Aktuální vydání

celé číslo

08

2020

Mozaika novinek a informací

Restart ekonomiky

celé číslo

Sběrnice AS-Interface se uplatňuje v těžkých podmínkách

Článek popisuje dva příklady využití průmyslové komunikační sběrnice AS-Interfa­ce k propojení senzorů, akčních členů a řídicích jednotek v provozech těžby štěrku. Zavedení sběrnice AS-Interface zjednodušilo zapojení a zmenšilo množství použi­tých kabelů.
 

Štěrkovna

 
Sběrnice AS-Interface byla použita ve štěrkovně (obr. 1), přičemž cílem bylo mini­malizovat rozvody mezi jednotlivými objek­ty štěrkovny, mezi které patří:
  • primární třídírny,
  • sekundární třídírna,
  • drtírny,
  • sila (zásobníky hotových výrobků),
  • skládky (hotové výrobky na volné ploše),
  • pomocné provozy, především čerpací sta­nice vody.
Hotovými výrobky se rozumí písky a štěr­ky různé zrnitosti. Jednotlivé objekty štěrkov­ny mají ocelovou konstrukci s instalovanými technologickými zařízeními a značně převy­šují okolní terén, takže jsou velmi dobrým svodičem přepětí. Výjimkou je čerpací sta­nice vody, obvykle umístěná v nízké zděné budově. Vzhledem k tomu, že se při výro­bě štěrku používá voda, jsou všechny objek­ty uloženy na vlhké až mokré zemině, a tak jsou velmi dobře uzemněny. Díky dobrému uzemnění, ocelové konstrukci a převýšení oproti okolní krajině je štěrkovna vynikají­cím svodičem atmosférického přepětí, a pro­to je vhodné instalovat v ní odolnou sběrni­ci AS-Interface. Pro páteřní rozvod mezi ob­jekty byla použita sběrnice Profibus vedená v kabelech s optickými vlákny.
 
AS-Interface se používá ke kompletnímu řízení a monitorování štěrkovny, zajišťuje tedy:
  • ovládání dopravních pásů,
  • ovládání čerpadel, třídičů, praček kameniva, drtičů,
  • sběr dat o hladinách z mezizá­sobníků, zásobníků a skládek, kde se používají binární a analo­gové signály.
Dále jsou snímány výška hla­diny technologické vody, hladi­na oleje v drtičích, teplota oleje, tlak technologické vody a signá­ly z pásových vah rozmístěných v provozu.
 
Sběrnice AS-Interface je použita i k připojení místních ovla­dačů (např. otočných přepínačů a signalizačních prvků) v provo­zu a také k bezdrátové signaliza­ci stavu technologie obsluze (přes pager).
 
Použití sběrnice AS-Interface ve štěrkovně má tu výhodu, že do­voluje rozšíření i změny v techno­logii. Moduly AS-Interface jsou instalovány přímo v rozváděčích jednotlivých objektů, kam nelze instalovat běžné řídicí jednotky, protože nemají dostatečnou tep­lotní odolnost.
 

Drapákový bagr

 
V bagru RCM 60 bylo vhodné použít sběrnici AS-Interface vzhledem k její velké odolnosti proti rušení, odolnosti proti přepě­tí, jednoduchosti montáže a snadnému servi­su. Sběrnice AS-Interface v bagru zajišťuje veškerý sběr dat od čidel a kompletní ovlá­dání akčních členů. Tato sběrnice zde byla zvolena jako jediné možné řešení pro velmi stísněný prostor na instalaci a především pro značné rušení ze strany silnoproudých za­řízení (velmi časté spínání motorů a změna rychlostí a otáček motorů drapáku o výko­nu 2× 220 kW).
 
Instalací modulů AS-Interface přímo do jednotlivých polí konstrukce rozváděče bagru bylo na minimum zmenšeno množ­ství kabelů pro rozvody měření a regulace. Rozvod AS-Interface prochází horizontálně přes jednotlivé montážní rámy rozváděče, v nichž jsou umístěny decentrální jednot­ky řídicího systému, tedy jednotky AS-In­terface slave. Z nich jsou přes oddělovací relé přímo nebo pomocí stykačů ovládány akční členy.
 
Akčními členy bagru jsou technologická zařízení – pásové dopravníky, třídiče, moto­ry drapáku atd. Výkon jejich pohonů se po­hybuje od 2 po 220 kW. Sběrnice AS-Interfa­ce je využita i k ovládání pomocných okruhů bagru, tedy pro kompenzaci účiníku a větrá­ní rozvoden.
 
Rozvod AS-Interface má stromovou to­pologii. Vedle množství kabelů pro rozvo­dy měření a regulace bylo instalací decen­trálních jednotek (AS-Interface slave) pro sběr také významně omezeno souběžné ve­dení kabelů měření a regulace a silnoprou­dých kabelů. Při použití běžných řídicích jednotek je vždy nutné oddělit okruhy mě­ření a regulace od silových rozvodů, což by bylo jinak na bagru RCM 60 těžko provedi­telné. Využití sběrnice AS-Interface oproti klasickému řešení pomocí PLC nevyžaduje kabely ve stíněném provedení.
 
Značnou výhodou řízení prostřednictvím sběrnice AS-Interface je její vysoká odolnost proti přepětí, která se již osvědčila v mnoha štěrkovnách a kamenolomech, tedy v tech­nologických zařízeních ocelové konstrukce, která často svádí atmosférické přepětí. Sběr­nice AS-Interface je výhodná i z hlediska ná­kladů na instalaci. Uživatelům je poskytován záruční i pozáruční servis.
 
Ing. Radek Štohl, Ph.D.,
Jan Zahradník,
RegulTech servis s. r. o.
 
Obr. 1. Štěrkovna
Obr. 2. Drapákový bagr RCM 60
Obr. 3. Jednotky AS-Interface mezi výkono­vými členy
Obr. 4. Jednotky AS-Interface v kompenzač­ním rozváděči
 

Sběrnice AS-Interface

Průmyslová komunikační sběrnice AS-Interface (Actuator/Sensor Interface) využívá k při­pojení senzorů a akčních členů jediný speciální dvoužilový kabel, který je charakteristický svou žlutou barvou. Kabel zajišťuje napájení připojených prvků napětím 24 V DC a číslico­vý přenos dat rychlostí 167 kb/s. Přenos dat je cyklický na principu master-slave. Jeho říze­ní tedy zajišťuje jeden řídicí modul (master), který se v přesně stanovených časových oka­mžicích dotazuje na data všech řízených modulů (slave). K jednomu řídicímu modulu lze připojit celkem 62 modulů typu slave (u starší verze 1.0 o polovinu méně), z nichž každý může mít až čtyři binární vstupy nebo čtyři výstupy. V praxi to tedy znamená, že jedno ří­dicí zařízení může komunikovat až s 248 vstupy a až 248 výstupy. Celá síť odebírá maxi­málně 8 A (jeden modul slave do 100 mA). Nejkratší perioda cyklu plně obsazené sběrnice je 5 ms a maximální délka sběrnice je omezena na 300 m (u verze 3.0 na 600 m).
 

Sběrnici lze použít také pro bezpečnostní funkce. Obsahuje totiž techniku Safety at Work. Bezpečnostních modulů může být v jedné síti osazeno maximálně 31. Minimálně jedním z nich je bezpečnostní monitor, který vykonává bezpečnostní funkce.