Aktuální vydání

celé číslo

07

2020

Řízení distribučních soustav a chytrá města

Měření a monitorování prostředí v budovách a venkovním prostředí

celé číslo

Sběrnice AS-Interface v moderních výrobních zařízeních

Článek popisuje dva příklady využití průmyslové komunikační sběrnice AS-Interface ve výrobních zařízeních k propojení senzorů, akčních členů a řídicích jednotek. V obou případech vedla k zavedení sběrnice AS-Interface snaha zjednodušit zapojení a snížit množství použitých kabelů.
 

Montážní linka pro desky plošných spojů

Firma Čevor, spol. s r. o., zkonstruovala pro firmu Elko EP, s. r. o., Holešov, montážní linku Elko-SEHO-1 (obr. 1), na které jsou osazovány a pájeny desky plošných spojů pro modulární elektronické přístroje určené pro domovní a průmyslové instalace. Montážní linka se skládá z těchto komponent:
  • vstupní dopravník,
  • pájecí vlna SEHO (zařízení pro strojní pájení),
  • výstupní dopravník,
  • manipulátor pro přesun desek,
  • vratný dopravník pro automatické řízení průchodu desek plošných spojů pájecí vlnou a pro zpětný přesun na výchozí pracoviště,
  • pracoviště operátora – obsluha linky, monitorování běhu linky.
Řídicí systém ovládá pohyb dopravníků k deseti montážním pracovištím pro osazování desek plošných spojů. Dále je řízeno pájení osazených desek v pájecí vlně a také činnost dopravníku pro zpětný transport na výchozí montážní pracoviště. Řídicí systém obsahuje PLC pro řízení linky a nadřízené PC pro komunikaci s firemním informačním systémem MES, který obsahuje databáze výrobků a parametry nastavení linky pro jednotlivé výrobky.
 
Vzhledem k poměrně velkým rozměrům linky (délka celkem 18 m) a velkému počtu vstupů a výstupů PLC nutných k jejímu řízení byly pro komunikaci použity komponenty AS-I. Užitím modulů AS-Interface se několikanásobně zmenšila délka propojovacích vodičů a také se snížila pracnost při propojování jednotlivých akčních členů na pracovištích se systémem PLC. V zařízení byly použity moduly systému AS-Interface bez pomocného napájecího zdroje 24 V. Používané ventily firmy SMC a snímače jsou tedy napájeny přímo z modulů sběrnice AS-Interface.
 
Byly zvoleny standardní řízené (slave) moduly firmy Siemens řady K45: dva moduly s jedním binárním vstupem a jedním binárním výstupem (typ 3RK1400 0GQ20–0AA3) a jeden modul se čtyřmi binárními vstupy (typ 3RK1200 0CQ20–0AA3).
 

Testovací zařízení TNR-FT

Pro firmu Siemens nízkonapěťová spínací technika, spol. s r. o., v Trutnově vyrobila společnost Čevor zařízení TNR-FT, určené pro zkoušení funkcí hotových nadproudových relé řady 3RB20/21, která jsou dodávána v šesti provedeních různé velikosti (S00, S0, S2-N, S2-T, S3-N, S3-T). Jak je patrné z obr. 2, je hlavní částí zařízení řídicí a měřicí stojan, který funguje jako základna, do níž se instaluje vždy jeden ze šesti výměnných kontaktovacích modulů (obr. 3). Každý z nich se používá pro měření relé jedné velikosti. K propojení těchto modulů se základním stojanem byla použita sběrnice AS-I. Cílem bylo minimalizovat počet propojovacích vodičů mezi stojanem, který je opatřen řídicím PLC, a výměnným modulem.
 
V zařízení byly instalovány moduly systému AS-Interface bez pomocného napájecího zdroje 24 V. Konkrétně jde o moduly firmy Siemens řady K45, a to standardní moduly slave se čtyřmi binárními vstupy typu 3RK1200 0CQ20–0AA3 a dva moduly s jedním binárním vstupem a jedním binárním výstupem typu 3RK1400 0GQ20–0AA3. Ventily firmy SMC a snímače jsou napájeny ze standardního komunikačního kabelu sběrnice AS-I.
 
Součástí zařízení je také pracoviště operátora, který zakládá výrobky k měření a ovládá proces zkoušení relé. Stojan obsahuje vyhodnocovací průmyslové PC firmy Advantech a všechny měřicí přístroje. Je v něm instalován také programovatelný automat PLC, konkrétně řady Simatic S7-200 s řídicím (master) modulem pro sběrnici AS-I. Měřicí systém v průmyslovém PC komunikuje s řídicím PLC prostřednictvím sériového komunikačního protokolu linky RS-232. Zdroj třífázového zkušebního konstantního proudu AC DS3000 od firmy Spitzenberger je ovládán prostřednictvím sběrnice GP-IB. Hlavní část řídicího programu testovacího zařízení je vytvořena v prostředí Microsoft Visual Basic.NET, základní program dále využívá knihovní funkce ovladačů měřicích přístrojů, které jsou vytvořeny v jazycích C++ a LabWindows.
 
Ing. Radek Štohl, Ph.D.,
AS-interface Česká republika
 
Obr. 1. Pohled na montážní linku pro osazování a pájení desek plošných spojů
Obr. 2. Zařízení TNR-FT pro zkoušení nadproudových relé
Obr. 3. Kontaktovací modul pro testování nadproudových relé S2-N
 

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 vstupy a tři (podle verze 2.0) nebo čtyři (podle verze 3.0) výstupy. V praxi to tedy znamená, že jedno řídicí zařízení může komunikovat až s 248 vstupy a 186 (248) výstupy. Celá síť odebírá maximálně 8 A (jeden modul slave do 100 mA). Nejkratší perioda cyklu plně obsazené sběrnice je 10 ms a maximální délka sběrnice je omezena na 300 m (u verze 3.0 na 600 m).