Aktuální vydání

celé číslo

03

2021

Digitální transformace, chytrá výroba, digitální dvojčata

Komunikační sítě, IIoT, kybernetická bezpečnost

celé číslo

Řízení a vizualizace s technikou B&R

číslo 6/2003

Řízení a vizualizace s technikou B&R

V poslední době se v oblasti průmyslové automatizace stále více uplatňují metody decentralizovaného řízení. To klade zvýšené nároky na hardwarové vybavení. Mezi nejdůležitější parametry patří dostatečný výkon řídicího systému, možnost využít moderní prostředky pro vizualizaci a ovládání a velmi rychlé komunikační sběrnice. Firma Bernecker&Rainer (B&R) nabízí pro centralizované i decentralizované řízení širokou paletu prostředků.

Obr. 1.

Modulární řídicí systémy B&R 2000

Modulární řídicí systémy B&R 2000 jsou postaveny na třech základních modelových řadách – B&R 2003 (obr. 1), 2005 a 2010, a díky své modularitě pokrývají požadavky aplikací v rozmezí od několika málo vstupů a výstupů (jednoduché stroje, manipulátory, vytápění) až po konfigurace v řádech tisíců vstupů a výstupů (technologické celky, rozsáhlé výrobní linky apod.). Moduly v/v se buď instalují na nosnou desku (backplane) vedle CPU nebo mohou být řešeny v podobě lokálních modulů – „ostrůvků“ v/v.

Podstatnou výhodou těchto zařízení jsou široké komunikační možnosti. Moduly CPU nejmenší řady řídicích systémů (B&R 2003) mají integrována dvě rozhraní (RS-232 a CAN) a jejich počet lze rozšířit o další sériové linky (RS-232, RS-422/485), CAN, Profibus a Ethernet. Celkově tak na jednom CPU může být až osm komunikačních rozhraní. U dalších řad (B&R 2005 a 2010) jsou komunikační možnosti ještě širší.

Řídicí systémy s integrovaným ovládacím panelem

B&R Power Panel 15 (PP15)
PP15 (obr. 3) je nejmenším představitelem generace řídicích systémů Power Panel. Nabízen je ve dvou variantách. První varianta má šestnáct digitálních vstupů a stejný počet digitálních výstupů, druhá má pouze osm digitálních vstupů a osm digitálních výstupů, ale zato navíc čtyři analogové vstupy a čtyři analogové výstupy. Další v/v lze připojit pomocí lokálních modulů na sběrnici CAN.

Obr. 2.

Společné pro obě varianty jsou integrovaný textový displej (LCD, 4 × 20 znaků), šestnáct tlačítek (z toho dvanáct s LED), dvě komunikační rozhraní (RS-232 a CAN) a napájení 24 V DC.

PP15 je možné s výhodou použít nejen pro menší strojní aplikace, ale díky přítomnosti analogových v/v je vhodné i pro oblast řízení procesů (např. klimatizace apod.).

V druhé polovině tohoto roku představí B&R nový Power Panel řady PP35, který bude mít na rozdíl od PP15 grafický displej (80 × 160 pixelů). Systém bude nabízen opět ve dvou variantách, lišících se počtem v/v, stejně jako PP15.

B&R Power Panel 21 a 41 (PP21 a PP41)
Systémy Power Panel 21 a 41 jsou postaveny na stejném základním řídicím systému a liší se pouze provedením čelního panelu a komunikačními možnostmi. PP21 disponuje textovým displejem (LCD 4 × 20 znaků), PP41 má grafický displej s rozlišením QVGA (240 × 320 pixelů) a s délkou úhlopříčky 5,7". Obě zařízení jsou vybavena dvěma komunikačními rozhraními (RS-232 a CAN). PP21 lze rozšířit o další tři rozhraní (např. RS-232, RS-422/485, CAN, Profibus), PP41 dokonce o šest, včetně Ethernetu. Oba systémy mají deset integrovaných digitálních vstupů a devět integrovaných digitálních výstupů. Další v/v se připojují pomocí přizpůsobovacích modulů, kterých může být až šest (obr. 4), nebo jako lokální moduly v/v.

PP21 a PP41 lze použít pro řízení rozličných strojů a strojních zařízení a s úspěchem se zhostí i úlohy ovládat menší technologické celky a vizualizovat jejich řízení.

Obr. 3.

B&R Power Panel 100 (PP100)
PP100 je komfortní panel s dotykovým ovládáním. Displeje jsou k dispozici v několika provedeních – 5,7" LCD černobílý nebo barevný, 10,4" TFT barevný a 15" TFT barevný. Jsou vybaveny procesorem Geode SC2200 266 MHz (kompatibilní s procesory Intel).

V provedení embedded je řada PP100 vybavena 16 MB SDRAM a operačním systémem B&R Automation Runtime. V provedení BIOS je vybavena operačním systémem MS Windows CE, má 128 MB SDRAM a zálohované hodiny reálného času. V minulosti bylo používání sítě Ethernet omezeno na průmyslové počítače. Řada Power Panel 100 je první ucelenou typovou řadou panelů, která je standardně vybavena rozhraním pro Ethernet. Kromě Ethernetu je na každém panelu volně programovatelné rozhraní RS-232 a dva porty USB. Aplikace je uložena v paměti typu compact flash (typicky 32 až 128 MB, omezená pouze velikostí dostupných pamětí na trhu), kterou je možné také využívat pro uložení uživatelských dat (svými vlastnostmi odpovídá pevnému disku počítače).

B&R Power Panel 200 (PP200)
Mezi novinky v oblasti kompaktních řídicích systémů patří PP200. Je vybaven stejně jako PP100 procesorem Geode SC2200 266 MHz (kompatibilním s procesory Intel). Navíc má 64 MB SDRAM a 256 kB SRAM. Nabídka displejů je od 5,7" (LCD černobílý nebo barevný), přes 10,4" (TFT barevný) až po 15" (TFT barevný).

PP200 je nabízen ve dvou variantách – s jedním nebo se dvěma sloty aPCI, do kterých se instalují komunikační karty. Vstupy a výstupy se připojují pomocí průmyslových sběrnic.

Obr. 4.

Distribuované řešení v/v

Pro připojení vzdálených v/v nabízí B&R tři řešení:

  • sběrnici CAN (500 kb/s),
  • sběrnici X2X (cyklus sběrnice 1 ms pro 1 000 digitálních a 50 analogových bodů, 253 modulů na jeden segment o délce 100 m),

  • Ethernet Powerlink (100 Mb/s, deterministické časové chování, cyklus sběrnice od 200 µs, rozptyl v časování do 1 µs, maximální délka segmentu 100 m – více informací na www.ethernet-powerlink.org).

Pomocí těchto sběrnic lze připojovat v/v v podstatě ke všem řídicím systémům B&R, včetně kompaktních.

B&R Automation Runtime

Důležitou předností všech řídicích systémů B&R je operační systém reálného času (Automation Runtime™) s přesně definovatelným časovým chováním, který zajišťuje naprosto shodné vlastnosti všech aplikací spouštěných na různých hardwarových platformách – tedy řídicích systémech B&R 2000, řídicích systémech s integrovaným ovládacím panelem B&R Power Panel, operátorských panelech B&R Panelware™, ale i průmyslových PC B&R Provit, která se díky tomuto operačnímu systému stávají plnohodnotnou alternativou k tradičním PLC.

Obr. 5.

Jednotné vývojové prostředí

Programování řídicích aplikací, tvorba vizualizací, parametrování servopohonů, kompletní dokumentace k dodávanému hardwaru, místní i dálková diagnostika, rozsáhlé ladicí funkce, tvorba vlastních knihoven s uživatelskými funkcemi – to je jen část možností, které poskytuje uživatelům programovací prostředí B&R Automation Studio™. Stejně jako při výběru hardwaru, tak i při tvorbě softwaru se uplatňuje projektově orientovaný pohled na celou problematiku. V jednom projektu v softwaru Automation Studio se programují řídicí aplikace, vizualizace a popř. i servopohony – tedy bez problémů, které s sebou nese údržba více souvisejících projektů, správa výměny dat atd. Jednoznačným přínosem tohoto přístupu je lepší přehlednost celé aplikace, její snadná přenositelnost a v neposlední řadě i možnost soustředit se pouze na podstatu řešeného problému. To vše vede k úspoře času, maximální efektivitě celého procesu návrhu i realizace a ve svém důsledku k technicky velmi účelným a cenově přístupným řešením.

Pro programování umožňuje vývojové prostředí využít známé jazyky podle IEC 61131: LD, IL, ST, SFC a navíc i vyšší jazyk Automation Basic a standardní ANSI C. Výhodou je možnost jednoduše vytvářet vlastní funkční bloky pro řešení často zpracovávaných problémů a přímá přenositelnost programů.

Součástí vývojového prostředí B&R Automation Studio jsou tzv. Visual Components. Nezáleží na tom, jaký vizualizační systém se použije, vždy je k dispozici silný nástroj k programování všech HMI (Human Machine Interface) značky B&R – od jednoduchých textových displejů až po plně grafické systémy na bázi průmyslových PC. Tato jednotnost přináší podstatnou výhodu zejména při tvorbě zobrazení technologických schémat – jednou vytvořené řešení lze použít v dalších projektech.

Obr. 6.

Jednotný komunikační systém

S pohodlným programováním úzce souvisí i propracovaná koncepce komunikací, tzv. B&R Automation Net™. Ta představuje jednotnou komunikační platformu pro systémy B&R, nezávislou na použitém komunikačním médiu (sériová linka, CAN, Ethernet, Profibus, ale i komunikace s RAM v PC, přeneseně komunikace přes internet a dial-up spojení prostřednictvím modemů), nezávislou na použitém operačním systému (konvenční PLC, softPLC, servopohony Acopos) i na použitém komunikačním protokolu B&R. Důležitá je skutečnost, že chod platformy Automation Net zabezpečuje operační systém jednotlivých cílových systémů nezávisle na aplikaci, takže programátorská práce se omezuje jen na správné nakonfigurování sítě. Protože služby Automation Net může kromě aplikací využívat i Automation Studio, je bez problémů možné cílové systémy programovat pomocí směrování přes více procesorů a více fyzikálně rozdílných segmentů sítě (včetně modemového propojení).

Bránu do světa Windows zajišťuje v rámci Automation Net tzv. Process Visualization Interface (PVI), které podporuje uvedená komunikační média a stará se o sběr dat a jejich poskytování aplikacím Windows přes standardní rozhraní OPC, DDE, ve formátu HTML (webový server) nebo přímo voláním funkcí z knihoven DLL. PVI mohou využívat jak programy SCADA, tak jiné aplikace Windows.

Ing. Robert Charvát,
B+R automatizace, s. r. o.

B&R automatizace, s. r. o.
Stránského 39
616 00 Brno
e-mail: office@br-automation.cz
http://www.br-automation.cz

Inzerce zpět