Cuando se desarrolla un programa de PLC, es necesario asegurarse de que se pruebe y valide correctamente antes de mostrarlo al cliente. Esto se debe a que un programa de PLC tiene muchas partes, como lógica, configuración, ajustes, etc.
Por lo tanto, es necesario probar y validar todas y cada una de las partes, independientemente de qué programa funcione mal. Si hay errores en la configuración o la lógica, el sistema funcionará mal en el sitio.
Para evitar esto, la mayoría de los programadores pasan horas probando la lógica del PLC y es un paso muy importante que realizan. En esta publicación, aprenderemos el proceso de prueba y validación del desarrollo de PLC.
Pruebas y validación en el desarrollo de PLC
A continuación, se mencionan algunos de los puntos relacionados con las pruebas y la validación de PLC.
- Reúna a las partes interesadas para una reunión inicial para discutir el alcance, los objetivos y los requisitos del proyecto de PLC.
- Formule los objetivos y los criterios de aceptación tanto para las pruebas como para la validación.
- Asigne recursos, incluidos los miembros del equipo, el hardware y las herramientas de software, necesarios para el proceso de prueba y validación.
- Preparar especificaciones detalladas de diseño funcional (FDS) que servirán como base para el desarrollo y la prueba del programa PLC.
- Desarrollar los bloques de código y las rutinas iniciales en función de las especificaciones de diseño funcional.
- Redactar planes de prueba específicamente para pruebas unitarias, identificando lo que cada unidad debe lograr y cómo probarlo.
- Ejecutar las pruebas unitarias, siguiendo los planes de prueba y registrando los resultados de cada función o rutina.
- Crear planes de prueba para pruebas de integración, describiendo cómo se combinarán y probarán los diferentes bloques de código y rutinas como una sola entidad.
- Realizar pruebas de integración, validando la funcionalidad de todo el programa y la interoperabilidad con otros sistemas.
- Desarrollar el protocolo FAT, especificando los criterios que debe cumplir el sistema para ser considerado aceptable.
- Realizar la FAT en función del protocolo FAT en un entorno simulado para garantizar que se cumplan todos los requisitos.
- Redactar protocolos de validación detallados que definan cómo se llevará a cabo la validación, qué se verificará y qué constituye resultados aceptables.
- Revisar los protocolos de validación y obtener las aprobaciones de control de calidad y otras partes interesadas.
- Implementar los protocolos de validación, documentar los resultados e identificar cualquier desviación o falla. Cree un protocolo SAT, centrándose en el entorno del mundo real donde funcionará el sistema PLC.
- Realice SAT para verificar que el sistema PLC funciona de manera confiable en su entorno operativo previsto.
- Prepare documentación completa de las actividades de prueba y validación, los resultados y las acciones correctivas adoptadas.
- Obtenga la aprobación final de todas las partes interesadas, asegurándose de que el sistema PLC esté probado y validado.
- Establezca procesos para monitorear el rendimiento del sistema PLC y programe actividades periódicas de reevaluación y revalidación.
- Archive toda la documentación y el código del proyecto PLC y cierre formalmente el proyecto.
Los pasos anteriores proporcionan una guía sencilla para preparar la prueba y la validación en un nuevo proyecto de desarrollo de PLC.
Echemos un vistazo a algunos pasos importantes uno por uno que deben seguirse hasta el final para un funcionamiento adecuado.
Asignación de E/S
El PLC funciona según las entradas y salidas. Por lo tanto, el primer paso para probar el programa es verificar la asignación de E/S en el PLC. Debe forzar cada entrada digital en la simulación o proporcionar una entrada de hardware real al PLC.
Una por una, si la asignación es correcta, entonces lo mismo se reflejará en sus gráficos y programa. Esto verifica las entradas digitales. Siga el mismo proceso para las entradas analógicas. Pero, para las entradas analógicas, debe proporcionar múltiples conteos sin procesar en lugar de solo un conteo.
Un amplio rango de conteos le brinda una idea adecuada de si el canal está funcionando correctamente o no. Luego, para las salidas digitales, debe forzarlas una por una. Si las salidas del PLC se encienden y apagan de acuerdo con la secuencia, entonces su asignación de DO es adecuada.
Siga el mismo proceso para las salidas analógicas y proporcione un amplio rango de conteos sin procesar en lugar de un solo conteo. Obtendrá una idea adecuada de si el canal AO está funcionando correctamente o no.
Verificación de protocolos de comunicación
Una vez que se han verificado las E/S en el programa del PLC, el siguiente paso es verificar las direcciones de comunicación y red. Suponga que un PLC tiene un puerto Ethernet y un puerto Modbus RTU. Ha conectado una HMI al puerto Ethernet y tres VFD al puerto Modbus. El puerto Modbus se utiliza para transferir y recibir datos con VFD, como corriente, frecuencia, voltaje, etc.
Usted ha realizado estas asignaciones en la lógica del PLC. Primero debe verificar el puerto Ethernet probando si la IP está haciendo ping o no; y si se está comunicando con la HMI o no. Luego, debe establecer la comunicación Modbus y verificar si los datos se están comunicando correctamente con el PLC o no.
Esto borra por completo la parte del hardware porque ahora puede comunicar datos correctamente al campo; ya sea a través de E/S duras o E/S blandas. Estos dos pasos básicos son el primer paso en su validación.
Modo manual
Algunos sistemas tienen modo manual sin interbloqueos críticos y algunos sistemas tienen modo manual con interbloqueos críticos. Para verificar el modo manual, debe encender cada salida paso a paso y verificar si la salida física real se enciende o no.
Este primer paso verifica si el DO o AO físico se ha vinculado correctamente con los botones del modo manual o no. Luego, debe generar las alarmas correspondientes y verificar si la salida se está apagando o no.
Solo las salidas vinculadas deben apagarse. Las salidas restantes no deben verse afectadas. Esto garantiza que todas las salidas se hayan vinculado correctamente en el programa con los interbloqueos adecuados. Porque, una vez que se haya borrado el modo manual, se confirmará que las salidas físicas se pueden encender manualmente y luego se puede verificar el modo automático más fácilmente.
Verificar directamente la lógica del modo automático confundirá al programador en cuanto a qué salida se está activando o desactivando. Verificar el modo manual garantizará que las salidas individuales se activen o no.
Modo automático
El siguiente gran paso es verificar el modo automático. El modo automático viene como una secuencia de verificación con enclavamientos. Cada sistema recibe un documento de lógica de control que muestra cómo funciona la secuencia con enclavamientos y matriz de salida adecuados.
El programador del PLC tiene que asegurarse de que cuando se ejecuta una secuencia, las salidas correspondientes se activen o desactiven según corresponda o no. Además, ¿la secuencia se ejecuta correctamente con enclavamientos o no?
La lógica del modo automático, cuando se realiza, debe dividirse principalmente en cuatro partes
- Activar las salidas,
- Escribir el flujo de la secuencia,
- Enlazar enclavamientos y alarmas, y
- Mostrar el estado de ejecución actual.
Esta técnica hace que el flujo del programa sea muy fácil de ver y solucionar problemas.
Se debe tratar de evitar el uso constante de bobinas de configuración y reinicio y lógica de escalera. La lógica de escalera es fácil de usar, pero cuando se ejecuta en una simulación en línea, consume tiempo para solucionar problemas.
Además, las bobinas de ajuste y reinicio son difíciles de manejar, porque una vez que se utiliza una bobina de ajuste, se debe tener cuidado de restablecerla en algún lugar. De lo contrario, el bit permanecerá ajustado si la condición no se escribe correctamente.
De esta manera, vimos el proceso de prueba y validación en el desarrollo de PLC.