Win-GRAF soft-PLC: IEC 61131-3-programmering op een ICP DAS PAC

Een soft-PLC voert IEC 61131-3-besturingsprogramma's uit op een industriële computer in plaats van op speciale PLC-hardware. ICP DAS biedt dit aan als Win-GRAF PAC's: programmeerbare automatiseringscontrollers met de Win-GRAF-runtime ingebouwd. Dit artikel legt uit wat een Win-GRAF soft-PLC is, welke talen en engineeringfuncties die biedt, hoe I/O wordt toegevoegd en wanneer een PAC een betere keuze is dan een klassieke PLC.

Wat een Win-GRAF soft-PLC is

Elke Win-GRAF PAC combineert een CPU, een besturingssysteem en een ingebouwde Win-GRAF SoftLogic-runtime. Het besturingsprogramma wordt geschreven op een pc in de Win-GRAF Workbench, naar de PAC gedownload en daar in cycli uitgevoerd, zoals op een PLC. Het besturingssysteem hangt af van de familie: Windows CE 7.0 op de WP-5238-CE7, WP-8x28-CE7 en WP-9x28-CE7, Windows CE 6.0 op de XP-8x38-CE6, Windows 10 IoT Enterprise op de XP-9xx8-IoT, en Linux met de Xenomai-realtimekern op de RPAC-2658M.

Omdat de PAC een volwaardig besturingssysteem heeft, kan andere software naast het besturingsprogramma draaien. De Windows CE-modellen ondersteunen toepassingen geschreven in VB.NET of C# met Visual Studio 2008, die gegevens uitwisselen met de Win-GRAF-toepassing, bijvoorbeeld voor een HMI of gegevensbeheer. Voor machines die rond een pc zijn gebouwd, maakt de Win-GRAF PC Runtime van een standaard of industriële Windows-pc een soft-PLC. Die wordt geleverd met een USB-dongle; de Workbench zit niet in dat pakket.

Talen en engineeringfuncties

De Win-GRAF Workbench ondersteunt alle vijf talen die in IEC 61131-3 zijn gedefinieerd:

• Ladderdiagram (LD) voor discrete logica die elektriciens kunnen volgen
• Functieblokdiagram (FBD) voor signaalstroom en regellussen
• Gestructureerde tekst (ST) voor berekeningen, lussen en gegevensverwerking
• Sequentieel functiediagram (SFC) voor stapvolgorden
• Instructielijst (IL), vooral voor bestaande code, omdat de derde editie van de norm deze als verouderd markeert

Meerdere talen kunnen binnen één project worden gebruikt, een programma kan naar een andere taal worden omgezet en twee versies van een project kunnen worden vergeleken. Taken draaien met prioriteitsinstellingen, en herbruikbare code kan in gebruikersbibliotheken worden bewaard.

De PAC-runtime voegt functies toe die er bij inbedrijfstelling en bedrijf toe doen: online wijzigen, retain-variabelen, schakelklokregeling, databinding, bestandstoegang en gegevenslogging, en applicatiebeveiliging. Aan de communicatiekant vermelden de PAC's een OPC UA-server, Modbus TCP-master en -slave, Modbus RTU-master en -slave, DCON en door de gebruiker gedefinieerde protocollen voor seriële apparaten.

I/O-uitbreiding: lokale slots en externe modules

De meeste Win-GRAF PAC's hebben sleuven voor ICP DAS PAC I/O-modules, zodat de controller en de lokale I/O één DIN-railunit vormen. De WP-8x28-CE7 en XP-8x38-CE6 nemen I-8K parallelle en I-87K seriële modules op, de WP-9x28-CE7 en XP-9xx8-IoT nemen I-9K- en I-97K-modules op, en de compacte WP-5238-CE7 gebruikt een XV-board uitbreidingskaart. De onderstaande tabel geeft de aantallen slots.

Externe I/O wordt aangesloten via de seriële en Ethernetpoorten. Als Modbus RTU-master kan de PAC M-7000- of tM-modules op RS-485 bevragen, als Modbus TCP-master kan hij ET-7000-, ET-7200- of ET-2200-modules uitlezen, en de DCON-ondersteuning dekt de I-7000-serie. Een machine kan dan lokale I/O gebruiken voor signalen in de hoofdkast en gedistribueerde I/O dicht bij sensoren en actuatoren.

Voor beweging heeft ICP DAS ook op Win-GRAF gebaseerde EtherCAT-controllers met PLCopen-functieblokken. De EMP-2848M regelt tot 128 EtherCAT-slaves en 16 assen bij cyclustijden tot 500 µs, en de EMP-9xx8-serie verwerkt tot 32 assen bij een cyclustijd van 0,5 ms.

Welke Win-GRAF PAC past

Wanneer een PAC zin heeft in plaats van een klassieke PLC

Een Win-GRAF PAC wordt geprogrammeerd als een PLC, dus de keuze gaat minder over de besturingslogica en meer over wat de controller verder moet doen. Een PAC past goed wanneer:

• Besturing en gegevensverwerking in één apparaat thuishoren, zoals loggen naar bestanden, een lokale SQL-database op de Windows CE-modellen, of OPC UA voor een MES.
• De machine met veel apparaten praat via verschillende poorten en protocollen, inclusief seriële instrumenten met een eigen protocol.
• Een operatorinterface op de controller zelf nodig is, via de VGA-uitgang met eLogger HMI of op een ViewPAC met ingebouwd display.
• Maatwerksoftware in C# of VB.NET gegevens moet delen met het besturingsprogramma.
• Controllerredundantie vereist is, met behulp van de dual-PAC-redundantie van de XP-8x38-CE6, XP-9xx8-IoT of RPAC-2658M.

Een klassieke PLC is vaak de eenvoudigere keuze wanneer de fabrieksstandaard een PLC-platform en de bijbehorende engineeringtools voorschrijft, of wanneer het onderhoudspersoneel alleen op dat platform is opgeleid. Veiligheidsfuncties vereisen een daarvoor gecertificeerde controller of relais, welk platform de rest van de machine ook aanstuurt.

Gebruikers van oudere ISaGRAF PAC's moeten weten dat ICP DAS aangeeft dat ISaGRAF niet kan draaien op 64-bits Windows 7- en 8-pc's en Win-GRAF als alternatief noemt.

Stuur de technische verkoop een korte beschrijving van de machine, het aantal I/O-punten en de betrokken protocollen, dan stellen wij een geschikte Win-GRAF PAC en I/O-modules voor.