Industriell IT Lab 1 (Gruppeoppgave) Programmering av PLS-styrt Modellby med PCWorX Frist for gjennomføring og rapport: tirsdag 19. sept 2017 Revidert: 29. Aug 2017RR.
Innledning Denne laboppgaven bygger på et hovedprosjekt, der en studentgruppe lagde en modellandsby som de koblet opp mot vårt Phoenix Profinet PLS-system. Modellandsbyen med styresystem, PC, samt rapporter (rød perm) som dere vil trenge for å gjennomføre oppgaven finner dere på Kybernetikk-labben D1-043. Landsbyen består av følgende: 2 lyskryss med brytere for fotgjengere. 1 vanntank med 3 nivåfølere, samt en buffertank med pumpe. 1 hus med dørsensor, innelys, varmeelement og temperaturføler. 3 gatelys (seriekoblet), samt 1 lysføler for å måle styrken på gatelyset. Mer info om disse enhetene får dere ved å lese hovedrapporten til studentgruppe H08D03. Alt er ferdig koblet opp mot Phoenix Profinet PLS-system. Hva som er koblet hvor (innganger/utganger) finner dere ved å lese hovedrapporten til studentgruppa. Det ligger noen ark som beskriver hvilke lys, m.m som er koblet til de digitale inn/ut som dere må benytte. Dere vil i denne oppgaven kun arbeide med vanntanken og ett av trafikklysene. NB!! Husk at dette er utstyr som ikke tåler for røff behandling. Ikke dra i ledninger, koble fra Lego m.m. Alt skal være riktig oppkoblet, så det skal ikke være nødvendig med egne koblinger. Oppgaven skal demonstreres for Robert Roppestad når dere er ferdig. Dere skal også lage en skriftlig rapport som dokumenterer gjennomførelsen, løsning og forståelse av oppgaven. Rapporten leveres på mail til: robert.roppestad@hiof.no Oppgave 1. Oversikt over systemet Før dere går i gang med oppgaven bør dere ha gjort dere litt kjente med Phoenix Contact Manual - Installasjon og konfigurering som er et vedlegg til hovedprosjekt H07D05. Dere bør også gjøre dere noe kjent med de to hovedrapportene H07D05 og H08D03. Før dere går videre kan det være lurt å ta kontakt med Robert Roppestad for å få en introduksjon til oppgaven, og avklare ting dere er i tvil om. Oppgave. Lag en overordnet oversikt over hvilke IO-enheter som inngår. Lag en enkel skisse/figur som beskriver dette styringssystemet. Beskriv kort hvilke kommunikasjonsmetoder som benyttes mellom enhetene. PLS - Phoenix Profinet side 2
Oppgave 2. Innføring i bruk av PCWorX A. Kom i gang PCWorX er programvaren som brukes til å kommunisere med PLS og Profinet systemet, samt for programmering av styringslogikk. Start opp dette programmet. Bruk versjon 1.83 (siste versjon). Det skal ligge ikoner på skrivebordet som både viser til selve PCWorX-programmet, og til mappene der dere finner prosjektene dere skal benytte. Passord for modellby PC er: pioner11 Skrivebordet ved oppstart Dere skal nå åpne prosjektet som tilhører den gruppen dere tilhører. Bruk snarveien på skrivebordet. Alternativt se under katalogen C:\Prosjekter Velg fila med navn; gruppex.mwt. (X angir gruppa dere tilhører (1,2 )) Kataloger under prosjekter PLS - Phoenix Profinet side 3
PCWorX henter opp prosjektet, og åpner en rekke vinduer som vist i figur 1. Klikk/dobbelklikk på Main i venstre vindu, så kommer malen fram i arbeidsvinduet. Malen inneholder et enkelt testprogram for å slå vannpumpa og noen lys av/på. Figur 1. Brukergrensesnittet i PCWorX. Det første dere skal gjøre er å kompilere, og deretter laste over deres eget prosjekt til PLS en, slik at dere forstår hvordan dette skal gjøres når dere lager egne programmer/logikk. Dette gjøres slik: Velg Build -> Rebuild Project (se Figur 2). Figur 2. Rebuild Project PLS - Phoenix Profinet side 4
Sjekk at programmet kompileres uten feilmeldinger. Dere vil få noen Warnings som kan ignoreres. Dere skal imidlertid få 0 Errors. Hvis ikke har dere et problem!! Deretter må programmet lastes over til kontrolleren: Velg Online -> Project Control. (Se Figur 3) Fig 3. Project Control Velg STOP. (Det setter PLS en i Stop-modus. Og den er klar for å motta et nytt program) Velg så Download. Huk av for det som skal lastes inn på nytt. (se Figur 4). Figur 4. Download Velg Download (knappen øverst til venstre), og programmet lastes over til PLS en. Det tar noen sekunder. En blå/grønn lysbar viser framdriften i bunnen av skjermen. Avslutt med Cold, som gir en kaldstart av PLS en, slik at programmet deres blir aktivt med riktige startbetingelser. Dette er en standard prosedyre som må gjøres hver eneste gang dere gjør endringer i programmet deres. PLS - Phoenix Profinet side 5
Testprogrammet som dere har lastet til PLS en skal fungere slik at hvis dere slår på bryteren som er koblet på selve PLS en (ILC 350), så skal blått lys slås på i det gule huset. Veilys og vannpumpa slås også på. Slås bryteren av slås lys og pumpa av. Huset er vist i figur 5. Trykk på ikonet for Debug-modus, og dere vil se at inn og utsignalet skifter farge fra blått når signaler er lavt (0), og til rødt når signaler er høyt (1) i arbeidsvinduet. Dere kan også sjekke View fanen for å se på ulike vinduer som Bus-Structure m.m Men ikke lag et kaos på skjermen av de forskjellige vinduene dere kan ha oppe! Figur 5. Blått lys er slått på. B. Hvordan lage egne programmer/logikk. Se gjennom eksemplet som omhandler Hvordan Programmere et eksempel program med definering av variabler i Phoenix Contact Manual- Installasjon og konfigurering. Her vil dere få grunnleggende oversikt om hvordan man kan programmere enhetene ved hjelp funksjonsblokker. Dere skal nå lage deres første program ved hjelp av Funkjsonsblokkdiagram - FBD. Lag 2 variable som dere kaller henoldsvis grx_startbryter og grx_digital_ut1. (Gruppe 1 skal da benytte: gr1_startbryter og gr1_digital_ut1, osv.) Dette gjøres ved å høyreklikke i arbeidsområdet, og velge Variable. Alle av/på variabler skal være BOOL, og settes til VAR_GOBAL. Hvis variablene skal legges i OPC-serveren så skal dere huke av for OPC. ( Ikke nødvendig i denne lab-oppgaven). Se figur 6 som viser hvordan det er gjort for grx_digital_ut1. PLS - Phoenix Profinet side 6
Figur 6. Lage en variabel. Variabelen grx_digital_ut1 skal kobles mot vannpumpa. Den er koblet til følgende IO-adresse: DIO16 ILB PN 24DI 16 DIO 16-2TX (OUT8). Variabelen grx_startbryter skal kobles opp mot bryteren som er tilkoblet Profinet-systemet som vist på figur 7. Den er koblet til følgende IO-adresse: DI 16 ILB PN 24DI 16 DIO 16-2TX (IN 31) Startbryter Figur 7. Bryter som skal benyttes som Startbryter. Koblingen av variablene mot de fysiske enhetene gjøres i Process Data WorkSpace som dere åpner ved å trykke på et Ikon øverst i PCWorx. (Ikon nr 3 i rekke for ulike vinduer.) Bytt til Process Data WorkSpace vinduet. Dere vil da få opp en oversikt over alle enhetene som er tilkoblet. Ved å trykke på en gitt modul i buss-structure vinduet så skal IO-ene som er tilknyttet valgt modul dukke opp som vist i figur 8. Dere skal nå koble variabelen grx_digital_ut1 mot vannpumpas IO-kobling. DIO16 ILB PN 24DI 16 DIO 16-2TX (OUT8). Dette gjøres ved å merke av OUT8 og dra denne over til grx_digital_ut1. Se figur 8. Figur 8. Koble variabel mot fysisk adresse i Process Explorer. OUT 8 som vannpumpa skal kobles mot. PLS - Phoenix Profinet side 7
Gjør tilsvarende slik at dere kobler grx_startbryter til riktig IO. Bytt tilbake til arbeidsmiljøet IEC Programming View og gå til Main. Slett MOVE-blokkene og inn/utganger som fulgte med i prosjektet dere begynte med (se figur 1), slik at arbeidsvinduet nå er tomt. Velg Move funksjonen ved å klikke på den i Edit Wizard vinduet. Funksjonsblokken legges da inn i arbeidsområdet. (Se Figur 9). For å mer info om hvordan Move-blokken fungerer, høyreklikk og velg Help on FB/FU. (Gjelder alle funksjonsblokker) Figur 9. Legge til Funksjonsblokk i programmeringsmiljøet. Koble inngangen i Move-blokken til grx_startbryter og utgangen til grx_digital_ut1. Gjøres ved å klikke på henholdsvis inngangsporten og deretter utgangsporten (Se Figur10). NB! Samme prinsipp benyttes for Variabler som dere oppretter senere også. Move-blokka skal nå se slik ut: Figur 10. Move-blokk PLS - Phoenix Profinet side 8
Lagre Prosjektet. Kompiler deretter prosjektet, og last det nye programmet over på PLS en. Programmet kan nå prøves ut via PCWorX ved å bytte til Debug modus. Aktiver Debug modus. Sjekk at utgangen endres når du slår bryteren av og på. Det skal lyse et gult ledlys i displayet på riktig utgangsmodul på PLS en når den er på. Dere skal også høre at vannpumpa går. Oppgave 3. Nivåregulering av vanntank Figur 11. Vanntank Les i hovedrapporten til gruppe H08D03, og finn ut hvordan vanntanken vist på figur 11 fungerer. Finn ut hvilke innganger/utganger som brukes. Sjekk med dokumentasjonen i den røde mappa som ligger ved systemet. Vannpumpa har dere allerede koblet opp, så nå gjenstår de 3 nivåfølerne. Opprett variabler for nivåsensorene og navngi de slik: grx_nivaa_lav, grx_nivaa_med, grx_nivaa_hoy. Benytt Process Data WorkSpace og koble variablene mot de riktige enhetene. A. Start med å lage et enkelt program som begynner å fylle vann i hovedtanken når man slår på bryteren fra forrige oppgave. Fyllingen skal stoppe igjen hvis man slår startbryteren av. Utvid programmet slik at pumpa slutter å fylle hvis enten bryteren slåes av, eller at vannstanden når midterste nivå. PLS - Phoenix Profinet side 9
B. Utvid programmet slik at pumpa fyller vann til midterste nivå. Når nivået synker under laveste nivå skal pumpa fylla vann opp til midterste nivå igjen. Slik skal systemet regulere vannivået mellom de to nivåene inntil man slår av bryteren som dere benytter som start/stopp. C. Lag til slutt et større program som regulerer vannstanden slik: Først skal hovedtanken fylles til midterste nivå. Så skal den reguleres/kjøres mellom midterste og laveste nivå 2 ganger, og til slutt skal tanken fylles helt opp til høyeste nivå, før den til slutt skal tømmes helt. Tips til oppgaven: Dere kan benytte funksjonsblokkene AND, OR, RS-vippe/SR-vippe og tellere (CTU). NB! Hvis programmet skulle løpe løpsk og vannet er i ferd med å renne over tanken, Sett PLS en i STOP-modus. Unngå at vannet renner ut på gateplan. Ha ei fille klar. Oppgave 4. Styring av Trafikklys Figur 12. Lyskryss 1. Ta for dere trafikklyset merket med 1. (se Figur 12) Dette er omtalt som Trafikklys #1 i hovedrapporten. Tar for seg øst-vest retning. Trafikklyset består av lys for vestlig (W), østlig (E). Merket 1 og 3. Og nordlig (N) og sydlig (S) retning. Merket 2 og 4. Øst/vest lysene er sammenkoblet, tilsvarende er nord/syd lysene sammenkoblet. PLS - Phoenix Profinet side 10
Opprett variabler for alle lys og retninger (grx_red_w, osv) og koble disse mot riktige utganger i Process Data WorkSpace. (Finnes ved å lese koblingsskjema i hovedrapporten). Start med å lage et program som sjekker at dere har koblet variablene mot de riktige utganger. Test av lysene kan slås på/av. Ta for dere lyskryssets øst/vestlige retning (1 og 3). Lag et program som starter med at vestlig retning og følger denne tids-sekvensen i en løkke. 1. Rødt 8 sek 2. Rødt og gult 4 sek 3. Grønt 8 sek 4. Gult 4 sek 5. Tilbake til start som er Rødt i 8 sek. Utvid programmet ved å legge til lysene for fotgjengerfeltene slik at fotgjengere kun får grønt lys når øst/vest krysset har Rødt lys. (Rødt perioden på 8 sekunder). Frivillig oppgave. Utvid lyskrysset slik at også nord/syd retning og alle fotgjengeroverganger er med. Kan også utvides med at fotgjengere kan trykke på trykk-knapp for å få grønt lys fortest mulig. PLS - Phoenix Profinet side 11