Factory IO

Factory IO to oprogramowanie do symulacji systemów automatyki (linii transportowych) z wykorzystaniem popularnych technologii używanych w przemyśle. Pozwala na budowanie własnych aplikacji z wykorzystaniem dostępnych obiektów (transporterów, czujników, przycisków). Zbudowany system może być sterowany z zewnętrznego sterownika PLC. Komunikacja pomiędzy Factory IO a sterownikiem PLC (w naszym przypadku S7-1200) odbywa się za pomocą protokołu TCP/IP. To narzędzie będziemy wykorzystywać w szkole PLC, aby wykształcić Cię na przyszłego inżyniera z zakresu automatyki przemysłowej.

Jak wiesz, praca programisty PLC polega na uruchamianiu aplikacji w obiekcie, jakim jest zakład przemysłowy. Jako początkujący programista będziesz miał kłopot z dostaniem się do prawdziwej fabryki. Teraz powiem Ci, jak taką fabrykę zasymulować we własnym domu.

Factory IO służy do testowania aplikacji (czyli sprawdzania, czy napisany przez Ciebie kod programu poprawnie steruje urządzeniami wchodzącymi w skład linii technologicznej). Dodatkowe zalety Factory IO to:

• widok linii technologicznej pod różnymi kątami (dzięki trzem kamerom). W lewym dolnym rogu znajduje się panel do zmiany punktu obserwacji linii transportowej;
• zwolnione tempo standardowej prędkości pracy linii, aby mieć czas na zauważenie zależności pomiędzy sygnałami wejściowymi a sterowaniem elementu wykonawczego. Jest to bardzo pomocne w przypadku wyszukiwania błędów. Pamiętaj jednak, że takiej możliwości nie będziesz miał już w rzeczywistej fabryce, więc korzystaj z tej funkcji tylko w ostateczności;
• wprowadzanie celowych awarii np. czujników, aby przetestować kod programu w przypadku uszkodzenia czujnika;
• reset linii technologicznej pozwala na usunięcie wszystkich palet z linii jednym kliknięciem myszki. Ta możliwość przydaje się w przypadku, gdy linia zostanie zakorkowana przez palety. W rzeczywistości musiałbyś sam te palety zdjąć z transporterów.

Oprogramowanie pozwala na poznanie prawdziwych aplikacji przemysłowych bez żadnych kosztów oraz ryzyka uszkodzenia sprzętu. Zatem do pracy będą Ci potrzebne tylko dwa elementy: plik instalacyjny Factory IO i zestaw startowy sterownika PLC.

Factory IO jest dostępne w wersji demonstracyjnej posiadającej pełną funkcjonalność przez 30 dni. W późniejszym okresie potrzebna Ci będzie licencja:

• licencja standardowa — przeznaczona do użytku komercyjnego (dla szkół, uczelni, centrów kształcenia itp.):
• samodzielna,
• pływająca;
• licencja domowa — przeznaczona tylko do użytku domowego (nie można korzystać z tego oprogramowania np. w szkołach).

Instalacja Factory IO

Poniżej wyszczególnione są wymagania sprzętowe niezbędne do instalacji Factory IO [16]:

• system Windows Vista lub nowszy,
• procesor Intel Core 2 Duo at 2 Ghz lub AMD Athlon 64 x2 2 Ghz lub lepszy,
• 1 GB RAM,
• dysk twardy o pojemności 500 MB,
• karta NVIDIA (od 2007, seria GeForce 8), karta AMD (od 2007, seria Radeon 2xxx), karta Intel (od 2008, GMA 4500),
• wsparcie dla Shader Model 2.0 lub wyższego,
• karta dźwiękowa kompatybilna z DirectX,
• DirectX 9.0c.

Plik instalacyjny factoryio-1.2.3-installer.exe znajduje się na serwerze FTP, w katalogu Rozdzial03/Plik-Instalacyjny-Factory-IO.
Instalacja jest intuicyjna. Pewne zmiany należy przeprowadzić w oknie przedstawionym na rysunku 3.1.

Rysunek 3.1. Instalacja Factory IO

Ponieważ będziemy łączyli się ze sterownikiem S7-1200 za pomocą protokołu TCP/IP, więc nie są nam potrzebne dodatkowe składniki. Należy usunąć zaznaczenie wszystkich
trzech składników. Po zakończeniu instalacji na pulpicie pojawi się ikona Factory IO.

Licencja Factory IO

Podczas pierwszego uruchomienia oprogramowania przystąpimy do aktywacji licencji demo. W tym celu należy wybrać opcję Uruchom jako administrator, co przedstawia poniższy rysunek 3.2.

Rysunek 3.2. Pierwsze uruchomienie Factory IO

Po chwili uruchomi się oprogramowanie i automatycznie pojawi się okno Options, które zostało przedstawione na rysunku 3.3.

Rysunek 3.3. Aktywacja licencji

W zakładce Licensing znajduje się przycisk Get Trial License, który pozwala pobrać licencję trial. Aktywacja licencji wymaga aktywnego połączenia z internetem. Gdy mamy połączenie z internetem, wystarczy kliknąć przycisk Get Trial License. Wówczas pojawi się okno przedstawione na rysunku 3.4. Jest to informacja, że licencja trial jest już aktywna. W zielonej ramce jest podana data wygaśnięcia licencji. Proces instalacji i aktywacji licencji dla oprogramowania Factory IO jest też dostępny na serwerze FTP, w katalogu Rozdział03/Instalacja-Factory-IO.

Rysunek 3.4. Data ważności licencji

Składniki Factory IO
Widok oprogramowania Factory IO przestawiono na rysunku 3.5.

Konfiguracja Factory IO

Została już zainstalowana oraz aktywowana licencja trial dla Factory IO. Teraz dodasz projekt linii technologicznej, który przygotowałem do zajęć w szkole PLC. Plik z projektem linii technologicznej znajduje się na serwerze FTP, w katalogu Rozdział03/Projekt-linii-Factory-IO.

Aktywacja licencji trial powoduje, że w katalogu Dokumenty zostaje utworzony katalog Factory IO. Przedstawia to rysunek 3.6.

Do katalogu My Scenes należy dodać plik projektu linii technologicznej o nazwie SzkołaPLC.FACTORYIO, który znajdziesz na serwerze FTP. Teraz można włączyć
już oprogramowanie Factory IO. Tym razem uprawnienia administratora już nie są potrzebne. Pierwszy krok to otwarcie projektu linii transportowej. Zastało to przedstawione na
rysunku 3.7.

Z menu File wybieramy Open. Pojawi się okno Open, którego widok został przedstawiony na rysunku 3.8.

Na liście znajduje się tylko jeden projekt o nazwie SzkolaPLC, który trzeba wybrać. Następnie naciskamy przycisk Open.

Prawdopodobnie pojawi się okno przedstawione na poniższym rysunku 3.9.

Rysunek 3.5. Widok narzędzia Factory IO

Opis poszczególnych składników przedstawiono poniżej.

1 — Menu główne — pozwala na konfigurację oprogramowania oraz sterownika do połączenia ze sterownikiem S7-1200.
2 — Przycisk RUN/EDIT — przełączanie pomiędzy trybem symulacji a trybem edycji linii.
3 — Przycisk PAUSE — chwilowe zatrzymanie symulacji.
4 — Przycisk RESET — restart symulacji. Z linii zostają zdjęte wszystkie palety.
5 — Menu dodatkowe — w tym miejscu można włączyć spowolnienie symulacji (Slow motion), zarządzać widokiem linii (ustawienia kamer), kontrolować dodatkowe ustawienia.
6 — Palette — paleta zawierająca obiekty, z których można zbudować linię technologiczną. Widoczna tylko w trybie edycji.
7 — Camera Navigation — służy do zmiany punktu obserwacji linii.
8 — Current Driver — informacja, która wtyczka jest aktualnie używana do połączenia ze sterownikiem PLC.

Dokładny opis całego narzędzia znajduje się w dokumentacji Factory IO.

Rysunek 3.6. Dodanie projektu do katalogu narzędzia Factory IO

Rysunek 3.7. Otwarcie projektu linii transportowej

Rysunek 3.8. Wybranie projektu linii transportowej

Rysunek 3.9. Okno z błędem połączenia pomiędzy PLC a Factory IO

Jest to informacja o błędzie związanym z połączeniem pomiędzy Factory IO a sterownikiem S7-1200. Nie przejmuj się, to nic poważnego. Za chwilę przeprowadzimy konfigurację.
Kliknij po prostu przycisk Ok.

Teraz czas na najważniejszy etap, czyli na konfigurację połączenia ze sterownikiem S7-1200. Z menu File wybieramy Driver Configuration, co przedstawia rysunek 3.10.
Pojawi się okno przedstawione na rysunku 3.11. W polu Current Driver wybieramy Siemens S7-1200 Ethernet, ponieważ chcemy połączyć się ze sterownikiem S7-1200 przez Ethernet. W polu Host wpisujemy adres IP, który zostanie nadany sterownikowi PLC podczas tworzenia projektu w TIA Portal. W naszym przypadku jest to adres 192.168.0.30.

Rysunek 3.10. Uruchomienie konfiguracji połączenia

Rysunek 3.11. Konfiguracja połączenia

W polu Network adapter wybieramy kartę sieciową z naszego komputera, którą wykorzystujemy do połączenia ze sterownikiem S7-1200. Jeżeli Twoja karta sieciowa nie
jest widoczna w tym polu, to sprawdź kabel łączący sterownik PLC z komputerem. Połączenie musi być poprawne (na karcie sieciowej w komputerze oraz obok złącza
PROFINET w sterowniku S7-1200 świecą diody LED). Jeżeli obok pola Current Driver znajduje się żółta ikona, wówczas jest to informacja o problemie połączenia Factory IO ze sterownikiem S7-1200. W tym momencie sterownik PLC nie jest jeszcze zaprogramowany, więc żółta ikona z wykrzyknikiem będzie widoczna.

Podłączenie sygnałów Factory IO

Teraz zostaniesz na chwilę elektrykiem. Weź wirtualny śrubokręt, czyli myszkę, i połącz sygnały zgodnie z rysunkiem 3.12.

Mamy 10 sygnałów wejściowych na adresach od I0.0 do I1.1. Opis poszczególnych sygnałów wejściowych znajduje się poniżej.

Auto — przycisk uruchamiający automatyczny tryb pracy linii,
Manual — przycisk uruchamiający ręczny tryb pracy linii transportowej,
Finish — przycisk służący do zakończenia produkcji w trybie automatycznym.
Po naciśnięciu tego przycisku palety nie są już podawane na linię,
Reset — przycisk służący do potwierdzenia pojawiających się błędów lub innych nieoczekiwanych stanów pracy linii,
E-Stop — przycisk bezpieczeństwa służący do natychmiastowego zatrzymania linii. Jest to styk NC (ang. Normal Close), czyli normalnie zwarty,
D1 — czujnik znajdujący się na transporterze T1 służący do detekcji pojawiających się palet,

Rysunek 3.12. Podłączenie sygnałów cyfrowych

D2 — czujnik zamontowany na końcu transportera T1,
D3 — czujnik umieszczony na końcu transportera T2,
D4 — czujnik znajdujący się przed R4,

FactoryIO_Running — sygnał informujący o włączeniu symulacji w Factory IO (naciśnięto przycisk PLAY).

Sygnałów wyjściowych jest 16. Są to adresy fizyczne od Q0.0 do Q1.7. Opis poszczególnych sygnałów wyjściowych znajduje się poniżej.

GreenVSI — zielona dioda LED w kolumnie sygnalizacyjnej,
YellowVSI — pomarańczowa dioda LED w kolumnie sygnalizacyjnej,
RedVSI — czerwona dioda LED w kolumnie sygnalizacyjnej,
AutoLight — podświetlenie przycisku Auto,
ManualLight — podświetlenie przycisku Manual,
ResetLight — podświetlenie przycisku Reset,
AlarmSiren — sygnał dźwiękowy,
T1_Forward — ruch transportera T1 do przodu,
T1_Back — ruch transportera T1 do tyłu,
T2_Forward — ruch transportera T2 do przodu,
T2_Back — ruch transportera T2 do tyłu,
T3_Forward — ruch transportera T3 do przodu,
T3_Back — ruch transportera T3 do tyłu,
Emitter — podajnik palet z paczkami znajdujący się na transporterze T1,
R1 — odbiornik palet znajdujący się na transporterze T1,
R3 — odbiornik palet znajdujący się na transporterze T3.

W ten sposób zostało zakończone konfigurowanie narzędzia Factory IO.

Szkoła programisty PLC. Sterowniki Przemysłowe, Tomasz Gilewski. wyd. Helion