RTC Opleidingen Beckhoff TwinCAT. Cursus

RTC Opleidingen – Beckhoff TwinCAT

Cursus

Beckhoff Automation bvba Rudi Grouset

België v4.2 –12/02/2016

Voorwoord Met deze cursus is het de bedoeling om de deelnemende Leraren en Leerlingen aan de projecten “RTC Pick & Place” en/of “RTC Tertiaire Kast” te leren omgaan met de PLC systemen van Beckhoff. De cursus documentatie is zo algemeen mogelijk opgestelt zodat deze bruikbaar is voor alle RTC trainingen. Het is dus mogelijk dat niet alles in de cursus van toepassing is op uw project. Eerst leren we de hardware opbouwen en bedraden. Vervolgens leren we de hardware configureren. Daarna gaan we programmeren op verschillende manieren volgens de norm IEC61131-3. Tenslotte maken we praktische oefeningen.

Succes


Info Beckhoff Automation Belgium bvba Klaverbladstraat 11B 2/2 3560 Lummen Tel: +32 13 / 25 22 00 Fax: +32 13 / 25 22 01 [email protected] www.beckhoff.be Versie Datum

Auteur

v4.2 v4.1 v3.3 v3.2 v3.1 v3.0 v2.0 v1.3 v1.2 v1.0

Rudi Grouset (Support Engineer) Rudi Grouset (Support Engineer) Rudi Grouset (Support Engineer) Rudi Grouset (Support Engineer) Rudi Grouset (Support Engineer) Rudi Grouset (Support Engineer) Rudi Grouset (Support Engineer) Rudi Grouset (Support Engineer) Rudi Grouset (Support Engineer) Rudi Grouset (Support Engineer)

2016-02-12 2015-11-12 2014-12-03 2014-11-27 2014-02-06 2013-10-14 2013-01-11 2012-11-29 2012-11-13 2012-11-05

Nieuw RTC project “Pick & Place v4”, EtherCAT, Aansturen stappenmotor HMI, Seriële Communicatie, Analoge Signalen, SFC programmatie RTC project “Tertiaire kast” Gebruik CX8090, RTC project “Pick & Place v3” RTC project “Pick & Place v2”

BC8150, RTC project “Pick & Place v1” 12.02.2016

3


Inhoud Pagina

Titel

9

Wie is Beckhoff

17

Overzicht van de verschillende systemen

20

Opbouw hardware bedrading

39

Installatie TwinCAT – KS2000 – USBdriver

49

Hardware-configuratie

50

Algemeen

54

BC-controller zonder configuratie en connecteren via USB-kabel

56

Instellen parameters in een BC-controller en terminals via KS2000 (Optioneel)

59

Controller connecteren in “System Manager”

59

BC-controller connecteren via USB-kabel

65

BC9000-controller connecteren via Ethernet

68

BC9xx0-controller of CX-controller connecteren via Ethernet

73

I/O configuratie met “System Manager”

90

Testen I/O en aanpassen parameters in terminals (Optioneel)

101

Concept van Soft PLC (Real Time TwinCAT system) 12.02.2016

4


Inhoud Pagina

Titel

104

Declaratie van variabelen, met linken naar de hardware

108

BC-controller zonder configuratie

112

BC of CX of CP-controller met configuratie via “System Manager”

125

Overzicht van de programmeertalen en instructieset in IEC61131-3

127

Een eerste PLC programma maken

142

Samenvatting (PLC programma maken en in de PLC laden)

143

Declaratie variabelen

150

De verschillende programmeertalen – overzicht syntax

154

Oefening in Ladder Diagram (LD)

164

Oefening in Sequential Function Chart (SFC)

167

Uitgebreide instructieset

176 177 181

STANDARD Library Oefening in Ladder Diagram (LD) Gebruik maken van standaard Funktieblokken/Functies uit libraries

12.02.2016

5


Inhoud Pagina

Titel

190

Aanmaken van voorbeeld programma’s in functie van het project

191

Oefening Pick & Place

195

Oplossing : LD – Ladder Diagram

200

Oplossing : SFC - Sequential Function Chart

204

Oplossing : ST - Structured Text

206

Oefening Tertiaire kast : Domotica : CFC

218

Controller terugzetten naar fabrieksinstellingen

218

BC8150

221

CX8090

223

CP6606

225

Sequential Function Chart (SFC) volgens IEC-61131-3 norm

243

Analoge signalen verwerken

261

Seriële signalen verwerken

272

Human Machine Interface (HMI) aanmaken met Beckhoff PLC HMI

285

EtherCAT veldbus 12.02.2016

6


Inhoud Pagina

Titel

307

Stappenmotor

307

Theorie

316

Componenten

324

Configuratie

337

Testen / Optimalisatie

347

Gebruik ScopeView

356

Aansturen motion vanuit PLC code

364

Beckhoff Support

12.02.2016

7


TwinCAT Software

12.02.2016

8


Dagindeling 9h

Wie is Beckhoff Overzicht van de verschillende systemen Opbouw hardware, bedrading Installatie TwinCAT – KS2000 – USB-driver Hardware-configuratie zonder TwinCAT System Manager Concept van soft PLC (Real Time TwinCAT system)

10h30

Pauze

10h45

Declaratie van variabelen, met het linken naar de hardware Overzicht van de programmeertalen en instructieset in IEC61131-3

12h00

Middagpauze (Gratis lunch)

13h

STANDARD Library Gebruik maken van standaard Functieblokken/Functies uit libraries

15h

Pauze

15h15


17h

Einde 12.02.2016

9


Wie is Beckhoff – Beckhoff Group

7 companies responsibilities

FERTIG MOTORS 12.02.2016

10


Wie is Beckhoff – Duits bedrijf Hoofdzetel: Werknemers wereldwijd: Aantal ingenieurs: Vestigingen in Duitsland: Vestigingen wereldwijd: Verkoopsnetwerk:

Verl, Duitsland 2900 950 14 34 landen > 75 landen

Verl

12.02.2016

11


Wie is Beckhoff – Omzet sinds 1980 Million € Turnover 2014:

510 mn. (+17 %)

Turnover 2015 (expected): 2000 – 2015 annual growth:

610 mn. (+19 %) 15 %

12.02.2016

12


Wie is Beckhoff – Hoofdzetel in Verl 1.2Miljard Onderdelen/Jaar (2015) Grootste printbestukking fabriek in Europa

12.02.2016

13


Wie is Beckhoff – Geschiedenis 1953 Formation of Elektro Beckhoff as a store for electronic equipment by Arnold Beckhoff sen. 1980 Formation of Beckhoff Industrie Elektronik for automation technology (today: Beckhoff Automation) by Hans Beckhoff 1984 New headquarters in Verl 1999 New IPC production facilities in Verl First „office“ of Beckhoff Automation 1980

2003 New facilities for I/O production and for logistics in Verl 2005 Restructuring of the company: Separation of the three business units (automation, building service engineering and commerce) into independent companies 2009 Acquisition of Smyczek GmbH & Co. KG (circuit board assembly) 2010 Joint Venture with Fertig Motors GmbH / New Headquarters

12.02.2016

14


Wie is Beckhoff – België City Headquarters -

Lummen

2006

Size (m2) 600

Employees 13

Administration Sales Support Training Service

City Sales/technical office West Belgium -

Year of Est.

Kortrijk

Year of Est. 2011

Size (m2) 286

Employees 4

Sales Support Training Service

12.02.2016

15


Wie is Beckhoff – Team in België

12.02.2016

16


Dagindeling 9h


10h30

Pauze

10h45


12h00


13h


15h

Pauze

15h15


17h

Einde 12.02.2016

17


Overzicht van de verschillende systemen Automation

IPC

embPC

I/O

Fieldbus Motion

12.02.2016

18


Overzicht van de verschillende systemen – IPC / embPC C69xx

Prijs

Industrial PC IPC Embedded PC embPC

Controller CX1030

!!! End of life 2014-2015

CX1020

CX1010 BC8150

CX9000 CX9010 CX5020 CX5010

CX2040 CX2030 CX2020

CX9020 BC9000 TwinCAT 2

Prestatie

CX8000 TwinCAT 3

12.02.2016

19


Dagindeling 9h


10h30

Pauze

10h45


12h00


13h


15h

Pauze

15h15


17h

Einde 12.02.2016

20


Opbouw hardware bedrading - Algemeen

Head station of the Bus Terminals

Free signal mix

BK the link between Bus Terminals and fieldbus

Potential feed terminals3-phase power enable configuration of measurement capability different potential enables all groups. relevant eletrical data of the supply network to be measured.

TwinSAFE Bus Terminals: safety integrated

BC with integrated IEC 61131-3 PLC

The terminal bus exten-sion enables the connec-tion of up to 255 Bus Terminals.

BX with integrated IEC 61131-3 PLC and expanded interfaces

CX for PLC and Motion Control applications

Bus end terminal

Bus Terminals in 1-, 2-, 4and 8-channel modularity with combination of any desired types of signals

terminal modules with plug-in wiring

Bus Terminals for measurement technology: maximum measurement error of ±0.01 %

Communication terminals enable the integration of subsystems.

The power terminal transforms a standard contactor into a motor protection relay. 12.02.2016

21


Opbouw hardware bedrading - Algemeen symmetrische ontgrendeling maakt loodrechte verwijdering uit de klemmenreeks mogelijk

Status-LED‘s voor een eenvouding inbedrijfname Markeringsmateriaal voor standaardklemmen

Modules op 35mm DIN-rail 12 x 100 x 68 mm (B x H x T) Raadpleeg de documentatie voor de opstelling en afstanden voor de koeling Interne bussysteem en voeding voor de electronica 12.02.2016

22


Opbouw hardware bedrading - Algemeen Platte schroevendraaier 2.5 x 0.5 mm

Bevestigingstechniek zonder schroeven

Stabiele verbinding Lage impedantie Trillingsbestendig Geen vonkvorming

Voorijlend PE-Powerkontakt Powerkontakten verbinden de voedingsaansluitingen voor de sensoren en actuatoren 12.02.2016

23


Opbouw hardware bedrading - Algemeen Digitaal I/0 SSI/Inkremental-Encoder-Interface

Analoog I/0 RS232/RS485/TTY

Thermisch element/RTD 16 Bit/12 Bit Energiemeting

Pulse-Train/PWM Weerstandsbrug Teller/Frequenties 12.02.2016

24


Opbouw hardware bedrading - Algemeen

12.02.2016

25


Opbouw hardware bedrading - Aanduiding klemmen Intern bussysteem K-bus Gebaseerd op RS485

E-bus (EtherCAT) Gebaseerd op Ethernet TCP/IP

Bedrading

-

Cyclustijd > 1ms Groot gamma Laag stroomverbruik

-

Cyclustijd > 50µs Goedkoper Moderne technology Diagnose variabelen

KL EL KS ES

XXXX XXXX XXXX XXXX

Type klem 1 : DI = Digital Input 2 : DO = Digital Output 3 : AI = Analog Input 4 : AO = Analog Output 5 : Sensoren 6 : Communicatie 7 : Aandrijving (motion) 8 : Bediening 9 : Systeemklem

Onderverdeling in catalogus Aantal kanalen 1 : 1 kanaal 2 : 2 kanalen 4 : 4 kanalen 8 : 8 kanalen 9 : 16 kanalen 0,3,5,6,7 : speciale uitvoeringen

KLxxxx ELxxxx

Vaste verbinding

KSxxxx ESxxxx

Stekkerverbinding 12.02.2016

26


Opbouw hardware bedrading – Interne bedrading

12.02.2016

27


Opbouw hardware bedrading – Externe bedrading - Voorbeeld 2x DI KL1xx2

kopstation 1

8x DI KL1xx8 2

8x DO KL2xx8

1

2

1

2

3

4

3

4

5

6

5

6

7

8

7

8

…

2A

KL9185

4x DO KL2xx4

KL91xx

eindklem KL9010

1

2

3

4

…

<10A

<10A 1

24VDC voeding interne electronica

24VDC voeding I/O

- + S

.. .

5VDC..230VAC voeding I/O 8

12.02.2016

28

RTC Opleidingen – Beckhoff TwinCAT – BC8150

Opbouw hardware bedrading Afhankelijk van het project zijn er verschillende mogelijkheden BC8150 met digitale IO en eventueel analoge IO BC9050 met digitale IO CX8090 met digitale IO CP6606 met digitale en analoge IO en seriële RS232 verbinding CP6606 met stappenmotor en encoder via EtherCAT De voorgestelde schema’s zijn bedoeld als voorbeeld De definitieve opstelling dient uiteraard te voldoen aan de algemene electrische norm EN60204 Ik denk daarbij vooral aan mechanische opbouw, zekeringen, EMC (aarding) Gebruik de off-line documentatie via “Beckhoff Information System” of on-line via http://infosys.beckhoff.com/index_en.htm Hier vind je belangrijke extra info van alle Beckhoff componenten De uiteindelijke configuratie bevat mogelijk minder of meer terminals

12.02.2016

29


Voorbereiding voor het volgen van de Beckhoff training Opbouw hardware - Het is belangrijk om de PLC hardware op te bouwen en te testen, voorafgaand aan de trainingen bij Beckhoff - Het is niet nodig de volledige schakelkast mee te brengen - Plaats alles op een deftige DIN-rail - Sluit een aantal drukknoppen/schakelaars aan op de digitale ingangen - Voor het aansluiten van de analoge sensoren, barcode reader, encoder, stappenmotor zijn afzonderlijke detailpagina’s voorzien - Voor de speciale componenten: - Sluit deze aan volgens de voorbeelden - Zorg dat bij de niet Beckhoff componenten zoals analoge afstandssensor, barcode reader, encoder, ... dat vooraf eventuele parameters correct zijn geladen - Voor het aansluiten van de analoge sensoren, barcode reader, encoder, stappenmotor zijn afzonderlijke detailpagina’s voorzien - De volgende pagina’s in deze presentatie laten een aantal voorbeeldschema’s zien voor gebruik van de hardware tijdens de opleidingen

12.02.2016

30


Opbouw hardware bedrading – Project Tertiaire kast 8x Ingang 24VDC 8x Uitgang 24VDC / 0.5A

Volgorde opbouw: BC9050 KL1809 KL2809 KL9010

Ethernet verbinding naar PC Drukknoppen en/of schakelaars (max 8x)

12.02.2016

31


Opbouw hardware bedrading – Project RTC Pick & Place Basic Volgorde opbouw: Pick & Place basis 1 BC8150 KL1809 KL2809 KL9010 Pick & Place basis 2 BC8150 KL1104 KL1809 KL2809 KL9010 Pick & Place basis 3 BC8150 KL1809 KL2809 KL3021 KL9010 Pick & Place basis 4 BC8150 KL1408 KL1809 KL2809 KL9010

16x Ingang 24VDC 16x Uitgang 24VDC / 0.5A

Drukknoppen en/of schakelaars (max 16x)

USB verbinding naar PC 12.02.2016

32

RTC Opleidingen – Beckhoff TwinCAT – CX8090

Opbouw hardware bedrading – Project RTC Pick & Place Option Volgorde opbouw Pick & Place optie 1&2 CX8090 EL1004 EL1809 EL2809 EL9011

16x Uitgang 24VDC / 0.5A 16x Ingang 24VDC 4x Ingang 24VDC

Standaard rechte Ethernet kabel

Ethernet verbinding naar PC Drukknoppen en/of schakelaars (max 20x)

12.02.2016

33

RTC Opleidingen – Beckhoff TwinCAT – CP6606

Opbouw hardware bedrading – Project RTC Pick & Place Option 1x Analoge Ingang 4..20mA 16x Uitgang 24VDC / 0.5A 16x Ingang 24VDC 4x Ingang 24VDC

Volgorde opbouw: Pick & Place optie 3 CP6606 │ │ │ │ZK1090-9191-0020 │ │ │ EK1100 │ EL1004 │ EL1809 │ EL2809 │ EL3021 │ EL9011 └SICK CLV610

Analoge sensor 4..20mA

Drukknoppen en/of schakelaars

Barcode scanner

verbinding naar PC

SICK CLV610


RS232 kabel

EtherCAT

12.02.2016

34


Opbouw hardware bedrading – Project RTC Pick & Place Option 1x Stappenmotor EL7031 Scheiding voeding 24VDC 24x Uitgang 24VDC / 0.5A 24x Ingang 24VDC

Volgorde opbouw: Pick & Place optie 4 CP6606 │ │ZK1090-9191-0020 ┌─┐│ │ EK1100 │ EL1008 │ EL1809 │ EL2809 │ EL9100 │ EL2008 │ EL7031 ─────────┐ │ EL9011 │ │ │ │ ZK4000-6200-2030│ │ │ │ AS1030 ┘ └SICK AFM60A-BDEB018x12

verbinding naar PC

Stappenmotor AS1030

Veiligheidsrelais

Drukknoppen en/of schakelaars


SICK encoder

EtherCAT

12.02.2016

35


Analoge verbinding met KL/EL3021 terminal Aansluiting SICK analoge sensoren

24VDC

Kabel uit de sensor heeft 2 tot 5 aders De bruine is meestal de + voeding Een blauwe draad is niet altijd aanwezig maar indien aanwezig dan is dit meestal een 0VDC aansluiting De witte draad bevat meestal het 4..20mA analoge signaal De zwarte en eventuele grijze draad worden voor deze toepassing niet gebruikt

KL/EL3021 bruin blauw wit

Voorbeelden van Sensoren 0VDC

0VDC

12.02.2016

36


Seriële verbinding met CP6606 Aansluiting SICK scanner op COM-poort (RS232)

Beckhoff CP6606

SICK CLV610 - CDB620-001

Afgeschermde kabel met 3 aders tussen scanner en PLC 1 kant bevat SUB-D9 female connector Andere kant heeft open einde

Sub-D9 female Rx 2 Tx 3 GND 5

43 44 42

12.02.2016

37


Stappenmotor AS1030 verbonden met drive terminal EL7031 EL7031

Voeding motor via mescontacten

Aansluiten stappenmotor AS1030 via motorkabel op drive terminal EL7031 De voedingspanning voor de motor wordt geleverd via de mescontacten van de EL7031 terminal

12.02.2016

38


Dagindeling 9h


10h30

Pauze

10h45


12h00


13h


15h

Pauze

15h15


17h

Einde 12.02.2016

39


Download TwinCAT 2 Voorbereidend werk - Installatie TwinCAT software 1) Download vanaf www.beckhoff.be de laatste versie van de programmeersoftware “TwinCAT 2”

Voorbeeld Files: Help-file 64-bit 32-bit

Build nummer kan verschillen, neem steeds de nieuwste versie Windows XP / 7 / 8 / 10 - 32-bit Windows 7 / 8 / 10 - 64-bit

Opgelet: Windows Vista, Windows XP, Linux en Mac worden niet ondersteund 12.02.2016

40


Download “Information System” – Offline Help 2) Download vanaf www.beckhoff.be de laatste versie van “Information System”, de help voor TwinCAT 2

12.02.2016

41


Download “KS2000” en USB-drivers 3) Download vanaf www.beckhoff.be de laatste versie van “KS2000”, de configuratiesoftware voor K-bus en de laatste versie van “USB-RS232” convertor Opgelet: Enkel bij gebruik van BC-controller

12.02.2016

42


Netwerkinstellingen 4) Moderne laptops bevatten meestal een LAN (bedraad) en een WLAN (draadloos) netwerk aansluiting. De LAN aansluiting van de laptop gebruiken we voor het aansluiten van de PLC en de laptop staat best op onderstaande standaard instelling Opgelet: Enkel bij gebruik van BC of CX-controller met Ethernet aansluiting

12.02.2016

43


Installatie TwinCAT 2 5) Installeer “TwinCAT 2” => Software voor de configuratie en programmeren van de PLC => Opgelet: Bij een verkeerde installatie kun je geen verbinding krijgen met de PLC Een uninstall, herstarten en opnieuw beginnen zal het probleem oplossen Voor Windows XP Build nummer kan verschillen, Dubbelklik op neem steeds de nieuwste versie Voor Windows 7 / 8 / 10 – 32 bit Rechtsklik op en klik vervolgens “Run as administrator” Voor Windows 7 / 8 / 10 – 64 bit Rechtsklik op en klik vervolgens “Run as administrator” 6) Doorloop de installatie met de standaard instellingen => Op een 32-bit PC/laptop installeer je een zogenaamde 30 dagen versie Dit is geen beperking op het gebruik van de engineering software De 30 dagen beperking is voor het gebruik van uw eigen PC/laptop als Soft-PLC 7) Op het einde van de installatie zal de PC/laptop herstarten 12.02.2016

44


Installatie “Information System” – USB-drivers Versie nummer kan verschillen, 8) Installeer “Information System” neem steeds de nieuwste versie => Help voor TwinCAT Dubbelklik op Opgelet: Information System neemt meer dan 500MB in beslag op uw laptop

9) Installeer “USB-RS232” convertor (Enkel nodig bij BC8150) Zorg dat de gedownloade file is uitgepakt en beschikbaar op uw laptop Plaats nu de USB-RS232 convertor in een USB-poort De drivers worden automatisch geïnstalleerd Het COM-nummer kan verschillen per laptop

Zie windows “Control Panel” / “System” / “Device Manager” 12.02.2016

45


Installatie USB-drivers 10)Mogelijke fouten bij het installeren van de “USB-RS232” convertor => Help voor Windows Configuration Wat als de USB-RS232 al was verbonden met de laptop: De USB-RS232 werd mogelijk geïnstalleerd als “KS2000...” device. Je dient de driver te updaten, het kan zijn dat je dit tot 2x moet herhalen, het eindresultaat moet zijn zoals in voorgaande figuur Wat als de COM-nummer boven getal 7 is: Rechtsklik op “USB Serial Port” in “Windows Control Panel”, vervolgens op “Properties”, dan op tabblad “Port Settings”, dan op “Advanced” en selecteer een vrije COM-nummer kleiner dan 7

12.02.2016

46


Installatie KS2000 11)Installatie KS2000 (enkel voor BC-controllers) => Software voor aanpassen Hardware configuratie Deze software is optioneel, voor de leerlingen niet noodzakelijk Indien je KS2000 v3 reeds hebt geïnstalleerd dan kun je gratis upgraden naar KS2000 v4 Bij het rechtstreeks installeren van KS2000 v4 dien je te beschikken over een installatie code (contacteer Beckhoff Support) Standaard opties gebruiken PC zal herstarten na installatie Opgelet: Deze software is optioneel en dient enkel voor gebruik in combinatie met analoge I/O of andere complexe K-bus terminals

12.02.2016

47


Aanvraag Beckhoff Support Alle software dient correct te zijn geïnstalleerd voordat wordt deelgenomen aan de opleidingen Hulp bij het installeren kun je bekomen via: mail op [email protected] of telefonisch via 013/25 22 00 Gelieve steeds te vermelden dat het gaat om de RTC opleidingen met de naam van de school en de naam van de begeleidende leerkracht Volgorde van werken bij vragen of problemen: 1. Raadpleeg de documentatie; offline of via internet 2. Voor de Leerlingen; ga eerst ten rade bij de Leerkracht 3. Voor elke nieuwe vraag legt de Leerkracht het eerste contact met Support Gelieve vooraf zo veel mogelijk info te verzamelen zoals foutmeldingen, schermafdrukken, enz... Voorzie indien mogelijk vooraf een gratis www.TeamViewer.com verbinding zodat we online op uw laptop kunnen meekijken. 4. Support kan verdere afhandeling afspreken met de Leerling 12.02.2016

48


Dagindeling 9h

Wie is Beckhoff Overzicht van de verschillende systemen Opbouw hardware, bedrading Installatie TwinCAT – KS2000 – USB-driver Hardware-configuratie Concept van soft PLC (Real Time TwinCAT system)

10h30

Pauze

10h45


12h00


13h


15h

Pauze

15h15


17h

Einde 12.02.2016

49


Dagindeling Hardware-configuratie Algemeen BC-controller zonder configuratie en connecteren via USB-kabel Instellen parameters in een BC-controller en terminals via KS2000 (Optioneel) Controller connecteren in “System Manager” BC-controller connecteren via USB-kabel BC9000-controller connecteren via Ethernet BC9xx0-controller of CX-controller connecteren via Ethernet I/O configuratie met “System Manager” Testen I/O en aanpassen parameters in terminals

12.02.2016

50


Hardware configratie - Algemeen Controller

Communicatie met laptop

Configuratie

Adressering

BC8150

RS232 via USB-convertor (KS2000-Z2-USB)

Zonder configuratie

Directe adressering

System Manager

Automatisch

RS232 via USB-convertor (KS2000-Z2-USB) of EtherNet

Zonder configuratie

Directe adressering

System Manager

Automatisch

EtherNet

System Manager

Automatisch

BC9xxx

CXxxxx of IPC

BC-controllers kun je verbinden met uw laptop/PC via de seriële aansluiting (KS2000- Z2-USB), soms ook via de beschikbare veldbus. CX-controllers verbind je met uw laptop/PC via een standaard Ethernet verbinding. Een CX-controller is eigenlijk een “embedded PC” met “Windows Operating System”. 12.02.2016

51


Hardware configratie - Algemeen Afhankelijk van het type PLC kun je deze gebruiken met of zonder configuratie Zonder configuratie In het PLC programma wordt dan gebruik gemaakt van directe adressering die wordt bepaald door de hardware Deze methode is enkel mogelijk bij BC-controllers Met configuratie In het PLC programma is er geen specifieke adressering nodig, alle adressering gebeurt automatisch in de achtergrond Bij het gebruik van een CX-controller of PC is een hardware configuratie verplicht, deze wordt uitgevoerd met “TwinCAT System Manager”. Gebruik je een BC-controller met configuratie en je wilt deze later opnieuw gebruiken zonder configuratie dan is een reset naar default settings noodzakelijk (zie hoofdstuk “Fabrieksinstellingen”)

12.02.2016

52


Hardware configratie – Uitzicht “System Manager” “System Manager” start je bij voorkeur via het TwinCAT icoontje. Activeren van een configuratie

Algemene instellingen

Menubalk

Software configuratie Configuratie Motion

Verbinding maken met een PLC

Hardware configuratie

Boomstructuur

Status van de PLC waarmee System Manager is verbonden

Statusbalk

Werkvenster

Aanduiding van de PLC waarmee System Manager is verbonden

12.02.2016

53



12.02.2016

54


BC-controller - via USB-kabel - zonder configuratie Bij het gebruik van een BC, “Bus Terminal Controller”, is een hardware configuratie meestal niet nodig. Bij het gebruik van een “Bus Terminal Controller” is het mogelijk om direct te gaan programmeren met “TwinCAT PLC Control”. Wanneer er wordt gebruik gemaakt van “intelligente” klemmen is het soms handig wijzigingen aan te brengen in de standaard hardware configuratie. Het configureren van een “Terminal” kan op verschillende manieren: KS2000

optionele betalende software voor instellen intelligente (vb: analoge) terminals.

TwinCAT System Manager

gratis (reeds geïntegreerde) software.

TwinCAT PLC Control

parameters kunnen worden ingesteld vanuit de software via het zogenaamde “Register Communicatie”.

De standaard instelling voor de adressering van de I/O op alle aangesloten busklemmen bij een “Bus Terminal Controller” wordt bepaald door de lokale “process image”.

12.02.2016

55



12.02.2016

56

RTC Opleidingen – Beckhoff TwinCAT - BCxxxx

Instellen parameters in terminals via KS2000 (Optioneel) KS2000 – Verbinding maken Verbinding instellen op “via COM” Klik op Menu:Options en kies voor “Communication channel” en vervolgens “via COM” Stel de parameters in zoals in de figuur hiernaast De juiste “COM-Port” vind je in Windows

Zie windows “Control Panel” / “System” / “Device Manager” Je kunt de verbinding testen met de knop “Test”

12.02.2016

57

RTC Opleidingen – Beckhoff TwinCAT - BCxxxx

Instellen parameters in terminals via KS2000 (Optioneel) KS2000 – Parameters instellen Online verbinden met het aangeduide icoontje of F11 Parameters zijn nu toegankelijk door een klem aan te klikken De mapping van de IO is simpel op te vragen (zie onderstaand voorbeeld)

12.02.2016

58



12.02.2016

59


BC-controller - via USB-kabel - met “System Manager” Deze methode kun je toepassen op BC-controllers met een veldbus aansluiting zoals: RS232, ProfiBus, CANopen, enz... De KS2000-Z2-USB kabel sluit je aan op de seriële poort PS: De seriële poort zit mogelijk verborgen achter een afschermplaatje In het voorbeeld maken we een configuratie voor een BC8150-controller

12.02.2016

60


BC-controller - via USB-kabel - met “System Manager” Stel de verbindingsparameters in via de “Properties” bij het TwinCAT icoontje

4 1

Werkmethode 1. Klik op TwinCAT icoontje en vervolgens op „Properties“ 2. Klik op „Add“ voor het toevoegen van een verbinding 3. Vul de parameters in • De naam kun je willekeurig kiezen • Het AMS Net Id moet 1.1.1.1.1.1 zijn • Het Adres stel je in zoals in het blauwe kader weergegeven De COM-poortnummer vind je terug in het Windows Control Panel 4. Herstart TwinCAT via „System > Config“

2

3

Zie windows “Control Panel” / “System” / “Device Manager” 12.02.2016

61


BC-controller - via USB-kabel - met “System Manager” Maak een nieuw project in TwinCAT System Manager

1

Nieuw Project Werkmethode 1. Nieuw project aanmaken

12.02.2016

62


BC-controller - via USB-kabel - met “System Manager” Maak een verbinding met de BC8150 Werkmethode 2. Selecteer de eerder geconfigureerde verbinding naar de BC8150-controller

2

» De AMS-router tabel kun je bereiken via verschillende manieren

AMS-router

Resultaat 12.02.2016

63


BC-controller - via USB-kabel - met “System Manager” Ga nu verder met het hoofdstuk: I/O configuratie met System Manager

12.02.2016

64



12.02.2016

65


BC9000 - via Ethernet - met “System Manager” Oude controller, wordt nog zelden gebruikt

Zie Beckhoff Information System

12.02.2016

66


BC9000 - via Ethernet - met “System Manager” Ga nu verder met het hoofdstuk: I/O configuratie met System Manager

12.02.2016

67



12.02.2016

68


BC9xx0 of CXxxxx - via Ethernet - met “System Manager” Nieuw project aanmaken en verbinding maken met CX-controller Connectie maken gebeurt via de AMS-router tabel

1

Verbinding maken met het remote systeem

of

Werkmethode 1. Nieuw project aanmaken 2. Verbinding maken met een TwinCAT systeem 3. Indien het gewenste systeem nog niet in de AMS-router tabel staat op „Search...“ klikken

2

3

AMS-router

12.02.2016

69


BC9xx0 of CXxxxx - via Ethernet - met “System Manager” BC-controllers of CX-controllers zoeken en toevoegen aan AMS-router tabel

4 5

9

6 7 Standaardnaam: BC_xxxxxx, CP-xxxxxx, CX_xxxxxx of CX-xxxxxx xxxxxx zijn 6 laatste tekens van MAC-ID1, te vinden op de stikker op de BC of CX

10

Werkmethode 4. TwinCat systemen op netwerk zoeken 5. Systeem selecteren 6. Bij voorkeur connectie via IP-address 7. Route toevoegen aan AMS-route-tabel 8. Inloggegevens invullen 9. X = verbinding gelukt Eventueel 5..8 herhalen 10. „Add Route Dialog“ afsluiten

8

Standaard inloggegevens BC / Win CE / WEC Win XPemb / Win XP / Win 7 / WES User name: Administrator User name: Administrator Password: geen Password: 1 12.02.2016

70


BC9xx0 of CXxxxx - via Ethernet - met “System Manager” BC-controller of CX-controller selecteren in de lijst

12 11

Werkmethode 11. Selecteer target systeem 12. OK 13. Status balk geeft in het rood de naam en het AMS-netID weer van het target systeem 14. De statusbalk geeft ook de status weer van het target systeem

13

14 12.02.2016

71


BC9xx0 of CXxxxx - via Ethernet - met “System Manager” Ga nu verder met het hoofdstuk: I/O configuratie met System Manager

12.02.2016

72



12.02.2016

73


I/O configuratie met “System Manager” De I/O configuratie is de eigenlijke hardware configuratie Voor de BC-controllers is deze configuratie niet altijd nodig maar het maakt het werk vaak eenvoudiger Voor CX-controllers en IPC”s is de I/O configuratie verplicht De I/O configuratie laat toe om het configureren van de hardware los te koppelen van het eigenlijke PLC programma De I/O configuratie zorgt er voor dat de hardware verbindingen naar de controller toegankelijk worden voor het PLC programma De I/O configuratie geeft ook toegang naar systeem variabelen en parameter instellingen De I/O configuratie geeft ook informatie voor het debuggen (= foutzoeken) in de hardware

12.02.2016

74


I/O configuratie met “System Manager” Controller in “Config Mode” plaatsen en Hardware scannen Run - Config

2 3

Werkmethode 1. Target systeem in Config-mode plaatsen, dit kan met de TwinCAT icoontjes in het menu 2. Rechts klik 3. Scan Devices

1 12.02.2016

75


I/O configuratie met “System Manager” – BC8150 Werkmethode 4. Niet alles wordt automatisch gescand Vb: Standaard seriële poorten

Het scannen bij BC8150

4

» Tijdens het scannen worden verschillende „Devices“ gevonden, elke device vormt een verbinding tussen IO en CPU » Het resultaat is afhankelijk van het type IPC – embPC – controller en van de aangesloten terminals

5 6

5. Interne I/O op K-bus 6. Externe I/O voor communicatie naar veldbussysteem (hier RS232) Momenteel niet gebruikt » Best vink je uit wat je niet nodig hebt Zo vermijd je onnodige foutmeldingen

12.02.2016

76


I/O configuratie met “System Manager” – BC9050 Werkmethode 7. Niet alles wordt automatisch gescand Vb: Standaard seriële poorten

Het scannen bij BC9050

7

» Tijdens het scannen worden verschillende „Devices“ gevonden, elke device vormt een verbinding tussen IO en CPU » Het resultaat is afhankelijk van het type IPC – embPC – controller en van de aangesloten terminals

8 9

8. Interne I/O op K-bus 9. Externe I/O voor communicatie naar veldbussysteem (hier Ethernet) Momenteel niet gebruikt » Best vink je uit wat je niet nodig hebt Zo vermijd je onnodige foutmeldingen

12.02.2016

77


I/O configuratie met “System Manager” – CX8090 Werkmethode 10. Niet alles wordt automatisch gescand Vb: Standaard seriële poorten

Het scannen bij CX8090

10

13 11

» Tijdens het scannen worden verschillende „Devices“ gevonden, elke device vormt een verbinding tussen IO en CPU Hier: EtherCAT, Beckhoff CCAT, ... » Het resultaat is afhankelijk van het type IPC – embPC – controller en van de aangesloten terminals

12

11. EtherCAT; deze device bevat de IO-terminals 12. EtherCAT Automation Protocol; bevat RT-ethernet dat vooral wordt gebruikt in combinatie met BK9000 K-bus modules via een gewoon ethernet-netwerk en voor communicatie met de buitenwereld 13. Beckhoff CCAT; deze device bevat de drivers voor verschillende interfaces Het vinkje moet blijven staan » Best vink je uit wat je niet nodig hebt Zo vermijd je onnodige foutmeldingen

12.02.2016

78


I/O configuratie met “System Manager” – CP6606 Werkmethode 14. Niet alles wordt automatisch gescand Vb: Standaard seriële poorten

Het scannen bij CP6606

14

» Het resultaat is afhankelijk van het type IPC – embPC – controller en van de aangesloten terminals

17 15

» Tijdens het scannen worden verschillende „Devices“ gevonden, elke device vormt een verbinding tussen IO en CPU Hier: EtherCAT, Beckhoff CCAT, ...

16

15. EtherCAT; deze device bevat de IO-terminals 16. RT-Ethernet; Wordt gebruikt in combinatie met BK9000 K-bus modules via een gewoon ethernet-netwerk en voor communicatie met de buitenwereld 17. Beckhoff CCAT; deze device bevat de drivers voor verschillende interfaces Het vinkje moet blijven staan » Best vink je uit wat je niet nodig hebt Zo vermijd je onnodige foutmeldingen

12.02.2016

79


I/O configuratie met “System Manager” Scannen van de “devices”

18

Werkmethode 18. Elke device wordt gescand op aanwezige IO 19. „Free Run“ wordt geactiveerd In de status balk zal „Config Mode“ en „Free Run“ afwisselend knipperen De „Free Run“ status kan ook worden in- en uitgeschakeld » Werk je off-line dan kun je „Free Run“ best uitschakelen

19

12.02.2016

80


I/O configuratie met “System Manager” I/O Devices gescand (Voorbeeld hier voor BC9050)

Resultaat I/O Devices zijn in de configuratie opgenomen De I/O Devices zijn gescand op de aanwezigheid van I/O Deze I/O is opgenomen in „Box“ en „Term“ modules

12.02.2016

81


I/O configuratie met “System Manager” I/O Devices gescand (Voorbeeld hier voor CX8090)


12.02.2016

82


I/O configuratie met “System Manager” I/O Devices gescand (Voorbeeld hier voor CP6606)


12.02.2016

83


I/O configuratie met “System Manager” Project opslaan en activeren

20

21 22

20. Project opslaan 21. Activate configuration Project in register van het „Target System“ opslaan en starten 22. Waarschuwing 23. Waarschuwing op het ontbreken van een „sync master“ (zie verder) 24. Na de activate kan het target in „Run Mode“ starten

23 24

12.02.2016

84


I/O configuratie met “System Manager” Bij deze is de hardware I/O configuratie klaar Indien geen PLC programma beschikbaar is dient dit eerst aangemaakt te worden Indien er reeds een PLC programma klaar is kan deze worden toegevoegd aan de configuratie Op de meegeleverde USB-stick staat reeds een voorbeeldproject Zie hoofdstuk: Declaratie van variabelen, met het linken naar de hardware / BC of CX-controller met configuratie via “System Manager”

12.02.2016

85


I/O configuratie met “System Manager” – Sync master

Uitgangen schrijven

Ingangen lezen

Programma herwerken

Uitgangen schrijven

Ingangen lezen

PLC

Q

I

PLC

Q

I

PLC cyclus (≈ms)

PLC cyclus

Uitgangen schrijven

Programma herwerken

I

Programma herwerken

Ingangen lezen

Werking klassieke PLC hardware

PLC Q

PLC cyclus

t

Maakt gebruik van controllers die niets anders doet dan PLC code uitvoeren Meestal is er geen of weinig CPU kracht voor andere taken PLC cyclustijd wordt beïnvloed door de rekenkracht van de controller PLC cyclustijd wordt beInvloed door de lengte van het PLC programma PLC cyclustijd wordt beïnvloed door de doorloop van het PLC programma, „programmalussen“ kunnen het programma vertragen 12.02.2016

86


I/O configuratie met “System Manager” – Sync master

Taak 2

PLC cyclus (10ms)

PLC cyclus

Windows en HMI

Uitgangen

Q

Programma herwerken

PLC

Ingangen

Uitgangen

I

Windows en HMI

Programma herwerken

Windows en HMI

Uitgangen

Programma herwerken

I PLC Q

Ingangen

Taak 1

Ingangen

Run-time (Soft PLC) op een embPC of iPC hardware

I PLC Q t

PLC cyclus

= Sync Master

I PLC Q

I PLC Q I PLC Q

PLC cyclus (250µs) PLC cyclus

PLC cyclus

t

Controllers in PC‘s zijn vaak vele keren krachtiger dan controllers van klassieke PLC‘s PLC cyclustijd (= Sync Master) wordt vast ingesteld vanaf 50µs Er is bewaking op het overschrijden van de ingestelde PLC cyclustijd Er zijn meerdere Run-times (1 tot 4) mogelijk op 1 hardware platform Een run-time kan tot 4 PLC taken bevatten

12.02.2016

87


I/O configuratie met “System Manager” – Sync master Mogelijkheden voor het verkrijgen van een “Sync Master”

De mogelijkheden System manager : Config Mode + Free Run 1x sync master met een cyclustijd van 4ms System manager : Run Mode + PLC program : Running 1 tot 4 sync masters met een cyclustijd van 50µs tot 90ms de 90ms is omwille van de standaard WC-state instelling in de terminals System manager : Run Mode + Additional Task : Auto Start 1x sync master met een cyclustijd van standaard 10ms in te stellen tussen 50µs tot 90ms => Deze methode wordt gebruikt door programmeurs die werken zonder Beckhoff PLC Control maar bijvoorbeeld met Visual Studio of LabView

12.02.2016

88


I/O configuratie met “System Manager” Samenvatting 1. Nieuw Project aanmaken 2. Verbinding maken met target systeem 3. Hardware scannen 4. Project opslaan 5. Configuratie overdragen naar target systeem 6. Target gaat naar status running 7. Hardware is klaar voor laten draaien PLC programma System Manager mag worden afgesloten

12.02.2016

89



12.02.2016

90



OPTIONEEL

Via System Manager is het mogelijk om Ingangssignalen te bekijken en om Uitgangssignalen te sturen zonder dat er een PLC programma is Dit kan zowel bij digitale als analoge terminals Het is mogelijk om parameters in analoge (= intelligente) terminals aan te passen Bij E-bus (EtherCAT) terminals gebeurt dit via het CoE-Online tabblad Bij K-bus terminals gebeurt dit via registercommunicatie

12.02.2016

91



OPTIONEEL

Terminal Online status en adressering

E-bus voeding: CX1100-0004 bij CX1xxx en CX9xxx EK1200 bij CX2xxx, CX5xxx en CX8xxx Systeemvariabelen Adressering van de hardware

Online waarde

12.02.2016

92



OPTIONEEL

Ingangsignalen in detail bekijken

Scoop beeld van het ingangsignaal

12.02.2016

93



OPTIONEEL

Uitgangen sturen

Uitgang aansturen

12.02.2016

94


I/O configuratie met “System Manager” Analoge ingangsignalen – EL3062 (EtherCAT)

2

OPTIONEEL Hardware aansluitmogelijkheden

3

4 1

Weergave analoog signaal op verschillende manieren 1. Decimaal 2. Hexadecimaal 3. Spanning (hier -10..+10V) 4. Grafisch scoop beeld 12.02.2016

95



OPTIONEEL

Analoge ingangsignalen – EtherCAT CoE Online

Instellen parameters rechtstreeks in de klem, voorbeeld „Limit“ signalen Nadeel van aanpassen van parameters hier is dat dit opnieuw moet worden gedaan wanneer de klem wordt vervangen De info wordt immers alleen opgeslagen in de klem! 12.02.2016

96



OPTIONEEL

Analoge ingangsignalen – EtherCAT StartUp List Instellen parameters via „StartUp“ list Na vervangen klem worden de parameters automatisch geladen

1

5 6

Werkwijze 1. Klem selecteren en tabblad „Startup“ openen 2. „New“ aanklikken om de parameterlijst te openen 3. Parameter dubbelklikken 4. Waarde aanpassen 5. Het resultaat komt in de „Startup“ lijst te staan 6. Optioneel kun je via Rechtsklik in de lijst de parameters opslaan met „Export to XML...“

2 3 4 12.02.2016

97



OPTIONEEL

Analoge ingangsignalen – KL3062 (k-bus)

2

3

4 1

Weergave analoog signaal op verschillende manieren 1. Decimaal 2. Hexadecimaal 3. Spanning (hier -10..+10V) 4. Grafisch scoop beeld 12.02.2016

98



OPTIONEEL

Analoge ingangsignalen – K-bus - Registercommunicatie

Analoge waarde Registercommunicatie voor het wijzigen van parameters Parameters wijzigen kan ook grafisch met de optionele software KS2000

In de documentatie vind je de registernummers en hun mogelijke „Data Out“ waarden

12.02.2016

99



OPTIONEEL

Analoge uitgangsignalen – KL4002 (k-bus)

Gewenste waarde ingeven kan op verschillende manieren, omrekening naar andere eenheid gebeurt automatisch

12.02.2016

100


Dagindeling 9h


10h30

Pauze

10h45


12h00


13h


15h

Pauze

15h15


17h

Einde 12.02.2016

101


Concept van Soft PLC (Real Time TwinCAT System) Hardware PLC (klassieke PLC) Gebruikt een controller die niets anders uitvoert dan PLC-code voor het aansturen van I/O. De Beckhoff “Bus Terminal Controllers” (= BCxxxx) zijn hardware PLC’s. Soft PLC Maakt gebruik van de hardware, processor en het operating systeem van een PC’s voor het aansturen van I/O. Beckhoff TwinCAT Soft PLC doet dit door een TwinCAT Kernel te installeren op de PC zodat de Soft PLC software (= Run-time) rechtstreeks toegang krijgt tot de hardware van de PC. De Soft PLC kan daarna “Real Time” de I/O besturen. Beckhoff heeft embedded PC’s (= CXxxxx) en Industriële PC’s in het gamma die kunnen worden ingezet als Soft PLC. Een gewone bureau PC of laptop is vaak niet Real Time inzetbaar als Soft PLC vanwege hardware beperkingen (power management, gedeeld geheugen voor beeldscherm-controller, ...) 12.02.2016

102


Dagindeling 9h


10h30

Pauze

10h45


12h00


13h


15h

Pauze

15h15


17h

Einde 12.02.2016

103


Dagindeling 9h


10h30

Pauze

10h45


12h00


13h


15h

Pauze

15h15


17h

Einde 12.02.2016

104


Declaratie van variabelen, linken naar de hardware Adressering Alle terminals leveren of krijgen data vanuit het PLC programma Hiervoor zijn ingangen en uitgangen beschikbaar als Bit, Byte, Word, enz... De declaratie ziet er uit als volgt: X

BOOL

I BYTE B

Variablenaam

AT

INT %

Q

: W

D

Adres

20

; REAL TIME

M

Naam

1.0

STRING

Type 12.02.2016

105


Declaratie van variabelen, linken naar de hardware Voorbeeld

12.02.2016

106


Declaratie van variabelen, linken naar de hardware De standaard instelling voor de adressering van alle aangesloten busklemmen bij een “Bus Terminal Controller” wordt bepaald door de lokale “process image”. Adressering in de “Bus Terminal Controller” gebeurt volgens de volgende regels: Eerst worden de complexe busklemmen geadresseerd, in volgorde zoals ze fysiek zijn geplaatst Gevolgd door de adressering van de digitale busklemmen, die steeds bytes opvullen Voorbeeld: bInput1

AT %IX0.0

:BOOL;

Bij Soft PLC (emb PC / IPC) gebeurt de adressering via “System Manager” (zie hoofdstuk “Hardware configuratie met System Manager”) Externe PLC variabelen worden gelinkt aan de I/O variabelen Het geheel van alle linken wordt mapping genoemd Voorbeeld: bOutput1

AT %Q*

:BOOL;

12.02.2016

107


Declaratie van variabelen, linken naar de hardware Process Image in TwinCAT 2 Adressering vanaf X0.0 / B0 / W0 / D0 1 byte bevat 8 bits 1 word bevat 2 bytes / 16 bits 1 dword bevat 2 words / 4 bytes / 32 bits

Bit

Byte

Word

Dword

%I

X0.0

B0

W0

D0

%Q

X0.1 X0.2 X0.3 X0.4 X0.5

Word alleen adresseren op veelvouden van 2 Dword alleen adresseren op veelvouden van 4

X0.6 X0.7 X1.0

B1

… X1.7 X2.0

B2

W2

… X2.7 X3.0

B3

… X3.7 X4.0

B4

W4

D4

…

12.02.2016

108


Dagindeling Declaratie van variabelen, linken naar de hardware BC-controller zonder configuratie BC of CX of CP-controller met configuratie via “System Manager”

12.02.2016

109


Declaratie van variabelen – BC-controller zonder configuratie Algemeen Voorbeeld - BC controller zonder configuratie Bus Terminal Controller: 1 x BCxx50 Positie 1: KL1012 2x bit In Positie 2: KL1104 4x bit In Positie 3: KL1501 6x byte In / 6x byte Out Positie 4: KL2012 2x bit Out Positie 5: KL2809 16x bit Out Positie 6: KL3002 4x word In / 4x word Out Positie 7: KL4002 4x word In / 4x word Out Positie 8: KL6001 8x byte In / 8x byte Out Positie 9: KL9010

2x digitale ingang 24VDC – 4 draads aansluiting 4x digitale ingang 24VDC – 2/3 draads aansluiting 2x op/neer teller 24VDC / 100kHz / 32 bit 2x digitale uitgang 24VDC / 0.5A – 4 draads aansluiting 16x digitale uitgang 24VDC / 0.5A – 1 draads aansluiting 2x analoge ingang -10..+10V / 12 bit 2x analoge uitgang 0..+10V / 12 bit 1x RS232 interface eindklem

Process Image Bus Terminal KL1501 KL3002 KL4002 KL6001 KL1012 KL1104 KL2012 KL2809 KL9010

Positie 3 6 7 8 1 2 4 5 9

Input image %IB0...%IB5 %IW6...%IW12 %IW14...%IW20 %IB22...%IB29 %IX30.0..30.1 %IX30.2..30.5 -

Output image %QB0...%QB5 %QW6...%QW12 %QW14...%QW20 %QB22...%QB29 %QX30.0..30.1 %QX30.2..32.1 12.02.2016

110


Declaratie van variabelen – BC-controller zonder configuratie Voorbeeld 1 : Basis pakket Bus Terminal Controller: 1 x BC8150 Positie 1: 1 x KL1809 16x digitale ingang 24VDC – 1 draads aansluiting Positie 2: 1 x KL2809 16x digitale uitgang 24VDC / 0.5A kortsluitbestendig – 1 draads aansluiting Positie 3: 1 x KL9010 eindklem Process Image Bus Terminal KL1809 KL2809 KL9010

Positie 1 2 3

Input image %IX0.0...%IX1.7 -

Output image %QX0.0...%QX1.7 -

12.02.2016

111


Declaratie van variabelen – BC-controller zonder configuratie Voorbeeld 2 : Optionele uitbreiding met analoge terminals Bus Terminal Controller: 1 x BC8150 Positie 1: KL1809 16x digitale ingang 24VDC – 1 draads aansluiting Positie 2: KL2809 16x digitale uitgang 24VDC / 0.5A kortsluitbestendig – 1 draads aansluiting Positie 3: KL3102 2x analoge ingang -10..+10V / differentiaal input Positie 4: KL4002 2x analoge uitgang 0..+10V / single ended Positie 5: KL9010 eindklem Byte Word

Process Image Bus Terminal KL3102 KL4002 KL1809 KL2809 KL9010

Positie 3 4 1 2 5

Input image %IB0...%IB7 %IB8...%IB15 %IX16.0...%IX17.7 -

Output image %QB0...%QB7 %QB8...%QB15 %QX16.0...%QX17.7 -

Info uit KS2000 • I/Q-Address: Word georiënteerd, dus steeds veelvoud van 2 • Lege byte tussen “State” en “Data In” en “Ctrl” en “Data Out”

12.02.2016

112


Dagindeling Declaratie van variabelen, linken naar de hardware BC-controller zonder configuratie BC of CX of CP-controller met configuratie via “System Manager”

12.02.2016

113


Declaratie van variabelen – Configuratie via System Manager Indien er reeds een PLC programma klaar is kan dit worden toegevoegd aan de configuratie Op de meegeleverde USB-stick staat reeds een voorbeeldproject met daarin de variabelen voor het “RTC Pick & Place” project Bij Soft PLC (emb PC / IPC) gebeurt de adressering via “System Manager” Software en Hardware worden afzonderlijk geadresseerd Externe PLC variabelen worden gelinkt aan de I/O variabelen Het geheel van alle linken wordt mapping genoemd

12.02.2016

114


Declaratie van variabelen – Configuratie via System Manager Werking Beckhoff softPLC Hardware en Software variabelen worden ondergebracht in afzonderlijke “images” Elke “image” heeft zijn eigen onafhankelijke adressering

PLC Configuration Software-image VarI1 :type; ... Adres Input ... VarI2 :type; ... Adres Input ... ... VarIn :type; ... Adres Input ... VarQ1 :type; ... Adres Output ... VarQ2 :type; ... Adres Output ... ... VarQn :type; ... Adres Output ...

I/O Configuration Hardware-image VarI1 :type; ... Adres Input ... VarI2 :type; ... Adres Input ... ... VarIn :type; ... Adres Input ... VarQ1 :type; ... Adres Output ... VarQ2 :type; ... Adres Output ... ... VarQn :type; ... Adres Output ...

12.02.2016

115


Declaratie van variabelen – Configuratie via System Manager Invoegen van nieuwe PLC-project in de System Manager

2 1 3

1. Rechtsklik op „PLC – Configuration“ en selecteer „Append PLC Project...“ 2. Zoek het gecompileerde „PLC Control“ programma in *.tpy formaat 3. De „PLC Control“ taken en externe variabelen worden ingelezen 12.02.2016

116


Declaratie van variabelen – Configuratie via System Manager Software Image met automatische adressering De „PLC Configuration“ bevat variabelen die we willen verbinden met variabelen in de „I/O Configuratie“

In de PLC Configuratie hebben alle externe variabelen een adressering meegekregen Ook in de I/O Configuratie vinden we in de „image“ een overzicht van alle variabelen met hun adresgegevens

12.02.2016

117


Declaratie van variabelen – Configuratie via System Manager Hardware Image met automatische adressering Elke Device in de I/O Configuratie heeft zijn eigen „image“

12.02.2016

118


Declaratie van variabelen – Configuratie via System Manager „Linken“ leggen tussen „Software Image“ en „I/O Image“ Werkwijze: 1. Er zijn verschillende manieren om een variabele te selecteren om deze te linken De eenvoudigste manier is via rechtsklik uit de image

1

12.02.2016

119


Declaratie van variabelen – Configuratie via System Manager „Linken“ leggen tussen „Software Image“ en „I/O Image“ Werkwijze: 2. Selecteer de te koppelen variabelen door aanklikken en combinatie met SHIFT toets 3. Rechtsklik en gebruik „Change Multi Link“ 4. Selecteer de gewenste variabelen in de I/O configuratie Selectie maken door aanklikken en combinatie SHIFT en/of CTRL gebruiken

Opties aan/uit vinken om meer/minder variabelen zichtbaar te maken

4 3 2

12.02.2016

120


Declaratie van variabelen – Configuratie via System Manager „Linken“ leggen tussen „Software Image“ en „I/O Image“ Werkwijze: 5. De variabelen krijgen een extra icoontje na het linken Rechts zie je de Link info 6. Beschrijving van de link 7. Herhaal het linken voor alle variabelen

6 5

7 12.02.2016

121


Declaratie van variabelen – Configuratie via System Manager Activeer de configuratie in de PLC Werkwijze: 7. De voorstaande werkwijze herhalen tot alle gewenste PLC variabelen zijn gelinkt met IO variabelen 8. Project opslaan 9. Icoontje „Activate Configuration“ klikken 10. Mapping genereren 11. Oude configuratie wordt overschreven 12. Hardware start in „Run“ mode 13. Statusbalk geeft aan dat de hardware in „Run“ staat samen met de processorbelasting

8

10

9

11

12 13 12.02.2016

122


Declaratie van variabelen – Configuratie via System Manager PLC programma herstarten

14

Werkwijze: 14. PLC programma in „PLC Control“ terug openen 15. Inloggen 16. PLC programma terug in RUN zetten, dit is normaal na een „Activate Configuration“ in „System Manager“ 17. De status van de externe variabelen is nu ook zichtbaar in het PLC programma

16 15 17

» Vanaf nu is de configuratie compleet , verder heb je nu enkel „PLC control“ nodig

16 12.02.2016

123


Declaratie van variabelen – Configuratie via System Manager 5 redenen om de configuratie-ingave te wijzigen 1. In de PLC werd de lijst van gelinkte Variablen gewijzigd (vb. naam of adres) noodzakelijk

2. Een gelinkte variabele werd toegevoegd of verwijderd 3. De hardware werd veranderd (vb. nieuwe module) 4. De link moet veranderd worden 5. Wijziging in taken (cyclus, prioriteit of naam)

Niet noodzakelijk

1. In de PLC werd de lijst van de niet gelinkte variabele (Merker) veranderd 2. In de PLC werd de programmacode veranderd (vb. AND in OR)

12.02.2016

124


Declaratie van variabelen – Configuratie via System Manager

Samengevat System Manager 1. „Append PLC project“

Boomstructuur: Rechtsklik op „PLC Configuration“ en klik op „Append PLC Project...“

2. „Linken“ van de „PLC configuration“ variabelen aan de variabelen in „I/O configuration“ 3. Project opslaan

Menu: File > Save

4. Configuratie activeren met „Activate Configuration“

Icoontje:

of Menu: Action > Activate Configuration

5. Wachten tot het „Target System“ (PLC) is herstart, lampje wordt eerst rood dan terug groen PLC Control 6. PLC programma terug in het „Target System“ laden

Menu: Online > Login

7. PLC programma starten

Menu: Online > Run

8. Bootproject aanmaken

Menu: Online > Create Bootproject

9. Project opnieuw opslaan

Menu: Project > Save 12.02.2016

125


Dagindeling 9h


10h30

Pauze

10h45


12h00


13h


15h

Pauze

15h15


17h

Einde 12.02.2016

126


Overzicht programmeertalen en instructieset IEC61131-3 Hoe werkt een PLC

Taak 2

PLC cyclus (10ms)

PLC cyclus

Windows en HMI

Uitgangen

Q

Programma herwerken

PLC

Ingangen

Uitgangen

I

Windows en HMI

Programma herwerken

Windows en HMI

Uitgangen

Programma herwerken

I PLC Q

Ingangen

Taak 1

Ingangen

Run-time (Soft PLC) op een PC hardware

I PLC Q t

PLC cyclus

= Sync Master

I PLC Q PLC cyclus (250µs)

I

PLC Q

PLC cyclus

I PLC Q PLC cyclus

t

Een PLC cycli: 1

De I/O informatie wordt gelezen

2

Het PLC programma wordt uitgevoerd

3

De I/O informatie (uitgangen) wordt geschreven

4

Dit proces herhaalt zich, bij Beckhoff is de cyclustijd vooraf ingesteld, bijvoorbeeld elke 10ms. 12.02.2016

127


Dagindeling Overzicht van de programmeertalen en instructieset in IEC61131-3 Een eerste PLC programma maken Declaratie variabelen De verschillende programmeertalen Oefening in Ladder Diagram (LD) Oefening in Sequential Function Chart (SFC) Uitgebreide instructieset

12.02.2016

128


PLC Control Het menu en de icoontjes zijn afhankelijk van wat we aan het doen zijn. Het werkvenster openen gebeurt door te dubbelklikken op een item in de boomstructuur. De statusbalk geeft aan op welke PLC er momenteel wordt gewerkt.

Menubalk en icoontjes

Variabelen Boomstructuur Tabbladen Programma - POUs Programmabouwstenen

- Data types

Werkvenster

Eigen data types

- Visualizations HumanMachineInterface

- Rescources Globale Variabelen Library‘s Instellingen

Meldingen venster

Statusbalk 12.02.2016

129


Een eerste PLC programma maken Een PLC programma maken gebeurt in het programma TwinCAT PLC Control. De eenvoudigste manier om deze software te starten is door op het TwinCAT icoontje in de Windows statusbalk te klikken en vervolgens te klikken op PLC Control

Standaard zal PLC Control het laatste project openen.

12.02.2016

130


Een eerste PLC programma maken Start een nieuw project en kies het type PLC

CP6606

CX8xxx

CX9xxx

Klik op het icoontje “New“ of Klik in het menu “File“ en vervolgens op “New“

CX2xxx

CX5xxx

BC9050 iPC

x86 PC CX1xxx CX5xxx CX2xxx

ARM CX8xxx CX9xxx CP66xx

BC8150

Connectie - Via System Manager - Zonder configuratie

Simulatie Mode 12.02.2016

131


Een eerste PLC programma maken Kies een taal voor het eerste programma (Voor een BC mag de naam MAIN niet wijzigen)

IEC61131-3

FBD

LD

CFC

IL

IL LD FBD SFC ST CFC

Instruction List Ladder diagram Function Block Diagram Sequential Function Chart Structured Text Continuous Function Chart

ST

SFC

12.02.2016

132


Een eerste PLC programma maken Menubalk en icoontjes

Het menu en de icoontjes zijn afhankelijk van wat we aan het doen zijn. Het werkvenster openen gebeurt door te dubbelklikken op een item in de boomstructuur.

Variabelen

Programma

Boomstructuur Tabbladen Werkvenster

De statusbalk geeft aan op welke PLC er momenteel wordt gewerkt.

Meldingen venster Statusbalk

12.02.2016

133


Een eerste PLC programma maken Mogelijke instructies voor Ladder Diagram De icoontjes

Extra‘s Bij de geselecteerde output de werking wijzigen tussen; „Gewone output, SET, RESET“ Bij de geselecteerde input de werking wijzigen tussen; „Normaal open contact, Normaal gesloten contact“

Functieblokken en Functies gebruiken Inschakelvertraging : TON Neergaande flank : F_TRIG Opgaande flank : R_TRIG Functieblok, Functie of Programma met Enable ingang Functieblok te kiezen via een dialoog venster

Outputs Variabele Resetten Variabele Setten Variabele toewijzen

Inputs Variabele „Actief FALSE“ in parallel invoegen Variabele „Actief TRUE“ in parallel invoegen Variabele „Actief FALSE“ in serie invoegen Variabele „Actief TRUE“ in serie invoegen

Netwerk toevoegen Toevoegen “na“ het geselecteerde netwerk Toevoegen “voor“ het geselecteerde netwerk

12.02.2016

134


Een eerste PLC programma maken Ons eerste programma in “Ladder Diagram” Het programma wordt opgedeeld in netwerken Met de icoontjes teken je het programma We laten de eerste uitgang oplichten als de eerste ingang spanning krijgt

Om een symbool te plaatsen in het netwerk klik je eerst in het netwerk en vervolgens op het gewenste icoontje Klik vervolgens op de vraagtekens en geef de variabele een naam zoals in de figuur en vul in het “Declare Variable” venster het adres in van de I/O %IX0.0 (BC-controller) of %I* (CX/CP/IPC-controller) voor Ingang1 %QX0.0 (BC-controller) of %Q* (CX/CP/IPC-controller) voor Uitgang1

12.02.2016

135


Een eerste PLC programma maken Het gebruik van variabelen in een programma Rechtstreeks met het hardware adres Enkel mogelijk bij “Bus Terminal Controllers”

Onrechtstreeks via Symbolische benaming Soft-PLC werkt altijd op deze manier

Voor de RTC projecten gebruiken we steeds de tweede methode 12.02.2016

136


Een eerste PLC programma maken Het programma is klaar en kan in de PLC worden geladen. Programma opslaan met de knop “Save” of via menu “File\Save”.

12.02.2016

137


Een eerste PLC programma maken Verbinding maken met de PLC Dit is verschillend afhankelijk van het gekozen type BC8150 via seriële verbinding: Maak een verbinding met de BC8150 via de menu “Online\Communication Parameters...”

De COM poort kan verschillen per PC

De COM-poort nummer kun je terugvinden via Windows > Device Manager Baud-Rate enz... kun je meestal ongewijzigd laten

12.02.2016

138


Een eerste PLC programma maken BC9050 of CX8090 of CP6606 via Ethernet verbinding: Maak een verbinding via de menu “Online\Choose Run-Time System...” (De IO zal pas werken als de configuratie compleet is, zie elders in de cursus)

Simulatie PLC: Maak een verbinding via menu “Online\Simulation Mode” Laad het programma in de PLC met de knop “Login” of via menu “Online\Login” De weergave verandert maar het programma werkt nog niet 12.02.2016

139


Een eerste PLC programma maken Zet het programma in RUN met de knop

“Run” of via menu “Online\Run”

Het programma kan nu worden getest Bij een BC-controller zonder configuratie zullen de ingangen en uitgangen vanaf nu effectief werken Bij alle andere controllers zal eerst een configuratie nodig zijn om de ingangen en uitgangen effectief te laten werken Het is steeds mogelijk een programma te testen door variabelen te simuleren Simuleren van variabelen : Dubbelklik op de variabele voor de gewenste waarde en druk vervolgens op Ctrl+F7 om te bevestigen

12.02.2016

140


Een eerste PLC programma maken De BC8150 testen Zet spanning op de eerste ingang om de eerste uitgang op “TRUE” te schakelen Ingang

Uitgang

Spanning op ingang 0V (FALSE)

Spanning op ingang 24V (TRUE)

12.02.2016

141


Een eerste PLC programma maken Alvorens we de spanning van de PLC kunnen wegnemen moeten we ervoor zorgen dat het PLC programma automatisch start bij het inschakelen van de PLC Dit kan door in de menu Online te kiezen voor de opdracht: “Create Bootproject” Het programma moet antwoorden met de boodschap “Bootproject successfully created” in het meldingen venster

12.02.2016

142


Een eerste PLC programma maken

Samengevat 1. Open TwinCAT PLC Control Menu: Project > New

2. Nieuw Project aanmaken 3. PLC type selecteren 4. Taal voor eerste bouwsteen kiezen 1. Programma aanmaken

* Variabelen aanmaken * Code schrijven

5. Project opslaan

Menu: Project > Save

6. „Target System“ selecteren

Menu: Online > Communication Parameters of Menu: Online > Choose Run-Time system

7. PLC programma in het „Target System“ laden

Menu: Online > Login

8. PLC programma starten

Menu: Online > Run

9. Test het programma 10.Bootproject aanmaken

Menu: Online > Create Bootproject

11.Project opnieuw opslaan

Menu: Project > Save

12.02.2016

143



12.02.2016

144


Declaratie van variabelen Variabelen moeten niet altijd zijn verbonden met I/O, soms gebruiken we de variabele enkel binnen het programma Sommige variabelen kun je enkel gebruiken binnen 1 bouwsteen, andere variabelen wil je gebruiken binnen alle bouwstenen Globale Variabelen moeten een unieke naam hebben. Lokale Variabelen kunnen enkel toegewezen worden binnen het eigen programma Lokale Variabelen uit een ander programma kunnen gelezen worden. Vb: PRG2.Var1 De declaratie van Interne Variabelen bevat geen adresinformatie

Globale Variabelen gekend in het volledige programma

Interne Variabelen kunnen niet worden gelinkt met I/O

• Lees en schrijf rechten Lokale Variabelen enkel toegankelijk vanuit de lokale bouwsteen • Lees en schrijf rechten vanuit het eigen programma • Lees rechten vanuit alle programma bouwstenen

Externe Variabelen kunnen worden gelinkt met I/O

12.02.2016

145


Declaratie van variabelen Syntax voor de declaratie van variabelen volgens IEC61131-3 Naam

Adres

Type

X

BOOL

I BYTE B

Variablenname

1.0 INT

AT

%

Q

: W

Vaste adressering wordt vaak vervangen door automatische adressering, aangeduid met:

M

20

; REAL

TIME

* Dit is enkel mogelijk bij gebruik van de configuratie software “System Manager“

D

STRING

12.02.2016

146


Declaratie van variabelen Enkele regels voor de naamgeving van variabelen bij de declaratie Enkel letters, cijfers en scheidingsteken _ (underscore) zijn toegestaan Geen spaties Geen speciale tekens zoals &”§$%!üç+De IEC61131-3 beveelt het gebruik van de Hongaarse notatie aan Schrijf woorden samen en begin elk woord met een hoofdletter Prefixes zijn niet gespecificeerd, maar ze maken de verwerking van variabelen eenvoudiger b

- Boolean

i

- Integer

r

- Real

s

- String

g_

- Globale variabele

FB_

- Declaratie van Function Block

fb

- Instantie van Function Block

Enkele geldige voorbeelden

12.02.2016

147


Declaratie van variabelen Telkens een woord wordt getypt dat de PLC niet kent zal het Declaratie venster verschijnen

Variabelen kunnen intern zijn toegewezen of ook afkomstig of bestemd voor het hogerliggend programmablok of globaal worden toegewezen

Variabelen kunnen ook als constante zijn gedeclareerd Om als Retain of Persistent te worden gedeclareerd dient de PLC te zijn uitgerust met een UPS-systeem of speciaal “remanent“ geheugen

12.02.2016

148


Declaratie van variabelen Voor het declareren van variabelen zijn volgende standaard datatypen mogelijk

12.02.2016

149


Declaratie van variabelen Scope van een aantal variabelentypes Typ

Ondergrens

Bovengrens

Geheugenplaats

BOOL

0

1

1 Bit

BYTE

0

255

8 Bit

WORD

0

65535

16 Bit

DWORD

0

4294967295

32 Bit

SINT

- 128

127

8 Bit

USINT

0

255

8 Bit

INT

- 32768

32767

16 Bit

UINT

0

65535

16 Bit

DINT

- 2147483648

2147483647

32 Bit

UDINT

0

4294967295

32 Bit

REAL

~-3.402823x1038

~3.402823x1038

32 Bit

LREAL

~-1.79769313486231x10308

~1.79769313486232x10308

64 Bit

0 char

Default 80 char 255 char

1 char = 1 byte + 1 byte Null char voor het einde vd String

STRING STRING(20)

12.02.2016

150



12.02.2016

151


Overzicht programmeertalen en instructieset IEC61131-3 Mogelijke programmeertalen LD, FBD, CFC en SFC zijn grafisch IL en ST zijn tekst gebaseerd FBD

LD

CFC

IL ST

IL LD FBD SFC ST CFC

Instruction List Ladder diagram Function Block Diagram Sequential Function Chart Structured Text Continuous Function Chart

SFC

12.02.2016

152


Overzicht programmeertalen en instructieset IEC61131-3 FBD: Function Block Diagram

CFC: Contininuous Function Chart

LD:

Ladder diagram

SFC: Sequential Function Chart

IL:

Instruction List

ST:

Structured Text

Een zelfde programma ziet er anders uit in de verschillende programmeertalen Grafische talen zoals LD en FBD en CFC : ingangen links, uitgangen rechts, bij ST is dit andersom Elke taal gebruikt zijn eigen syntax en moet perfect worden gerespecteerd 12.02.2016

153


Overzicht programmeertalen en instructieset IEC61131-3 Overzicht van de Instructies volgens IEC61131-3 Functies en Functieblocken uit libraries zijn steeds beschikbaar in alle programmeertalen Het is beperkt mogelijk om een bouwsteen te converteren naar een andere taal

Invoegen van instructies en variabelen kan eenvoudig met de “Input assistant“ Steeds op te roepen met functietoets F2

12.02.2016

154



12.02.2016

155


Overzicht programmeertalen en instructieset IEC61131-3 Praktijkoefening in “Ladder Diagram” Bedoeling is om te leren omgaan met de verschillende bewerkingen en technieken We gaan de oefening vervolgens uitbreiden met extra mogelijkheden Als voorbeeld schakelen we een motor met een Relais Er zijn Start en Stop drukknoppen en natuurlijk is er ook een motorbeveiliger. IX0.0 IX0.1

Motorbeveiliger Drukknop STOP

IX0.2 QX0.0

Drukknop START Relais motor

True = motorbeveiliger ok False = druktoets gedrukt (draadbreukdetectie) True = druktoets gedrukt True = motor draait

We maken enkel gebruik van de standaard logische bewerkingen Het motorprogramma maken we in een afzonderlijk programma Standaard wordt het reeds aanwezige MAIN programma als eerste bouwsteen opgeroepen Andere programmabouwstenen roepen we op vanuit het MAIN programma 12.02.2016

156


Overzicht programmeertalen en instructieset IEC61131-3 Een nieuw project maken met de naam “RTC_Opleiding - Motorsturing.prx” Maak het programma MAIN in de taal LD (Ladder Diagram) 1. Nieuw Project maken voor: BC8150 = “BCxx50 or BX via serial“ CX8090 = „CX (ARM)“ 2. Selecteer “LD“ om het MAIN programma in “Ladder Diagram“ te maken 3. Sla het programma op met de naam “RTC_Opleiding – Motorsturing“, de extensie “.prx of .pro“ wordt automatisch toegevoegd

3 1 1

2

12.02.2016

157


Overzicht programmeertalen en instructieset IEC61131-3 Maak het programma PRG_Motorsturing 4. Rechtsklik op POUs en vervolgens op “Add Object“

4 5. Maak het programma “PRG_Motorsturing“ aan in Ladder Diagram “LD“

5

12.02.2016

158


Overzicht programmeertalen en instructieset IEC61131-3 Roep het programma PRG_Motorsturing op in MAIN

8 6 7

6. Dubbelklik op MAIN om dit programma op de voorgrond te brengen. 7. Klik in de “Ladder“ 8. en kies “Box with EN“, In de ladder verschijnt er een AND-poort. 9. Selecteer het woord AND, druk vervolgens op functietoets “F2“. De “Input Assistant“ verschijnt en selecteer het programma “PRG_Motorsturing“ in het dialoogvenster en bevestig de keuze met “OK“.

9

12.02.2016

159


Overzicht programmeertalen en instructieset IEC61131-3 Roep het programma PRG_Motorsturing op in MAIN

10

10

11

10. Nadat het programma is ingeladen zie je een blokje met een EN ingang en een uitgang. Met de EN ingang kun je het programma eventueel voorwaardelijk aanroepen. De uitgang geeft de Status van de programma oproep. Hebben we in de praktijk meestal niet nodig. 11. Als de uitgang niet nodig is kun je deze verwijderen door op het rechtse gedeelte van het lijnstuk te klikken en vervolgens op “ Delete“. 12. Het programma MAIN is nu klaar en mag worden afgesloten.

12

12.02.2016

160


Overzicht programmeertalen en instructieset IEC61131-3 Programma PRG_Motorsturing maken

13

14

15

15

13. Dubbelklik in POUs lijst op “PRG_Motorsturing“ 14. Teken het programma met de icoontjes door eerst in de Ladder te klikken en dan telkens een icoontje te kiezen. 15. Klik op de vraagtekens om de variabelen aan te maken. Na het klikken op Enter verschijnt een venster “Declare Variable“. “Declare Variable“ velden invullen: Class: We willen de variabelen aanmaken in de Globale Variable lijst. Name: Dit vak NIET wijzigen, als er een fout staat op “Cancel“ drukken en de fout daar verbeteren. Type: Selecteer het type met de knop rechts. Addres: Vul het adres in

12.02.2016

161


Overzicht programmeertalen en instructieset IEC61131-3 Programma PRG_Motorsturing maken 16. Het resultaat Programma Global Variable lijst

16 16

12.02.2016

162


Overzicht programmeertalen en instructieset IEC61131-3 Programma PRG_Motorsturing maken

17

17. Om commentaar bij de IO te plaatsen ga je eerst naar “Menu: Extras\Options...“ en zet een vinkje bij “Comments per Contact“ Kommentaar toevoegen kan handig zijn wanneer wordt gebruik gemaakt van rechtstreekse hardware adressen.

12.02.2016

163


Overzicht programmeertalen en instructieset IEC61131-3 Hoe elementen plaatsen Doel: Plaats een element in serie voor de bestaande parallelschakeling 1. Selecteer de parallelschakeling Klik op de verschillende elementen met de SHIFT toets ingedrukt 2. Klik vervolgens op het gewenste seriecontact 3. Resultaat

2

1 3

12.02.2016

164


Overzicht programmeertalen en instructieset IEC61131-3 Hoe elementen plaatsen Doel: Plaats een element in parallel over de bestaande schakeling 1. Selecteer de schakeling Klik op de verschillende elementen met de SHIFT toets ingedrukt 2. Klik vervolgens op het gewenste parallelcontact 3. Resultaat

2

1 3

12.02.2016

165


Overzicht programmeertalen en instructieset IEC61131-3 Hoe elementen verplaatsen Doel: Verplaatsen van een element voor een groep van elementen 1. Rechtstreeks een contact voor een groep verplaatsen lukt niet 2. Selecteer de groep van elementen en versleep deze met de linker muisknop ingedrukt naar de gewenste locatie 3. Laat de muisknop los boven het blokje dat groen kleurt 4. Resultaat

1

3 2

4

12.02.2016

166


Overzicht programmeertalen en instructieset IEC61131-3 Het programma is nu volledig klaar om te worden getest in de PLC Sla het project op : “Menu: File\Save” of Ctrl-S of Indien nodig : BCxx50 : “Menu: Online\Communication Parameters...” of CX of CP of IPC : “Menu: Online\Choose Run-Time System...” Inloggen en downloaden in de PLC : “Menu: Online\Login” of F11 of Indien nodig, PLC in RUN zetten : “Menu: Online\Run” of F5 of

Het programma kan ook worden getest zonder hardware PLC Sla het project op : “Menu: File\Save” of Ctrl-S of Selecteer: “Menu: Simulation Mode” Inloggen en downloaden in de Simulator : “Menu: Online\Login” of F11 of Indien nodig, Simulator in RUN zetten : “Menu: Online\Run” of F5 of Ingangen kunnen worden gesimuleerd als volgt : 1. 2.

Dubbelklik op de variabele tot de gewenste waarde is bekomen Druk Ctrl-F7 om de waarde in de variabele te schrijven

12.02.2016

167



12.02.2016

168


Overzicht programmeertalen en instructieset IEC61131-3 Als voorbeeld hetzelfde programma in programmeertaal SFC SFC - Sequential Function Chart Instructieset is beperkt tot de mogelijkheden van de icoontjes In de deelprogramma’s is de instructieset afhankelijk van de gekozen taal

Invoegen Use IEC-steps : Stap volgens IEC norm gebruiken Transition Jump : Voorwaardelijke sprong Jump : Sprong Parallel Branch (left) : Parallelle tak toevoegen Parallel Branch (right) : Parallelle tak toevoegen Alternative Branch (left) : Voorwaardelijke tak toevoegen Alternative Branch (right) : Voorwaardelijke tak toevoegen Step Transition (after) : Stap toevoegen Step Transition (before) : Stap toevoegen

12.02.2016

169


Overzicht programmeertalen en instructieset IEC61131-3 SFC - Sequential Function Chart Deze taal is vooral geschikt voor sequentiële processen Elke stap of voorwaarde wordt beschreven in afzonderlijke programma’s

LD

Elk deelprogramma kan worden geschreven in de op dat moment meest geschikte taal

FBD

Geschikt voor zeer complexe bewerkingen

LD

De leesbaarheid van een programma valt mee Debuggen gaat vrij vlot

FBD

Deze taal verbruikt veel geheugen en is vooral traag (elke stap kost 2 a 3 PLC cycli tijd)

12.02.2016

170



12.02.2016

171


Overzicht programmeertalen en instructieset IEC61131-3 Overzicht van de Uitgebreide instructieset

12.02.2016

172


Overzicht programmeertalen en instructieset IEC61131-3 Vervolg uitgebreide instructieset

12.02.2016

173



12.02.2016

174



12.02.2016

175



12.02.2016

176



12.02.2016

177



Meer gedetaileerde informatie is te vinden op de USB-stick of op http://infosys.beckhoff.com/ of ftp.beckhoff.com/belgium Raadpleeg zeker de documentatie “IEC61131-3.pdf” voor de uitleg van commando’s voor ST en SFC 12.02.2016

178


Dagindeling 9h


10h30

Pauze

10h45


12h00


13h


15h

Pauze

15h15


17h

Einde 12.02.2016

179


Dagindeling 9h


10h30

Pauze

10h45


12h00


13h


15h

Pauze

15h15


17h

Einde 12.02.2016

180


Library STANDARD.LIB Behalve de standaard instructies zijn er ook functies en functieblokken beschikbaar via libraries. STANDARD library wordt bij elk nieuw PLC project automatisch toegevoegd. Afhankelijk van het type PLC wordt een andere STANDARD library geladen. BCxx00

Standard.lb6

BCxx50 / BXxxxx

Standard.lbx

CXxxxx / PC

Standard.lib

STANDARD library bevat een aantal IEC61131-3 functionaliteiten String Functies CONCAT Twee string variabelen koppelen en in een nieuwe string variabele kopiëren DELETE

Verwijderd een opgegeven aantal characters vanaf een opgegeven positie in een string

FIND

Zoekt een string in een andere string

INSERT

Voegt een string toe in een andere string vanop een opgegeven positie

LEFT

Geeft een string terug vanaf links met een aantal characters uit een andere string

LEN

Geeft de lengte van een string terug

MID

Geeft een opgegeven aantal characters vanaf een opgegeven positie terug

REPLACE Vervangt een deel van een string door een andere string RIGHT

Geeft een string terug vanaf rechts met een aantal characters uit een andere string 12.02.2016

181


Library STANDARD.LIB STANDARD library bevat een aantal IEC61131-3 functionaliteiten Deze functionaliteiten zijn in alle IEC talen beschikbaar Bistabiele Functieblokken RS

Bistabiel relais met voorrang voor RESET

SR

Bistabiel relais met voorrang voor SET

Teller Functieblokken CTD

Teller omlaag

CTU

Teller omhoog

CTUD

Teller omlaag/omhoog

Timer Functieblokken TOF

Uitschakelvertraging

TON

Inschakelvertraging

TP

Pulstimer

Trigger Functieblokken F_TRIG

Neergaande flank detectie

R_TRIG

Opgaande flank detectie

12.02.2016

182


Library STANDARD.LIB Voorbeeld In het motorprogramma willen we een extra functionaliteit: 1)

De Start/Stop functionaliteit vervangen we door Set/Reset met voorang op Reset Functieblock RS

2)

De START knop mag de motor pas starten als de knop 2 sec is ingedrukt. Functieblock TON

3)

Als de START knop wordt geblokkeerd mag de motor niet automatisch herstarten. Functieblock R_TRIG

4)

Een lampje op de motor moet gedurende de uitlooptijd (5 sec) blijven branden. Functieblock TOF

12.02.2016

183


Library STANDARD.LIB Oefening in LD - Ladder Diagram

12.02.2016

184


Dagindeling 9h


10h30

Pauze

10h45


12h00


13h


15h

Pauze

15h15


17h

Einde 12.02.2016

185


Gebruik standaard Functieblokken/Functies uit libraries Er zijn veel (al dan niet betalende) functieblokken en functies beschikbaar via libraries. De libraries bekom je door ze te downloaden vanaf www.beckhoff.be en daarna de file te installeren, heb je een licentie nodig dan wordt op een bepaald moment een registratiesleutel gevraagd.

12.02.2016

186


Gebruik standaard Functieblokken/Functies uit libraries Navigeer via de Windows Start knop naar de documentatie “Information System” om uit te zoeken wat er zoal bestaat binnen de libraries. TwinCAT Information System Na installatie kunnen de help files (.chm files) ook worden geraadpleegd via “Windows verkenner” Voor Engels zie map: “C:\TwinCAT\Infosystem\1033” Na download extra help files dien je deze eerst te deblokkeren Rechts klikken, properties kiezen en op de knop “Unblock” klikken om de chm-file vrij te geven

12.02.2016

187


Gebruik standaard Functieblokken/Functies uit libraries Als voorbeeld wensen we voor de BC8150 de library “TcSystemBCxx50.lbx” toe te voegen CX8090/CP6606 de library “TcUtilities.lib” toe te voegen Deze library geeft ons een aantal diagnose variabelen en extra functionaliteiten Enkele voorbeelden First Cycle Bit Bij het opstarten van de PLC zal deze variabele exact 1 cyclus TRUE blijven. ADS communicatie Nodig voor communicatie tussen verschillende PLC’s. FILE access Bijvoorbeeld bruikbaar voor het opslaan van logdata of voor het ophalen van machine-settings. Toegang tot RS232 aansluiting Bijvoorbeeld voor het lezen van een barcode-scanner. Opgelet : Als dit wordt gebruikt is online diagnose met PLC Control niet mogelijk. ...

12.02.2016

188


Gebruik standaard Functieblokken/Functies uit libraries Invoegen “TcSystemBCxx50.lbx” bij BCxx50 of “TcUtilities.lib” bij CX of CP controllers

v 12.02.2016

189


Gebruik standaard Functieblokken/Functies uit libraries Invoegen “TcSystemBCxx50.lbx” op een BCxx50 Gebeurt via de Boomstructuur tabblad “Resources” Klik vervolgens op “Library Manager” in de Boomstructuur Rechtsklik vervolgens in het venster met de naam STANDARD.LBX Zoek naar “TcSystemBCxx50.lbx” en klik vervolgens op Open Behalve de gewenste library is ook “TcBaseBCxx50.lbx” automatisch toegevoegd Dit komt omdat de opgevraagde library die andere library nodig heeft Vanaf nu zijn de extra functionaliteiten beschikbaar in het programma

12.02.2016

190


Gebruik standaard Functieblokken/Functies uit libraries Invoegen “TcUtilities.lib” op een CX of CP controller Gebeurt via de Boomstructuur tabblad “Resources” Klik vervolgens op “Library Manager” in de Boomstructuur Rechtsklik vervolgens in het venster met de naam STANDARD.LIB Zoek naar “TcUtilities.lib” en klik vervolgens op Open Behalve de gewenste library is ook “TcBase.lib” en “TcSystem.lib” automatisch toegevoegd Dit komt omdat de opgevraagde library die andere library’s nodig heeft Vanaf nu zijn de extra functionaliteiten beschikbaar in het programma

12.02.2016

191


Gebruik standaard Functieblokken/Functies uit libraries Oefening: Voeg “PRG_Initialisatie” toe aan voorgaande oefening en gebruik “First Cycle Bit” om uitgang %Q0.7 “aan” te zetten bij opstart van de PLC BC8150

CX8090 / CP6606

12.02.2016

192


Dagindeling 9h


10h30

Pauze

10h45


12h00


13h


15h

Pauze

15h15


17h

Einde 12.02.2016

193


Dagindeling 9h


10h30

Pauze

10h45


12h00


13h


15h

Pauze

15h15


17h

Einde 12.02.2016

194


Dagindeling Aanmaken van voorbeeld programma’s in functie van het project Pick & Place Domotica

12.02.2016

195


Voorbeeld: Pick & Place Het project bestaat uit een aantal bewegingen gestuurd met persluchtcilinders en motoren Verder zijn er verschillende sensoren om het geheel aan te sturen Het perslucht schema laat zien dat een aantal ventielen enkelwerkend zijn uitgevoerd, andere dubbelwerkend

12.02.2016

196


Voorbeeld: Pick & Place Dit resulteert in volgende I/O belegging Gedeclareerd als symbolische externe globale variabelen

12.02.2016

197


Voorbeeld: Pick & Place Oefening : Sturen van een Pick & Place 2 bewegingen Xas en Zas met vacuum grijper Bewegingen Xas : enkelwerkend ventiel (uit), sensoren op in en uit Zas : dubbelwerkend ventiel (in en uit), sensoren op in en uit Vacuum : dubbelwerkend ventiel (vacuum en blazen), sensor op vacuum Werking Rust: Xas is in, Zas is in, Vacuum en Blazen uit Als er een produkt klaar ligt gaat Zas uit, Vacuum in Als er een product is genomen gaat Zas in Als Zas in is gaat Xas uit Als Xas uit is en de aflegpositie vrij gaat Zas uit Als Zas uit is gaat Vacuum uit, Blazen in en Zas in Als Zas in is gaat Xas terug in Vragen Elke programmeur komt met een andere oplossing, maar welke is de beste? Welke taal is het beste geschikt? Is er nood aan functionaliteiten uit bestaande libraries? Welke beveiligingen zijn er nodig? 12.02.2016

198


Voorbeeld: Pick & Place Oplossing in LD – Ladder Diagram Lokale variabelen

12.02.2016

199


Voorbeeld: Pick & Place Oplossing in LD – Ladder Diagram Xas

12.02.2016

200


Voorbeeld: Pick & Place Oplossing in LD – Ladder Diagram Zas

12.02.2016

201


Voorbeeld: Pick & Place Oplossing in LD – Ladder Diagram Vacuum grijper

12.02.2016

202


Voorbeeld: Pick & Place Oplossing in LD – Ladder Diagram Besluit Dit is wat een beginnend programmeur er van zou kunnen maken Het programma is onoverzichtelijk en moeilijk leesbaar Gevaar voor “spaghetti-code” Moeilijk om de fouten eruit te programmeren Ladder Diagram is eenvoudig te begrijpen en heeft daarom vaak de voorkeur van onderhoudstechniekers Debuggen valt goed mee omwille van de grafische weergave Foutafhandeling en algemene bediening zijn nog niet opgenomen in het programma, maar is vrij moeilijk te integreren Denk maar eens na hoe volgende zaken kunnen worden geïntegreerd: Reactie op stop : cyclus afwerken? Reactie op noodstop : onmiddelijk stoppen? Reactie op fouten : wat als vacuum sensor niet opkomt, product onderweg wegvalt, ...?

12.02.2016

203


Voorbeeld: Pick & Place Oplossing in SFC – Sequential Function Chart Afloop programma

12.02.2016

204


Voorbeeld: Pick & Place Oplossing in SFC – Sequential Function Chart Vervolg afloop programma

12.02.2016

205


Voorbeeld: Pick & Place Oplossing in SFC – Sequential Function Chart Vervolg afloop programma

12.02.2016

206


Voorbeeld: Pick & Place Oplossing in SFC – Sequential Function Chart Besluit Deze manier ziet er al veel beter uit Het programma is veel eenvoudiger en vlot leesbaar De deelprogramma’s zijn kort en kunnen in eender welke taal worden geschreven Fouten verbeteren en aanpassingen maken gaan vlot Debuggen gaat vlot omwille van de grafische weergave Foutafhandeling en algemene bediening zijn nog niet opgenomen in het programma, maar is redelijk goed te integreren Reactie op stop : cyclus afwerken? Reactie op noodstop : onmiddelijk stoppen? Reactie op fouten : wat als vacuum sensor niet opkomt, product onderweg wegvalt, ...? Een groot nadeel aan deze methode is eerder onzichtbaar Deze methode verbruikt vrij veel geheugen De doorlooptijd van de stappen is vrij traag, 2 a 3 PLC cyclustijden per stap Voor een zelfde machine is daardoor vaak een krachtigere sturing nodig (= duurder)

12.02.2016

207


Voorbeeld: Pick & Place Oplossing in ST - Structured Text Techniek “State machine” voor de gevorderde programmeur

12.02.2016

208


Voorbeeld: Pick & Place Oplossing in ST - Structured Text Besluit De meest complexe structuren zijn mogelijk Het programma is logisch en sequentieel opgebouwd Compacte code Zeer eenvoudig te voorzien van commentaarteksten De leesbaarheid van de code is minder goed maar zeker geen probleem voor ervaren programmeurs Fouten verbeteren en aanpassingen maken kan vlot Debuggen gaat nog altijd vlot omwille van de “state machine” Foutafhandeling en algemene bediening zijn nog niet opgenomen in het programma, maar zijn vrij gemakkelijk te integreren Reactie op stop : cyclus afwerken? Reactie op noodstop : onmiddelijk stoppen? Reactie op fouten : wat als vacuum sensor niet opkomt, product onderweg wegvalt, ...? State machine is van buitenaf te beïnvloeden

12.02.2016

209


Dagindeling Aanmaken van voorbeeld programma’s in functie van het project Pick & Place Domotica

12.02.2016

210


Voorbeeld: Domotica Een aantal lichtpunten bedienen Gebruik maken van de library “Building Automation” Impulsrelais bediening “Double click” en “Long click” integreren voor “Alles aan/uit” functionaliteit Een aantal rolluiken bedienen Gebruik maken van de library “Building Automation” Functionaliteiten aanpassen Klok en kalender gebruiken Het voorbeeld is geschreven voor een BC9050 controller

12.02.2016

211


Voorbeeld: Domotica Nieuw project in “PLC Control” (MAIN programma in Ladder) Laden van de library’s “TcBABasic.lbx” en TcSystemBCxx50.lbx Gebruik de juiste libray‘s BCxx00 > library.lb6 BCxxx0 > library.lbx CX of IPC > library.lib

12.02.2016

212


Voorbeeld: Domotica Om de library te kunnen gebruiken dient een optie aangepast te worden Menu: Project > Options > Categorie: Build > Vinkje aan bij: Treat LREAL as REAL

12.02.2016

213


Voorbeeld: Domotica Declareer de externe variabelen en maak vervolgens de configuratie in “System Manager”

12.02.2016

214


Voorbeeld: Domotica Voor domotica is de programmeertaal CFC (Continuous Function Chart) het meest aangewezen omwille van de eenvoud Maak PRG_Verlichting in taal CFC en laad dit programma in MAIN

12.02.2016

215


Voorbeeld: Domotica Programma verlichting in CFC (Continuous Function Chart)

12.02.2016

216


Voorbeeld: Domotica Programma rolluiken in CFC (Continuous Function Chart)

12.02.2016

217


Voorbeeld: Domotica Programma voor kloksturing in CFC (Continuous Function Chart)

12.02.2016

218


Voorbeeld: Domotica Aangepaste MAIN

12.02.2016

219


Voorbeeld: Domotica Oplossing in CFC (Continuous Function Chart) Besluit Het opbouwen van een domotica installatie is eenvoudig omwille van de beschikbare library Programma’s zijn grafisch opgebouwd Debuggen gaat vlot omwille van de grafische weergave Fouten verbeteren en aanpassingen maken kan vlot

12.02.2016

220


Dagindeling 9h


10h30

Pauze

10h45


12h00


13h


15h

Pauze

15h15


17h

Einde 12.02.2016

221


Dagindeling Controller terugzetten naar fabrieksinstellingen BC8150 CX8090 CP6606

12.02.2016

222


BC8150 fabrieksinstellingen Speciale functies voor de adresschakelaar

Hiervoor wordt het bijhorende adres ingesteld, met de controller uitgeschakeld en de eindklem KL9010 als enige klem op de controller aangesloten. Adres 99 : zet naar fabrieksinstelling Adres 98 : verwijder “boot project” Adres 97 : verwijder TwinCAT configuratie Vervolgens wordt de 24VDC op de controller aangesloten. Wacht vervolgens enkele minuten en schakel de spanning terug uit. 12.02.2016

223


BC8150 fabrieksinstellingen BC8150 terug instellen op fabrieksinstelling met KS2000 Deze methode is bijvoorbeeld nodig na gebruik van “System Manager”

12.02.2016

224



12.02.2016

225


CX8090 fabrieksinstellingen Image Update = CX8090 terugzetten naar fabrieksinstellingen Schakel de CX8090 spanningsloos Verwijder de microSD-kaart uit de CX en plaats deze in een card-reader van uw laptop/PC Delete al de files op de microSD-kaart (Niet formateren !!!) Copieër de nieuwe image Een kant en klare image staat op de USB-stick van de opleiding, ofwel kun je een blanco image downloaden via ftp://ftp.beckhoff.com/Software/embPC-Control/CX80x0/CE/ Plaats de microSD-kaart terug in de CX8090 Schakel de spanning voor de CX8090 opnieuw in Wacht enkele minuten, mogelijk herstart de CX8090 automatisch tijdens het initialiseren van de nieuwe image De CX8090 is klaar voor gebruik

12.02.2016

226



12.02.2016

227


CP6606 fabrieksinstellingen Image Update = CP6606 terugzetten naar fabrieksinstellingen Schakel de CP6606 spanningsloos Verwijder de microSD-kaart uit de CP en plaats deze in een card-reader van uw laptop/PC Delete al de files op de microSD-kaart (Niet formateren !!!) Copieër de nieuwe image Een kant en klare image staat op de USB-stick van de opleiding, ofwel kun je een blanco image downloaden via ftp://ftp.beckhoff.com/Software/embPC-Control/CP66xx/0020/CE/TC2/ Plaats de microSD-kaart terug in de CP6606 Schakel de spanning voor de CP6606 opnieuw in Wacht enkele minuten, mogelijk herstart de CP6606 automatisch tijdens het initialiseren van de nieuwe image De CP6606 is klaar voor gebruik

12.02.2016

228


Dagindeling Extra Oefeningen Sequential Function Chart (SFC) volgens IEC-61131-3 norm Analoge signalen verwerken Seriële signalen verwerken Human Machine Interface (HMI) aanmaken met Beckhoff PLC HMI EtherCAT veldbus Stappenmotor

12.02.2016

229


Sequential Function Chart (SFC) volgens IEC-61131-3 norm De programmeermethode Sequential Function Chart (SFC) wordt vaak flowchart of Grafcet methode genoemd. Deze methode is gebaseerd op de in Frankrijk ontwikkelde methode Graphcet wat staat voor GRAPHe de Commande Etape-Transition. Regels: De stappen worden één na één doorlopen. Tussen twee stappen is er steeds een schuifvoorwaarde (Transistion). Pas als de schuifvoorwaarde is voldaan wordt doorgeschoven naar de volgende stap. De actieve stap wordt gereset door de volgende. Bij opstart wordt steeds gestart in STEP 1.

12.02.2016

230


Sequential Function Chart (SFC) volgens IEC-61131-3 norm Een SFC programma kan op 2 manieren worden opgebouwd: Zonder IEC-steps De Transistions en Steps worden opgebouwd in afzonderlijke programma’s in een zelf te kiezen taal. Ladder Diagram (LD) in bijgevoegd voorbeeld.

Met IEC-steps De Transistions worden vervangen door de voorwaarden, dit is enkel mogelijk in Structured Text (ST). De Steps sturen Actions aan. Actions kunnen enkel binaire signalen zijn.

Tenslotte is ook een combinatie van de 2 mogelijk Bijvoorbeeld de Transistions zonder IEC-steps en de Steps met IEC-steps method. 12.02.2016

231


Sequential Function Chart (SFC) volgens IEC-61131-3 norm Gebruik van IEC steps kan pas na toevoegen “TcSystem…” library CX/CP-controller

BC8150/BC9050-controller

12.02.2016

232


Sequential Function Chart (SFC) volgens IEC-61131-3 norm In een Step zijn verschillende IEC Actions mogelijk:

N

Non-stored

Actie actief zolang stap actief is

R

overriding Reset

Actie wordt gedeactiveerd (Reset)

S

Store set

Actie wordt geactiveerd (Set)

L

time Limited

Actie blijft ingestelde tijd actief als ook de stap actief blijft

D

time Delayed

Actie actief na ingestelde tijd en zolang stap actief blijft

P

Pulse

1 PLC cyclus actief

SD

Stored and time Delayed

Actie wordt na ingestelde tijd geactiveerd (Set)

DS

time Delayed and Stored

Actie wordt na ingestelde tijd geactiveerd (Set) als de stap nog actief is

SL

Stored and time Limited

Actie is ingestelde tijd actief, ook al is de stap niet meer actief

12.02.2016

233


Sequential Function Chart (SFC) volgens IEC-61131-3 norm SFC takken kunnen zich splitsen: Voorwaardelijke tak Een gekozen tak uitvoeren Indien meerdere TRANSISTION tegelijkertijd actief zijn wordt de linkse tak uitgevoerd. Voorbeeld : TRANSISTION 3 en TRANSISTION 5 zijn tegelijkertijd actief. Tak met STEP 3 wordt actief.

Parallelle tak Alle takken uitvoeren De takken worden beiden uitgevoerd maar de TRANSISTION achter de parallelle tak wordt pas uitgevoerd als de laatste STEPs van beide takken actief zijn. Voorbeeld : TRANSISTION 9 wordt pas uitgevoerd als STEP 5 en STEP 7 actief zijn. 12.02.2016

234


Sequential Function Chart (SFC) volgens IEC-61131-3 norm SFC voorwaarden: Het woord TRANSISTION kun je vervangen door een binaire bewerking. Vergelijken van analoge waarden is mogelijk in een binaire bewerking. Door te dubbelklikken op het streepje links langs de TRANSISTION kun je de schuifvoorwaarde schrijven in een IEC61131-3 programmeertaal naar keuze. Analoge bewerkingen zijn niet mogelijk in Ladder Diagram (LD).

FBD

ST

LD

12.02.2016

235


Sequential Function Chart (SFC) volgens IEC-61131-3 norm “SFC Flags” voor het beïnvloeden van het SFC programma van buitenaf. Deze variabelen worden ingevoegd als INPUT of OUTPUT variabelen. De syntax moet exact zijn zoals hieronder vermeld.

12.02.2016

236


Sequential Function Chart (SFC) volgens IEC-61131-3 norm INPUTS voor SFC programma SFCInit Terug naar Init - Init wordt pas uitgevoerd na neergaande flank van het signaal. SFCReset Gaat naar Init op opgaande fank van het signaal. SFCPause Uitvoering SFC wordt gestopt. SFCTipMode Doorlopen SFC zonder dat de schuifvoorwaarden zijn voldaan = Simulatie. SFCTip Opgaande Flank van dit signaal schuift de SFC 1 stap verder.

12.02.2016

237


Sequential Function Chart (SFC) volgens IEC-61131-3 norm OUTPUTS voor SFC programma SFCError Wordt TRUE als er in een stap zich een timeout voordoet, moet worden gereset met SFCReset. SFCTrans Wordt TRUE als een transition (schuifvoorwaarde) actief wordt. SFCErrorSteps Geeft de naam van de stap waarin een timeout voorkomt. SFCErrorPOU Geeft de naam van het programmablok waarin een timeout voorkomt. SFCCurrentStep Geeft de naam van de huidige actieve stap. SFCErrorAnalyzation Info over de ontbrekende transition die een timeout veroorzaakt.

12.02.2016

238


Sequential Function Chart (SFC) volgens IEC-61131-3 norm SFC programma met “SFC-flags oproepen:

12.02.2016

239


Sequential Function Chart (SFC) volgens IEC-61131-3 norm Voorbeeld: Op de USB-stick staan “Export files” waarmee een voorbeeldproject snel is op te bouwen. Open een PLC programma of maak een nieuw PLC programma aan. Ga naar “Menu: Project > Import” en selecteer de file “SFC_INPUTOUTPUTVAR.EXP”, voor een voorbeeld SFC programma met alle SFC-inputs en outputs en de library “TcSystem…”. Hernoem het ingevoegd programma zoals gewenst en roep het op in uw hoofdprogramma (hier MAIN). In en Outputvariabelen kun je op dezelfde manier importeren via de files “GLOBAL_VARIABLES_IO.EXP” voor CX of CP controllers of “GLOBAL_VARIABLES_BC.EXP” voor BC controllers. In het hoofdprogramma (hier MAIN) kun je de input en output variabelen van het SFC-programma koppelen aan eigen variabelen. De input en output variabelen die je niet nodig hebt kun je leeg laten.

12.02.2016

240


Sequential Function Chart (SFC) volgens IEC-61131-3 norm Resultaat :

12.02.2016

241


Sequential Function Chart (SFC) volgens IEC-61131-3 norm Opbouwen SFC programma: Klikken op de gewenste STEP (rechthoek) of TRANSISTION (kruisje) en vervolgens via de icoontjes de gewenste actie selecteren.

Invoegen Use IEC-steps : Stap volgens IEC norm gebruiken Transition Jump : Voorwaardelijke sprong Jump : Sprong Parallel Branch (left) : Parallelle tak toevoegen Parallel Branch (right) : Parallelle tak toevoegen Alternative Branch (left) : Voorwaardelijke tak toevoegen Alternative Branch (right) : Voorwaardelijke tak toevoegen Step Transition (after) : Stap toevoegen Step Transition (before) : Stap toevoegen

12.02.2016

242


Sequential Function Chart (SFC) volgens IEC-61131-3 norm Toevoegen en verwijderen STEPs: Toevoegen Bij het toevoegen van een STEP wordt er ook steeds een TRANSISTION toegevoegd. Kies vooraf met de knop “Use IEC-steps”

welke werkwijze je wilt gebruiken.

Plaats de cursor op de plaats in het programma waar een nieuwe STEP nodig is. Klik op het gewenste icoontje

.

De namen van de STEPs en TRANSITIONs kunnen achteraf worden gewijzigd. Verwijderen Bij het verwijderen van een STEP moet ook telkens een TRANSISTION worden geselecteerd, dit kan met de shift toets ingedrukt tijdens het selecteren. Druk vervolgens op “Delete” om de STEP + TRANSISTION te verwijderen.

12.02.2016

243


Sequential Function Chart (SFC) volgens IEC-61131-3 norm Voorwaardelijke tak maken: Op het kruisje van een TRANSISTION klikken en vervolgens de icoontjes gebruiken. Een voorwaardelijke sprong naar een willekeurige STEP kan via de icoontjes

.

Vervolgens de TRANSISTION in de gewenste tak aanklikken om STEPs toe te voegen. Achteraf voorwaardelijke takken toevoegen kan ook maar dan is het soms nodig om de STEPs van een bestaande tak te knippen en in de nieuwe parallelle tak te plaatsen. Parallelle tak maken: Een bestaande STEP selecteren en vervolgens de icoontjes

gebruiken.

Vervolgens de STEP in de gewenste tak aanklikken om extra STEPs toe te voegen.

12.02.2016

244


Sequential Function Chart (SFC) volgens IEC-61131-3 norm Toevoegen code aan TRANSISTIONs en STEPs zonder gebruik van IEC-steps: Dubbelklik op het kruisje van de TRANSISTION of in de rechthoek van de STEP. Selecteer de gewenste programeertaal. Verwerken analoge signalen is niet mogelijk in Ladder Diagram (LD). Schrijf het programma. Verwijderen code bij TRANSISTIONs en STEPs zonder gebruik van IEC-steps: Rechtsklik op het kruisje van de TRANSISTION of de rechthoek van de STEP waarvan het programma moet worden verwijderd. Kies “Clear Action/Transition” om het programma te verwijderen. Step Attibutes: Te bereiken via rechtsklik Instellen minimum en maximum tijden voor de betreffende STEP. De maximum tijd kan worden gebruikt voor foutdetectie (TimeOut). Toevoegen commentaar.

12.02.2016

245


Sequential Function Chart (SFC) volgens IEC-61131-3 norm Toevoegen Actions bij gebruik van IEC-steps: Rechtsklik op het rechthoekje van een STEP en “Associate Action” kiezen. Verwijderen Actions bij gebruik van IEC-steps: Rechtsklik op het rechthoekje van een STEP en “Clear Action/Transistion” kiezen. Vervolgens de gewenste Action selecteren en bevestigen. Via Rechtsklik en “Options…” is het mogelijk het uiterlijk van het SFC programma te beïnvloeden.

12.02.2016

246



12.02.2016

247


Analoge signalen verwerken In dit voorbeeld willen we een analoog 4 tot 20 mA signaal afkomstig van een SICK afstandsmeter aansluiten op een KL/EL3021 en gebruiken in het PLC programma. Aansluitingen: KL/EL3021

SICK Afstandsmetingen

Brn=10..30VDC Blk=Switching output Blu=Ground Wht=Analog output Gra=Multi-function input

12.02.2016

248


Analoge signalen verwerken Aansluiting SICK analoge sensoren

24VDC

Kabel uit de sensor heeft 2 tot 5 aders De bruine is meestal de + voeding Een blauwe draad is niet altijd aanwezig maar indien aanwezig dan is dit meestal een 0VDC aansluiting De witte draad bevat meestal het 4..20mA analoge signaal De zwarte en eventuele grijze draad worden voor deze toepassing niet gebruikt Controle op onderbreken en kortsluiten van draden

KL/EL3021 bruin blauw wit

Voorbeelden van Sensoren 0VDC

0VDC

12.02.2016

249


Analoge signalen verwerken Informatie afkomstig vanuit configuratie (System Manager) Verwerken data van de EL3021

Verwerken data van de KL3021 IB0 IW2 QB0 QW2

12.02.2016

250


Analoge signalen verwerken De verschillende variabelen in de hardware : EL3021 Status : Deze bevat voor ons randinformatie, verdeeld over verschillende bits bit 0 : Underrange = ingangsstroom < 4mA (Open verbinding) bit 1 : Overrange = ingangsstroom > 20mA (Buiten meetbereik of kortsluiting) bit 6 : Error Value : Meetwaarde

KL3021 State : Deze bevat voor ons randinformatie, verdeeld over verschillende bits bit 0 : Underrange = ingangsstroom < 4mA (Open verbinding) bit 1 : Overrange = ingangsstroom > 20mA (Buiten meetbereik of kortsluiting) bit 6 : Error DataIn : Meetwaarde Ctrl : In normale situatie is deze steeds 0 Met bit 7 kan de terminal in zogenaamde “register communicatie” mode worden gezet DataOut : In normale situatie is deze steeds 0

12.02.2016

251


Analoge signalen verwerken Omzetten signalen: Hardware

PLC variabele

Grootheid

stroom: 4..20 mA

getal: 0..32767 INT

afstand: 100..600 mm

INT

mm

600 32767

100 0 4

20

mA

0

32767

INT

12.02.2016

252


Analoge signalen verwerken Omrekenen grootheden: Het signaal komt als INT (Integer) signaal binnen in de software, daar willen we het omzetten naar de grootheden mm en mA. Hiervoor hanteren we de algemene “regel van drie” : 4 mA 20mA

=> =>

0 INT 32767 INT

=> =>

100 mm 600 mm

Omgezet in een formule geeft dit:

Randverschijnselen: (MaxIn – MinIn) = 0

=>

ValueOut = 0 (deling door 0)

ValueIn <= MinIn

=>

ValueOut = MinOut

ValueIn >= MaxIn

=>

ValueOut = MaxOut 12.02.2016

253


Analoge signalen verwerken Gebruik van een Function om de formule niet steeds te moeten herhalen. FUNCTION Bouwsteen die herhaaldelijk kan worden opgeroepen. Bevat vrij programmeerbaar aantal INPUT variabelen. De Function is zelf een variabele OUTPUT van eender welk type.

12.02.2016

254


Analoge signalen verwerken De Functie voor onze formule kan er uitzien als volgt

Via “Menu: Project > Import” kun je via de “Export file” “ANALOGCONVERSION.EXP” de Functie “F_AnalogConversion” in uw project inladen Deze Functie zet de standaard ingangswaarde afkomstig van een analoog signaal om naar een comma getal met de gewenste grenzen.

12.02.2016

255


Analoge signalen verwerken Voorbeeld Maak een nieuw programma “PRG_Analoog” in Ladder Diagram (LD) en roep dit op in het “MAIN” programma Roep in 2 netwerken telkens de functie “F_AnalogConversion” op Het eerste netwerk zet het ingangssignaal om in een afstand Meet of bereken hiervoor nauwkeurig de afstanden die de sensor geeft MinIn = 0 MaxIn = 32767 MinOut = 100.0 mm in mijn voorbeeld MaxOut = 600.0 mm in mijn voorbeeld

Het tweede netwerk zet het ingangssignaal om in een stroom Deze stroom komt overeen hetgeen de sensor geeft aan de analoge terminal MinIn = 0 MaxIn = 32767 MinOut = 4.0 mA MaxOut = 20.0 mA

12.02.2016

256


Analoge signalen verwerken Programma voor het oproepen van de Function

12.02.2016

257


Analoge signalen verwerken Gebruik van de statusvariabelen

De verschillende BITS in een BYTE kunnen opgevraagd worden door een “punt” te plaatsen gevolgd door de “bitnummer”

12.02.2016

258


Analoge signalen verwerken Het resultaat gebruiken in vergelijkingsfuncties

Waarde : De bovenste waarde wordt vergeleken tov de onderste Resultaat : Binaire waarde TRUE of FALSE

De mogelijkheden LT

(Less Then)

<

LE

(Less than or Equal to)

<=

EQ

(EQual)

=

NE

(Not Equal)

<>

GE

(Greater than or Equal to)

>=

GT

(Greater Than)

>

12.02.2016

259



OPTIONEEL

Dit hoofdstuk is optioneel en enkel bedoeld voor diegenen die zelf de functie willen aanmaken Uitgewerkt voorbeeld : Nieuwe Function aanmaken Rechtsklik in de boomsructuur in het tabblad POU en kies “Add Object…”

v

12.02.2016

260



OPTIONEEL

Function voor conversie analoog signal naar een REAL getal in Ladder Diagram.

12.02.2016

261



OPTIONEEL

12.02.2016

262



OPTIONEEL

De Functie houd rekening met het mogelijk verkeerd ingeven van gegevens Ook het omkeren van de curve is toegestaan

12.02.2016

263



OPTIONEEL

Zelfde Function voor conversie analoog signaal in Structured Text.

12.02.2016

264



12.02.2016

265


Seriële signalen verwerken Het is mogelijk een Seriële Communicatie met de PLC op te bouwen via RS232 of RS485 aansluitingen De Seriële aansluitingen kunnen rechtstreeks op de PLC zijn geplaatst zoals bij de CP6606 maar kunnen ook worden opgenomen tussen de KL of EL-terminals Om de data in het PLC programma te krijgen wordt er gebruik gemaakt van een library Deze library levert een aantal bouwstenen voor de dataoverdracht Voor de dataoverdracht wordt meestal gebruik gemaakt van 2 PLC-taken De snelle PLC-taak verwerkt de data uit de hardware en plaatst deze in een Buffer De standaard PLC-taak verwerkt de data uit de Buffer

12.02.2016

266


Seriële signalen verwerken Bij CX/CP-controllers wordt de COMlibV2.lib gebruikt Deze library is standaard niet aanwezig en dient te worden geïnstalleerd De library kun je installeren vanuit het supplement “TwinCAT PLC Serial Comm” Dit supplement vind je ook op de USB-stick van de training

12.02.2016

267


Seriële signalen verwerken Aansluiting SICK scanner op COM-poort (RS232)

Beckhoff CP6606

SICK CLV610 - CDB620-001

Afgeschermde kabel met 3 aders tussen scanner en PLC 1 kant bevat SUB-D9 female connector Andere kant heeft open einde

Sub-D9 female Rx 2 Tx 3 GND 5

43 44 42

12.02.2016

268


Seriële signalen verwerken Hardware configuratie in System Manager Nieuw project aanmaken Verbinding maken met CP6606 IO-Configuration scannen EtherCAT device wordt automatisch gescand Seriële Poort RS232 manueel toevoegen Rechtsklik op “I/O Devices” en kies “Append Device” Kies “Serial Communication Port” Klik vervolgens “Device (COM Port)” vervolgens tabblad “Communication Properties” Pas de parameters aan op: Baudrate: Stopbits: Databits: Parity:

57600 1 8 None 12.02.2016

269


Seriële signalen verwerken Voorbeeld Programma voor het inlezen van de Barcode via een SICK CLV610 scanner 1.

Nieuw PLC project starten

2.

De variabelen en de bouwstenen belangrijk voor de communicatie zijn vooraf gemaakt en beschikbaar via een “Export file” Roep via “Menu: Project > Import” de file “RS232_SERIAL.EXP” op Er wordt een lijst “Global_Variables_RS232” geladen en twee programma’s; “PRG_SerialLineControl” en “PRG_Serial”

3.

Maak een programma “MAIN2”

4.

Roep “PRG_SerialLineControl” op in “MAIN2”

5.

Roep “PRG_Serial” op in “MAIN”

2

5

3

4

2

12.02.2016

270


Seriële signalen verwerken 6.

Library TcUtilities.lib en COMlibV2.lib laden in het PLC programma

12.02.2016

271



Instellen PLC taken

a b c Elke taak krijgt Priority nummer. Snelste Task instellen op Priority 0. b

a.

Rechtsklik op het icoontje voor “Task configuration” en kies “Append Task”

b.

Klik op de nieuwe Task en vul de gegevens in zoals in bovenstaande figuur

c.

Rechtsklik op het icoontje voor de nieuwe taak (Fast) en kies “Append Program Call” Selecteer programma “MAIN2”

d.

Klik op Task “Standard” en stel de Priority in op 1 12.02.2016

272



PLC programma opslaan en in de CP controller laden

9.

In “System Manager” het PLC programma laden

10. De Input en Output variabelen omslepen naar task Fast

10

12.02.2016

273


Seriële signalen verwerken 11. PLC variabelen linken met hardware

12. Configuratie opslaan 13. Activate configuration 14. PLC Programma laden en starten

12.02.2016

274


Seriële signalen verwerken 15. Test scannen

16 17

16. Zet de variabele “bSerial_ZendenTrigger” op TRUE 17. Als een barcode wordt gevonden dan komt het resultaat in variabele “sSerial_Barcode”

12.02.2016

275



12.02.2016

276


Human Machine Interface (HMI) aanmaken met PLC HMI Voor het motorstuurprogramma van eerder in de cursus willen we een Human Machine Interface (HMI) maken De HMI wordt aangemaakt in het programma “PLC control” Het weergeven is mogelijk op verschillende manieren: Gratis als window binnen “PLC control” programmeeromgeving Bruikbaar in combinatie met alle controllers; BC, CX, CP, IPC… Betalend fullscreen op de plaats waar het PLC programma draait (Vb: CP6606) Enkel bruikbaar in combinatie met Windows toestellen; CX, CP, IPC Betalende webvisualisatie op een browser die Java ondersteunt Bruikbaar op; CX, CP, IPC

12.02.2016

277


Human Machine Interface (HMI) aanmaken met PLC HMI Info en mogelijkheden, terug te vinden in “Beckhoff Information System”

12.02.2016

278


Human Machine Interface (HMI) aanmaken met PLC HMI PLC programma aanpassen 1. Voeg parallel op de hardware START en STOP knoppen extra variabelen toe die we achteraf gaan gebruiken in de visualisatie. Deze variabelen kunnen lokaal of global worden gedeclareerd (lokaal in dit voorbeeld). 2. We willen de nog te lopen uitlooptijd voor de motor weergeven in een label op de visualisatie. Netwerk 5 laat zie hoe we dit oplossen.

1

1

Het resultaat geven we weer als een REAL getal in seconden.

2

12.02.2016

279


Human Machine Interface (HMI) aanmaken met PLC HMI Weergave visualisaties fullscreen of als web visualisatie Enkel mogelijk bij geldige licentie 3. Bij een Windows CE-toestel zal de visualisatie fullscreen worden weergegeven. 4. De visualisatie is op te roepen met een browser die Java ondersteunt, via elke computer/smartphone/tablet in het zelfde netwerk als de PLC. Oproepen in de browser kan met: http:///TcWebVisu/Index.htm

3

Voorbeeld: http://CX-012345/TcWebVisu/Index.htm

4

12.02.2016

280


Human Machine Interface (HMI) aanmaken met PLC HMI Visualisatie maken 5. Tabblad “Visualizations” aanklikken

7

6

6. Rechtsklik op “Visualizations” en voeg een nieuwe visualisatie toe met “Add Object” 7. Het resultaat is een venster met allemaal puntjes 8. Verschillende icoontjes voor het tekenen van de visualisatie Zie “Beckhoff Information System” voor gedetailleerde informatie

5

8

Labels

Knop 12.02.2016

281


Human Machine Interface (HMI) aanmaken met PLC HMI Visualisatie maken 9. Gebruik de knop “Button” om een drukknop te tekenen = Klik > Slepen > Loslaten

9

10. Dubbelklik op de getekende knop om de eigenschapen te wijzigen 11. Kies Category “Text” om de tekst in de knop te wijzigen

10

11

12.02.2016

282


Human Machine Interface (HMI) aanmaken met PLC HMI Visualisatie maken 12. Kies Category “Input” en selecteer “Tap variabele” om van de knop een “drukknop” te maken 13. Klik in het variabele veld en druk daarna op F2 (Input Assistant) 14. Selecteer de juiste variabele “bVisu_Start” 15. Kopiëer de Start-knop om de layout gelijk te houden en pas daana de eigenschappen

12

13

15

F2 14

Text = “Stop” Input > Tap variable = “bVisu_Stop”

12.02.2016

283


Human Machine Interface (HMI) aanmaken met PLC HMI Visualisatie maken

16

16. Teken vanuit het icoontje een cirkel voor het weergeven van de motor 17. Dubbelklik op de cirkel voor het wijzigen van de eigenschappen 18. Category “Text” aanklikken om de weer te geven tekst te plaatsen

17

Tekst in 2 regels: bovenaan = “Motor”, onderaan = “%d” of “%s”

Ctrl+Enter

Naar nieuwe regel gaan met “Ctrl+Enter” Variabele tekst weergeven met: %s = Tekst weergave %d = Decimale waarde weergeven

18

12.02.2016

284


Human Machine Interface (HMI) aanmaken met PLC HMI Visualisatie maken 19. Variabelen voor tekstweergave en kleuren selecteren PRG_Motorsturing.fbMotorsturing.Q1

19

20. Kleur selecteren voor de weergave van de label wanneer de “Change color” variable FALSE is 21. Kleur selecteren voor de weergave van de label wanneer de “Change color” variable TRUE is

20

21

12.02.2016

285



22

22. Klik op het icoontje om een label te tekenen 23. Category “Text” aanklikken om de weer te geven tekst te plaatsen Tekst in 2 regels: bovenaan = “Uitlooptijd”, onderaan = “%2.1f s” Naar nieuwe regel gaan met “Ctrl+Enter” Variabele tekst weergeven met: %2.1f = Reëel getal weergeven, 2 cijfers voor de punt, 1 cijfers na de punt De “ s” onderaan is tekst voor het weergeven van een eenheid bij het getal, hier weergave in seconden

23

12.02.2016

286


Human Machine Interface (HMI) aanmaken met PLC HMI Visualisatie maken 24. Variabelen voor tekstweergave en keuze kleur selecteren met F2 (Input assistant)

24

25. Kleur instellen met RGB waarden, doorgeven als Hexadecimale waarde 16#00BBGGRR RR : Rood

Hex = 00..FF

GG : Groen Hex = 00..FF BB : Blauw

26

Hex = 00..FF

► Ter info… HEX 00..FF = DEC 0..255

25

26. Mogelijkheid om constanten toe te voegen aan het PLC programma 12.02.2016

287



27

27. Test het eindresultaat

12.02.2016

288



12.02.2016

289


EtherCAT – Geschiedenis veldbussen Modbus RTU

DeviceNet

1979

1994

EtherNet-IP 1995

RS232

Ethernet

Profibus

1963

1974

1989

1960

1965

1970

1975

1980

1985

ModBus TCP

1990

1995

2000

RS485

Profinet

1980

2003

CanOpen

EtherCAT

1986

2004

2005

AS-I 1994

12.02.2016

290


EtherCAT – Keuze van veldbussystemen Keuze van veldbussystemen: Transportcapaciteit Reactie- en responsetijd Maximum aantal deelnemers op de bus Maximum toegestane lengte van de buskabel Betrouwbaarheid Standaardisatie Hulpmiddelen Verkrijgbaarheid van de producten Ondersteuning door leveranciers Kosten aanleg en onderhoud

12.02.2016

291


EtherCAT – EtherNet vs. Industrieel EtherNet Kantoor

Industrie

Geklimatiseerd

Extreme temperatuur schommelingen

Laag stof gehalte

Grote stof belasting

Geen codens

Condens mogelijk

Geen vibraties

Vibrerende installaties

Weinig EMC

Hoge EMC belasting

Laag mechanisch gevaar

Groot mechanisch gevaar

Weinig UV straling

UV straling in buitengebruik

Geen chemische gevaren

Chemische omgeving mogelijk

12.02.2016

292


EtherCAT – www.ethercat.org

12.02.2016

293


EtherCAT – www.ethercat.org the 4 leading robot manufacturer the 5 biggest manufacturer of plastic machineries the 4 biggest shipbuilder the 10 leading manufacturer of chipmanufacturing machinery 9 of 11 big machine tool manufacturer all big automation supplier (except Siemens and Rockwell)

12.02.2016

294


EtherCAT – www.ethercat.org

12.02.2016

295


EtherCAT - Snelheden Synchrone, seriële verbinding Met een maximum van 65535 devices. Max lengte tussen 2 nodes : 100m koper, 20km fiber Snelheden 12000 digitale I/O 300µs, 100 servo assen 100µs PLC cyclustijden vanaf 50µs Motion cyclustijden vanaf 31,25µs

12.02.2016

296


EtherCAT – Bekabeling en connectoren Bekabeling :

Stekkers IP20 tot IP67:

12.02.2016

297


EtherCAT - Topologie Fieldbus

Afzonderlijk netwerk met mogelijke koppeling naar Ethernet en Internet via communicatie terminals OPGELET: Geen rechtstreekse kabelverbinding maken tussen EtherCAT en EtherNet

EK1100

EK1110

E EK1110

EK1100

BK1250

KL9010

K Fieldbus

E>K

Integratie van andere veldbussen als RS232, RS485, Profibus, ProfiNet CANopen, DeviceNet, EtherNet, EtherNet-IP, DALI, KNX, LON, DMX, ...

EK1110

E

E

E

KL9010

K

EK1100

EK1100

BK1120

EK1100

EL9011

E

12.02.2016

298


EtherCAT - Topologie Mix van topologieën Bus, lijn, ster... Bekabeling met FTP netwerkbekabeling Ook bekabeling mogelijk met fibers Elke EtherCAT slave terminal bevat een ECAD-controller Gewone netwerk-switchen zijn niet bruikbaar

12.02.2016

299


EtherCAT – Koppeling tussen machines

Koppeling tussen machines Vb: CNC machine met automatische aanvoermachine en automatische afvoermachine Snel synchroon dataverkeer Koppeling van Safety

12.02.2016

300


EtherCAT – Koppeling met andere netwerken Zowel mogelijk als master of slave

12.02.2016

301


EtherCAT – Integratie TwinSAFE machineveiligheid Integratie FSoE (FailSafe over EterCAT) IEC 61508 Safety Integrity Level (SIL 3) ISO 13849 Performance Level (Cat 4 / PL e) IEC 61800-5-2 Ed1.0 Regelbare elektrische aandrijfsystemen

12.02.2016

302


EtherCAT - Redundantie Een enkele onderbreking in de bekabeling geeft geen verlies van de verbinding

12.02.2016

303


EtherCAT - Werking Elke hardware topologie is mogelijk (bus, lijn, ster) Het EtherCAT telegram vervolgt altijd dezelfde weg, bepaald door de ECAT chip in elke slave terminal

Up to 65535 Nodes 12.02.2016

304


EtherCAT - Werking Alle data wordt in één netwerkbericht afgeleverd en opgehaald. Process data grootte per slave is bijna ongelimiteerd (1 Bit…60 Kbyte, indien nodig gespreid over meerdere frames) De overhead van Ethernet blijft, maar wordt verspreid over alle deelnemers op het netwerk. Hiervoor is wel speciale electronica (controllerchips) nodig in de slave terminals en hier wijkt Ethercat af van het “gewone” Ethernet .

Slave Device

Slave Device

EtherCAT Slave Controller

EtherCAT Slave Controller

12.02.2016

305


EtherCAT - Werking Sortering data in het EtherCAT telegram zodat de master wordt ontlast De slave controller chip zorgt voor de data sortering Master wordt hierdoor veel goedkoper

IPC

DVI

.. ..

logical process image: up to 4 GByte

23 2

Telegram Structure Ethernet HDR

HDR 1

PLC Data

HDR 2

NC Data

HDR n

Data n

CRC

Data n PLC Data NC Data

SubTelegram 1

SubTelegram 2

SubTelegram n

0 12.02.2016

306


EtherCAT - Werking Zonder kabelredundantie

Master

Normale werking

RX Unit

TX Unit

RX

TX

MAC 1 RX TX

☺

☺

☺

Slave 1

Slave M-1

Slave N

RX

TX

TX

RX

...

RX

TX

TX

RX

...

RX

TX

TX

RX

12.02.2016

307


EtherCAT - Werking Zonder kabelredundantie

Master

Storing in het netwerk

RX Unit

TX Unit

RX

TX

MAC 1 RX TX

☺

☺

Slave 1

Slave M-1

RX

TX

TX

RX

...

RX

TX

TX

RX

Slave N

...

RX

TX

TX

RX

12.02.2016

308


EtherCAT – State Machine EtherCAT State Machine Zorgt voor de automatische opstart van EtherCAT, ook na fouten op de veldbus

Init

Init Geen communication met “Application Layer” Pre-Operational Mailbox communicatie op “Application Layer” Geen “Process Data” communicatie Safe-Operational Mailbox communicatie op “Application Layer” “Process Data” communicatie, Inputs communiceren, Outputs in “Safe” status Operational “Process Data” communicatie, Inputs en Outputs communiceren

(IP)

(PI)

(SI)

(IB)

Pre-Operational (OI)

(OP)

(PS)

(BI)

Bootstrap (optional)

(SP)

Safe-Operational (SO)

(OS)

Operational 12.02.2016

309


EtherCAT - Diagnose Diagnose via “System Manager”

12.02.2016

310


Dagindeling Extra Oefeningen Sequential Function Chart (SFC) volgens IEC-61131-3 norm Analoge signalen verwerken Seriële signalen verwerken Human Machine Interface (HMI) aanmaken met Beckhoff PLC HMI EtherCAT veldbus Stappenmotor Theorie Componenten Configuratie Testen / Optimalisatie Gebruik ScopeView Aansturen motion vanuit PLC code

12.02.2016

311


Stappenmotor - Werking

12.02.2016

312


Stappenmotor - Werking Een stappenmotor is een borstelloze, synchrone elektromotor De rotor bevat permanente magneten De stator is opgebouwd uit elektromagneten Een hoge resolutie wordt bereikt door zowel de stator als de rotor te voorzien van een hoog aantal polen Elke keer wanneer een wikkeling bekrachtigd wordt, komt een pool in de rotor recht tegenover een pool in de stator te staan, waardoor de rotor een klein stukje draait Door naast elkaar gelegen wikkelingen gelijktijdig en verschillend te bekrachtigen (meestal door middel van pulsbreedtemodulatie = PWM) kan een nog hogere resolutie worden bereikt Typische stapgrootte = 1,8°/step Dit betekent 200 steps per motoromwenteling

12.02.2016

313


Stappenmotor - Werking Voor het aansturen van een stappenmotor heeft Beckhoff een aantal terminals K-bus: KL2531 of KL2541 E-bus: EL7031 of EL7041

De motor kan rechtstreeks vanuit de PLC-runtime worden aangestuurd In de terminal kan de motor direct worden aangestuurd vanuit de PLC-taak Nadeel: Een volwaardige positieregeling opbouwen vraagt redelijk wat werk

Beckhoff bied optioneel een “Motion Control”-task aan vanaf de middelgrote controllers NC PTP voor aansturen onafhankelijke assen NC I met interpolatie tussen de assen Positieregeling is via een eenvoudige grafische interface op te bouwen Voor de PLC-code zijn er verschillende Funktieblokken beschikbaar 12.02.2016

314


Stappenmotor – Aansturen motor vanuit Motion Control Mogelijkheden van Motion Control PTP Point-to-Point Motion Aansturen van bewegingen van motoren Alle motoren bewegen onafhankelijk van elkaar Gearing Electronisch koppelen van motoren Camming Electronische nokkenas Flying Saw Electronisch koppelen van motoren op een bepaalde positie

12.02.2016

315


Stappenmotor – Aansturen motor vanuit Motion Control Eenvoudig Motion profiel: Een object bewegen van punt A naar punt B

Positie Snelheid Versnelling

s=v.t

12.02.2016

316


Stappenmotor – Aansturen motor vanuit Motion Control Een object bewegen van punt A naar punt B, met acceleratie / deceleratie


v=a.t

s = ½ a . t²

12.02.2016

317


Stappenmotor – Aansturen motor vanuit Motion Control Een object bewegen van punt A naar punt B, met acceleratie / deceleratie en Jerk


Jerk: eerste afgeleide van de versnelling (eenheid m/s³)

12.02.2016

318


Stappenmotor – Motion Control PTP in TwinCAT Motion Controller geschikt voor max 255 assen Open voor alle types assen: servo-motoren stappenmotoren frequentieregelaars aan-uit regeling (via 2 snelheden) hydraulische assen … Meerdere types encoder: digitale encoders, Sercos, SSI analoog: +/-10 V … Meerdere regelkringen: P, PI, PID

12.02.2016

319



12.02.2016

320


Stappenmotor – Componenten AS1030 - Stappenmotor Data http://infosys.beckhoff.com/content/1033/as1000_ba/index.html?id=14801

12.02.2016

321


Stappenmotor – Componenten AS1030 - Stappenmotor Maximum toerental

12.02.2016

322


Stappenmotor – Componenten AS1030 - Stappenmotor Koppel-toerental grafiek

12.02.2016

323


Stappenmotor – Componenten AS1030 - Stappenmotor Mechanische tekening 2D - DXF-file http://download.beckhoff.com/download/Technical_Drawings/Drive_Technology/dxf/AS1xxx/AS-1030-0000.zip

3D - STEP-file http://download.beckhoff.com/download/Technical_Drawings/Drive_Technology/step/AS1xxx/AS-1030-0000.zip

12.02.2016

324


Stappenmotor - Componenten EL7031 - Stappenmotor terminal http://infosys.beckhoff.com/content/1033/el70x1/html/bt_el70x1_title.htm?id=10461

12.02.2016

325


Stappenmotor - Componenten SICK AFM60A-BDEB018x12 - Absolute Encoder https://www.sick.com/de/en/encoders/absolute-encoders/afsafm60-ethercat/afm60a-bdeb018x12/p/p301975

12.02.2016

326


Stappenmotor - Componenten SICK AFM60A-BDEB018x12 - Absolute Encoder Download via de website-link (zie vorige pagina) de software driver voor EtherCAT De ZIP-file staat ook op de USB-stick van de Beckhoff training

Plaats de inhoud van de ZIP-file in de map: C:\TwinCAT\Io\EtherCAT\

12.02.2016

327



12.02.2016

328


Stappenmotor – Configuratie – Scannen hardware Bij I/O Device scan vanuit een nieuw project zal op een bepaald ogenblik worden gevraagd om een NC-taak aan te maken Een NC-Configuration manueel aanmaken kan ook

Opgelet : De NC-Configuration is niet aanwezig in de boomstructuur wanneer de NC-PTP of NC-I licentie ontbreekt op de controller, minimaal is een CX9020 of CP6606 nodig Een BC-controller is niet geschikt De EL9100, systeemterminal, bevat geen electronica en wordt daarom niet automatisch gevonden Indien gewenst kun je deze terminal manueel invoegen Voor de werking van de configuratie is dit niet nodig maar voor onderhoud is dit wel handig 12.02.2016

329


Stappenmotor – Configuratie – EL7031 EL7031 Motorparameters invullen Tabblad: CoE-online Parameters rechtstreeks in de terminal invullen, bij wisselen van de terminal gaan de parameters verloren!

Tabblad: Startup Parameters worden bijgehouden in de System Manager configuratiefile, bij opstart van de hardware worden de parameters vanuit de controller in de terminal geladen

Motorparameters voor AS1030 8010:01 Maximal current: 1500 (mA) 8010:02 Reduced current: 1500 (mA) 8010:03 Nominal voltage: 24000 (mV) 8010:04 Motor coil resistance: 80 (0,01Ω) 8010:06 Motor fullsteps: 200 (steps) 8012:05 Speed range: 2000 (fullsteps/sec)

12.02.2016

330


Stappenmotor – Configuratie – NC-configuration Bij het scannen van een nieuwe configuratie is er voor elke gevonden motorterminal een “Axis” (1) aangemaakt in de NC-configuration De “Axis” is automatisch “gelinkt” met de motorterminal (2) Unit (3) dient te worden gekozen in functie van het project We kiezen hier “mm” omdat we het bandje lineair gaan bewegen

2

1

3

12.02.2016

331


Stappenmotor – Configuratie – NC-configuration Feedback system - terugkoppeling Standaard zal de feedback van de motorterminal worden gebruikt Zie (1) > (2) > (3) Er zijn echter meerdere mogelijkheden Open loop = Simulation encoder (4) Zuiver softwarematige terugkoppeling, ggen enkele controle op eventuele slip van de motor Controlled open loop = Profile MDP 511 (3) De EL7031 zal aan de hand van het PWM signaal naar de motor een positie bijhouden Closed loop = Echte encoder selecteren Via “Link To” (2) Rechtstreeks via de Input variabelen in de boomstructuur (1)

2 4 1 3

12.02.2016

332


Stappenmotor – Configuratie – NC-configuration Closed loop = Koppeling met SICK EtherCAT encoder Link To (1) verwijderen Universele encoder selecteren (2) De encoder waarde (4) rechtstreeks koppelen aan de juiste data-variabele in de feedback van de as (3) OPGELET: Een eventueel aanwezige link op deze variabele eerst verwijderen

1 2

3

4

12.02.2016

333


Stappenmotor – Configuratie – NC-configuration Algemene instelling in de NC-taak “Create Symbols” aktiveren (5) Dit vereenvoudigd de inbedrijfname met behulp van ScopeView

5

12.02.2016

334


Stappenmotor – Configuratie – NC-configuration Instelling Scaling Factor (Algemeen) Het instellen van de Scaling Factor dient zo nauwkeurig mogelijk te gebeuren (6) Verplaatsing van één motoromwenteling zeer nauwkeurig opmeten Theoretisch berekenen

6

12.02.2016

335


Stappenmotor – Configuratie – NC-configuration Instelling Scaling Factor (Theoretisch) In onderstaand voorbeeld is uitgegaan van een rotatieve beweging

Zonder Encoder = open loop SF = Weg per motor omwenteling / Fullsteps x Microsteps SF = 360° / 200 x 64 SF = 0,028125

Met standaard Beckhoff Encoder = closed loop SF = Weg per motor omwenteling / Inkrements x 4 SF = 360° / 1024 x 4 SF = 0,087890625

12.02.2016

336


Stappenmotor – Configuratie – NC-configuration Instelling Scaling Factor (RTC transportbandje) Info Op de stappenmotor zit een tandriemschijf met diameter 20mm De transportband wordt aangedreven door een tandriemschijf met diameter 40mm De SICK encoder zit op de as van de transportband De buitendiameter van de transportband is 44mm De SICK encoder geeft 40000h INC/Rev

Berekening

Transportband Encoder

SF = Distance/Rev / INC SF = ((44 x π) / Reductieverhouding) / 40000h

44

40

SF = ((44 x π) / (40 / 20)) / 262144 SF = 69,115 / 262144 SF = 0,00263652947917845 mm/INC

20

Motor

12.02.2016

337


Stappenmotor – Configuratie – NC-configuration Instelling Scaling Factor in NC-taak Vul de Scaling Factor in met zoveel mogelijk cijfers na de comma (1)

1

3 2 Bevestig de wijziging met “Download” (2) en bevestig met “OK” (3) “Save now” zorgt er voor dat de configuratie wordt opgeslagen in de controller Hetzelfde kan worden bereikt met “Activate Configuration”

12.02.2016

338


Stappenmotor – Configuratie – NC-configuration Instelling Reference Velocity (RTC transportbandje) Maximum velocity vmax = base frequency / motor frequency vmax = (2000 full steps) / (200 full steps / revolution) vmax = 10 revolution/s Mogelijk moet de maximum snelheid verder worden verlaagd omwille van mechanische beperkingen

Reference velocity vref = vmax x distance/rev vref = 10 x 69,115 vref = 691,15 mm/s

12.02.2016

339


Stappenmotor – Configuratie – NC-configuration Instelling Reference Velocity in NC-taak (1) Vul de Reference Velocity in (1)

1

2 Bevestig de wijziging met “Download” (2) en bevestig met “OK” (3) “Save now” zorgt er voor dat de configuratie wordt opgeslagen in de controller Hetzelfde kan worden bereikt met “Activate Configuration”

12.02.2016

340



12.02.2016

341


Stappenmotor – Testen / optimalisatie Via het tabblad Online kan de motor aangestuurd worden Motor bekrachtigen (1), met override kan de snelheid worden beperkt Met de F-toetsen (2) kan de motor aangestuurd worden

1

2 12.02.2016

342


Stappenmotor – Testen / optimalisatie Parameters instellen om de motor zonder fouten te kunnen aansturen Lag monitoring (1) uitschakelen (= slip, verschil tussen aansturing en terugkoppeling) Gewijzigde parameters doorsturen via de knop Download (2)

1

2

12.02.2016

343


Stappenmotor – Testen / optimalisatie Parameters instellen om de motor zonder fouten te kunnen aansturen Om de versnelling in ScopeView te kunnen weergeven dien je de “Encoder Mode” (1) aan te passen naar instelling “POSVELOACC” (2)

1 2

12.02.2016

344


Stappenmotor – Testen / optimalisatie Draairichting motor controleren Keer de instelling (1) om wanneer de motor verkeerd om draait bij drukken op

1

Encoder telrichting controleren Keer de instelling (2) om wanneer de positierichting afneemt bij drukken op

2

12.02.2016

345


Stappenmotor – Testen / optimalisatie Optimalisatie van de bewegingen In functie van de beschikbare tijd de snelheid, versnelling, vertraging en jerk optimaal instellen (1) De Kv-factor (2) zodanig instellen dat de motor vlot reageert zonder te gaan oscilleren

1

2 1 12.02.2016

346


Stappenmotor – Testen / optimalisatie Stel de Kv-factor in op een correcte waarde Kv te laag

12.02.2016

347


Stappenmotor – Testen / optimalisatie Stel de Kv-factor in op een correcte waarde Kv in orde

12.02.2016

348


Stappenmotor – Testen / optimalisatie Stel de Kv-factor in op een correcte waarde Kv te hoog - oscillatie

12.02.2016

349


Stappenmotor – Testen / optimalisatie Motor heen en weer laten bewegen vanuit System Manager Kies de functie “Reversing Sequence” (1) Stel de gewenste posities en snelheid in (2) Zet de absolute positie eventueel op 0 (3) De sequentie kan worden gestart en gestopt (4) Voer nu scope metingen uit en pas de Kv-parameter en eventuele andere parameters aan tot het gewenste gedrag wordt bekomen

1 4

2

3

12.02.2016

350



12.02.2016

351


Stappenmotor – Gebruik ScopeView Met TwinCAT 2 wordt een gratis softwarematige oscilloscoop geïnstalleerd, “Scope View” waarmee het mogelijk is alle signalen in de PLC te grafisch te visualiseren

Er bestaat ook een betalende versie “TwinCAT Scope 2” met meer mogelijkheden Op de USB-stick van de training vind je onderstaand voorbeeld Scope View project Bij dit project dien je alleen verbinding te maken met de juiste motor 12.02.2016

352


Stappenmotor – Gebruik ScopeView ScopeView kanalen aanmaken Rechtsklik op Scope (1) Kanalen aanmaken via rechtsklik (2)

1 2

1

2

12.02.2016

353


Stappenmotor – Gebruik ScopeView Scope instellen (X-as) Ringbuffer instellen om continue te kunnen meten (1)

1

12.02.2016

354


Stappenmotor – Gebruik ScopeView Channels instellen (Y-as) Channel koppelen met een Motion of PLC kanaal (1) AMS Net ID is het Beckhoff adres van de controller, dit vind je terug in de System Manager (2) Voor Motion kies je “501 NC”, voor ons PLC programma kies je “801 PLC1, Runtime” (3) Druk “Reload Symbols” (4) Selecteer de weer te geven variabele (5)

5 2 3 1 4 12.02.2016

355


Stappenmotor – Gebruik ScopeView Channels instellen (Y-as) Grenswaarden voor de weergave instellen (1) Met “Show Label” kunnen de grenswaarden op de Y-as worden in- of uitgeschakeld

2 1

12.02.2016

356


Stappenmotor – Gebruik ScopeView Channels instellen (Y-as) Grenswaarden voor de weergave instellen (1) Met “Show Label” kunnen de grenswaarden op de Y-as worden in- of uitgeschakeld (2) Op het tabbblad “Style” (3) kan de penkleur worden ingesteld

3 2 1

12.02.2016

357


Stappenmotor – Gebruik ScopeView Channels instellen (Y-as) Grenswaarden voor de weergave instellen (1) Met “Show Label” kunnen de grenswaarden op de Y-as worden in- of uitgeschakeld (2) Op het tabbblad “Style” (3) kan de penkleur worden ingesteld

3 2 1

12.02.2016

358


Stappenmotor – Gebruik ScopeView Meetwaarden Via de icoontjes kan de meting worden gestart en gestopt (1)

1

In de boomstructuur kan door rechtsklik op het Scope beeld “cursors” worden ingeschakeld (2)+(3)

5

Er verschijnt een lijst met allerlei meetresultaten (4) Via icoontjes (5) kan op detail worden ingezoomd voor nauwkeurige metingen

2

6

De meetresultaten kunnen worden opgeslagen via het menu dat verschijnt na rechtsklik op het Scope beeld (6)

4 3

12.02.2016

359



12.02.2016

360


Stappenmotor – Motion vanuit PLC code – Laden library De juiste bibliotheken laden TcMc2.lib (1) toevoegen voor het kunnen gebruiken van motion functionaliteiten Optioneel TcEtherCAT.lib (2) toevoegen om parameters in de motorterminal te kunnen aanpassen en eventueel om foutmeldingen van de motorterminal te kunnen resetten vanuit de PLC code

2 1

Andere noodzakelijke bibliotheken worden automatisch toegevoegd

12.02.2016

361


Stappenmotor – Motion vanuit PLC code – Uitleg library Zie het “Beckhoff Information System” voor gedetaileerde uitleg over de verschillende componenten Bij “Overview” vind je wat nodig is voor de verschillende bewegingen De koppeling met de drive terminal, bv: EL7031, verloopt via het data type “AXIS_REF” Bij elke Function en Function Block vind je informatie zoals: Werking Interface Uitleg variabelen Soms is er ook een voorbeeldprogramma 12.02.2016

362


Stappenmotor – Motion vanuit PLC code – AXIS_REF In PLC control “AXIS_REF” variabele (1) maken voor de stappenmotor Compileren code via “Project > Build”

1

Opslaan code via “Save”

In System Manager Rechtsklik op het PLC-programma (2) en kies voor “Rescan Project” Leg de link tussen de “AXIS_REF” Input en Output variabelen (3) van de NC-Configuration en de PLC-Configuration Project opslaan via “Save” en “Activate Configuration” uitvoeren

3 2 12.02.2016

363


Stappenmotor – Motion vanuit PLC code – Function Blocks De basis bouwstenen MC_Power De motor bekrachtigen MC_Reset Storingen resetten MC_Stop Stopt de motor en verhindert nieuwe bewegingen

Execute Input De meeste bouwstenen worden gestart door een opgaande flank op deze Input Een volgende actie kan reeds worden gestart voordat de huidige actie is afgelopen Hoe de overgang verloopt wordt bepaald door de “Buffermode”

12.02.2016

364


Stappenmotor – Motion vanuit PLC code – Function Blocks MC_BufferMode Komt voor in vele bouwstenen Bepaalt hoe de motor zal reageren op een volgend commando Bij verschillende bewegingscommando’s na elkaar kan de motor tussenin stoppen maar ook versnellen of vertragen volgens de instellingen van het nieuwe commando

12.02.2016

365


Stappenmotor – Motion vanuit PLC code – Function Blocks Status MC_ReadStatus Opvragen van allerlei motorgegevens MC_ReadActualPosition Terugmelding van de huidige positie MC_ReadActualVelocity Terugmelding van de huidige snelheid Andere status informatie van de motor kun je terugvinden in de AXIS_REF structuur

12.02.2016

366


Stappenmotor – Motion vanuit PLC code – Function Blocks Bewegingen MC_Halt Beweging stoppen MC_MoveVelocity Constante beweging MC_MoveRelative Beweging naar een punt ten opzichte van de huidige positie

12.02.2016

367

Aanvraag Beckhoff Support Wanneer er met de PLC-controller of de TwinCAT software problemen optreden kun je contact opnemen met de Belgische Beckhoff support via: mail op [email protected] of telefonisch via 013/25 22 00 Gelieve steeds te vermelden over welk project het gaat met vermelding van uw naam en klas, de naam van de school en de naam van de begeleidende leerkracht Volgorde van werken bij vragen of problemen: 1. Raadpleeg de documentatie; offline of via internet 2. Voor de Leerlingen; ga eerst ten rade bij de Leerkracht 3. Voor elke nieuwe vraag legt de Leerkracht het eerste contact met Support Gelieve vooraf zo veel mogelijk info te verzamelen zoals foutmeldingen, schermafdrukken, enz... Voorzie indien mogelijk vooraf een gratis www.TeamViewer.com verbinding zodat we online op uw laptop kunnen meekijken. 4. Support kan verdere afhandeling afspreken met de Leerling

12.02.2016

368

RTC Opleidingen Beckhoff TwinCAT. Cursus

Recommend Documents