PLC-Lab ermöglicht den Test von SPS-Programmen für Siemens-Step7- sowie Codesys-V3-Steuerungen

Der vereinfachte digitale Zwilling zum Test

Dass es von großem Vorteil ist, SPS-Programme vorab an einer virtuellen Anlage zu testen, ist unbestritten. Dabei sollte sich der Entwicklungsaufwand zum Erstellen eines digitalen Zwillings in einem überschaubaren Kosten- und Zeitrahmen bewegen. Es kann sinnvoll sein, einen exakten digitalen Zwilling zum Test eines SPS-Programms zu erstellen. Meist genügt aber auch die Abstraktion einer Anlage, um den Funktionstest hinreichend genau durchführen zu können. Hier setzt die Prozess-Simulation PLC-Lab an.

Regelungen mit PLC-Lab simulieren

Mit Hilfe des Flüssigkeitsbehälters sind Füllstandsregelungen simulierbar. Der Zulauf und der Abfluss des Behälters können analog vorgegeben werden. Die Auswertung des aktuellen Füllstands ist ebenso analog möglich. Auch die Positionierung von Linear- und Rotationsbewegungen sind in PLC-Lab realisierbar. Die Geschwindigkeiten können analog vorgegeben werden, die aktuelle Position wird digital geliefert. Damit die Sensorsignale der virtuellen Anlage mit den Signalen der realen Anlage identisch sind, besteht in PLC-Lab die Möglichkeit, die Sensorsignale zu skalieren.

Beispiel

In der virtuellen Anlage wurde eine lineare Bewegung mit einer Länge von 500 Pixeln erstellt. Der Positionssensor liefert somit einen Wert von 0 bis 500. In der realen Anlage werden aber Werte im Bereich von 0 bis 2.000 geliefert. In PLC-Lab kann nun der Wert des Positionssensors skaliert werden. Dazu gibt man einfach am Operanden der Positionssensors zusätzlich den Skalierungsbereich ‚0-2000‘ an. Diese Angabe bewirkt, dass die 0 bis 500 Pixel auf den Bereich 0 bis 2.000 skaliert werden.

Automatische Positionierungen mit PLC-Lab simulieren

Sind in einer Anlage Antriebe verbaut, die eine Positionierung automatisch durchführen, dann ist dies auch in der virtuellen Anlage von PLC-Lab realisierbar. In PLC-Lab kann die automatische Positionierung sowohl bei linearen Bewegungen als auch bei Rotationsbewegungen aktiviert werden. Dabei kann man selektieren, ob die Positionierung absolut oder relativ zu erfolgen hat.

Wie verbindet man die virtuelle Anlage in PLC-Lab mit der SPS?

Möchte man eine virtuelle Anlage zum Test eines SPS-Programms für eine S7-1500 von Siemens verwenden, dann kann das SPS-Programm zunächst im PLCSIM der S7-1500 des TIA Portals bearbeitet werden. Wurde das Projekt im TIA Portal begonnen, dann können die PLC-Variablen des TIA-Projekts in PLC-Lab importiert und verwendet werden. Im Beispiel weist man die Symbole und Operanden zunächst dem Device PLCSim in PLC-Lab zu und verdrahtet diese mit den Sensoren bzw. Aktoren der virtuellen Anlage. Beim Start der Simulation baut PLC-Lab eine Verbindung zu PLCSIM auf, schreibt die Eingänge der virtuellen Anlage und liest die Ausgänge zum Steuern der Aktoren. Möchte man anschließend die virtuelle Anlage für den Test an einer realen CPU S7-1500 verwenden, dann wird zunächst ein neues Device vom Typ S7-1500 in PLC-Lab angelegt und dort die entsprechenden Kommunikationsparameter eingetragen. Danach werden die Operanden bzw. Symbole von PLCSIM zu diesem neuen Device umverdrahtet. Nun baut PLC-Lab beim Start der Simulation eine Verbindung zur realen S7-1500 auf und tauscht mit dieser die Daten der virtuellen Anlage aus. Ähnlich geht man auch beim Einsatz der anderen SPS-Systeme vor. Durch das Umverdrahten kann eine virtuelle Anlage von PLC-Lab ebenso für den Test mit einer anderen SPS-Familie verwendet werden.

Fazit

Mit PLC-Lab erstellt man sich im PowerPoint-Stil virtuelle Anlagen bzw. Testumgebungen für den SPS-Programmtest. Die Fortschaltbedingungen werden dabei von der virtuellen Anlage selbst herbeigeführt, was auch den Test von größeren Anlagen ermöglicht. Das Bilden beliebiger Körper aus geometrischen Objekten, die umfangreichen binären und digitalen Sensoren der Gelenke und Verbindungen, sowie der Möglichkeit, Sensorsignale zu skalieren, macht PLC-Lab vielseitig beim Erstellen der virtuellen Anlagen. Der Aufwand für den Aufbau einer virtuellen Testumgebung ist verhältnismäßig gering und der Entwickler kann selbst bestimmen, welchen Abstraktionsgrad er bei der Realisierung erreichen möchte. Da PLC-Lab auch mit den PLCSIM-Varianten des TIA Portals zusammenarbeitet, ist das PLCSIM-Advanced für die Simulation der S7-1500 nicht notwendig. Bei Vorhandensein kann das PLCSIM-Advanced aber auch mit PLC-Lab verwendet werden. Eine kostenlose, voll funktionsfähige 30-Tage-Testversion kann unter www.mhj.de angefordert werden.

Interessierte Leser können sich zu einem kostenlosen PLC-Lab Online-Seminar (verfügbar bis 18.12.2020) unter www.mhj.de anmelden

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