AS-0.3200 Automaatio- ja systeemitekniikan...

20
1 AS-0.3200 Automaatio- ja systeemitekniikan projektityöt Taajuusmuuttajan käyttöönotto PLC-sovelluksessa Opintopisteet: 3 11.9.2010 - 30.11.2010 Kosti Lepojärvi Antti Kunnas Ohjaaja, Jukka Peltola

Transcript of AS-0.3200 Automaatio- ja systeemitekniikan...

Page 1: AS-0.3200 Automaatio- ja systeemitekniikan projektityötautsys.aalto.fi/intranet/as-0.3200/attach/A10-04/loppuraportti.pdf · Jos kaikki on kunnossa, TwinCat tunnistaa taajuusmuuttujan

1

AS-0.3200 Automaatio- ja systeemitekniikan projektityöt Taajuusmuuttajan käyttöönotto PLC-sovelluksessa

Opintopisteet: 3

11.9.2010 - 30.11.2010

Kosti Lepojärvi

Antti Kunnas

Ohjaaja, Jukka Peltola

Page 2: AS-0.3200 Automaatio- ja systeemitekniikan projektityötautsys.aalto.fi/intranet/as-0.3200/attach/A10-04/loppuraportti.pdf · Jos kaikki on kunnossa, TwinCat tunnistaa taajuusmuuttujan

2

Taajuusmuuttujan käyttöönotto PLC –sovelluksessa

Sisältö 1 Kohdejärjestelmä .............................................................................................................................. 1

2 Tehtäväkuvaus ................................................................................................................................. 1

3 Kokonaisjärjestelmän suhde IEEE 61131-3:n hierarkiaan .................................................................. 2

4 Toteutus .......................................................................................................................................... 3

4.1 Initialisointi .............................................................................................................................. 3

4.2 Tiedonsiirron hierarkia ............................................................................................................. 3

4.3 CiA402:n mukainen taajuusmuuttujan käynnistys .................................................................... 4

4.4 PLC Control .............................................................................................................................. 6

4.5 PLC-ohjelma ja käyttöliittymä – esimerkit ................................................................................. 7

5 Aikataulu ......................................................................................................................................... 9

6 Riskit ja analyysi ............................................................................................................................. 10

7 Yhteenveto ja onnistumisen arviointi ............................................................................................. 11

Käyttöohje ............................................................................................................................................. 12

AJANKÄYTÖN TUNTIMÄÄRÄT ................................................................................................................ 16

Page 3: AS-0.3200 Automaatio- ja systeemitekniikan projektityötautsys.aalto.fi/intranet/as-0.3200/attach/A10-04/loppuraportti.pdf · Jos kaikki on kunnossa, TwinCat tunnistaa taajuusmuuttujan

1

1 Kohdejärjestelmä

Taajuusmuuttaja on sähkölaite, jolla nimensä mukaisesti voidaan muuttaa sähkövirran taajuutta.

Taajuusmuuttajaa käytetään esimerkiksi moottorinohjaukseen, jolloin se muuttaa sähköverkosta

saatavan jännitteen amplitudin ja taajuuden ohjauksen mukaiseksi ja syöttää sen moottorille. Tässä

projektityössä käytetään ABB:n valmistamaa ACS355-taajuusmuuttajaa ja sen ympärille rakennettua

testausympäristöä, johon kuuluu 0,2 kilowatin moottori sekä sen ohjaukseen käytettävät kytkimet.

FECA01 -EtherCAT -adapterilla ACS355-taajuusmuuttaja voidaan liittää EtherCAT-väylään (Ethernet for

Control Automation Technology), joka on ethernetiin pohjautuva kenttäväylä. Projektissa adapteri

kytketään ehternet-kaapelilla tietokoneen verkkokorttiin.

PLC (Programmable Logic Controller) eli ohjelmoitava logiikka on reaaliaikaisten

automaatiosovelluksien ohjaukseen tarkoitettu tietokone. Normaalista pöytäköneesta PLC eroaa

suurella sisään- ja ulostulojen määrällä ja niiden helpolla lisättävyydellä sekä soveltuvuudesta vaativaan

tehdasympäristöön. Beckhoffin TwinCAT-ohjelmalla (System Manager + PLC Control) voidaan

tavalliseen PC:hen tuoda PLC:n ominaisuudet. PLC-logiikkaa voidaan ohjelmoida esimerkiksi FBD:llä

(Function Block Diagram) ja SFC:llä (Sequential Flow Chart).

CiA 402 on CANopen laiteprofiili moottorinohjaukseen. Profiiliin kuuluu muun muassa nopeusohjaus ja

momenttiohjaus. ACS355 tukee ainoastaan nopeusohjausta.

2 Tehtäväkuvaus Projektin tavoitteena on suorittaa ACS355-taajuusmuuttajan käyttöönoton testaus TwinCATin PLC-

ympäristössä. Tavoitteeseen pääseminen edellyttää taajuusmuuttajan ja TwinCATin System Managerin

välisen kommunikoinnin konfigurointia, PLC-logiikan ohjelmoimista PLC Control –ohjelmalla ja sen

liittämisen taajuusmuuttajan parametreihin. Lopuksi järjestelmän tiedonsiirron suorituskykyä

analysoidaan Wireshark –ohjelmalla. Käyttöönotosta on tarkoitus tehdä havaintoja sekä pitää

päiväkirjaa. Lopuksi tehdään käyttöohje sisältäen tarkat ohjeet taajuusmuuttajan sekä TwinCATin

konfiguroitiin ja yksinkertaisen PLC-logiikan ohjelmointiin.

Logiikalla toteutettaviksi toiminnoiksi valittiin nopeuden, kiihtyvyyden sekä hidastuvuuden säätö.

Page 4: AS-0.3200 Automaatio- ja systeemitekniikan projektityötautsys.aalto.fi/intranet/as-0.3200/attach/A10-04/loppuraportti.pdf · Jos kaikki on kunnossa, TwinCat tunnistaa taajuusmuuttujan

2

3 Kokonaisjärjestelmän suhde IEEE 61131-3:n hierarkiaan Logiikkaohjelmointistandardi IEEE 61131-3:n yleiset elementit (configuration, resource, task, program)

näkyvät seuraavassa kuvassa:

Kuva 1 IEEE 61131-3 -standardin elementit

TwinCatissa elementtien hierarkia noudattelee suurin piirtein samoja linjoja. Kuvassa 2 on

kuvankaappauksia System Managerista (vasen puoli) ja PLC Control –ohjelmasta (oikea puoli). Ylin taso

on ”configuration”, kuten kuvan vasemmassa laidassa puunäkymän ylin taso kertoo. ”Task”- taso on

myös standardin mukainen (puunäkymässä kohta ”standard” joka näkyy myös kuvan vasemmalla

puolella ”Task configuration” –näkymän alla). Program –elementti näkyy TwinCatissa kuvan vasemman

puolen puunäkymän input- ja output –muuttujien etuliitteessä MAIN, joka on PLC Control –ohjelmassa

luodun ohjelman päärutiinin nimi.

Ainut häilyvä käsite TwinCatissa on Resource. Arvailuja voidaan esittää: kuvan oikean puolen yläkäsite

on ”Resources” ja vastaava käsite System Managerin puolella voisi olla puunäkymän kohta ”rutiini”.

Tämä ”rutiini” on itse asiassa PLC ohjelman käännetyn ja tallennetun rutiini.tpy –tiedoston nimi, joka

importataan System Manageriin. Näin ollen tämä ohjelman nimi voisi tarkoittaa resource –elementtiä,

mutta toisaalta System Managerissa se on käsitteenä ehkä lähempänä ohjelmaa (program).

Page 5: AS-0.3200 Automaatio- ja systeemitekniikan projektityötautsys.aalto.fi/intranet/as-0.3200/attach/A10-04/loppuraportti.pdf · Jos kaikki on kunnossa, TwinCat tunnistaa taajuusmuuttujan

3

Kuva 2 Elementit TwinCatissa

4 Toteutus

4.1 Initialisointi Järjestelmän pystytys alkoi FECA:n liittämisellä taajuusmuuttajan. FECA puolestaan kytkettiin

verkkokaapelilla PC:n verkkokorttiin kiinni. Taajuusmuuttajan osalta oli tarpeen muuttaa muutamia

parametreja, jotta taajuusmuuttaja reagoisi FECA –laitteen kautta tuleviin komentoihin (tarkemmat

parametrit käyttöohjeessa).

TwinCat System Managerin (SM) ja FECA:n välisen yhteyden alustus tapahtuu SM:n kautta, kunhan

FECA:n ja taajuusmuuttajan parametristot kuvaileva XML-tiedosto on oikeassa kansiossa (tarkemmin

käyttöohjeessa).

4.2 Tiedonsiirron hierarkia FECA on EtherCat adapteri, joten nimensä mukaisesti se siirtää taajuusmuuttajalle kulkevan tiedon

EtherCat –muotoiseksi. EtherCatin viestinvälityksessä perusyksikkö on PDO –objekti (Process Data

Object). SM:ssä voi määrittää PDO-objektien sisällön, eli mitä muuttujia PLC –ohjelma voi lukea ja

kirjoittaa. Lukemiseen käytettävät objektit ovat TxPDO –tyyppisiä ja kirjoittamiseen tarkoitetut RxPDO.

Järjestelmän hierarkia on kuvan Kuva 3 mukainen. Muuttujien kytkeytyminen tapahtuu seuraavalla

lailla:

1. PLC –ohjelmassa luodaan muuttuja. PLC –ympäristöstä valitaan runtimeksi SM:n käyttämä

runtime. . Jos halutaan käyttää sitä input/output –muuttujana itse ulkomaailman kanssa

,määrätään sille PLC-ympäristön sisäinen muistiosoite (jonka semantiikka on otettu annettuna,

mitään järkevää perustelua emme löytäneet). PLC –ohjelma tallennetaan ja käännetään.

2. SM:ssä lisätään PLC –projekti ja PLC –muuttuja linkitetään SM:n PDO –objektiin.

3. SM:ssä generoidaan ”mäppäys”, eli kerrotaan taajuusmuuttajalle, että yhteys linkitetyn PLC-

muuttujan ja PDO-objektin muuttujan välillä on olemassa.

4. SM kytketään Run –tilaan. PLC –sovellus logataan sisään runtimeen ja asetetaan ajotilaan.

Page 6: AS-0.3200 Automaatio- ja systeemitekniikan projektityötautsys.aalto.fi/intranet/as-0.3200/attach/A10-04/loppuraportti.pdf · Jos kaikki on kunnossa, TwinCat tunnistaa taajuusmuuttujan

4

Edellisten vaiheiden jälkeen käyttäjä voi muuttaa PLC –muuttujien arvoja ja ne päivittyvät aina

taajuusmuuttajalle asti. Kohdassa 1 mainittu runtime on itse ohjelman suoritusalusta, joka kytkeytyy

päälle, kun SM käännetään run –tilaan.

Kuva 3 Tiedonsiirto

4.3 CiA402:n mukainen taajuusmuuttujan käynnistys CiA402 on valittu laiteprofiili taajuusmuuttajan ohjaukseen. Profiiliin mukaisesti taajuusmuuttujan

kontrollointi tapahtuu Controlword- ja Statusword -nimisten muuttujien avulla, jotka ovat

lähtökohtaisesti osa SM:ään konfiguraation jälkeen ilmestyviä PDO-objekteja.

Control- ja statuswordin bittikartta näyttävät seuraavalta:

Page 7: AS-0.3200 Automaatio- ja systeemitekniikan projektityötautsys.aalto.fi/intranet/as-0.3200/attach/A10-04/loppuraportti.pdf · Jos kaikki on kunnossa, TwinCat tunnistaa taajuusmuuttujan

5

Kuva 4 Control wordin bittikartta Kuva 5 Statuswordin bittikartta

Controlword on ensisijaisesti taajuusmuuttajan käynnistykseen liittyvä PDO-objekti, ja Statusword

taajuusmuuttujan tilan lukemiseen; tosin niistä saa paljon muutakin tietoa. Kuvassa Kuva 6 näkyy CiA

402 –kommunikaatioprofiilin tilakaavio. Taajuusmuuttajan saa esimerkiksi käynnistymään kirjoittamalla

peräkkäin Controlwordiin esim. SM:n Config Free Run –tilassa Online –välilehdellä:

6, jonka binäärimuoto on 110 ( katso siirtymä (2) kuvassa).

7, jonka binäärimuoto on 111, siirtymä (3)

127, jonka viimeiset neljä bittiä ovat 1111, siirtymä (4)

Tämän jälkeen taajuusmuuttujan nopeutta voi muuttaa kirjoittamalla arvoja PDO –objektin vl target

velocity –muuttujaan. 1

1 ABB:n asiantuntija ohjeisti taajuusmuuttujan käynnistyksen kirjoittamalla ensin 126 ja sitten 127. Näin

taajuusmuuttuja käynnistyy kahdella komennolla, mutta tämä käytäntö ei suoranaisesti noudata tilakaaviota.

Page 8: AS-0.3200 Automaatio- ja systeemitekniikan projektityötautsys.aalto.fi/intranet/as-0.3200/attach/A10-04/loppuraportti.pdf · Jos kaikki on kunnossa, TwinCat tunnistaa taajuusmuuttujan

6

Kuva 6 Tilakaavio

4.4 PLC Control PLC –ohjelman luomisen aloittaminen on ohjeistettu käyttöohjeessa. Keskeistä on, minkä kielen ottaa

päärutiinin (Main) kieleksi. Toisaalta, jos pääkieli on SFC, voi sekvenssipalikoiden sisään tai entry/exit –

action –toimintojen sisään ohjelmoida myös FBD:llä.

PLC –muuttujien luominen on ohjeistettu liitteen käyttöohjeessa. Keskeisintä kuitenkin on, että sijoittaa

muistiosoitteen ainoastaan niille muuttujille, joita aikoo käyttää System Managerin linkkauksiin.

PLC –ohjelmalle on mahdollista luoda myös valvomonäkymä. Tämä tapahtuu valitsemalla PLC Control –

ohjelman alivälilehdellä ”Visualizations” hiiren oikealla napilla ”Add Object”. Avautuvaan näkymään voi

sijoittaa ylhäältä avautuvasta työkaluvalikosta erilaisia kuvioita ja esim. liukukytkimen tai trendinäytön

(ks. Kuva 8).

Page 9: AS-0.3200 Automaatio- ja systeemitekniikan projektityötautsys.aalto.fi/intranet/as-0.3200/attach/A10-04/loppuraportti.pdf · Jos kaikki on kunnossa, TwinCat tunnistaa taajuusmuuttujan

7

Jos haluaa luoda useampi ohjelmia/funktioblokkeja/funktioita, klikataan PLC Control –ohjelman

alivälilehdellä POU hiiren oikeaa nappia ja valitaan ”Add Object”. Avautuvasta ikkunasta voi valita

objektin tyypin. Resources –välilehdellä voi kohdan ”Task Configuration” alla muuttaa luodun objektin

prioriteettia sekä suoritussykliä.

Huomioitava asia PLC Control –ohjelman käytöstä ovat heksaluvut. Lukualue esim. 8 –bittisen luvun

tapauksessa (PLC Control –ohjelmassa tietotyyppi ”Word”) on *-32767,32767] , joten esim. luku 15000

on 0x3A98 ja -15000 heksalukuna 0xC568. Tämä huomioitava etenkin, jos syöttää käyttöohjeen

mukaisesti suoraan PLC –muuttujiin arvoja tai jos tarvitaan valvomonäkymän liukukytkimessä

negatiivisia lukuja.

4.5 PLC-ohjelma ja käyttöliittymä – esimerkit Kuvassa Kuva 7 näkyy vasemmalla PLC -ohjelman päärutiini ja oikealla lohkosta ”switchOn” poimitut

Entry Action- ja Exit Action-toiminnot, jotka on toteutettu FBD:llä.

Kuva 7 Esimerkkiohjelman päärutiini

Page 10: AS-0.3200 Automaatio- ja systeemitekniikan projektityötautsys.aalto.fi/intranet/as-0.3200/attach/A10-04/loppuraportti.pdf · Jos kaikki on kunnossa, TwinCat tunnistaa taajuusmuuttujan

8

SwitchOn –lohkoon tullaan, kun käyttäjä on painanut käyttöliittymältä (josta lisää myöhemmin) Start –

nappia. Lohkoon tullessa tarkastetaan, onko driven statusword –muuttuja (kuvassa ”Status”)

StatusDisabled –moodissa (lohko EQ), eli onko drive alkutilassa. Jos näin on, liipaistaan SR-kiikku päälle

ja switchedOn –muuttuja on tosi. Tällöin ohjelman suoritus siirtyy seuraavaan lohkoon. Vielä switchOn –

lohkosta lähdettäessä suoritetaan ”Exit Action”, joka kuvattu kuvassa oikealla alhaalla. Tässä lohkossa

Control –muuttujaan kirjoitetaan Control_SwitchOn –arvo, joka kääntää driven päälle. Control –

muuttuja on linkitetty suoraan driven statusword –input-muuttujaan.

Luvussa 4.4 ohjeistettiin, kuinka luodaan uusi valvomoikkuna. Kuvassa Kuva 8 nähdään

esimerkkikäyttöliittymä. Keskeistä käyttöliittymän painikkeiden kannalta on, mihin PLC-ohjelman

muuttujaan ne linkitetään. Esimerkiksi Start- painiketta tuplaklikkaamalla ja valitsemalla kategorian

”Input”, voi kohdan Toggle- tai Tap Variable aktivoimalla ja painamalla F2 valita muuttujan, mihin napin

painaminen vaikuttaa.

Kuva 8 Esimerkkikäyttöliittymä

Page 11: AS-0.3200 Automaatio- ja systeemitekniikan projektityötautsys.aalto.fi/intranet/as-0.3200/attach/A10-04/loppuraportti.pdf · Jos kaikki on kunnossa, TwinCat tunnistaa taajuusmuuttujan

9

5 Aikataulu Projekti suunniteltiin 2-3 opintopisteen laajuiseksi eli 54-81 tuntiseksi. Aikaa meni lopulta 68 tuntia eli

noin kolmen opintopisteen verran. Viikoittaiseksi työmääräksi kertyi 5 tuntia. Eri tehtävien osuus

kokonaismäärästä näkyy kuvassa Kuva 10 ja tarkempi ajankäyttöpäiväkirja raportin lopussa.

Alkuperäinen aikataulu on nähtävissä kuvan Kuva 9 gantt-kuvaajan sinisestä polusta; toteutunut

keltaisella. Suunnitelmasta poiketen taajuusmuuttajan ja TwinCATin väliseen konfigurointiin meni

odotettua enemmän aikaa. Taajuusmuuttajan parametreistä oli vaikea löytää kaikkia kommunikoinnin

kannalta oleellisia parametrejä ja toimimattomuuden syytä oli vaikea paikallistaa. ABB:n

yksityiskohtaisten neuvojen avulla parametrit saatiin lopulta asetettua oikein ja kommunikointi avattua.

Logiikkasovelluksen ohjelmoiminen oli toinen iso osa-alue projektissa ja siihen kului aikaa suunnitelman

mukaisesti kuusi viikkoa.

Laiteprofiilin mukaisten toimintojen testaukseen ei kulunut suunniteltua aikaa, sillä taajuusmuuttaja ei

tukenut kuin yhtä profiilin toiminnoista.

Dokumentointiin kului suunniteltua enemmän aikaa, sillä yksinkertaisen käyttöönoton käyttöohje

kirjoitettiin hyvissä ajoin, jotta ohjaaja ehtisi kokeilla sitä.

EtherCat suorituskykymittaukset olivat alkuperäisessä suunnitelmassa pienemmällä prioriteetilla ja

siihen uhrattiin lopulta aikaa kaksi viikkoa ilman tuloksia.

Kuva 9 Gantt –käyrä

Page 12: AS-0.3200 Automaatio- ja systeemitekniikan projektityötautsys.aalto.fi/intranet/as-0.3200/attach/A10-04/loppuraportti.pdf · Jos kaikki on kunnossa, TwinCat tunnistaa taajuusmuuttujan

10

Kuva 10 Eri tehtävien osuus

6 Riskit ja analyysi Mahdollisia riskejä tämän tyylisessä projektissa ei ole montaa. Ongelmia voi aiheuttaa laitteen ja

ohjelmien konfigurointi, joka voi olla vaikeaa paksuista manuaaleista huolimatta. Tässä projektissa riski

toteutui eikä konfigurointi onnistunut ongelmitta, vaan aikaa kului miettiessä mitä on jäänyt tekemättä

tai tehty väärin. TwinCATin puolella asetukset olivat alusta asti oikein, mutta muutaman parametrin

väärä arvo taajuusmuuttajassa esti yhteyden toimimisen. Tarkalla manuaalin selaamisella ja

taajuusmuuttajan kymmeniin parametreihin tutustumisella vian olisi voinut löytää itsekin, mutta ABB:n

neuvojen avulla yhteys saatiin toimimaan vähemmällä vaivalla. Ratkaisevia parametrejä oli lopulta alle

kymmenen kappaletta.

Logiikka-ohjelmoinnin ei odotettu olevan kovin suuri riski, mutta muutamien toiminnallisuuksien

ohjelmointi osoittautui todella vaikeaksi. Ongelmat saatiin kuitenkin kierrettyä ja logiikka toimimaan.

Projektinhallinnallisia riskejä eli sairastumisia tai muita esteitä projektin etenemiselle ei toteutunut.

Page 13: AS-0.3200 Automaatio- ja systeemitekniikan projektityötautsys.aalto.fi/intranet/as-0.3200/attach/A10-04/loppuraportti.pdf · Jos kaikki on kunnossa, TwinCat tunnistaa taajuusmuuttujan

11

7 Yhteenveto ja onnistumisen arviointi Taajuusmuuttajan käyttöönotto PLC –sovelluksen avulla on mielenkiintoinen sekoitus

logiikkaohjelmointia ja enemmän DCS -järjestelmälle tyypillistä nopeudensäätöä. Jopa Beckhoffin

myyntiedustaja ihmetteli sovelluksen olevan erikoinen. Hänelle sekä ABB:n edustajille pidettäneenkin

demotilaisuus aikaansaannoksista.

Suorituskykymittaukset olivat alun perin lisäoptio ja säilyvät myös kuriositeettina projektin jälkeen, sillä

Wireshark –ohjelman avulla emme kyenneet mittauksia tekemään.

Projekti onnistui muutamista ongelmista huolimatta hyvin ja tarvittavat dokumentaatiot

taajuusmuuttajan käyttöönotosta saatiin kirjoitettua.

Page 14: AS-0.3200 Automaatio- ja systeemitekniikan projektityötautsys.aalto.fi/intranet/as-0.3200/attach/A10-04/loppuraportti.pdf · Jos kaikki on kunnossa, TwinCat tunnistaa taajuusmuuttujan

12

Käyttöohje Seuraamalla tarkasti ja toteuttamalla esimerkkimuuttujat on tämän ohjeen myötä mahdollista lopulta

käynnistää drive PLC Control –ohjelman kautta.

TWINCATIN JA DRIVEN KOMMUNIKOINNIN CONFIGUROINTI

Avaa Twincat-asennustiedosto (30 päivän demon käyttöaika alkaa alusta joka asennuksen

myötä).

Asenna TwinCAT PLC – IEC 61131-3.

Asenna I/O –optio (ruksaa muut managerit, kuten scope view, pois päältä)

Muuta seuraavat arvot taajuusmuuttujan parametrista 51

1. FBA TYPE : adapterin mukainen (esim. EtherCAT)

2. PROFILE: 0

4. CONF LOC : 0

7. EoE IP CONFIGURATION : 1

27. FBA PAR REFRESH , päivittää muutokset

Muuta lisäksi seuraavat parametrit

Par. 10.01 -> 10. ”Fieldbus interface as the source for the start and stop commands”

Par. 11.02 -> 8. “Fieldbus interface as the source for EXT1/EXT2 selection”

Par. 11.03 -> 8 “Fieldbus reference REF1”

Lisää adapterin XML-tiedosto kansioon (TwinCATin asennushakemisto)\Io\EtherCAT.

Käynnistä TwinCAT System Manager

Varmista, että ohjelma on “Config mode” –tilassa. Tällöin oikeassa alakulmassa lukee sinisellä

pohjalla ”config mode”. Tarvittaessa saata ohjelma config –tilaan painamalla shift + F4

Valitse puunäkymästä I/O –configuration -> I/O –devices. Valitse hiiren kakkosnapilla ”Append

Device”.

Valitse EtherCAT –tyyppinen laite.

Page 15: AS-0.3200 Automaatio- ja systeemitekniikan projektityötautsys.aalto.fi/intranet/as-0.3200/attach/A10-04/loppuraportti.pdf · Jos kaikki on kunnossa, TwinCat tunnistaa taajuusmuuttujan

13

Avautuneessa ikkunassa ei näy yhtään laitetta. Älä anna sen häiritä, vaan paina cancel.

Valitse ilmestyneen EtherCAT –laitteen (Device 1) Adapter –välilehdeltä ”Compatible devices”.

(tässä EtherCAT-laite tarkoittaa verkkokorttia, johon asennetaan seuraavaksi EtherCAT-ajuri)

Avautuvasta valikosta aktivoi verkkokorttilaite ja paina nappia ”Install”. EtherCAT –ajuri asentuu.

Valitse adapter –välilehdeltä ”Search” ja valitse verkkokortti.

EtherCAT-laitteen kohdalla puunäkymässä paina hiiren kakkosnappia ja valitse ”Scan boxes”.

Jos kaikki on kunnossa, TwinCat tunnistaa taajuusmuuttujan ja EtherCAT-adapterin. Älä valitse

ponnahdusikkunasta ”Add NC –configuration”

Paina ilmestyneen laitteen (oletusarvoisesti ”Box 1” tai ”ACS-355 FECA 01”) välilehteä ”Process

Data”.

Oletusarvoisesti PDO -objekteista on päällä TxPDO 6 ja RxPDO 6. Lisää objekteja saa seuraavalla

tavalla:

>>Ruksaa Download –osion alta PDO Assignement ja PDO Configuration –kohdat.

>>Valitse Sync Manager –osiosta ”Outputs” tai ”Inputs” ja ruksaa PDO Assignement -kohdasta

esim. alin kohta. Näet puunäkymässä uuden PDO –objektin.

>>PDO List –osiosta valitsemalla saat PDO Content-osion alle kyseisen PDO-objektin sisällön.

Kaksoisklikkaamalla pääset muuttamaan indexissä olevan viestin muuttujaa. Tarvittaessa

Page 16: AS-0.3200 Automaatio- ja systeemitekniikan projektityötautsys.aalto.fi/intranet/as-0.3200/attach/A10-04/loppuraportti.pdf · Jos kaikki on kunnossa, TwinCat tunnistaa taajuusmuuttujan

14

painamalla hiiren kakkosnapilla tyhjää indexiä ja valitsemalla ”Insert”, voita lisätä uuden

muuttujan.

HUOM! Vältä saman muuttajan lähettämistä useammassa PDO-objektissa sekä yli 10 muuttajan

käyttöä yhtäaikaisesti.

Siirtymällä Config -tilasta Free Run –tilaan valitsemalla Actions –valikosta ”Set/Reset Twincat to

Config Mode”.

Vastaa ponnahtaviin kysymyksiin OK.

Nyt voit siirtyä puuvalikossa PDO –objektien muuttujien kohdalla ja painaa välilehdeltä Online-

kohtaa.

Painamalla Write –nappia voit kirjoittaa muuttujiin arvoja.

Driven saa käyntiin seuraavalla tavalla:

>>Kirjoita RxPDO6:n (löytyy puunäkymästä) Online –välilehdelle Controlwordiin ensin: 126 ja

sitten 127. Drive käynnistyy. Sammutus kirjoittamalla 0.

>>Nopeuden säätö kirjoittamalla arvoja [-50,50] RxPDO6:n vl target velocityyn

PLC –PROJEKTIN LUOMINEN

Avaa Twincat PLC Control -ohjelma

Valitse File-valikosta New

Valitse ponnahdusikkunasta PC or CX, paina Ok.

Valitse ohjelmointikieli päärutiinille. Paina Ok.

Lisää haluamasi muuttuja oikealla avautuvan ikkunan kohtien VAR ja END_VAR välille.

Muuttujien syntaksi:

>>Sisäinen muuttuja [nimi]: [tyyppi]; tai [nimi]: [tyyppi]:=[alkuarvo] ;

>>PDO-muuttujaan mäppäytyvä muuttuja [nimi] AT%[Q/I][X/W][muistipaikka]: [tyyppi];

alkuarvo kuten edellä. Q = output, I = input. X=boolean, W=Word (mäppäytyy myös int-

tyypiksi).

>>[muistipaikka] =wordille kokonaisluku, booleanille muistipaikka, esim. 0.0 tai 1.0.

>>esim. Control AT%QW0: WORD; tai OnOff AT%IX0.1: BOOL;

>>älä ota peräkkäisiä muistipaikkoja word -muuttujille. Jätä pari kokonaislukua väliin.

Tallenna projekti haluamallasi nimellä.

Valitse Project-valikosta ”Build”.

Valitse Online –valikosta ”Choose run-time system”. Valitse portti 801 (defaulttina).

Page 17: AS-0.3200 Automaatio- ja systeemitekniikan projektityötautsys.aalto.fi/intranet/as-0.3200/attach/A10-04/loppuraportti.pdf · Jos kaikki on kunnossa, TwinCat tunnistaa taajuusmuuttujan

15

PLC –PROJEKTIN AJAMINEN

Paina System Managerin puunäkymän PLC -configurationin hiiren oikealla napilla avautuvasta

valikosta ”Append PLC –configuration”. Valitse projektisi niminen .tpy –tiedosto

Tuplaklikkaa jotain puunäkymässä jotakin projektin input- tai output-muuttujaa.

Pääset valitsemaan PDO -muuttujan, johon haluat mäpätä logiikkamuuttujasi. Tee haluamasi

mäppäykset muuttujille.

Valitse Actions –valikosta ”Generate Mappings”.

Valitse Actions –valikosta ”Activate Configuration”. Vastaa Ok ponnahduskysymyksiin.

Siirry PLC Control -ohjelmaan.

Valitse Online-valikosta ”Log in”. Vastaa Yes ponnahdukseen.

Valitse vielä Online-valikosta ”Run”

Nyt voit kirjoittaa PLC-muuttujiin. Tuplaklikkaa muuttujaa, ja kirjoita arvo. Aktivoi kirjoitus

painamalla Cntrl + F7. (esim. ensin 126 +aktivointi ja sitten 127 +aktivointi Controlwordiin

mäpättyyn muuttujaan).

Tee haluamasi toiminnot ja loggaa ulos valitsemalla Online-valikosta Log Out.

Page 18: AS-0.3200 Automaatio- ja systeemitekniikan projektityötautsys.aalto.fi/intranet/as-0.3200/attach/A10-04/loppuraportti.pdf · Jos kaikki on kunnossa, TwinCat tunnistaa taajuusmuuttujan

16

AJANKÄYTÖN TUNTIMÄÄRÄT yhteensä: 67:40:00

päivä kesto mitä tehtiin

7.syys 2:30 aloitusluento

9.syys 1:30 Jukka näytti tykillä kalvoja ABB:n kesäprojektista. On ikään kuin kehyksenä tälle meidän projektille. Lisäksi kateltiin projektin raportointirunkoa, sekä pantiin TAMU päälle. Seuraavan kerran nähdään tiistaina

10.syys 1:00 feca-adapterin manuskan lukeminen ja ethercat-kalvojen selaus. Huomio kiinnittyi rekisteri-olioihin, joiden ilmentymät ovat vain muistiosoitteet.

13.syys 0:30 twincatin lataus

14.syys 2:00 adapterin yhdistäminen pc:lle, ei onnistunut. Saatiin sekä verkkokortti että dlink-havaittua twincatissa, mutta ilmeisesti pitäisi saada yhteys näkymään adapterille asti.Lieneekö vika ip-osoitteissa? (käyttäjissä)

16.syys 1:30 samat polut kuin viime kerralla. Ei muutoksia eikä tuloksia.

19.syys 0:30 jukan ohjeiden testaus.ei vieläkään saatu konfiguroitua.

22.syys 1:30 abb:n ohjeiden toteutus.kun vaihtoi tamu:n ip:n dynaamiseksi, saatiin yhteys. Katseltiin vähän plc-ohjelmaa ja löydettiin opinnäytetyö, joka luetaan huomiseen mennessä.

23.syys 1:30 ohjeen lukua

1:30 twincatin conffausta. Dlinkin vaihto nettiyhteydeksi ja verkkokortilta yhteys adapteriin.nyt ilmestyi tamukin twincatin listoille oikean muotoisena.

2:30 ei onnistu kommunikaatio ja twincat jumittaa kun sitä yrittää laittaa run-tilaan. Projektidokkarin kirjoittelua

24.syys 0:30 yritin lisätä wikiin dokumenttia. Ei onnistu

27.syys 1:45 twincatin uudelleenasennus. Plc-muuttujien lukemisen yrittäminen. Pitäisi selvittää parametrien sielunelämä. Entäs tamun etähallinnan mahdollistaminen

28.syys 2:30 projektisuunnitelman esitelmöinti. Kysymyksiä tuli mm. miten aiomme demota suunnitelman

29.syys 1:00 jukan kanssa aikaansaannosten ihmettelyä

Page 19: AS-0.3200 Automaatio- ja systeemitekniikan projektityötautsys.aalto.fi/intranet/as-0.3200/attach/A10-04/loppuraportti.pdf · Jos kaikki on kunnossa, TwinCat tunnistaa taajuusmuuttujan

17

30.syys 1:30 PDO-objektien lisäys (väliaikaisesti) Driven input/output-listalle. PLC:n muistiosoitteiden selkeytyminen.ohjelma bugaa taas ->kysymykset abb:lle.

4.loka 0:30 asensin ABB:n ip-työkalun ja testasin löytääkö FECA:n

5.loka 2:00 kahesti uudelleenasennus. Saksankielisten videoiden kattomista. Ei vieläkään voi mäpätä mitään mihinkään. Hermot menee

7.loka 2:00 dokumentoinnin aloitus. Scan boxes toiminnossa tuli uusi laite, joka lukee reaaliajassa jotakin. Seuraavaksi järkevä plc-ohjelma. Mäppingssit eivät kaada koko systeemiä

11.loka 2:00 PDO-objektien ihmettelyä. Oikean nopeusparametrin etsimistä. ABB:lle kysymys.

14.loka 2:00 fecan manuaalin sivun 50 tilakoneen seuraaminen pdo1-objekteilla onnistuu. Itse fyysinen vaste puuttuu.

15.loka 0:30 uusi maili tuli. Parametri 10.01 Comm-vaihtoehdolle. Nyt drive käynnistyy. Nopeuden ohjaus ei vielä onnistu

19.loka 2:00 ensimmäinen PLC-ohjelma. Linkkaukset controlwordiin toimivat. Nopeusarvoa ei saada asetettua.

21.loka 2:00 tehtiin sekvenssiohjelma, joka käynnistää tamun. Pdo:itten sielunelämä hahmottuu, mutta nopeuden säätö ei onnistu.

27.loka 2:20 nopeus säätyy, myös parametri 11.02 piti vaihtaa COMM-optioon (11.03:n olimme vaihtaneet jo aiemmin). Ramppiohjelman tekoa

28.loka 2:00 ramppifunktion ja väliraporttikalvojen tekemistä

2:30 jukan kanssa läpikäyntiä.selvennettiin järjestelmän suhdetta IEEE-61131-3 standardin malliin. Löytyi myös valvomo-optio

2.marras 3:00 väliraportti

3.marras 2:30 rampi toteutetaan tamun parametreillä. Valvomon rakentelua. Plc-ohjelman numeroarvot epäselviä

8.marras 2:00 valvomoon rampit ja trendit

8.marras 0:45 valvomon Speed Scrollin konffaus

11.marras 2:00 valvomon viimeistely + käyttöohjeen kirjoittaminen

16.marras 0:30 tyhjän pöydän testaus, toimi

16.marras 1:30 wiresharkin asennus ja ihmettely, ei vielä tartu ethercat haaviin

17.marras 2:00 wireshark. Loppudokkarin runko

0:20 katottiin heikin kaa wiresharkkia. Kumma juttu

1:30 loppuraporttia

23.marras 2:00 raporttia

1:00 raporttia

25.marras 2:00 kalvot

30.marras 3:00 loppuluento

Page 20: AS-0.3200 Automaatio- ja systeemitekniikan projektityötautsys.aalto.fi/intranet/as-0.3200/attach/A10-04/loppuraportti.pdf · Jos kaikki on kunnossa, TwinCat tunnistaa taajuusmuuttujan

18