Od řídicí skříně ke stroji: SIMATIC ET 200 rozšiřuje architekturu distribuovaných vstupů a výstupů

Úvod

Architektury průmyslové automatizace se stávají čím dál více decentralizovanými. Místo toho, aby každý kabel senzoru a akčního členu vedl zpět do velké centrální řídicí skříně, výrobci strojů a provozovatelé zařízení přesouvají funkce vstupů a výstupů blíže k výrobnímu procesu. Společnost Siemens tyto požadavky řeší prostřednictvím Simatic Portfolia distribuovaných vstupů/výstupů ET 200 . Tato produktová řada zahrnuje kompaktní moduly s ochranou IP20 pro řídicí skříně i odolné zařízení s ochranou IP65, IP67 a IP69K určené pro přímou montáž na stroje.

ET 200SP nabízí kompaktní a škálovatelné vstupy/výstupy pro obecnou automatizaci, zatímco ET 200MP podporuje vysokovýkonné modulární aplikace. ET 200AL je navržen pro omezené instalační prostory a pohyblivé části strojů. ET 200pro přináší modulární řízení a I/O funkce mimo rozvaděč a ET 200eco PN poskytuje odolné blokové I/O pro instalaci na úrovni pole. Společně tyto systémy tvoří flexibilní základ moderní decentralizované automatizace.

PROČ Distribuované vstupy/výstupy Přibližuje se k procesu

V konvenční centralizované architektuře jsou polní signály připojeny jednotlivě k I/O kartám v hlavní řídící skříni. Tento přístup je přímočarý u malých strojů, avšak požadavky na kabeláž rychle rostou s rostoucí vzdáleností mezi řídicím systémem a polními zařízeními. Distribuovaná I/O stanice shromažďuje signály v blízkosti stroje a vyměňuje procesní data s řídicím systémem prostřednictvím průmyslové sítě, například PROFINET. Digitální vstupy, analogová měření, výstupy pro akční členy, data IO-Link a diagnostické informace lze tak přenášet prostřednictvím společné komunikační infrastruktury.

Kratší kabely pro senzory a akční členy mohou snížit rozsah instalací, využití kabelových žlabů a chyby při zapojování. Lokalizované stanice usnadňují také modulární konstrukci strojů. Například úsek dopravníku, balicí jednotka nebo procesní modul lze navrhnout jako funkční modul a připojit k nadřazenému řídicímu systému při montáži výrobní linky. Tato architektonická změna zlepšuje také diagnostiku. Moderní distribuované I/O systémy může hlásit poruchy kanálů, přerušení vodičů, zkraty, chybějící napětí zátěže a stav zařízení do systému automatizace. Personál pro údržbu tak získá přesnější informace, než by bylo možné získat z konvenční instalace na bázi terminálů.

The Portfólio SIMATIC ET 200 zahrnuje jak konfigurace montované do rozvaděčů, tak konfigurace montované přímo na strojích, což umožňuje inženýrům vybrat stupeň krytí, hustotu modulů, síťové rozhraní a koncept údržby potřebný pro každou oblast stroje.

ET 200SP a ET 200MP Optimalizujte automatizaci založenou na rozvaděčích

SIMATIC ET 200SP je určeno pro aplikace, které vyžadují vysokou hustotu kanálů v kompaktním řídicím rozvaděči nebo decentralizované řídicí krabici. Jeho modulární struktura zahrnuje rozhranové moduly, procesory (CPU), digitální a analogové vstupy/výstupy (I/O), bezpečnostní moduly, komunikační moduly, technologické moduly a součásti pro spouštění motorů.

Technologie tlačného připojení zjednodušuje montáž v poli, zatímco koncept BaseUnit odděluje funkce svorkovnice od elektronického modulu. V závislosti na konfiguraci lze moduly vyměnit nebo servisovat bez demontáže celé stanice. Integrovaná diagnostika kanálů a modulů pomáhá technikům rychle identifikovat poruchy.

The Systém ET 200SP podporuje také různé komunikační architektury. Funkce MultiFieldbus umožňuje vybraným konfiguracím provoz s PROFINETem, EtherNet/IP nebo Modbus TCP, čímž poskytuje výrobcům strojů větší flexibilitu při dodávce zařízení různým zákazníkům. Moduly IO-Link master přidávají další vrstvu připojitelnosti pro inteligentní senzory a akční členy.

ET 200MP slouží pro jiný rozsah výkonu. Využívá modulární technologii vstupů/výstupů spojenou se systémem SIMATIC S7-1500 a je vhodný pro aplikace vyžadující zpracování signálů vysokou rychlostí, přesnou synchronizaci nebo rozsáhlou centralizovanou konfiguraci modulů. Může být instalován jako místní I/O vedle řídicího systému S7-1500 nebo použit v distribuované stanici prostřednictvím vhodného rozhranového modulu.

Jako důsledek, ET 200SP je často vybírán tam, kde jsou hlavními požadavky kompaktnost a flexibilní rozšiřitelnost kanálů, zatímco ET 200MP je vhodný pro sofistikované stroje a výrobní systémy, u nichž je důležitější rychlost zpracování, přesnost měření a deterministický provoz.

ET 200AL a ET 200pro Přiveďte I/O přímo ke stroji

Odstranění řídicí skříně vyžaduje hardware I/O, který odolává prachu, vibracím, oleji, vlhkosti a mechanickému nárazu. SIMATIC ET 200AL a ET 200pro tyto podmínky řeší chráněnými pouzdry a technologií připojení orientovanou na provozní prostředí.

SIMATIC ET 200AL je kompaktní systém s ochranou IP65/67 vyvinutý pro úzké montážní prostory. Jeho úzké a lehké moduly lze montovat v různých polohách, včetně montáže na pohyblivé strojní součásti. Konektory M8 a M12 umožňují připojení senzorů a akčních členů bez použití běžných svorkovnic.

Typické aplikace ET 200AL zahrnují sestavovací stroje, systémy manipulace s materiálem, kompaktní balicí zařízení a části strojů, kde jsou omezeny hmotnost a montážní prostor. Umístění vstupů/výstupů blízko polních zařízení zkracuje délku kabelů a může snížit riziko poškození vodičů v pohyblivých aplikacích.

SIMATIC ET 200PRO poskytuje modularnější platformu s ochranou IP65/67 pro přímou montáž na stroj. Kromě standardních a bezpečnostních vstupů/výstupů může systém zahrnovat komunikační funkce, spouštěče motorů a distribuované řídicí jednotky. To jej činí vhodným pro dopravník, výrobní linky v automobilovém průmyslu, logistická zařízení a jiné stroje, které vyžadují větší lokální automatizační stanici.

ET 200pro se tak může používat nejen jako vzdálené rozhraní pro signály. Díky integrovanému procesoru může část stroje zpracovávat řídicí úkoly lokálně, aniž by přitom přerušila spojení se závodní sítí. Tento koncept distribuované inteligence umožňuje zkrátit dobu odezvy a usnadnit opakované použití standardizovaných modulů strojů.

ET 200eco PN rozšiřuje blokové I/O bez použití rozvaděčů

Ne každá aplikace vyžaduje modulární stanici. Pokud je třeba nainstalovat určitý počet kanálů přímo ve výrobě, SIMATIC ET 200eco PN nabízí kompaktní alternativu pro blokové I/O.

ET 200eco PN je zvláště vhodné pro dopravní pásy, manipulační systémy, venkovní zařízení a výrobní plochy, kde by instalace další řídicí skříně zvýšila náklady nebo zabrala cenný prostor. Standardní digitální, analogové, IO-Link a bezpečnostní funkce umožňují systému splnit širokou škálu požadavků na úrovni pole.

Volba mezi ET 200eco PN, ET 200AL a ET 200pro závisí na více než jen na ochraně životního prostředí. Inženýři musí zvážit, zda aplikace vyžaduje pevné blokové vstupy/výstupy nebo modulární rozšíření, místní řídicí schopnosti, bezpečnostní kanály, funkce pro řízení motorů, flexibilitu výměny modulů a budoucí kapacitu.

Během návrhu je třeba také posoudit topologii sítě, dělení napájení, elektromagnetickou kompatibilitu, kódování konektorů a přístupnost pro údržbu. Umístění vstupů/výstupů blíže ke stroji snižuje tradiční kabeláž, ale zvyšuje význam koordinované instalace v terénu a diagnostiky zařízení.

Závěr

SIMATIC ET 200 ukazuje, jak se distribuované vstupy/výstupy vyvinuly z vzdáleného rozšíření centrálního PLC na kompletní automatizační vrstvu.

Přiřazením každé oblasti stroje vhodnému ET 200 family , výrobci mohou snížit počet kabelů, zlepšit diagnostiku a vytvořit modulárnější výrobní systémy. Výsledkem je architektura automatizace, která sahá od řídicí skříně až po samotný stroj, přičemž se zachovávají konzistentní komunikační, inženýrské a údržbářské postupy.