- Branża: Wyroby medyczne
- Sterownik PLC: Beckhoff C6930
- Oprogramowanie: Beckhoff TwinCAT 3
- HMI: Beckhoff TwinCAT HMI
System testowania wyrobów medycznych z wykorzystaniem Beckhoff TwinCAT 3
Podsumowanie projektu
- Pomiar: Czujniki siły, dynamometr
- Komunikacja: EtherCAT, EtherCAT Oversampling
- Rola: Lead TwinCAT Software Engineer
Wyzwanie
Producent urządzeń medycznych potrzebował zautomatyzowanego stanowiska umożliwiającego testowanie chirurgicznych wiertarek wykorzystywanych podczas zabiegów trepanacji czaszki.
Maszyna miała wiernie odwzorowywać rzeczywiste warunki pracy urządzenia, umożliwiając precyzyjny pomiar siły, momentu obrotowego oraz charakterystyki pracy napędu.
Jednocześnie wymagane było pełne śledzenie wyników testów, automatyczna ocena jakości oraz zgodność procesu z wymaganiami obowiązującymi w branży medycznej.
Projekt wymagał integracji precyzyjnych układów pneumatycznych, szybkiego systemu akwizycji danych oraz intuicyjnego interfejsu operatorskiego umożliwiającego konfigurację receptur i generowanie raportów.
Rozwiązanie
Opracowałem kompletne oprogramowanie sterujące wykorzystujące Beckhoff TwinCAT 3, odpowiedzialne za koordynację wszystkich elementów stanowiska testowego.
System wykorzystywał przemysłowy komputer Beckhoff C6930, sterujący zaworami proporcjonalnymi Festo odpowiedzialnymi za precyzyjne generowanie siły docisku podczas testów.
Do pomiarów wykorzystano czujniki siły oraz dynamometr, których sygnały były odczytywane za pomocą modułów Beckhoff EtherCAT Oversampling, umożliwiających rejestrację danych z bardzo wysoką częstotliwością.
Oprogramowanie automatycznie wykonywało sekwencje testowe, analizowało przebiegi pomiarowe, porównywało wyniki z parametrami receptury oraz generowało końcową ocenę PASS / FAIL.
Operator miał możliwość zarządzania recepturami, historią testów, alarmami oraz raportami poprzez interfejs TwinCAT HMI.
Architektura systemu
Zakres odpowiedzialności
Jako inżynier TwinCAT odpowiadałem za:
- architekturę oprogramowania PLC,
- programowanie TwinCAT 3,
- implementację regulatorów siły,
- integrację układów pneumatycznych,
- konfigurację EtherCAT Oversampling,
- akwizycję danych pomiarowych,
- analizę przebiegów pomiarowych,
- implementację logiki PASS / FAIL,
- opracowanie TwinCAT HMI,
- zarządzanie recepturami,
- system alarmów,
- raportowanie wyników,
- uruchomienie oraz optymalizację systemu.
Rezultaty
Wdrożony system umożliwił:
- pełną automatyzację procesu testowania,
- realistyczną symulację warunków pracy urządzenia,
- precyzyjny pomiar siły i momentu,
- automatyczną ocenę PASS / FAIL,
- pełną identyfikowalność wyników,
- łatwą konfigurację parametrów testowych,
- zwiększenie powtarzalności procesu,
- modułową architekturę oprogramowania TwinCAT.
Najważniejsze rozwiązania techniczne
Układ wykorzystywał zawory proporcjonalne Festo oraz czujniki siły do ciągłej regulacji siły nacisku podczas testów, umożliwiając wierne odwzorowanie rzeczywistych warunków pracy urządzenia.
Wysokoczęstotliwościowa akwizycja danych pozwalała na bardzo dokładną analizę przebiegów siły oraz momentu obrotowego.
Oprogramowanie automatycznie analizowało przebiegi pomiarowe oraz porównywało je z parametrami zapisanymi w recepturach, eliminując konieczność ręcznej oceny wyników.
Operator mógł zarządzać recepturami testowymi, historią pomiarów oraz generować raporty bezpośrednio z poziomu interfejsu operatorskiego.
Technologie
PLC
- Beckhoff TwinCAT 3
HMI
- Beckhoff TwinCAT HMI
Kontrola ruchu
- Proporcjonalne Regulatory Ciśnienia Festo
Pomiary
- EtherCAT Oversampling
- Load Cells
- Dynamometer
Komunikacja
- EtherCAT
Najczęściej zadawane pytania
System został zbudowany w oparciu o Beckhoff TwinCAT 3 pracujący na komputerze przemysłowym Beckhoff C6930.
Za pomocą czujników siły współpracujących z zaworami proporcjonalnymi Festo w pętli regulacji zamkniętej.
Aby uzyskać bardzo wysoką rozdzielczość czasową sygnałów pomiarowych i dokładną analizę przebiegów.
Tak. Oprogramowanie porównywało wyniki z recepturami i automatycznie generowało ocenę PASS lub FAIL.
Potrzebujesz podobnego rozwiązania?
Jeżeli projektujesz stanowisko testowe wykorzystujące Beckhoff TwinCAT 3, pomiary dynamiczne, sterowanie siłą lub zaawansowaną akwizycję danych, chętnie pomogę w opracowaniu kompletnego oprogramowania sterującego.