Когда вы разрабатываете программу ПЛК, вам необходимо убедиться, что она протестирована и проверена должным образом, прежде чем показывать ее заказчику. Это связано с тем, что программа ПЛК состоит из множества частей, таких как логика, конфигурация, настройки и т. д.
Поэтому необходимо тестировать и проверять каждую часть, независимо от того, какая программа будет работать со сбоями. Если в конфигурации или логике есть ошибки, то система будет работать со сбоями на месте.
Чтобы избежать этого, большинство программистов тратят часы на тестирование логики ПЛК, и это очень важный шаг, который они выполняют. В этой статье мы изучим процесс тестирования и валидации при разработке ПЛК.
Тестирование и валидация при разработке ПЛК
Некоторые моменты, связанные с тестированием и валидацией ПЛК, упомянуты ниже.
- Соберите заинтересованные стороны на первую встречу, чтобы обсудить объем, цели и требования проекта ПЛК.
- Сформулируйте цели и критерии приемки как для тестирования, так и для валидации.
- Выделите ресурсы, включая членов команды, аппаратные и программные инструменты, необходимые для процесса тестирования и проверки.
- Подготовьте подробные спецификации функционального дизайна (FDS), которые послужат основой для разработки и тестирования программы ПЛК.
- Разработайте исходные блоки кода и процедуры на основе спецификаций функционального дизайна.
- Напишите планы тестирования специально для модульного тестирования, указав, что должен выполнять каждый блок и как его тестировать.
- Выполняйте модульные тесты, следуя планам тестирования и записывая результаты для каждой функции или процедуры.
- Создайте планы тестирования для интеграционного тестирования, описывая, как различные блоки кода и процедуры будут объединяться и тестироваться как единое целое.
- Выполняйте интеграционное тестирование, проверяя функциональность всей программы и ее совместимость с другими системами.
- Разработайте протокол FAT, указав критерии, которым должна соответствовать система, чтобы считаться приемлемой.
- Проведите FAT на основе протокола FAT в имитируемой среде, чтобы убедиться, что все требования выполнены.
- Составьте подробные протоколы проверки, которые определяют, как будет проводиться проверка, что будет проверяться и что составляет приемлемые результаты.
- Просмотрите протоколы валидации и получите одобрение от отдела контроля качества и других заинтересованных сторон.
- Внедрите протоколы валидации, задокументируйте результаты и определите любые отклонения или сбои.
- Создайте протокол SAT, сосредоточившись на реальной среде, в которой будет работать система ПЛК.
- Проведите SAT, чтобы убедиться, что система ПЛК надежно работает в предполагаемой рабочей среде.
- Подготовьте полную документацию по мероприятиям по тестированию и валидации, результатам и любым предпринятым корректирующим действиям.
- Получите окончательное одобрение от всех заинтересованных сторон, гарантируя, что система ПЛК протестирована и проверена.
- Настройте процессы для мониторинга производительности системы ПЛК и запланируйте регулярные повторные испытания и повторные проверки.
- Архивируйте всю документацию и код проекта ПЛК и официально закройте проект.
Вышеуказанные шаги представляют собой простое руководство по подготовке тестирования и валидации в новом проекте разработки ПЛК.
Давайте рассмотрим некоторые важные шаги один за другим, которые необходимо выполнить до конца для надлежащего функционирования.
Сопоставление ввода-вывода
ПЛК функционирует в соответствии с входами и выходами. Итак, самый первый шаг в тестировании программы — проверка отображения ввода-вывода в ПЛК. Вам нужно либо принудительно включить каждый цифровой вход в симуляцию, либо предоставить фактический аппаратный ввод в ПЛК.
По одному, если отображение правильное, то то же самое будет отражено в вашей графике и программе. Это проверяет цифровые входы. Следуйте тому же процессу для аналоговых входов. Но для аналоговых входов вам нужно указать несколько необработанных счетчиков, а не только один.
Широкий диапазон счетчиков дает вам правильное представление о том, правильно ли функционирует канал или нет. Затем, для цифровых выходов, вам нужно принудительно включать их по одному. Если выходы ПЛК включаются и выключаются в соответствии с последовательностью, то ваше отображение DO правильное.
Следуйте тому же процессу для аналоговых выходов и укажите широкий диапазон необработанных счетчиков вместо одного счетчика. Вы получите правильное представление о том, правильно ли функционирует канал AO или нет.
Проверка протоколов связи
После проверки входов-выходов в программе ПЛК следующим шагом будет проверка адресов связи и сетевых адресов. Предположим, что у ПЛК есть порт Ethernet и порт Modbus RTU. Вы подключили HMI к порту Ethernet и три VFD к порту Modbus. Порт Modbus используется для передачи и получения данных с VFD, таких как ток, частота, напряжение и т. д.
Эти сопоставления были сделаны вами в логике ПЛК. Сначала вам нужно проверить порт Ethernet, проверив, пингуется ли IP или нет; и взаимодействует ли он с HMI или нет. Затем вам нужно установить связь Modbus и проверить, правильно ли данные передаются с ПЛК или нет.
Это полностью очищает вашу аппаратную часть, поскольку теперь вы можете правильно передавать данные в поле; либо через жесткий ввод-вывод, либо через программный ввод-вывод. Эти два основных шага являются первым шагом в вашей проверке.
Ручной режим
Некоторые системы имеют ручной режим без критических блокировок, а некоторые системы имеют ручной режим с критическими блокировками. Чтобы проверить ручной режим, вам нужно включить каждый выход шаг за шагом и проверить, включается ли фактический физический выход или нет.
Этот первый шаг проверяет, были ли физический DO или AO правильно связаны с кнопками ручного режима или нет. Затем вам нужно сгенерировать соответствующие сигналы тревоги и проверить, выключается ли выход или нет.
Должны выключаться только связанные выходы. Остальные выходы не должны быть затронуты. Это гарантирует, что все выходы были правильно связаны в программе с надлежащими блокировками. Поскольку после очистки ручного режима будет подтверждено, что физические выходы можно включить вручную, а автоматический режим можно будет проверить более легко.
Прямая проверка логики автоматического режима запутает программиста относительно того, какой выход включается или выключается. Проверка ручного режима гарантирует, что отдельные выходы включаются или нет.
Автоматический режим
Следующий большой шаг — проверка автоматического режима. Автоматический режим представляет собой проверочную последовательность с блокировками. Каждой системе предоставляется документ логики управления, который показывает, как последовательность работает с надлежащими блокировками и выходной матрицей.
Программист ПЛК должен гарантировать, что при запуске любой последовательности соответствующие выходы включаются/выключаются соответственно или нет. Кроме того, последовательность работает правильно с блокировками или нет?
Логика автоматического режима при создании должна быть в основном разделена на четыре части
- Включение выходов,
- Написание потока последовательности,
- Связывание блокировок и сигналов тревоги и
- Отображение текущего состояния работы.
Этот метод делает поток программы очень простым для просмотра и устранения неполадок.
Следует стараться избегать постоянного использования катушек установки-сброса и релейной логики. Релейная логика проста в использовании, но при запуске в режиме онлайн-симуляции она требует времени на устранение неполадок.
Кроме того, катушки установки-сброса трудноуправляемы, поскольку после использования катушки установки необходимо позаботиться о ее сбросе где-то. В противном случае бит останется установленным, если условие не записано должным образом.
Таким образом, мы увидели процесс тестирования и проверки при разработке ПЛК.