EtherCAT State Machine

ПЛК, ЧПУ, одноплатные компьютеры и т.д. / Не разобранное - ПЛК, ЧПУ, электронные блоки
Alexsandrsk
987
15-12-2016, 22:46
0

Часто на ПНР приходится сталкиваться с крайне неблагоприятной электромагнитной обстановкой. Не на конкретном предприятии, а вообще повсеместно. Можно сказать, в 50% случаев — или сеть перегружена потребителями, либо отсутствует нормальное заземление и т.п. факторы. В ряде случаев у управляющего ПЛК могут возникать трудности с подключением к приводам по цифровой шине.
Поскольку я в своей работе ориентируюсь на EtherCAT, как на самую гибкую, быструю и надёжную промышленную сеть, то рассмотрю вполне реальный случай, где проблемы со связью были решены только программными методами. Можно сказать, «на коленке».
Итак, описание проблемы: после включения системы управления, привода, находящиеся в сети EtherCAT, зависают в состоянии INIT (инициализация) и отказываются автоматически переходить в состояние OP(эксплуатация). Соответственно, никак не реагируют на управляющие команды ПЛК. Ситуация осложнялась тем, что проблема эта носила случайный характер: два раза подряд система могла включиться без ошибок, затем, раз десять зависнуть на этапе инициализации.
Для наглядности привожу схему т.н. «EtherCAT State Machine» (если кому интересно — можно заглянуть на www.ethercat.org в раздел описания технологии), которая универсальна для всех устройств, обслуживаемых в EtherCAT-сети:

С задачей установки/смены состояния ведомого устройства в EtherCAT-сети вполне успешно (как показала практика) справляется функциональный блок FB_EcSetSlaveState, реализованный под TwinCAT (см. TcEtherCAT.lib). В паре с ним хорошо работает блок FB_EcGetSlaveState, читающий фактическое состояние ведомого. На их основе и была написана небольшая программа, переводящая привод из INIT в OP. Все комментарии на английском, т.к. мне часто приходится обмениваться кусками программ с забугорными коллегами. Однако, там и без слов всё понятно.
Сначала описываем свой функциональный блок FB_ETHERCAT_STATUS:

FUNCTION_BLOCK FB_ETHERCAT_STATUS VAR_INPUT bEnable: BOOL; (*Enabling FB on rising edge*) sNetId: STRING; (*Master's EtherCAT NetId*) nSlaveAddr: UINT; (*Slave's EtherCAT address*) END_VAR VAR_OUTPUT bDone: BOOL; (*Successfully done*) iMessage: STRING (10); (*String message*) bError: BOOL; (*Error detected*) nErrId: UDINT; (*ADS error code*) stActualState: ST_EcSlaveState; (*Actual slave status*) END_VAR VAR iStep: INT; fbTrigger: R_TRIG; fbGetSlaveState: FB_EcGetSlaveState; fbSetSlaveState: FB_EcSetSlaveState; END_VAR

Теперь пишем тело блока:

CASE iStep OF 0: (*Starting*) fbTrigger(CLK := bEnable); IF fbTrigger.Q THEN iMessage := 'PROCESSING'; (*Status message*) bError := FALSE; (*Resetting error*) iStep := iStep + 1; END_IF; 1: (*Reading slave's EtherCAT status*) fbGetSlaveState( sNetId := sNetId, nSlaveAddr := nSlaveAddr, bExecute := TRUE); IF fbGetSlaveState.bBusy THEN
iStep := iStep + 1; END_IF; 2: (*Still reading slave's EtherCAT status*) fbGetSlaveState(bExecute := TRUE); IF NOT(fbGetSlaveState.bBusy) THEN (*Successful*) IF NOT(fbGetSlaveState.bError) THEN stActualState := fbGetSlaveState.state; (*Actual slave's status*) fbGetSlaveState(bExecute := FALSE); (*Resetting FB*) iStep := iStep + 1; (*Next*) (*Error*) ELSE iMessage := 'ERROR'; (*Status message*) bError := TRUE; (*Error detected*) nErrId := fbGetSlaveState.nErrId; (*Saving error ID*) fbGetSlaveState(bExecute := FALSE); (*Resetting FB*) iStep := 0; END_IF; END_IF; 3: (*Checking if slave's EtherCAT status equals 'OP'*) IF stActualState.deviceState = EC_DEVICE_STATE_OP THEN (*Slave is in 'OP' status*) iMessage := 'OP'; (*Status message*) bDone := TRUE; (*Done*) iStep := 0; ELSE (*Slave isn't in 'OP' status*) iStep := iStep + 1; END_IF; 4: (*Setting slave into 'INIT' status*) fbSetSlaveState( sNetId := sNetId, nSlaveAddr := nSlaveAddr, bExecute := TRUE, reqState := EC_DEVICE_STATE_INIT); IF fbSetSlaveState.bBusy THEN iStep := iStep + 1; END_IF; 5: (*Still setting slave into 'INIT' status*) fbSetSlaveState(bExecute := TRUE); IF NOT(fbSetSlaveState.bBusy) THEN (*Successful*) IF NOT(fbSetSlaveState.bError) THEN fbSetSlaveState(bExecute := FALSE); (*Resetting FB*) iStep := iStep + 1; (*Error*) ELSE iMessage := 'ERROR'; (*Status message*) bError := TRUE; (*Error detected*) nErrId := fbSetSlaveState.nErrId; (*Saving error ID*) fbSetSlaveState(bExecute := FALSE); (*Resetting FB*) iStep := 0; END_IF; END_IF; 6: (*Reading slave's EtherCAT status*) fbGetSlaveState( sNetId := sNetId, nSlaveAddr := nSlaveAddr, bExecute := TRUE); IF fbGetSlaveState.bBusy THEN iStep := iStep + 1; END_IF; 7: (*Still reading slave's EtherCAT status*) fbGetSlaveState(bExecute := TRUE); IF NOT(fbGetSlaveState.bBusy) THEN (*Successful*) IF NOT(fbGetSlaveState.bError) THEN stActualState := fbGetSlaveState.state; (*Actual slave's status*) fbGetSlaveState(bExecute := FALSE); (*Resetting FB*) iStep := iStep + 1; (*Error*) ELSE iMessage := 'ERROR'; (*Status message*) bError := TRUE; (*Error detected*) nErrId := fbGetSlaveState.nErrId; (*Saving error ID*) fbGetSlaveState(bExecute := FALSE); (*Resetting FB*) iStep := 0; END_IF; END_IF; 8: (*Checking if slave's EtherCAT status equals 'INIT'*) IF stActualState.deviceState = EC_DEVICE_STATE_INIT THEN (*Slave is in 'INIT' status*) iMessage := 'INIT'; (*Status message*) iStep := iStep + 1; ELSE (*Slave isn't in 'INIT' status*) iMessage := 'ERROR'; (*Status message*) bError := TRUE; (*Error detected*) iStep := 0; END_IF; 9: (*Setting slave into 'OP' status*) fbSetSlaveState( sNetId := sNetId, nSlaveAddr := nSlaveAddr, bExecute := TRUE, reqState := EC_DEVICE_STATE_OP); IF fbSetSlaveState.bBusy THEN iStep := iStep + 1; END_IF; 10: (*Still setting slave into 'OP' status*) fbSetSlaveState(bExecute := TRUE); IF NOT(fbSetSlaveState.bBusy) THEN (*Successful*) IF NOT(fbSetSlaveState.bError) THEN fbSetSlaveState(bExecute := FALSE); (*Resetting FB*) iStep := iStep + 1; (*Error*) ELSE iMessage := 'ERROR'; (*Status message*) bError := TRUE; (*Error detected*) nErrId := fbSetSlaveState.nErrId; (*Saving error ID*) fbSetSlaveState(bExecute := FALSE); (*Resetting FB*) iStep := 0; END_IF; END_IF; 11: (*Reading slave's EtherCAT status*) fbGetSlaveState( sNetId := sNetId, nSlaveAddr := nSlaveAddr, bExecute := TRUE); IF fbGetSlaveState.bBusy THEN iStep := iStep + 1; END_IF; 12: (*Still reading slave's EtherCAT status*) fbGetSlaveState(bExecute := TRUE); IF NOT(fbGetSlaveState.bBusy) THEN (*Successful*) IF NOT(fbGetSlaveState.bError) THEN stActualState := fbGetSlaveState.state; (*Actual slave's status*) fbGetSlaveState(bExecute := FALSE); (*Resetting FB*) iStep := iStep + 1; (*Error*) ELSE iMessage := 'ERROR'; (*Status message*) bError := TRUE; (*Error detected*) nErrId := fbGetSlaveState.nErrId; (*Saving error ID*) fbGetSlaveState(bExecute := FALSE); (*Resetting FB*) iStep := 0; END_IF; END_IF; 13: (*Checking if slave's EtherCAT status equals 'OP'*) IF stActualState.deviceState = EC_DEVICE_STATE_OP THEN (*Slave is in 'OP' status*) iMessage := 'OP'; (*Status message*) iStep := iStep + 1; ELSE (*Slave isn't in 'OP' status*) iMessage := 'ERROR'; (*Status message*) bError := TRUE; (*Error detected*) iStep := 0; END_IF; 14: (*Setting 'OP' status successfully done*) bDone := TRUE; (*Setting 'OP' status done*) iStep := 0; (*Done*) END_CASE;

Вышеприведённый код, в принципе, работает. Но в некоторых случаях, если это, конечно, не противоречит выполнению технологического процесса, можно и вовсе обойтись и простым перезапуском системы исполнения TwinCAT на управляющем ПЛК. Делается это при помощи функционального блока TC_Restart (см. TcUtilities.lib), приводить пример использования которого нет смысла ввиду его простоты.

Источник: https://power-the-future.blogspot.ru/

Обсудить на форуме