Utveckling av ett automatiserat testverktyg för signaltester - Development of an automated test tool for signal testing

Abstract

Denna studie behandlar automatisering av signaltester vid driftsättning av industriella PLC-baserade styrsystem. Normalt utförs dessa styrtester helt manuellt i samarbete mellan systemutvecklare och elektriker, vilket är mycket tidskrävande och kan öka risken för mänskliga fel. Behovet av ett mer effektivt tillvägagångssätt identifierades av teknikkonsultbolaget Init, som dagligen arbetar med digital automatisering inom infrastruktur och industri. Syftet med detta projekt var att utveckla ett automatiserat testverktyg för verifiering av testsignaler vid driftsättning av PLC-baserade industriella styrsystem. Verktyget skulle kontrollera att rätt fysiska insignaler är korrekt kopplade till avsedda ingångar hos PLC:n enligt I/O-lista och kabelförteckning, med målet att minska mängden mänskliga fel och reducera manuellt arbete vid driftsättning. Arbetet genomfördes genom att utveckla ett verktyg i Python med Modbus TCP som kommunikationsprotokoll. Tester gjordes mot en fysisk Schneider Electric M241 PLC. Konfigurationen av PLC:n gjordes i Machine Expert och en kravspecifikation upprättades som en grund för själva utvecklingen. Resultaten visar att ett automatiserat testverktyg av just denna typ är fullt möjligt att uppnå. Verktyget läser in testfall från en Excel-fil, kommunicerar med PLC:n via Modbus TCP och skriver sedan tillbaka resultaten, datum och status i samma fil. Samtliga krav i kravspecifikationen lyckades uppfyllas. Slutsatsen är att det framtagna verktyget lyckades förenkla en tidigare manuell och tidskrävande process till ett smidigare arbetsflöde.

This project addresses the automation of signal testing during commissioning of industrial PLC-based control systems. Ordinarly, these tests are performed completely manually in cooperation between electricians and systems developers, which is a process that is time consuming and prone to human error. The need for a much more efficient approach was identified by the engineering consultancy Init, which works daily with digital automation in industry and infrastructure. The aim of this project was to develop an automated test tool for verification of test signals during commissioning of PLC-based industrial control systems. The tool was designed to verify that the correct physical input signals are properly connected to the PLC’s intended inputs, according to the cable schedule and I/O-list with the goal of reducing human error greatly and minimizing manual effort during commissioning. The project was carried out by developing a tool in Python using Modbus TCP as the communication protocol towards a physical Schneider Electric M241 PLC. Machine Expert was used to configure the PLC, and a requirement specification was established as the foundation for development. The results demonstrate that an automated test tool of this type is fully achievable. The tool reads test cases from an Excel file, communicates with the PLC via Modbus TCP, and writes back the results, date, and status all to the same file. All requirements defined in the requirements specification were successfully accomplished. The conclusion is that the developed tool successfully simplified a previously manual and time consuming process into a smoother workflow.