Chi si occupa di software PLC, usa dire che quest’attività si compone per un 30% di creazione del programma, e per il 70% di debug e correzione degli errori. Certo non è sempre così, però in linea di massima è lecito affermare che grosso del lavoro svolto da chi crea questi tipi di programmi, consiste proprio nel scovare ed eliminare gli errori.
Ci sono diversi modi di effettuare il test e il debug dei programmi plc:
a) Test e debug con il simulatore.
b) Test e debug con plc fuori quadro.
c) Test e debug con plc e quadro, ma senza apparecchiature.
d) Avviamento dell’impianto.
Ognuno dei metodi elencati offre vantaggi e svantaggi, cominciamo a descrivere il primo metodo, quello che sfrutta il simulatore.
1. Test e debug del programma per mezzo del simulatore.
La prima modalità di test del programma PLC è quella che si svolge utilizzato il simulatore. Ormai oggi tutti i software di programmazione di questi controllori mettono a disposizione la simulazione.
Per esempio per i plc Siemens abbiamo PLCSIM, che viene installato della stessa versione del
TIA Portal (il software di programmazione), e permette di simulare sia i programmi dei plc che i progetti dei pannelli HMI Siemens.
La simulazione è completa, nel senso che i
pannelli HMI che vengono simulati comunicano con il programma PLC, anch’esso simulato.
Vediamo quali sono i vantaggi del test e debug con simulatore:
a) Non è necessario possedere le apparecchiature. Plc e hmi sono virtuali, tuttavia dal punto di vista logico, il programma funziona esattamente come se fosse caricato nei dispositivi reali.
b) Non si movimentano componenti e macchinari. Dato che durante le fasi di test e debug ogni procedura può essere ripetuta numerose volte, avviare e fermare motori, aprire e chiudere attuatori, potrebbe rappresentare un problema, se non addirittura danneggiare i componenti stessi. Simulare il programma non agisce davvero sul campo, e permette quindi di lavorare in maniera sicura.
c) La simulazione può avvenire in qualunque luogo: basta avere il software di programmazione del plc e il simulatore installati sul computer.
Per quanto riguarda gli svantaggi di questo metodo abbiamo:
a) Non essendo collegati alle apparecchiature, è necessario agire manualmente per modificare il valore delle variabili di memoria, così come per gli ingressi dal campo, sia digitali che analogici. La modifica avviene o attraverso comandi impartiti con il mouse, direttamente sul diagramma del programma plc, oppure attraverso apposite tabelle di monitoraggio e forzatura.
b) Il simulatore simula il PLC e i pannelli operatore HMI, ma non le apparecchiature in campo. Per esempio inverters, conta litri, bilance, e tutti i dispositivi PROFINET collegati sulla rete ethernet, non sono simulati, e andranno testati in seguito con l’hardware reale.
c) La simulazione non permette di osservare il comportamento fisico del processo. Alcune procedure che funzionano quando sono simulate, potrebbero comportarsi in modo differente quando saranno influenzate dalle variabili vere di processo. Queste variabili sono per esempio la temperatura, la pressione, e in generale tutte le forze meccaniche e chimiche che contribuiscono alla produzione.
2. Test e debug del programma con PLC ma fuori quadro.
Molto spesso si ha a disposizione un controllore sul quale caricare il programma. In questo caso non si utilizza il simulatore ma il vero controllore, il quale però non è collegato al quadro elettrico, e quindi si trova isolato dal campo e dalle apparecchiature.
Le modalità di test e debug in questo contesto sono molto simili a quelle del metodo con simulatore, dove si devono forzare e modificare manualmente il valore delle variabili e degli ingressi dal campo.
Rispetto alla simulazione, però, il test con PLC permette di verificare se ci sono parti di programma che potrebbero generare errori una volta caricate nell’hardware, per esempio quando le versioni di firmware del controllore progettato e di quello reale sono differenti.
3. Test e debug del programma con PLC e quadro, ma senza apparecchiature.
Se si ha a disposizione il plc già montato nel quadro, si possono testare anche alcuni degli ingressi e uscite fisiche, ovvero quelle collegate nel quadro stesso: pulsanti, lampade, selettori, relè. Rimangono esclusi dai test le apparecchiature che non sono ancora state collegate sulle apposite morsettiere di interfaccia del quadro.
4. Avviamento dell’impianto.
Generalmente si cerca di non effettuare debug con l’impianto completo, dato che questo significa movimentare tutti gli attuatori, oppure generare allarmi nel caso questi siano esclusi elettricamente.
Il test con impianto completo è in effetti la fase d’avviamento, e si effettua per provare i componenti in campo. Per esempio si testano tutte le valvole con relativi feedbacks, tutti i motori, e ognuno dei sensori.
Si tratta quindi del test del campo, più che del test del software plc; quest’ultimo dovrebbe essere provato e corretto in precedenza, con le altre modalità che abbiamo già descritto negli altri punti.
Tra gli addetti ai lavori, il test con impianto completo viene chiamato messa in marcia, oppure test degli I/O (ingressi e uscite).
