Szybkie tworzenie stanowiska testowego

Szybkie tworzenie dostosowanych stanowisk testowych: taki cel postawiła sobie firma Kraus Automatisierungs-Technik GmbH (KAT) z Haßfurtu (Niemcy), która używa oprogramowania LabVIEW do tworzenia systemów testowo-pomiarowych. Gromadzenie mierzonych danych odbywa się przy użyciu graficznego systemu programowania, natomiast za faktyczną sekwencję ruchów maszyny odpowiada program zapisany w sterowniku PLC.

Poprzednio specjaliści z KAT musieli programować dwa oddzielne systemy oraz interakcję między nimi, co było dość pracochłonne. Jednak obecnie istnieje prostsze rozwiązanie oparte na platformie Bosch Rexroth Open Core Engineering. Umożliwia ono programowanie sekwencji ruchów maszyny wyłącznie przy użyciu aplikacji LabVIEW, bez pisania choćby jednej linijki kodu sterownika PLC.

Firmy na całym świecie stoją przed wyzwaniem jak najszybszego wprowadzania na rynek innowacyjnych produktów o bogatych możliwościach funkcjonalnych. Równocześnie w ostatnich latach ogromnie wzrosło znaczenie jakości, nie tylko ze względu na przepisy prawne, lecz również ze względu na rosnące wymagania klientów.

Dlatego coraz więcej firm zaczyna kłaść duży nacisk na bezpieczne i w dużym stopniu zautomatyzowane procesy testowania. Firmy takie regularnie przeprowadzają badania długości okresu eksploatacji, próby zmęczeniowe i inne testy materiałów. To jednak powoduje, że producenci maszyn muszą dostosowywać odpowiednie maszyny testowo-pomiarowe.

Do tego celu w branży często używa się oprogramowania LabVIEW firmy National Instruments. Ten graficzny system programowania jest używany prawie zawsze, gdy zachodzi potrzeba gromadzenia i przetwarzania danych pomiarowych oraz podłączenia czujników pomiarowych na potrzeby procesów testowania.

DUBLOWANIE PRACY PRZY PROGRAMOWANIU STEROWNIKA PLC

Użycie oprogramowania LabVIEW wiązało się jednak dotąd z dublowaniem pracy producentów maszyn. Musieli oni nie tylko napisać program dla sterownika PLC maszyny testującej, decydujący o faktycznej sekwencji ruchów maszyny, lecz także opracować aplikację testowo-pomiarową w systemie LabVIEW.

Tak postępowała również KAT, dopóki nie zapoznała się z oferowaną przez firmę Bosch Rexroth platformą Open Core Engineering. KAT opracowuje m.in. systemy dla przemysłu motoryzacyjnego, które testują okres eksploatacji elementów mechanicznych w jak najbardziej realistycznych warunkach. "Nasi klienci chcą testować charakterystyki odkształceń i obciążalność używanych przez siebie komponentów" - wyjaśnia Uwe Schweinfest, programista z firmy KAT.

Na stanowiskach testowych elementy wykonawcze są poruszane serwonapędami, które pozwalają na bardzo precyzyjną regulację siły i prędkości w zależności od potrzeb danej metody pomiarowej. Gromadzenie danych testowych zazwyczaj odbywa się równolegle z wykonywaniem zdefiniowanych sekwencji ruchów lub osiąganiem zdefiniowanych sekwencji stanów maszyny.

Powiązanie ze sobą pomiarów z ruchami wymagało programowania synchronizacji pomiędzy LabVIEW a PLC. Było to bardzo uciążliwe, gdyż trzeba było programować w dwóch systemach, zarówno PLC, jak i LabVIEW, a także używać dwóch całkowicie różnych interfejsów użytkownika.

W tej sytuacji KAT zaczęła poszukiwać zintegrowanego rozwiązania, które pozwoliłoby na programowanie automatyki stanowiska testowego bezpośrednio z LabVIEW. "Obecnie mamy taką możliwość dzięki platformie Bosch Rexroth Open Core Engineering", mówi Stefan Besendorf, dyrektor zarządzający KAT.

Jest on szczególnie zadowolony z wyeliminowania czasochłonnej koordynacji pomiędzy programistami LabVIEW a programistami PLC. Dążenie do programowania wszystkiego w systemie LabVIEW wynika z faktu, że specjaliści z dziedziny technologii pomiarów i sterowania są znacznie lepiej zaznajomieni z tym systemem.

National Instruments, producent oprogramowania LabVIEW, zalicza nawet KAT do swoich partnerów sojuszniczych, czyli ekspertów technicznych w zakresie tego produktu. Jednak w tej dziedzinie rzadko spotyka się specjalistów, którzy równocześnie posiadaliby niezbędną wiedzę w zakresie programowania napędów i układów sterowania.

OSZCZĘDNOŚĆ ZASOBÓW DZIĘKI OPEN CORE ENGINEERING

"Platforma Open Core Engineering umożliwia nam zmniejszenie liczby interfejsów, z którymi pracujemy", wyjaśnia Stefan Besendorf. "To zwiększa produktywność i zmniejsza ryzyko błędów, gdyż jeden programista jest odpowiedzialny za cały zbiór wymagań. Ponadto daje nam to znacznie większą elastyczność, jeśli chodzi o planowanie zasobów".

Nowa technologia Open Core Interface firmy Bosch Rexroth umożliwia programowanie sekwencji ruchów maszyny bez pisania choćby jednej linijki kodu sterownika PLC. Programowanie odbywa się wyłącznie w systemie LabVIEW, co jest możliwe dzięki pełnej, bezproblemowej integracji funkcji sterowania i napędu ze środowiskiem programistycznym LabVIEW. Pozwala to na uproszczenie i przyśpieszenie wdrażania maszyn testowo-pomiarowych dostosowanych do specyficznych potrzeb klienta.

Firma Bosch Rexroth udostępnia pakiet SDK, który umożliwia efektywne programowanie systemów testowo-pomiarowych za pośrednictwem interfejsu Open Core Interface. Użytkownik systemów sterowania IndraMotion MLC i IndraLogic XLC może uzyskać dostęp do funkcji sterowania bezpośrednio ze swojej aplikacji. Programista importuje odpowiednie biblioteki do LabVIEW (z dodatkowego pakietu) i natychmiast ma dostęp do ponad 550 gotowych instrumentów wirtualnych.

Jak mówi Uwe Schweinfest, firma KAT korzysta z tych nowych możliwości np. do przesuwania osi w trybie ręcznym, regulacji prędkości, regulacji położenia oraz włączania i wyłączania sterownika napędu bezpośrednio z LabVIEW. Bezpośrednio dostępne z LabVIEW są nawet sygnały czujników i siłowników przyłączone do wejść lub wyjść sterownika PLC.

"Wszystko jest w pełni programowalne. Włączamy jedynie instrument wirtualny do klasy i możemy definiować sekwencję kroków odpowiadającą rzeczywistej sekwencji ruchów maszyny. Oznacza to, że opracowane funkcje mogą być użyte ponownie w następnych projektach bez dublowania pracy", wyjaśnia Schweinfest.

Zaletą o kluczowym znaczeniu dla KAT jest znaczne usprawnienie pomocy technicznej dla użytkowników, gdyż możliwe jest obecnie wprowadzanie zmian bez umiejętności programowania sterownika PLC. Natomiast z punktu widzenia użytkownika korzyść polega na tym, że może on w prosty sposób wprowadzać zmiany w maszynie testującej samodzielnie, przy użyciu systemu LabVIEW.

Nawet jeśli dana sekwencja ruchów maszyny jest zaimplementowana w PLC, to Open Core Interface umożliwia jej rozszerzenie, a nawet zmodyfikowanie takiej sekwencji poprzez dostęp zewnętrzny, bez potrzeby zmiany programu zapisanego w PLC.

WYJĄTKOWA TECHNOLOGIA ŁĄCZĄCA ŚWIAT AUTOMATYKI ZE ŚWIATEM IT

Platforma Open Core Engineering firmy Bosch Rexroth, jako pierwsze rozwiązanie czysto programowe, została wyróżniona w 2013 roku cenioną nagrodą technologiczną Hermes Award, a w 2014 Złotym Medalem targów Automation 2014. Platforma ta łączy rozdzielone dotychczas światy sterowników PLC i IT, udostępniając zintegrowane rozwiązanie obejmujące otwarte standardy, oprogramowanie narzędziowe, zestawy funkcji narzędziowych oraz Open Core Interface.

Ponadto firma Bosch Rexroth otworzyła rdzeń sterownika na potrzeby rozszerzonego dostępu. Producenci maszyn mogą obecnie niezależnie tworzyć funkcje w różnych językach wysokiego poziomu, w różnych systemach operacyjnych, oraz wdrażać je bez potrzeby modyfikowania programu sterownika PLC. Ponadto mogą na przykład w pełni zintegrować systemy automatyzacji z urządzeniami podłączonymi do sieci, w pełni wykorzystując ich funkcje.

Open Core Interface to obecnie jedyne rozwiązanie umożliwiające bezpośredni dostęp do wszystkich funkcji sterowania bez programowania sterownika PLC. W celu wykonania ruchu osią bezpośrednio z LabVIEW, programista po prostu aktywuje odpowiedni instrument wirtualny, bez potrzeby pisania rozkazów dla sterownika.

Bosch Rexroth Sp. z o.o.
www.boschrexroth.pl