Od riadiaceho rozvádzača k stroju: SIMATIC ET 200 vylepšuje architektúru distribuovanej vstupno-výstupnej techniky

Úvod

Architektúry priemyselnej automatizácie sa stávajú čoraz viac decentralizovanými. Namiesto toho, aby každý kábel zo snímača a akčného člena vediel späť do veľkého centrálneho riadiaceho rozvádzača, výrobcovia strojov a prevádzkovatelia závodov presúvajú funkcie vstupov a výstupov bližšie k výrobnému procesu. Spoločnosť Siemens tieto požiadavky rieši prostredníctvom Simatic Portfólia distribuovanej vstupno-výstupnej techniky ET 200 . Táto produktová rodina zahŕňa kompaktné moduly s ochranou IP20 pre riadiace rozvádzače, ako aj odolné zariadenia s ochranou IP65, IP67 a IP69K určené na priame inštalovanie na strojoch.

ET 200SP ponúka kompaktné a škálovateľné vstupno-výstupné techniky pre všeobecnú automatizáciu, zatiaľ čo ET 200MP podporuje vysokovýkonné modulárne aplikácie. ET 200AL je navrhnutý pre obmedzené inštalačné priestory a pohyblivé časti strojov. ET 200pro prináša modulárne riadenie a I/O funkcie mimo rozvádzača a ET 200eco PN poskytuje odolné blokové I/O pre inštaláciu na úrovni poľa. Spoločne tieto systémy tvoria flexibilný základ pre modernú decentralizovanú automatizáciu.

PREČO Distribuované I/O Sa približuje procesu

V konvenčnej centrálnej architektúre sú polní signály pripojené jednotlivo k I/O kartám v hlavnom riadiacom rozvádzači. Tento prístup je priamočiary pre malé stroje, avšak požiadavky na káblové prepojenia rýchlo stúpajú so zvyšujúcou sa vzdialenosťou medzi regulátorom a polními zariadeniami. Distribuovaná I/O stanica zbiera signály v blízkosti stroja a vymieňa procesné údaje s regulátorom prostredníctvom priemyselnej siete, napríklad PROFINET. Digitálne vstupy, analógové merania, výstupy aktuátorov, údaje IO-Link a diagnostické informácie sa tak môžu prenášať cez spoločnú komunikačnú infraštruktúru.

Krátkšie káble senzorov a aktuátorov môžu znížiť inštalačnú prácu, využitie káblových kanálikov a chyby pri zapájaní. Lokalizované stanice tiež uľahčujú modulárnu výstavbu strojov. Sekcia dopravníka, balicí jednotka alebo technologická jednotka sa môžu navrhovať ako funkčný modul a pripájať sa k nadradenému regulátoru po zostavení výrobnej linky. Táto architektonická zmena zlepšuje tiež diagnostiku. Moderné distribuované I/O systémy môže hlásiť poruchy kanálov, pretrhnutia vodičov, skraty, chýbajúce napätie zaťaženia a stav zariadenia do systému automatizácie. Personál pre údržbu tak získa presnejšie informácie, než by boli k dispozícii pri konvenčnej inštalácii na základe terminálov.

Rúry Portfólio SIMATIC ET 200 zahŕňa aj konfigurácie montované do rozvádzača aj do stroja, čo umožňuje inžinierom vybrať stupeň ochrany, hustotu modulov, sieťové rozhranie a koncept služieb potrebný pre každú oblasť stroja.

ET 200SP a ET 200MP Optimalizujte automatizáciu založenú na rozvádzači

SIMATIC ET 200SP je určené pre aplikácie, ktoré vyžadujú vysokú hustotu kanálov v kompaktnom riadiacom rozvádzači alebo decentralizovanej riadiacej krabici. Jeho modulárna štruktúra pozostáva z rozhranových modulov, procesorových jednotiek (CPU), digitálnych a analógových vstupov/výstupov, bezpečnostných modulov, komunikačných modulov, technologických modulov a komponentov pre spúšťanie motorov.

Technológia zásuvných svorkovníc zjednodušuje zapájanie na mieste, zatiaľ čo koncept BaseUnit oddeluje funkcie svorkovníc od elektronického modulu. V závislosti od konfigurácie je možné moduly vymeniť alebo opraviť bez demontáže celej stanice. Integrovaná diagnostika kanálov a modulov pomáha technikom rýchlo identifikovať poruchy.

Rúry Systém ET 200SP podporuje tiež rôzne komunikačné architektúry. Funkcia MultiFieldbus umožňuje vybraným konfiguráciám prevádzku cez PROFINET, EtherNet/IP alebo Modbus TCP, čím poskytuje výrobcom strojov väčšiu flexibilitu pri dodávke zariadení rôznym zákazníkom. Moduly IO-Link master poskytujú ďalšiu úroveň pripojenia pre inteligentné senzory a aktuátory.

ET 200MP slúži pre iný rozsah výkonu. Využíva modulárnu technológiu vstupov/výstupov (I/O) spojenú so systémom SIMATIC S7-1500 a je vhodný pre aplikácie vyžadujúce spracovanie signálov vysokou rýchlosťou, presnú synchronizáciu alebo veľkú centralizovanú konfiguráciu modulov. Môže byť inštalovaný ako lokálny I/O vedľa riadiaceho zariadenia S7-1500 alebo použitý v distribuovanej stanici prostredníctvom príslušného rozhraniového modulu.

V dôsledku toho, ET 200SP je často vyberaný v prípadoch, keď sú hlavnými požiadavkami kompaktnosť a flexibilné rozširovanie kanálov, zatiaľ čo ET 200MP je vhodný pre pokročilé stroje a výrobné systémy, kde je dôležitejšia rýchlosť spracovania, presnosť merania a deterministický chod.

ET 200AL a ET 200pro Prineste vstupy/výstupy priamo k stroju

Odstránenie riadiacej skrinky vyžaduje hardvér vstupov/výstupov, ktorý odoláva prachu, vibráciám, oleju, vlhkosti a mechanickému nárazu. SIMATIC ET 200AL a ET 200pro tieto podmienky rieši chránenými krytmi a technológiou pripojenia orientovanou na prevádzkové prostredie.

SIMATIC ET 200AL je kompaktný systém s ochranou IP65/67 vyvinutý pre úzke inštalačné priestory. Jeho úzke a ľahké moduly je možné namontovať v rôznych orientáciách, vrátane pohyblivých častí strojov. Konektory M8 a M12 umožňujú pripojiť snímače a aktuátory bez použitia bežných svorkovníc.

Typické aplikácie ET 200AL zahŕňajú zostavovacie stroje, systémy na manipuláciu s materiálom, kompaktné balicí zariadenia a časti strojov, kde sú obmedzené hmotnosť a inštalačný priestor. Umiestnenie vstupov/výstupov (I/O) blízko polních zariadení skracuje dĺžku káblov a môže znížiť riziko poškodenia vodičov v pohyblivých aplikáciách.

SIMATIC ET 200PRO ponúka modularnejší platformu s ochranou IP65/67 pre priame inštalovanie na strojoch. Okrem štandardných a bezpečnostných vstupov/výstupov (I/O) môže systém integrovať komunikačné funkcie, motorové štartéry a distribuované riadiace jednotky. To ho robí vhodným pre dopravníkové systémy, výrobné linky v automobilovom priemysle, logistické inštalácie a iné stroje, ktoré vyžadujú väčšiu lokálnu automatizačnú stanicu.

ET 200pro sa teda môže používať nielen ako vzdialené rozhranie signálov. Vďaka integrovanému procesoru môže časť stroja spracovávať úlohy riadenia lokálne, pričom zostáva pripojená k sieťovej infraštruktúre závodu. Tento koncept distribuovanej inteligencie môže skrátiť dobu reakcie a uľahčiť opätovné použitie štandardizovaných modulov strojov.

ET 200eco PN rozširuje blokové vstupno-výstupné zariadenia bez použitia rozvádzača

Nie každá aplikácia vyžaduje modulárnu stanicu. Ak je potrebné nainštalovať presne definovaný počet kanálov priamo v teréne, SIMATIC ET 200eco PN ponúka kompaktnú alternatívu v podobe blokových vstupno-výstupných zariadení.

ET 200eco PN je obzvlášť vhodné pre dopravníky, manipulačné systémy, vonkajšie zariadenia a výrobné priestory, kde by inštalácia ďalšej riadiacej skrinky zvýšila náklady alebo zabrala cenný priestor. Štandardné digitálne, analógové, IO-Link a bezpečnostné funkcie umožňujú systému pokryť široké spektrum požiadaviek na úrovni poľa.

Voľba medzi ET 200eco PN, ET 200AL a ET 200pro závisí od viac ako len ochrany životného prostredia. Inžinieri musia zvážiť, či aplikácia vyžaduje pevné blokové vstupy/výstupy alebo modulárne rozšírenie, lokálnu schopnosť riadenia, bezpečnostné kanály, funkcie riadenia motorov, flexibilitu výmeny modulov a budúcu kapacitu.

Počas návrhu sa tiež musia vyhodnotiť topológia siete, členenie napájania, elektromagnetická kompatibilita, kódovanie konektorov a prístupnosť pre údržbu. Presunutie vstupov/výstupov bližšie k stroju zníži tradičné zapojenie, avšak zvyšuje význam koordinovanej inštalácie v teréne a diagnostiky zariadení.

Záver

SIMATIC ET 200 ukazuje, ako sa distribuované vstupy/výstupy vyvinuli z diaľkovej rozšírky centrálneho PLC na úplnú automatizačnú vrstvu.

Priradením každej oblasti stroja vhodnej Rodiny ET 200 , výrobcovia môžu znížiť počet káblov, zlepšiť diagnostiku a vytvárať modulárnejšie výrobné systémy. Výsledkom je architektúra automatizácie, ktorá sa rozprestiera od ovládacej skrinky až po samotný stroj, pričom sa zachováva konzistentná komunikácia, inžinierska príprava a údržba.