Elastyczna automatyzacja wystawiona na próbę

Stanowiska testowe do pojazdów użytkowych muszą uwzględniać bardzo szeroki zakres różnych scenariuszy. Przygotowanie do każdego nowego testu wymagało dotychczas znacznej ilości ustawień mechanicznych i dodatkowego programowania. Firma enders we współpracy z B&R opracowała rozwiązanie, które umożliwia elastyczne dostosowanie urządzeń testujących do nowych scenariuszy testowych – bez konieczności ponownego okablowania lub programowania.

Firma F.X. Meiller poddaje konstrukcje swoich słynnych wywrotek szerokiemu spektrum testów zapewnienia jakości – od prostych testów materiałów po kompleksowe testy obciążenia gotowych wywrotek.

Ostatnio konstruktorzy enders otrzymali od nich zlecenie opracowania nowego, elastycznego systemu sterowania stanowiskiem testowym, który miał zastąpić istniejący, wysłużony system. Po pierwsze, czujniki, siłowniki zaworów i inne wyjścia wymagały ponownego okablowania w przypadku każdego nowego testu. Druga sprawa: sterownik mógł w danym momencie przechowywać tylko jedną sekwencję testową. Każda zmiana sekwencji testowej wymagała ponownego załadowania danych do sterownika.

Ponadto nie było możliwe tworzenie nowych sekwencji testowych podczas pracy, gdyż wymagało to bezpośredniego dostępu do programu sterującego. Dane pomiarowe musiały być rejestrowane za pomocą urządzenia zewnętrznego. Stary system sterowania nie dawał również możliwości zdalnego monitorowania i konserwacji procesu testowania.

W sytuacjach awaryjnych, stanowisko testowe można było wyłączyć poprzez naciśnięcie wyłącznika awaryjnego lub uruchomić poprzez monitorowanie podstawowych wartości progowych, ale nie było sposobu na monitorowanie i interpretację złożonych korelacji pomiędzy wynikami pomiarów.

Opracowanie nowego sterownika stanowiska testowego firma enders powierzyła swojemu długoletniemu partnerowi, firmie B&R. „Dla nas B&R był oczywistym wyborem ze względu na wymóg maksymalnej elastyczności rozwiązania” – wyjaśnia Riccardo Princiotto, szef działu wstępnego rozwoju w firmie enders. „Mogliśmy to osiągnąć dzięki modułowym komponentom oprogramowania mapp Technology”.

Technologia mapp oszczędza twórcom aplikacji wiele pracy związanej z programowaniem, pozwalając im korzystać z licznych, często wymaganych funkcji w formie wstępnie zaprogramowanych komponentów modułowych. Zamiast pisać program od podstaw, mogą konfigurować funkcje za pomocą zaledwie kilku kliknięć myszką.

„Spośród wszystkich opcji w zestawie narzędzi B&R, komponent mapp Sequence był szczególnie pomocny w opracowaniu naszej aplikacji stanowiska testowego” – twierdzi Princiotto. mapp Sequence ułatwia użytkownikom końcowym bezproblemowe wbudowanie funkcjonalności konfigurowalnego sekwencera krokowego lub dynamicznego automatu stanów w oprogramowanie stanowiska testowego. Inżynierowie testów mogą otwierać i modyfikować istniejące sekwencje w edytorze lub tworzyć nowe od podstaw – a wszystko to bez znajomości programowania.

Mogą pracować w edytorze w trybie offline na laptopie lub komputerze PC, dlatego nie muszą przerywać trwających testów w celu stworzenia nowych sekwencji. Nowe sekwencje mogą być tworzone bezpośrednio na ekranie HMI lub w trybie offline na komputerze – lub mogą być dostarczone wraz z gotowym stanowiskiem testowym w pliku sekwencji niestandardowych.

„Inżynierowie testów mogą używać mapp Sequence do tworzenia niestandardowych sekwencji testowych w dowolnym momencie lub wczytywać i modyfikować istniejące” – zapewnia Princiotto. „To pozwala im łatwo dostosować stanowisko testowe do nowych scenariuszy, bez konieczności posiadania wiedzy na temat programowania sterowników PLC.” W rezultacie Meiller może znacznie szybciej przechodzić od jednego testu do następnego i obsługiwać sekwencje testów o dowolnej złożoności. „mapp Sequence to doskonałe narzędzie, które sprawdza się zawsze, gdy trzeba opracować rozwiązanie automatyzacji dające się łatwo dostosować do indywidualnych wymagań” – dodaje.

Każdy scenariusz testowy jest skonfigurowany jako sekwencja kroków, które mają być wykonane w określonej kolejności. Tworzenie ich jest proste, jak nigdy dotąd. Dla każdego kroku operator definiuje jedno lub więcej działań – lub poleceń – wraz z warunkami, w jakich mają być one wykonane.

„Operatorzy mogą również określić, kiedy sekwencja powinna zostać przerwana” – zauważa Princiotto. „Na przykład, gdy temperatura oleju przekroczy określoną wartość.” Operator definiuje kroki dla każdej sekwencji i zapisuje je w sterowniku do późniejszego wykorzystania. W przypadku firmy Meiller, do wykorzystania na stanowisku testowym przygotowano około 30 sekwencji, z których każda składała się średnio z dziesięciu kroków.

Przed rozpoczęciem sekwencji testowej oprogramowanie sprawdza, czy wszystkie określone źródła sygnału, w tym wyłącznik awaryjny, są podłączone. Nie zawsze jest możliwe poznanie z wyprzedzeniem dokładnych warunków przerwania dla każdego sygnału, dlatego firma enders dołączyła funkcję uczenia. Podczas pierwszego uruchomienia testowego, funkcja ta ocenia i wyświetla złożone korelacje.

Na podstawie tych informacji można zdefiniować górne i dolne limity dla każdej wartości sygnału, które mogą być następnie wykorzystane jako kryteria przerwania sekwencji testowej. Te limity są stale monitorowane podczas procesu testowania i wyświetlane na bieżąco wraz z krzywymi sygnałów.

Różnorodne moduły X20 I/O są wykorzystywane do zbierania sygnałów i sterowania elementami wykonawczymi. Cyfrowe i analogowe wejścia i wyjścia są wewnętrznie okablowane i dostępne poprzez złącza z tyłu sterownika stanowiska testowego. Dzięki zoptymalizowanemu okablowaniu i zaawansowanej technologii czujników, wewnętrzne okablowanie nie musi być dostosowywane do różnych scenariuszy testowych.

W poprzednim rozwiązaniu stanowiska testowego brakowało dostępu do ważnych danych do analizy i diagnostyki. Dzięki sterownikowi B&R, wszystkie dane są teraz rejestrowane i przechowywane na potrzeby późniejszej oceny. W celu zarządzania dostępem użytkowników można zdefiniować różne profile i role. Jeden z takich profili jest skonfigurowany specjalnie na potrzeby zdalnego dostępu i odblokowuje odpowiedni przegląd w interfejsie użytkownika.

Wszystkie istotne informacje o procesie testowania są zbierane przez sterownik X20 i wyświetlane użytkownikowi w aplikacji HMI. W razie wystąpienia problemów na obiekcie, sekwencja testowa może być również przerwana zdalnie.

Nowe sekwencje testowe mogą być tworzone i wprowadzane do sterownika w dowolnym momencie, po czym natychmiast są dostępne do użycia na miejscu. „Technologia mapp i sprzęt sterujący firmy B&R sprawiły, że zadanie wdrożenia systemu sterowania stanowiskiem testowym przebiegło wyjątkowo sprawnie” – mówi z satysfakcją Princiotto.

Autor: Franz Rossmann, dziennikarz technologiczny spod Monachium