BECKHOFF-TC3_PLC-001-TwinCAT 3 Start_up (2017)

TwinCAT 3 New Automation Technology

Capitulo 1
O 1º projeto

asaTek / J. Andril

[email protected]

2017

New Automation Technology

IPC /CX
TC3

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 1

eXtended Automation (XA) - Arquitetura geral

• Arquitetura do TC3 (XAA)

• Software de Engenharia (XAE)
• Sistema com Runtime (XAR)

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 2

eXtended Automation (XA) Modulo com sistema runtime
Arquitetura (XAA)
PLCTcCOM TcCOM Safety NC
eXtended TcCOM TcCOM
Arquitetura (XAA)
TcCOM
C++ …
modules
eXtended
TwinCAT 3 Automation
eXtended Runtime (XAR)
Automation (XA)
eXtended
Automation TwinCAT 3 software de desenvolvimento
Engenharia (XAE) baseado no Visual Studio® 2010

TwinCAT 3 TwinCAT 3
Standard Integrated

Visual Studio® Visual Studio®
2010 Shell 2010

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 3

eXtended Automation (XA)
Arquitetura (XAA) – Notebook [XAE] CX [XAR] (1)

eXtended
Automation
Engenharia (XAE)

TwinCAT 3 software de desenvolvimento eXtended
Visual Studio® 2010 Automation
Runtime (XAR)

TwinCAT 3 TwinCAT 3
Standard Integrated

Visual Studio® Visual Studio®
2010 Shell 2010

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 4

eXtended Automation (XA)
Arquitetura (XAA) – Notebook [XAE] CX [XAR] (2)

Interface Ethernet usada eXetended
para a programação do AuAtomation
RRuunntime (XAR)
CX

Modulo com sistema runtime

PPLLCC TcCOM Safety TcCOM NC
TcCOM

C++ TcCOM …
mmóoddulos
TcCOM EtherCAT

C++

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 5

eXtended Automation (XA)
Arquitetura (XAA) – Notebook [XAE] CX [XAR] (3)

TwinCAT 3 software de desenvolvimento TwinCAT 3 runtime no CX /IPC
no notebook

TwinCAT 3
Standard / Integrated

TwinCAT Layer de transporte- ADS
TwinCAT 3 Runtime
Real-time Kernel

CNC SPimulink C++ PLC
módulos módulos
TwinCAT Transport Layer - ADS

IO

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 6

eXtended Automation (XA)
Arquitetura (XAA) - Notebook [XAE] CX [XAR] (4)

TwinCAT 3 software de TwinCAT 3 runtime no CX /IPC
desenvolvimento PC

TwinCAT 3
Standard / Integrated

TwinCAT Transport Layer - ADS
TwinCAT 3 Runtime
Real-time Kernel
TwinCAT Transport Layer - ADS
CNC SPimulink C++ PLC
IO módulos módulos

XAE status Config Mode:
Permite as comunicações para programação,
PC scanning do hardware / IO, teste em Freerun
taskbar
Run Mode : PLC NC IO etc. opera em real-time

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 7

eXtended Automation (XA)
Arquitetura (XAA) – Notebook [XAE] CX [XAR] (5)

TwinCAT XAE mostra o estado TwinCAT do sistema remoto
do TwinCAT do sistema remoto (“target” CX/ IPC)

(“target”)

Barra de tarefas no PC de O sistema remoto
desenvolvimento (Notebook) (CX/IPC) deve estar
no estado de RUN
Carga do sistema para permitir o logon
Real-time em % ao seu PLC

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Exercício Prático - Programação de PC / CX (1)

• Exercício pratico com CX

1 - Verificar comunicação

• Estabelecimento da

comunicação entre o PC,

com o software de edição

do programa TC3 (XAE),

e o sistema remoto CX

(XAR)

• Utilização de uma
comunicação Ethernet
(cabo com fichas RJ45)

• Sistema remoto PCe CX
com bus station BK1120

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 9

Exercício Prático - Programação de PC / CX (2)

Hardware utilizado :
• PC com TwinCAT3 XAE, CX

com terminador EtherCAT
• TwinCAT3 com XAR no

computador local (CX)
• BK1120 Bus Coupler

(x2) KL1XX2 2ch ED
(x2) KL2XX4 4ch SD
(x1) KL2531 Stepper driver
(x1) KL9010 Terminador

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 10

Exercício Prático - Programação de PC / CX (3)

• O TwinCAT 3 pode ser iniciado
clicando no icon existente na barra
inferior (“taskbar”) ou pressionando
nas teclas “Alt” e “+”. Ambos abrem
um menu de comandos.

• Inicie a aplicação “TwinCAT XAE
(2010)”. Irá abrir o editor “Microsoft
Visual Studio 2010 Shell”

• Para um criar um novo
projeto podemos usar os
comando “File” / ”New”
/ ”Project”

ou

selecionar na “Start Page” a barra
o comando “New Project”.

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Exercício Prático - Programação de PC / CX (4)

• Será atribuído o nome “TwinCAT Project” ao projeto, automaticamente.
• Este projeto será guardado na pasta do “Visual Studio” localizada nos “Meus

documentos” (“My Documents”\”Documents”). Poderá, se o desejar, colocar em
outra pasta ou diretoria.
• Após clicar em “OK” será criado um novo projeto com um template do tipo “TwinCAT
XAE Project (XML format)” .

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Exercício Prático - Programação de PC / CX (5)

• Após clicar “OK” será apresentado o ecrã de edição de programa do TwinCAT 3.
• Se desejarmos colocar o “layout de defeito”, nesse editor, podemos usar o comando

“Windows” e “Reset Window Layout”.

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 13

Exercício Prático - Programação de PC / CX (6)

• Configuração do sistema remoto (target) PC / CX , no editor de programa TC3
local (notebook)

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 14

Exercício Prático - Programação de PC / CX (7)

• Estabelecimento de comunicação com o PC / CX remoto (target)
• Para fazer o varrimento ao hardware do equipamento remoto, primeiro

seleccione o “Sistema local”, no seu Notebook, onde está instalado o editor
do TwinCAT 3 (“Local Target System“)
• O TwinCAT deverá estar em “Config Mode”. Se não estiver poderá coloca-lo
usando o comando “TwinCAT” / “Resart TwinCAT (Config Mode)”

• “Icon” ficará com a cor azul

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 15

Exercício Prático - Programação de PC / CX (8)

• Estabelecimento de comunicação com o PC / CX remoto (target)
• Registo do sistema remoto no router AMS local (notebook)

Procura na

1) rede

sistemas TC

2) IPC / CX

Adicionar o
equipamento

remoto no
router virtual

3) AMS local

(notebook)

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 16

Exercício Prático - Programação de PC / CX (9)

• Permissões de Logon : “User name" e “Password"

• CX 1020 com WinXP ou 7

• CX com WinCE, não tem password

CX XPe ou 7:

Administrator
1

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Exercício Prático - Programação de PC / CX (10)

• Comunicação estabelecida com o PC / CX remoto (target) com sucesso
(“Connected” => “X”)

Comunicação
estabelecida

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 18

Exercício Prático - Programação de PC / CX (11)

TwinCAT XAE, no notebook, indica o TwinCAT no PC remoto
estado do TC3 (XAR) remoto (CX) (CX)

Barra de tarefas (taskbar) do PC
editor (notebook)

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 19

Exercício Prático - Programação de PC / CX (12)

TwinCAT XAE, no notebook, indica o O sistema alvo (CX)
estado do TC3 (XAR) remoto (CX) deve estar em modo
Config para permitir o
scanning e o teste de
freerun do hardware

O sistema TwinCAT (XAE) no PC O sistema alvo (CX) deve
(notebook) deve estar em modo estar em modo RUN para
Config para permitir login. permitir o logon do
programa do PLC
Run Mode é também possível no computador que
tem o editor(XAE) se possuir simultaneamente o Sistema alvo CX (target)
serviço runtime (XAR) com TC3 (XAR)

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 20

Exercício Prático - Programação de PC / CX (13)

2 - Testar Hardware

• Colocar o TC3 remoto
(CX) em modo Config

• Executar Scan a todo
hardware do CX remoto

• Colocar o CX remoto em
modo Freerun

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 21

Exercício Prático - Programação de PC / CX (14)

• Ao executar o comando “Scan” ( tecla direita do rato ) na pasta “Devices” deverá
surgir uma mensagem de “chamada de atenção” com indicação de que nem todos
os componentes de hardware poderão ser detetados automaticamente.

• Se usamos hardware de outros fabricantes devemos colocar os respetivos
ficheiros de configuração (fornecidos pelo fabricante) na pasta de configuração
C:\TwinCAT\3.1\Config\Io

• O hardware detetado
poderá ser o seguinte :

(o “nº” depois de “Device” é
colocado automaticamente e
depende de cada PC)

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 22

Exercício Prático - Programação de PC / CX (15)

• Os “Device x” correspondem ao seguinte hardware :

+ “Device 1 (EtherCAT)” - Rede E-Bus das cartas ELxxxx de I/O´s locais e
alimentadas pela Fonte de Alimentação do PC/CX.

+ “Device 2 (EtherCAT Automation Protocol)” - Rede EtherCAT que não tem
nenhuma carta I/O local, “pendurada” . Pode ser usada em comunicações do
tipo Publisher/Subscriber com o TwinCAT de outros PC/CX.

+ “Device 3 (USB)” – É uma ligação USB no PC/CX.

+ “Device 4 (EtherCAT) [Local Area Connection (TwinCAT-Intel PC)]” – Carta
de Rede EtherCAT instalada no PC/CX e pode ter cartas I/O , “penduradas” .
Esta ligação é providenciada por drive instalado no Sistema Operativo
“Windows” e pode ser configurada no “Windows Control Panel”

+ “Device 5 (NOV-RAM)” – Memoria RAM não-volátil do PC-CX.

NOTA : Na maioria das aplicações necessitamos por o visto no “Device 1 (EtherCAT)”
e em alguns casos também no “Device 5 (NOV-RAM)”.

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 23

Exercício Prático - Programação de PC / CX (16)

• Coloque só o visto em “Device 1 (EtherCAT)” e de seguida clique em “OK”

• Clique em “Yes” para “varrer” todo o hardware que esteja conectado ao “Device 1
(EtherCAT)”

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 24

Exercício Prático - Programação de PC / CX (17)

• Caso seja apresentada a seguinte janela de informação, significa que foi detetado

Servo Drives V

• Clique em “Yes” se quiser ativar o “Scan” de varrimento dos motores “pendurados”
no Drive (ex. AX5000 ou EL72x1).

• Após o “Scan” surgirá a indicação se pretende, automaticamente, colocar uma
tarefa (“NC Task”) de componente Motion e liga-lo ao hardware do drive para um
possível controlo de eixos (“NC-Axis”). Clique em “Yes”.

• Em “No” será uma tarefa de CNC

• Se clicar em “Cancel” não será colocada
qualquer tarefa de Motion ou linkagem
a eixos.

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 25

Exercício Prático - Programação de PC / CX (18)

• Em Freerun todas as
entradas e saídas (I/O)
podem ser testadas
sem a existência de
programa de PLC, no
CX. Clique em “Yes”.

• Podemos visualizar na
janela “Online”, de cada
entrada, o seu estado
seja digital ou
analógico.

• Podemos forçar o
estado das saídas
usando o botão de
comando “Write”

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 26

Exercício Prático - Programação de PC / CX (19)

3 - Executar programa

• Criar programa para o
PLC através do template
“Standard PLC template”

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 27

Exercício Prático - Programação de PC / CX (20)

• Criar diversas variáveis globais (GVLs)

GVLs

NOTA : Caso surja um sublinhado debaixo da

variável, significa que existe um erro. Coloque o

rato em cima da variável para detetar a falha

(tooltip). c

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 28

Exercício Prático - Programação de PC / CX (21)

• Compilar o programa
Selecione o comando “Rebuilt Solution” do menu “Build”.

NOTA : Caso haja erros de compilação serão apresentados na janela
inferior “Error List” e “Output”.

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 29

Exercício Prático - Programação de PC / CX (22)

• A apresentação dos erros é efetuada através de uma lista de códigos de erro
Clique em “Error”, “Warning” ou “Messages”

• Se clicar duas vezes em “Error” será indicada a localização do erro no seu
projeto / programa

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 30

Exercício Prático - Programação de PC / CX (23)

• Após a eliminação dos erros deverá, de novo,
efetuar a compilação clicando no comando
“Rebuild Solution” pertencente ao menu “Build”

• Após a compilação e não havendo erros na
janela “Output” surgirá a seguinte informação

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 31

Exercício Prático - Programação de PC / CX (24)

• Após a compilação feita com sucesso, sem
erros, será criada uma instancia do PLC

• As instancias do PLC contem as variáveis do
projeto que serão linkadas (Linked to …) aos
IO’s do PLC (hardware)

• No seguinte exemplo é indicado o nome
atribuído á “Global Variable List” (GVL_IO),
quando foi criada, seguido pelo separador “.” e
o nome da variável :

• GVL_IO.Switch

• GVL_IO.Ligth

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Exercício Prático - Programação de PC / CX (25)

• Linkar as variáveis alocadas a %I* e %Q*

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 33

Exercício Prático - Programação de PC / CX (26)

• A linkagem será efetuada
na pasta “Variable”, da
carta de IO´s selecionada,
usando o comando
“Linked to…”

• Após a linkagem o icon
muda o seu aspeto (é
representado no canto
inferior esquerdo uma
seta)

• Exemplo :

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 34

Exercício Prático - Programação de PC / CX (27)

• Variáveis linkadas e
referenciadas a cada
um dos pontos do
hardware usado

KL1002(2 ch) - 2 link´s
KL1002(2 ch) - 2 link´s
KL2114(4 ch) - 4 link´s
KL2114(4 ch) - 4 link´s
KL2531(step) - 6 link´s

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 35

Exercício Prático - Programação de PC / CX (28)

• Ativar configuração

• Colocar o sistema TC3
(XAR) do CX em modo
RUN

• Se o sistema TC3
(XAR) não está
registado pode-se criar
uma licença de 7 dias
(“Enter Security Code”)

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 36

Exercício Prático - Programação de PC / CX (29)

• O Sistema remoto TC3(XAR) deverá ficar em Login Start
modo RUN, após o registo da configuração PLC
das linkagens, clicando em “OK”

• Iniciar o serviço Login. O serviço de login
permite fazer o download do programa para o
PLC remoto CX

PLC PLC RUN
Online

• De seguida dê inicio ao “correr” do programa,
residente no PLC, clicando em “Start”

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 37

Exercício Prático - Programação de PC / CX (30)

• Monitorização do projecto em online

XAE offline + PLC não em Run Mode
XAE online + PLC não em Run Mode
XAE offline + PLC em Run Mode
XAE online + PLC em Run Mode

TwinCAT em Run Mode

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 38

Exercício Prático - Programação de PC / CX (31)

• Monitorização das variáveis globais em online

Escrever dados
em online

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 39

Exercício Prático - Programação de PC / CX (32)

• Logout

• Adicionar ao programa
do PLC uma nova POU
do tipo FB (“Function
Block”)

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 40

Exercício Prático - Programação de PC / CX (33)

• Criar FB “FB_FLASH”

Utilizar ferramenta “View” / ”Toolbox”

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 41

Exercício Prático - Programação de PC / CX (34)

• Programar FB “FB_FLASH”
em FBD.

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2015 42

Exercício Prático - Programação d PCe / CX (35)

• Criar no programa MAIN (ST) a
instância da FB usando as
ferramentas “Auto Declare” e
“Input Assistant” (F2)

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 43

Exercício Prático - Programação de PC / CX (36)

• Criar no programa MAIN (ST) a
instancia da FB usando as
ferramentas “Auto Declare” e
“Input Assistant” (F2)

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 44

Exercício Prático - Programaçã de PCe / CX (37)

4 – Configurar o arranque automático do TC3 (XAR) no CX

• Ativar o “Boot Project”

• Habilitar o arranque do
“Boot Project”

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 45

Exercício Prático - Programação de PCe / CX (38)

• Configurar o autostart do TC3 (XAR) para RUN

• Autostart do CX
controlado por “User
Name” e “Password”

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 46

Exercício Prático - Programação de PC / CX (39)

5 – “Upload” do programa do CX (XAR) para o editor TC3

• Abrir no editor “TwinCAT XAE (VS 2010)” => “Open Project From Target…”

NOTA : Deverá criar uma pasta (Ex. Caso não tenha
“Upload”) onde deverá colocar o registado o CX deverá,
programa “descarregado” (upload) do primeiro, executar o
CX para o seu PC (XAE) comando “Search
(Ethernet)”

TwinCAT 3 | asaTek - J.Andril 16.01.2017 47