A bütykös tengelytől a processzoros automatizálási platformokig V.
2006/3. lapszám | netadmin | 3000 |
Figylem! Ez a cikk 20 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
A bütykös tengelytől a processzoros automatizálási platformokig V. Eddigi cikkeinkben a PLC-k felépítésével, programozásával, alkalmazási lehetőségeivel ismertettük meg olvasóinkat. Jelen írásunkkal betekintést nyújtunk a PLC-khez kapcsolódó egyé...
Eddigi cikkeinkben a PLC-k felépítésével, programozásával, alkalmazási lehetőségeivel ismertettük meg olvasóinkat. Jelen írásunkkal betekintést nyújtunk a PLC-khez kapcsolódó egyéb intelligens eszközök elosztott I/O-rendszereinek világába. Röviden bemutatjuk ezen eszközöket, alkalmazási területeiket és PLC-s rendszerekbe történő integrálhatóságukat.
Az elosztott I/O-rendszerek
Cikksorozatunk eddigi részeiben megismerkedhettek a PLC-k fizikai I/O-felületeivel.
Ezek közvetlenül a PLC processzorához csatlakoznak és a hátlapi busz rendszeren
keresztül kapják a tápellátást, illetve a "kommunikáció is ezen keresztül történik".
Az elosztott I/O-rendszerek ipari kommunikációs hálózaton keresztül csatlakoznak
a PLC-hez, tápellátásukat külső forrásból biztosítjuk. I/O-felületek tekintetében
az elosztott I/O-rendszerek is az eddig megismert felületekkel rendelkeznek
(kétállapotú, analóg ki/bemenetek, gyors számlálóbemenetek, speciális ki/bemenetek).
Egyes elosztott I/O rendszerek lehetőséget kínálnak bridge funkciók megvalósítására
is (hidat képezve két ipari kommunikációs hálózat között).
Az elosztott I/O-rendszerek alkalmazási területe nagyon széles és egyre bővülő spektrumon mozog, az alkalmazási lehetőségeknek csak a fantázia szabhat határt. Védettségük szempontjából a vezérlőszekrényben elhelyezendő IP20-as, és a közvetlenül gépre integrálható egyéb védelmet nem igénylő IP67-es kivitelben érhetők el. Klasszikus alkalmazási példaként tekinthetünk a hosszú szállítópályákra, legyen szó akár gépkocsi-összeszerelő gyártósorról, húsfeldolgozó üzemről vagy termék-összeszerelő sorról. Ezen alkalmazási esetekben jól definiálhatók a fizikailag kiépítendő I/O-pontok (száma, típusa), mind funkciójuk, mind a központi vezérlőegységtől vett távolságuk alapján. Első lépésben a távolság, az I/O szám, az információigény (adatátviteli sebesség) és a vezérlőegység figyelembevételével kiválasztható az alkalmazandó kommunikációs hálózat. Ezt követően az egyes szigeteket és a szigetek típusait (fizikai leágazások a kommunikációs hálózatról) határozhatjuk meg. A terepi viszonyok és tervezett kábelutak függvényében definiálhatjuk a kábelezés kiépítéséhez használatos topológiát. Napjainkban az új üzemek, esetleges vezérléstechnikai rekonstrukciók során egyre több esetben kerül a választás az elosztott I/O-rendszerek használatra. Szintén klasszikus példának nevezhetőek azon alkalmazási területek, ahol a technológiai egységeket jól definiált blokkokra lehet osztani : összeszerelő üzemek, élelmiszeripari gyártósorok, papírfeldolgozó gépek, PVC padló, műbőr gyártósor, textil gyártósorok tartozhatnak ebbe a kategóriába. Minden esetben elmondhatjuk, hogy a fizikai I/O-pontok és a vezérlő távolsága meghatározó szempont az alkalmazási lehetőség vizsgálata során. Az elosztott I/O-rendszer akár komplett gyárak vagy üzemek automatizálási rendszerének fontos komponense is lehet. Fontos alkalmazási terület még az épületautomatizálás is, ahol szintén jól definiálhatók az épületgépészeti berendezések, mérőegységek (hőmérséklet, páratartalom stb.), valamint az épület biztonságtechnikai és őrzés-védési feladatokat ellátó érzékelők és a hozzájuk szükséges I/O-felületek. Az elosztott I/O-rendszerek által használt kommunikációs hálózatra közvetlenül integrálhatók egyéb biztonsági berendezések (kapunyitó automaták, RFID beléptető rendszerek, frekvenciaváltók, motorindítók stb.), valamint lokális megjelenítő, beavatkozó egységek is. A mobilis, nagyméretű berendezések szállítását szét- és összeszerelését is nagymértékben megkönnyíti az elosztott I/O-rendszerek alkalmazása, legyen szó akár mobil betonkeverő berendezésről, akár szórakoztató vidámparki alkalmazásról. A legújabb és legkorszerűbb megoldások mellett mindenképpen érdemes megemlíteni az AS-I rendszert, amely kimondottan jó választás egy olyan hosszú futószalag vezérlésére, ahol az érzékelők és beavatkozó-szervek jól definiálható blokkokban, egymástól viszonylag nagy távolságra helyezkednek el. Ebben az esetben 2-es, 4-es, esetleg 8-as blokkokat helyezhetünk ki, akár vezérlőszekrény, kötő boboz alkalmazása nélkül. Az IP67-es kivitelben könnyen rögzíthető szabványos M12, M8 "mama" típusú csatlakozófelületek állnak a rendelkezésünkre. Szintén jelentős alkalmazási terület a biztonságtechnika , ahol egy teljes gyártósor biztonságtechnikai érzékelőit szeretnénk egy külön választott kommunikációs hálózaton fogadni, és a beérkező jelek függvényében részleges vagy teljes technológiai leállításra utasításokat adni. Napjainkban már lassan szabványos I/O-csatoló felületnek számítanak a HE-10 alapú megoldások, melyek a viszonylag kis távolságra elhelyezendő I/O-pontok hatékony kiépítésére szolgálnak. Azon I/O-moduloknál, melyeken az I/O-szám meghaladja a fizikailag sorozatkapoccsal ellátható és szerelhető méretet, ott a HE-10-es alapú csatlakozófelületek elengedhetetlenek.
Az elosztott I/O-rendszerek előnyei
Az elosztott I/O-rendszerek egyre nagyobb területet hódítanak a hagyományos kábelezési rendszerekkel szemben. Ennek fő oka a lerövidült kivitelezési határidőkben, az élő munka költségek csökkentésében és a könnyebben kezelhető, karbantartható rendszerek felé történő elmozdulásban keresendő. Ezenkívül a tervezők életét is nagymértékben leegyszerűsíti az elosztott I/O-rendszerek alkalmazása. A karbantartás, a hibakeresés is nagymértékben egyszerűsödik az elosztott I/O-rendszerek alkalmazásával. Könnyen megvalósíthatóvá válik a központi vezérlés, egyszerűbbé válnak az esetleges bővítések technológiai szempontrendszer alapú vezérlőprogram módosítások. A biztonság fokozása érdekében költséghatékony megoldás kínálkozik a redundás rendszerek kiépítésében is, hiszen a központi vezérlőegységeknek a processzorokon kívül csak kommunikációs lehetőséget biztosító kártyákat kell tartalmaznia. Ezzel a megoldással akár komplett gyártósorok és gyáregységek megoldása is megvalósítható. Az elosztott I/O-rendszer alkalmazásával a technológiai egységeket könnyen blokkokba foglalhatjuk, mely blokkok a későbbi technológiai, ergonómiai, gyártó kapacitásbővítési szempontok alapján egybe mozgathatók és csak az energiaellátási betáplálási pontot és a kommunikációs hálózatot kell kiépíteni. Az elosztott I/O-rendszerek bővítése is könnyen megoldható, legyen szó akár új technológiai blokkokról, más berendezések adaptációjáról. További nagyon fontos előny, hogy az elosztott I/O-rendszerek alkalmazásával könnyen optimalizálható a tartalékalkatrész-készlet.Az elosztott I/O-rendszerek konfigurálása
Az elosztott I/O-rendszerek a PLC távoli kihelyezett I/O-pontjai. A szoftveres kiépítés első lépésében az elosztott I/O-szigetet (fizikai leágazás az ipari kommunikációs hálózaton) kell létrehozni. Erre alkalmasak az elosztott I/O-rendszer konfiguráló szoftverek, melyekkel a fizikai leágazásnak megfelelően (adott számú és típusú I/O-modullal) készíthetjük el az adott I/O-szigethez tartozó EDS- (Electronic Data Sheet/Elektronikus adatlap) fájlt. A konfiguráló szoftverben állítjuk be az egyes I/O-modulokhoz tartozó paramétereket. Ezt követően az egyes EDS-fájlokat a hálózatkonfiguráló szoftver segítségével összefoglaljuk az adott hálózathoz. EDS-fájl nem csak az elosztott I/O-rendszerekhez tartozhat, hanem a hálózatra integrálható egyéb eszközökhöz is, mint a frekvenciaváltókhoz, szervóhajtásokhoz, motorindítókhoz, egyéb intelligens eszközökhöz. Az elkészített, felkonfigurált virtuális hálózati fájlt letöltjük a PLC-be, ahol is felprogramozzuk az egész hálózatot. Az elosztott I/O-szigetek (SLAVE) a PLC (Master) alá vannak rendelve a hálózatban. Már említettük, hogy vannak olyan speciális elosztott I/O-szigetek, amelyek alkalmasak bridge funkció kialakítására, vagyis összeköttetést nyújtanak két kommunikációs hálózat között. Az elosztott I/O-szigetek nem alkalmasak technológiai vezérlésre, hiszen nincs saját processzoruk. Ennek ellenére bizonyos I/O-szigetek alkalmasak úgynevezett REFLEX funkciók ellátására, melyekkel képesek bizonyos egyszerű vezérlési feladatokat önállóan elvégezni.
Cikksorozatunk következő részében a HMI: ( HUMAN MACHINE INTERFACE - Ember-gép kapcsolati eszközök) és a SCADA rendszereket mutatjuk be.
Nagylaki Csaba, Papp Géza Bálint
