Print

Výběr průmyslového řídicího prvku: zaměřte se na pokročilejší funkce

-- 12.03.19

Když specifikujete řídicí prvky pro aplikace průmyslové automatizace, posuzujte schopnosti, jako je práce s daty, komunikace a vysokorychlostní řízení. 

Většina průmyslových řídicích prvků, jako jsou programovatelné logické automaty (PLC) a programovatelné řídicí automaty (PAC), dokáže zvládat základní funkce, jako je řízení v reálném čase diskrétních a analogových připojení I/O. Tyto funkce jsou u většiny řídicích prvků samozřejmostí, přičemž hlavní otázkou je schopnost zvládat požadovaný počet I/O bodů, což je obvykle snadné zjistit.

Když specifikujete řídicí prvky pro aplikace průmyslové automatizace, posuzujte schopnosti, jako je zpracování dat, komunikace a vysokorychlostní řízení. Může přitom pomoci identifikace funkcí potřebných pro výběr a implementaci řídicích prvků a znalost, jak tyto funkce zlepšují technické řešení systému. 

Schopnost práce s daty

Moderní řídicí prvky s pokročilým programováním tagů na bázi názvů mají nejrůznější schopnosti práce s daty, včetně integrovaného protokolování dat. Některé vyspělé řídicí prvky mohou rovněž interagovat se standardními databázemi v systémech na podnikové úrovni, jako je systém podnikového plánování zdrojů (ERP).

Protokolování dat přímo do ukládacího zařízení USB připojeného k řídicímu prvku je důležitou vlastností a častým požadavkem v mnoha aplikacích. Řídicí prvky s funkcí protokolování dat často podporují formátované flash disky USB nebo karty MicroSD, každé s ukládací kapacitou až 32 GB.

Protokolování dat je obvykle na bázi událostí, anebo plánované. Události jsou spouštěny změnami stavu, jako je hraniční přechod Booleovského tagu. Plánované protokolování dat je konfigurováno tak, aby k němu docházelo v pravidelných intervalech, například každou minutu, hodinu, den nebo měsíc.

Počet tagů, které lze protokolovat, je často omezený, nicméně pro každou plánovanou nebo spuštěnou událost by se měly ukládat hodnoty nejméně 50 tagů. Měly by se ukládat také systémové chyby, včetně času a data chyby nebo události. Název souboru protokolu by mělo být možno konfigurovat, anebo generovat automaticky, v závislosti na preferenci uživatele.

Kromě lokálního protokolování dokážou některé řídicí prvky komunikovat i s podnikovými IT systémy. Příkladem může být server OPC připojený k řídicímu prvku. To umožňuje serveru shromažďovat v reálném čase data z řídicích prvků na základní výrobní úrovni a načítat, přidávat, mazat a aktualizovat datové záznamy ve standardní databázi. Toho je dosaženo podporou připojení k databázi kompatibilní s Microsoft Access, serveru SQL (Structured Query Language) nebo ODBC (Open Database Connectivity).

Několik softwarových nástrojů na trhu umožňuje uživateli ustanovit spojení mezi podnikovým IT systémem a prvkem PLC, které umožní shromažďování dat z PLC a jejich ukládání do databáze. Nutnost konfigurace pro tyto servery je často minimální a uživatel se může rozhodnout, že bude shromažďovat pouze ta data, která potřebuje pro svůj proces.

Tyto schopnosti práce s databázemi lze prakticky využít pro sledování pohybu materiálu a výrobních metrik. Řídicí prvek provádějící vlastní výrobní úkony může sledovat pokrok na základní výrobní úrovni, aby zajistil optimalizaci výrobního času. Může také sledovat spotřebu materiálu. Tyto informace lze použít pro úpravu skladových zásob, aby byl materiál dostupný, když bude potřeba.

Tyto schopnosti lze použít také pro sledování stavu produktu od začátku do konce, a to protokolováním výrobních dat během výroby dílu nebo produktu. Stav konečného produktu je uložen a pomocí v databázi integrované funkce razítka data/času je možno naplnit požadavky zajištění kvality nebo auditu. 

Možnosti komunikace

Další důležitou funkcí, kterou je potřeba zvážit při výběru řídicího prvku pro automatizaci, jsou možnosti komunikace. Mělo by být k dispozici větší množství ethernetových a sériových komunikačních portů pro snadnou integraci s rozhraními HMI, pohony motorů a dalšími zařízeními (obrázek 1).

Tyto vysokorychlostní ethernetové porty lze použít také pro sítě peer-to-peer (P2P) nebo síť obchodního systému. Právě zde je důležitá podpora ethernetových protokolů EtherNet/IP (ODVA) a Modbus TCP/IP.

Měly by být k dispozici také další komunikační porty, jako jsou vstupy a výstupy USB, Mini USB, MicroSD, vzdálené I/O, RS-232 a RS-485.

Tato připojení umožňují jednoduchý přístup pro programování, připojení k vysokorychlostním zařízením, jako jsou pohony a integraci rozhraní HMI pro monitorování operátorem. Umožňují také odesílání mailů, připojení skeneru/klienta a adaptéru/serveru – společně s dalšími komunikačními funkcemi pro vzdálený přístup.

Dostupné jsou aplikace pro vzdálené monitorování umožňující uživatelům připojit řídicí prvky prostřednictvím Wi-Fi (bezdrátové připojení IEEE 802.11x) nebo mobilní sítě. Vzdálený uživatel může monitorovat lokální řídicí prvek prostřednictvím uživatelských tagů konfigurovaných pro vzdálený přístup v databázi tagů.

Moderní řídicí prvky by měly mít integrované zabezpečení, které umožňuje povolit vzdálené funkce v hardwarové konfiguraci související se vzdáleným přístupem, přičemž každý tag v databázi je zvolen, aby k ní umožňoval vzdálený přístup. A také, což platí pro jakékoliv zařízení, k němuž lze přistupovat k internetu, se důrazně doporučuje pro účely zabezpečení používat firewall. Přestože může a měla by být funkce vzdáleného přístupu k řídicímu prvku konfigurována s ochranou heslem, nejlepším postupem je zabezpečené a šifrované připojení VPN z důvodu rizik zabezpečení na internetu (obrázek 2).

Další ochrannou funkcí související se vzdáleným přístupem k řídícímu prvku je oddělení účtů a IP adres, které mají povoleno nahrávání, stahování nebo úpravu programu uživateli, kteří dostali připojení vzdáleným přístupem. Jeden účet by neměl dovolovat jak vzdálené monitorování, tak modifikaci programu.

Řídicí prvek by měl podporovat aplikace pro vzdálené monitorování a zahrnovat potřebné zabezpečení. Autorizovaní uživatelé by měli být schopni připojit své chytré telefony nebo tablet k řídicímu prvku pro vzdálené monitorování v reálném čase s připojením po síti Wi-Fi nebo přes mobilní síť.

Další funkce webového serveru řídicím prvků umožňuje vzdálené odstraňování problémů prostřednictvím systémových tagů, chybových protokolů a historie událostí – a umožňuje vzdáleným uživatelům zkoumat datové soubory ukládané jako protokol na flash disk USB nebo kartu MicroSD v řídicím prvku. 

Vysokorychlostní řízení

Další vlastností, která je určující při výběru moderního řídicího prvku, je schopnost řídit polohovací a jiné vysokorychlostní aplikace. K provádění těchto funkcí jsou zapotřebí vysokorychlostní I/O společně s výkonným procesorem a schopností prioritizovat vysokorychlostní úkony.

I když některé řídicí prvky často nabízejí koordinaci mnoha polohovacích os, dokonce i koordinovaný pohyb mezi dvěma osami typicky vyžaduje speciální hardware a funkci zabudovaného řídicího prvku. Pro začátek jsou zapotřebí vysokorychlostní výstupní modul (High-Speed Output – HSO) a vysokorychlostní vstupní modul (High-Speed Input – HSI). Modul HSO generuje impulsní a směrové příkazy pro příkazové servopohony ovládající dva nebo více servomotorů. Tyto impulsní a směrové příkazy mohou řídit celou řadu aplikací, jako je řezání na určenou délku, stehování a koordinované pohyby osy x-y.

Pro pohybové příkazy generované modulem HSO může být dostupná také funkce registrace. Funkce registrace může spouštět několik interních a externích událostí na bázi polohy pomoci zabudovaného I/O v modulu. Vstup ze senzoru prostřednictvím modulu HSI lze použít pro spouštění zahájení nebo zastavení pohybu, zachycení zpětnovazebné pozice enkodéru anebo zapnutí/vypnutí nebo vydání impulsu na výstup.

Programovatelný válcový spínač (Programmable Drum Switch – PDS) a programovatelný koncový spínač (Programmable Limit Switch – PLS) nabízejí další možnosti vysokorychlostního řízení. PDS umožňuje monitorování několika zařízení, jako jsou enkodéry při frekvenci až 1 MHz. Tyto vstupní signály se využívají pro koordinaci a řízení výstupů s frekvencí až desítek tisíc impulsů za sekundu. Tento typ hardwarové konfigurace poskytuje precizní a přesné polohování nezávislé na skenovací době řídicího prvku, která se může lišit v závislosti na zatížení procesoru.

Instrukce PLS funguje jako mechanická a rotační vačka s koncovými spínači, přičemž virtuální tvar vaček lze řídit v reálném čase. Protože tato funkce často běží souběžně s HSI, je zcela nezávislá na zatížení procesoru a související době skenování, což přináší přesné a opakovatelné časování pro vysokorychlostní aplikace. 

Protokolování dat, komunikace, polohování

Při výběru PLC, PAC a dalších průmyslových řídicích prvků by se měli uživatelé dívat nad rámec základních požadavků na řízení a I/O. V mnoha aplikacích potřebují řídicí prvky (obrázek 3) také rozsáhlé datově protokolovací a komunikační schopnosti, společně s řízením vysokorychlostních aplikací, jako je koordinované polohování. 

Winn Paulk je produktovým manažerem pro skupinu automatizačních řídicích prvků společnosti AutomationDirect. Upravil Mark T. Hoske, obsahový ředitel, Control Engineering, CFE Media, mhoske@cfemedia.com.

 

 


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

Moderní technologie v energetice
2019-05-28 - 2019-05-28
Místo: Hotel Avanti, Brno
Fórum kvality
2019-05-28 - 2019-05-29
Místo: Holiday Inn, Žilina
Národné fórum údržby 2019
2019-05-28 - 2019-05-29
Místo: Hotel PATRIA, Vysoké Tatry
I servis může být SMART
2019-06-04 - 2019-06-05
Místo: ABB s.r.o., Ostrava-Hrabová
Technology Days 2019
2019-06-17 - 2019-06-20
Místo: Výstavní a společenské centrum IDEON, Pardubice

Katalog

BALLUFF CZ s.r.o.
BALLUFF CZ s.r.o.
Pelušková 1400
19800 Praha
tel. 724697790

EWWH, s. r. o.
EWWH, s. r. o.
Hornoměcholupská 68
102 00 Praha 10
tel. 734 823 339

B+R automatizace, spol. s r.o.
B+R automatizace, spol. s r.o.
Stránského 39
616 00 Brno
tel. +420 541 4203 -11

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Schneider Electric CZ, s. r. o.
U Trezorky 921/2
158 00 Praha 5
tel. 00420737266673

COGNEX
COGNEX
Emmy-Noether-Str. 11
76131 Karlsruhe
tel. 720 981 181

všechny firmy
Reklama


Tematické newslettery




Anketa


Na internetu
V tištěných médiích
Na veletrzích a výstavách
Jinde

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   
Copyright © 2007-2019 Trade Media International s. r. o.
Navštivte naše další stránky
Trade Media International s. r. o. Trade Media International s. r. o. - Remote Marketing Továrna - vše o průmyslu Control Engineering Česko Řízení a údržba průmyslového podniku Inteligentní budovy Almanach produkce – katalog firem a produktů pro průmysl Konference TMI