Razem z naszymi trenerami – najlepszymi ekspertami z poszczególnych dziedzin, automatykami, projektantami i wdrożeniowcami – przygotowaliśmy dla Was serię tutoriali z zakresu automatyki i systemów sterowania. Jedną z serii poruszanych na naszym kanale będzie tworzenie oprogramowania z wykorzystaniem pakietów symulacyjnych. W pierwszej kolejności pod lupę bierzemy oprogramowanie PLCSIM w wersji darmowej.
Trener EMT-Systems Marcin Podsiadły prezentuje testowanie programu PLC bez konieczności podchodzenia do maszyny, czyli pracę na symulatorze. W kolejnych częściach poznają Państwo nowe funkcjonalności darmowego symulatora, a także pakiet PLCSIM Advanced oraz TestSuite.
Zapraszamy do zapoznania się z treścią tutorialu.
Nazywam się Marcin Podsiadły i jestem jednym z wielu wykładowców w EMT-Systems z zakresu programowania sterowników logicznych Siemensa z serii S7-1500 oraz widocznego tutaj S7-1200.
W ramach dzisiejszego spotkania chciałbym pokazać, w jaki sposób w domowym zaciszu czy w biurze, w pracy możemy włączyć symulację PLCSIM, jeżeli nie posiadamy fizycznego urządzenia lub jesteśmy na etapie projektowania pewnych funkcjonalności i nie mamy możliwości skorzystania z urządzenia, bo wyjęcie go z szafy sterowniczej czy wypożyczanie z firm trzecich nie wchodzi w grę.
Wymagane oprogramowanie
Przed rozpoczęciem prac muszą wiedzieć Państwo że oprogramowanie PLCSIM występuje w dwóch wersjach. Ta, z której będziemy korzystać na dzień dzisiejszy jest wersją darmową. Druga informacja jest taka, że komplet oprogramowania możemy pobrać ze strony producenta posiadając wyłącznie konto.
Ze strony pobierzemy dwa pliki. Pierwszy to będzie zestaw różnych oprogramowań, jeżeli chodzi o TIA Portal, czyli STEP7 Professional, który umożliwi programowanie sterowników, a także oprogramowanie WinCC, które mimo wszystko ściągamy w formie jednego obrazu do tworzenia wizualizacji, co być może w późniejszych częściach poradników się pojawi.
To jest pierwszy plik, a drugi plik to oprogramowanie PLCSIM, które jest opcjonalne i również instalujemy. Jeżeli posiadamy dwa pakiety oprogramowania, możemy przejść spokojnie do stworzenia projektu i części konfiguracyjnej.
Stworzenie projektu w TIA Portal
W tym momencie pozwolę sobie stworzyć projekt o dowolnej nazwie sytuacyjnej.
Do projektu ze względu na to, że będzie to symulacja, możemy wybrać dowolne urządzenie. Nie będziemy sugerować się otoczeniem, wybierzemy sobie dowolny sterownik z rodziny S7-1500. Może to być najsłabsza jednostka, jak i najmocniejsza. Jej generacja oraz wersja systemu operacyjnego, czyli firmware’u pozostaje dowolna.
Jeżeli mają Państwo w planach pracować z konkretnym, rzeczywistym urządzeniem, warto zastanowić się, który model sterownika powinniśmy zaplanować, przynajmniej pod kątem zajęcia pamięci docelowej.
Wybór sterownika PLC i ustawienia zabezpieczeń projektu w TIA Portal
Jeżeli pracujemy w 17-tej wersji oprogramowania i sterownik, z którym pracujemy jest w najnowszej wersji firmware, czyli w przypadku rodziny S7-1500 jest to wersja 2.9 – taka została automatycznie zaproponowana przez środowisko, będziemy zmuszeni przejść przez taki konfigurator zabezpieczeń, w którym pozwolę sobie pierwsze zabezpieczenie dotyczące danych konfiguracyjnych wyłączyć. Dane dotyczące paneli operatorskich również oraz określenie dostępu do projektu, jako bez żadnych haseł. To nie będą tematy związane z zagadnieniami dzisiejszego spotkania, tylko po prostu musimy przez taki konfigurator przejść.
Gdy sterownik PLC jest skonfigurowany mamy jednostkę, w której nie musimy absolutnie niczego dodatkowo ustawiać.
Uruchomienie symulatora PLCSIM
W celu uruchomienia symulacji wystarczy wcisnąć jeden przycisk, znajdujący się pomiędzy ikoną wgrania do sterownika, a wejściem online, czyli „Start Simulation”. Zostaniemy poinformowani, że nasz projekt w aktualnej wersji nie wspiera symulacji. Musimy na nią wyrazić zgodę przez wciśnięcie opcji „OK”.
Następnie otrzymamy drugą informację w formie ostrzeżenia. Tym razem informującą o tym, że wszystkie fizyczne interfejsy sieciowe, czyli jeżeli posiadamy połączenie fizyczne po kablu do rzeczywistego sterownika, zostaną wyłączone kosztem aktywnej symulacji na komputerze PC.
Wybierając opcję „OK” rozpoczyna się procedura uruchomienia symulatora PLCSIM. Ma postać takiej małej aplikacji o dość niepozornym wyglądzie. Dopóki ta aplikacja nie zostanie załadowana, czyli nie widzimy tutaj podświetlonego na zielono symbolu załączonego oprogramowania oraz jakiegokolwiek koloru diody „RUN / STOP”, powinniśmy poczekać z wgrywaniem projektu.
Moje środowisko już w tym momencie zatrzasnęło możliwość wyboru karty sieciowej czy sieci komunikacyjnej, w związku z tym wyszukuje urządzenie w sieci. Wskazuję jedyne dostępne w instancji PLCSIM. Wgrywam projekt, ponownie z nowości wynikających z wersji 17 wybieram opcję „Consider as trusted”, tzn. określamy urządzenie jako godne zaufania i wgrywamy do niego projekt, wiemy co to jest za urządzenie. Czekamy na przeładowanie całego projektu.
Z praktycznego punktu widzenia, praca na symulacji a na rzeczywistym urządzeniu w znakomitej większości będzie jednakowa. Można by rzec, że chowając taki rzeczywisty sterownik pod biurkiem, mógłbym powiedzieć, że pracuje na rzeczywistym urządzeniu, jedyną różnicą jest to poboczne oprogramowanie. Wgrywam projekt do końca i pamiętam, by przejść w tryb RUN ze sterownikiem PLC.
Jesteśmy gotowi do działania. Już w tym momencie te aplikacje możemy sobie zminimalizować. Pracujemy, jak gdyby to było normalne urządzenie, z którym łączylibyśmy się czy to w biurze, czy na hali produkcyjnej. Możemy się podłączyć w widok online i w tym momencie rozpocząć naszą dalszą pracę.
Przykładowy program PLC
Po uruchomieniu instancji symulatora PLCSIM możemy przejść do tworzenia oprogramowania, którym docelowo pokażemy sobie, w jaki sposób możemy symulować.
W związku z tym, w pierwszej kolejności przygotujemy sobie bardzo prosty program do sterowania stycznikiem odpowiedzialnym za doprowadzenie zasilania do pracy silnika. Program za pomocą podstawowych instrukcji styku normalnie otwartego przerzutnika SR oraz kolejnego styku, wybierzemy dowolne z puli adresowej wejścia fizyczne. Tutaj mamy pełną swobodę, jeżeli chodzi o możliwość zarządzania tymi adresami. Być może stosując troszeczkę inną adresację, wybierzemy sobie dwa dowolne wejścia fizyczne oraz wypracujemy wyjście fizyczne o innym adresie.
Zmienimy sobie nazwę wszystkich sygnałów. Możemy to zrobić z poziomu edytora poprzez wybranie opcji „Rename tag” z poziomu prawego przycisku myszy w sekcji „Network”. Zmieniamy nazwy, nazwiemy sobie pierwszy sygnał jako „inStart”, sygnał wejściowy jako „outMotor” i drugi sygnał wejściowy jako „inStop”. Tutaj w kolumnie „Address” widzimy, który sygnał i nazwa symbolicznie jest powiązana, z którym adresem fizycznym.
Tak przygotowany program wgrywamy jak do standardowego urządzenia. W tym momencie przechodzimy do obsługi po stronie symulacji PLCSIM.
Widok, który widzieli Państwo wcześniej, jest to widok kompaktowy. Mamy możliwość przełączenia takiego symulatora na widok projektu, który oferuje wiele możliwości. Wybierając taką opcję, przeładowany zostanie taki widok, gdzie stworzymy nowy, niezależny projekt symulacji. Projekt w TIA Portal to jeden plik, z którym pracujemy na co dzień, a projekt symulacji to drugi.
Posiadając otwarty widok projektu, tworzymy nowy projekt i nazwiemy go sobie bardzo podobnie EMT-PLSIM-SimProject. Wybieramy opcję „Create”, czekamy na załadowanie projektu.
Samo środowisko, oprócz symulowania sygnałów wejściowych, umożliwia budowanie sekwencji w czasie, czyli przebiegu czasowego odpowiednich sygnałów, co pozwala na testowanie kompletnych algorytmów, a także diagnostykę odłączenia urządzeń z sieci PROFINET / PROFIBUS.
Posiadając stworzony projekt przechodzimy do tabeli SIM Tables, w której będziemy symulowali wybrane nasze sygnały. Tutaj akurat środowisko oferuje jedną gotową tabelę, którą po prostu otworzymy.
Wykorzystując pierwszą z prawej opcję „Load project tags” wczytujemy wszystkie zmienne ze sterownika PLC. Posiadamy tylko i wyłącznie trzy tagi, w związku z tym lista jest dość krótka.
Wprowadzanie wartości sygnałów wejściowych wykonuje się poprzez zaznaczenie odpowiedniego sygnału i wciśnięcie przycisku dostępnego w lewym dolnym rogu edytora, poprzez kliknięcie takiego przycisku mogą Państwo zauważyć, że po prawej stronie w edytorze TIA Portal ta wartość przeszła ze stanu niskiego w stan wysoki.
Puszczając taki przycisk, który zachowuje się jak klasyczny przycisk monostabilny, widzimy że nasz „outMotor” pracuje, czy nasze wyjście fizyczne jest w stanie wysokim i wybierając kolejne wejście fizyczne, tym razem przycisk „inStop”, potwierdzając widzimy, że nasza aplikacja zachowuje się zgodnie z oczekiwaniami.
To wszystko, pięknie dziękuję.
Zainteresowanych tematyką szkoleń zapraszamy do zapoznania się z pełną listą kursów EMT-Systems.