quả hữu ích là một cơ sở chuẩn có thể lặp lại. Sau đó, kỹ sư có thể thêm phần mở rộng tín hiệu tương tự, bộ định thời, cảnh báo, chuyển động hoặc truyền thông mà không làm mất nền tảng đã được kiểm chứng.