Aktuální vydání

celé číslo

11

2019

Využití robotů, dopravníků a manipulační techniky ve výrobních linkách

Průmyslové a servisní roboty

celé číslo

Ethernet v průmyslové automatizaci

Automa 3/2001

(Tecon spol. s r. o.)

Ethernet v průmyslové automatizaci

V oblasti automatického řízení technologických procesů se v poslední době prosazuje komunikace po síti Ethernet. Tato síť přináší do oblasti automatizační techniky standardy z oblasti informačních technologií. S tím souvisí velmi rychlý vývoj, který je v oblasti IT obvyklý. Vzhledem k velkému rozšíření této komunikační technologie jsou komponenty (rozbočovače, přepínače, kabelové rozvody atd.) cenově velmi přijatelné. K dispozici jsou propracované diagnostické nástroje pro snadnou údržbu a servis těchto sítí. Pro sítě Ethernet se v současné době používá přenosová rychlost 10, 100 nebo 1 000 MBd a experimentuje se s rychlostí 10 GBd. Velkou výhodou je možnost vybrat si z několika přenosových médií. Používá se koaxiální kabel, splétaná stíněná i nestíněná dvojlinka (UTP, STP) a optické vlákno. Snadná je i bezdrátová komunikace, která je většinou provozována v bezlicenčním pásmu 2,4 GHz s dosahem řádově jednotky až desítky kilometrů (např. zařízení firmy BreezeNet). V neposlední řadě existuje velké množství zaškolených odborníků pro tuto problematiku.

Obr. 1.

V minulosti byly vznášeny určité výhrady k síti Ethernet, které souvisely s nedeterministickým řízením kolizí na jednotlivých úsecích komunikační sítě. Na takovém segmentu může vysílat pouze jedno zařízení, ostatní přijímají. Nastane-li konflikt, kdy dvě zařízení chtějí vysílat současně, obě tento konflikt zaregistrují, odmlčí se na náhodně dlouhou dobu a pak vysílání opakují. V současné době s příchodem přepínaného Ethernetu (Switching Ethernet) odpadají i tyto poslední výhrady.

Ethernetové moduly pro PLC
Firma TECON s. r. o., distributor v oblasti automatizační techniky v České republice a Slovenské republice, nabízí ethernetové komunikační moduly pro programovatelné automaty PLC Direct řady DL205 a DL405 japonské firmy Koyo již od roku 1998. Je tedy jednou z prvních, jež nabídla svým zákazníkům možnost komunikovat po této síti. Od té doby se nabídka firmy rozrostla na celou škálu produktů podporujících komunikaci po síti Ethernet v oblasti PLC, inteligentních svorkovnic a operátorských panelů.

Pro programovatelné automaty jsou k dispozici moduly H2/4-ECOM. Ty umožňují komunikovat po splétané dvojlince 10Base-T rychlostí 10 Mbd. Existují i ve variantě H2/4-ECOM-F, která je určena pro komunikaci po optickém vláknu podle standardu 10Base-F. Programovatelné automaty mohou prostřednictvím těchto modulů komunikovat mezi sebou, s pracovišti operátora na PC i s operátorskými panely s dotykovou obrazovkou EZ-Touch v síti typu peer-to-peer. Komunikuje se protokoly TCP/IP, popř. UDP/IP nebo IPX/SPX. Jednotlivé moduly lze monitorovat, konfigurovat a diagnostikovat pomocí speciálního konfiguračního softwaru NetEdit na PC. Jeho prostřednictvím je možné např. měnit IP adresu, zadat symbolické jméno modulu či aktualizovat firmware, buď jednotlivě, nebo dávkově pro celou síť. Všechna PLC propojená do sítě Ethernet lze po této síti programovat, a to i za chodu procesoru – tzv. runtime edit. Vzhledem k tomu, že k programování stačí pouze protokoly TCP/IP, popř. UDP/IP, je možné automaty bez problémů programovat i po síti Internet či podnikovém intranetu.

Obr. 2.

Další z modulů je H2/4-EBC. Tato karta připojuje vstupně-výstupní prvky automatů DL205 a DL405 jako vzdálené I/O. Ty lze využít pro přímé řízení pomocí PC se softPLC, např. Think&Do, nebo jako vzdálené I/O pro programovatelné automaty komunikující pomocí modulu H2-ERM pro řadu DL205. Komunikace v této variantě je vždy deterministická, díky chráněné firemní modifikaci protokolu UDP/IP použité v těchto modulech. Odezva celého rámu, tj. až 256 I/O, je 1 až 2 ms. Ethernetové moduly jsou vybavené sériovým portem pro komunikaci s lokálním panelem operátora.

Inteligentní svorkovnice
Stejná technologie je využita i pro novou generaci I/O, inteligentní svorkovnice Terminator I//O. Ty mohou komunikovat rychlostí 10 Mbd i 100 Mbd. Odezva rámu s 256 I/O je okolo 1 ms. Terminator I/O kombinuje svorkovnice a vstupně-výstupní moduly do jediného celku. K dispozici jsou diskrétní vstupy a výstupy, analogové moduly a moduly řídící komunikaci. Kromě již zmíněné sítě Ethernet je možná i komunikace po sítích ModBus, DeviceNet, Profibus a Koyo Remote I/O. Vlastní I/O se stává nezávislým na použitém typu či výrobci programovatelného automatu.

Řízení pomocí PC
Komunikaci s I/O po síti Ethernet lze velmi dobře využít pro stále více se prosazující řízení pomocí PC. Firma Tecon s. r. o. má v nabídce softPLC. Tento software umožňuje programovat v jazyku vývojových diagramů (flow chart), což je velmi intuitivní metoda programování aplikací v oblasti průmyslové automatizace. Ve své podstatě vychází přímo ze zápisu algoritmu. V nové verzi software Think&Do Studio je využit software firmy Microsoft Visio Technical. Visio je software pro projektování systémů a technologií. Firma Think&Do využila na základě licence společnosti Microsoft tento produkt jako uživatelské rozhraní pro programování i vizualizaci runtime Think&Do. Tato integrace, v průmyslu vůbec první, přináší jednotný nástroj jak pro vizualizaci a programování, tak i pro projektování systémů automatického řízení technologických procesů. Aplikace vytvořené v tomto prostředí lze provozovat na operačních systémech Windows NT, Windows 2000, Windows NT Embedded a Windows CE.

Dalším z produktů, které využívají komunikaci po síti Ethernet, je WinPLC, pracující s operačním systémem Windows CE. Má podobu procesorového modulu populární řady DL205. Tyto moduly jsou založeny na procesorech Hitachi SH3 40/100 MHz s pamětí RAM 2 MB a diskem flash 4 MB. Za způsob programování tohoto procesoru lze zvolit typ runtime. Je možné použít software Think&Do s programováním v jazyku vývojových diagramů či Multiprog německé firmy KW-software pro programování podle normy IEC 61131 ve všech pěti jejích programovacích jazycích.

Obr. 3.

Operátorské panely
Pro komplexní řešení úloh v oblasti automatického řízení v nabídce firmy Tecon s. r. o. nechybí operátorské panely, opět s možností komunikace po síti Ethernet. Z tohoto pohledu jsou z celé šíře sortimentu nejzajímavější nové modely japonské firmy Proface, celosvětově vedoucí v oblasti operátorských panelů s dotykovou obrazovkou. Nová řada GP2000 nabízí zcela unikátní možnosti, v mnoha případech jako první v oblasti průmyslové automatizace. Všechny panely této řady jsou vybaveny portem 10Base-T a softwarově umožňují monitorovat data zobrazená na panelu pomocí webového serveru na podnikovém intranetu nebo i na celosvětové síti Internet. Lze monitorovat data, stavy programovatelného automatu, k němuž je grafický panel připojen, ale i zadávat parametry a tvořit receptury. Zjednodušeně lze říci, že to, co je možné vidět a dělat na panelu přímo u stroje, je možné vidět a dělat kdekoliv na světě. Všechny tyto činnosti lze realizovat bez ohledu na typ připojeného programovatelného automatu. Stačí, aby panel měl ovládač pro daný typ PLC. V současné době je k dispozici více než devadesát ovládačů PLC pro přibližně 250 typů procesorů. Všechny panely nové řady GP2000 jsou vybaveny slotem pro CF Card (compact flash memory). Na tuto kartu je možné ukládat data, alarmy a receptury a následně je přenášet do osobního počítače. Po hardwarové stránce mají panely procesor RISC pracující na 100 MHz a 4 MB paměti. Mohou zobrazit až 256 barev. Jsou nabízeny v úhlopříčkách 7, 10 a 12 palců, všechny s displejem TFT, a jsou vybaveny dotykovou obrazovkou.

Z tohoto článku je zřejmý rozsah nabídky firmy Tecon s. r. o. v oblasti otevřených komunikačních standardů. Detailní informaci mohou zájemci získat na internetových stránkách společnosti – www.teconsro.cz nebo přímo v sídle společnosti. Množství produktů uvedených v tomto příspěvku bude prezentováno v expozici firmy Tecon s. r. o na veletrhu Amper 2001 v Křižíkově pavilonu ve stánku E44.

TECON spol s r. o.
Labský mlýn 1
543 71 Hostinné
tel.: 0438/54 11 00
fax: 0438/54 12 56
e-mail: info@teconsro.cz
www.teconsro.cz