Aktuální vydání

celé číslo

03

2021

Digitální transformace, chytrá výroba, digitální dvojčata

Komunikační sítě, IIoT, kybernetická bezpečnost

celé číslo

Simatic ET 200SP – nová generace decentrálních periferií

Současnou nabídku společnosti Siemens v oblasti decentrálních periferií doplní jejich nová řada Simatic ET 200SP. Článek informuje o přednostech nové řady, jimiž jsou zejména malé rozměry stanic, větší rychlost a přesnost přenosu dat, nový design a další vlastnosti, které uživatelům ušetří čas a zjednoduší práci.

Sortiment decentrálních periferií řady Simatic ET 200 je široký. Zahrnuje stanice vzdálených I/O k umístění do rozváděče (stupeň krytí IP20) i mimo něj (IP65/67), stanice v podobě kompaktních bloků i modulární stanice. Tento sortiment bude rozšířen o nové modulární periferie řady Simatic ET 200SP, určené k instalaci do rozváděče.

Základní vlastnosti

Decentrální periferní stanice Simatic ET 200SP se skládají z modulu rozhraní IM (Interface Module), který zajišťuje komunikaci s nadřazeným PLC, a ze základních jednotek BU (Base Unit), v nichž jsou zasunuty elektronické I/O moduly EM (Electronic Module). Základní jednotky zajišťují mechanické a elektrické propojení všech modulů stanice ET 200SP. Napájecí moduly pro napájení skupin modulů I/O jsou vestavěny v jednotkách BU, čímž se dosahuje podstatné úspory místa. Zprava stanici ET 200SP uzavírá zakončovací modul SM (Server Module). Stanice Simatic ET 200SP se instaluje na lištu DIN (obr. 1).

Preferovanou technikou komunikace s nadřazeným programovatelným automatem (PLC) nebo PC je u jednotek Simatic ET 200SP protokol Profinet. O způsobu připojení stanice ke komunikační síti se rozhoduje volbou adaptéru provozní sběrnice BA (Bus Adapter), který je zasunut a upevněn v modulu IM. Na výběr je připojení prostřednictvím metalických konektorů RJ45, přímé připojení metalického kabelu do adaptéru sběrnice a v budoucnu také připojení prostřednictvím rozhraní pro optické kabely s plastovými světlovodnými vlákny.

Konfigurovat stanice Simatic ET 200SP lze v současném vývojovém prostředí Simatic Step 7 v 5.5 i při použití nové platformy TIA Portal s vývojovým prostředím Step 7 v. 11 nebo, po importu souboru gsdml, případně i v jiných inženýrských nástrojích.

Úspory místa

Významných úspor místa v rozváděči je dosaženo malými rozměry stanic Simatic ET 200SP. Stanice lze instalovat do skříně o hloubce již od 80 mm a i v tomto případě zbývá dostatek místa zaručující dodržení přípustných poloměrů ohybu připojených vodičů.

Prioritou při vývoji nové řady periferií bylo dosáhnout minimální celkové šířky stanic, což se podařilo s přispěním několika faktorů. Prvním z nich je již zmíněná integrace napájecích modulů do základních jednotek. Je-li třeba moduly I/O rozdělit do separátně napájených skupin, celkové rozměry stanice tím nevzrostou. Dále jsou nyní k dispozici až šestnáctikanálové elektronické moduly a některé z modulů, např. moduly IM, jsou nyní užší. V závislosti na požadované konfiguraci tak lze při použití stanic řady Simatic ET 200SP dosáhnout až o desítky procent menší šířky než s jinými typy decentrálních periferií. Použitím pružinových svorek typu push-in se podařilo zredukovat i výšku stanic. Uživatelé mohou připojovat např. snímače třívodičově přímo do svorek stanice Simatic ET 200SP.

Zjednodušení práce

Stanice Simatic ET 200SP svými vlastnostmi umožňují zjednodušit a zrychlit práci ve fázi projektování řídicího systému, při instalaci stanic do rozváděče a jejich zapojování, při oživování i při provádění servisních zásahů apod. Zkumulováním jednotlivých funkcí (patrným zejména u analogových modulů) se podařilo zmenšit počet typů modulů I/O tak, aby vše bylo přehlednější a aby se zmenšil počet potřebných náhradních dílů.

Již zmíněné pružinové svorky push-in nejen umožnily zmenšit rozměry stanic, ale také – a to především – výrazně usnadňují a zrychlují připojování vodičů ke stanici (obr. 2). K zapojení vodiče do pružinové svorky není třeba žádný nástroj. Šroubovák se použije až tehdy, když je třeba vodič ze svorky uvolnit. Novinkou je i rozšířený systém popisných štítků a barevného kódování. Barevné kódování svorek usnadňuje orientaci v připojených kabelech a označuje různé potenciály na blocích svorek. Barevné kódování modulů umožňuje rychle rozlišit, zda jde o modul DI, DO, AI, nebo AO. Vedle klasických štítků pro popis jednotlivých signálů umístěných na čelní straně elektronických modulů lze použít také tzv. referenční popisné štítky. Ty jsou určeny především k označení modulů podle projektové dokumentace a nasazují se na jednotlivé moduly zvrchu (obr. 3). V rozváděči je tak k dispozici dostatek přehledně utříděných a na první pohled srozumitelných informací o zapojení. Navíc jsou na čelních panelech modulů dobře patrné stavové světelné diody (LED) i schémata zapojení, typová označení a verze modulů.

Při servisních zásazích uživatelé ocení detailní diagnostiku stanic i možnost vyměňovat jednotlivé moduly za chodu stanice. Moduly jsou opatřeny mechanickým kódováním, takže je nelze zaměnit.

Nárůst výkonnosti

Pokud jde o komunikaci s nadřazeným PLC, používá se u stanic Simatic ET 200SP přednostně protokol Profinet. Data jsou pomocí tohoto protokolu přenášena po průmyslovém Ethernetu rychlostí 100 Mb/s. Nejkratší perioda komunikačního cyklu, na niž jsou stanice připraveny, je 31,25 µs. V každém modulu rozhraní IM řady ET 200SP je vestavěn dvouportový přepínač (switch), takže stanice lze snadno zapojit do linie. Rychlejší než dříve je i vnitřní sběrnice ve stanici a mimoto lze interní komunikaci mezi moduly stanice synchronizovat s cyklem sítě Profinet. Veškeré výstupy stanice jsou spínány ve stejný okamžik. Stejně tak jsou v jednom časovém okamžiku snímány hodnoty signálů přivedených na vstupy stanice.

Samozřejmostí je široké rozpětí pracovních teplot a velká odolnost stanic Simatic ET 200SP proti mechanickým rázům a vibracím i elektromagnetickému rušení. V současnosti je také pozorně sledováno množství energie spotřebovávané ve výrobních provozech. Stanice řady Simatic ET 200SP podporují profil Profienergy, který zmenšuje spotřebu energie ve stroji či výrobní lince řízeným odpojováním zátěží během přestávek v činnosti a prostojů. Sekvenci odpojování a opětného připojování jednotlivých zátěží přesně určuje uživatel předem. Samotné stanice Simatic ET 200SP kromě toho spotřebovávají velmi málo energie.

Závěr

V článku jsou stručně představeny nové decentrální periferní stanice řady Simatic ET 200SP. Jde o výrobky umožňující uživatelům ušetřit místo v rozváděči, zjednodušit a zrychlit práci při projektování, realizaci a údržbě řídicích systémů a také zvýšit jejich výkonnost. Společnost Siemens do budoucna počítá s častým použitím periferií řady Simatic ET 200SP při automatizaci nespojitých i spojitých technologických procesů. Proto nyní klade důraz na vývoj širokého spektra modulů pro tyto stanice. Podrobnějšímu popisu jednotlivých modulů bude věnován některý z dalších článků. Bezprostředně se zájemci o podrobné informace mohou obrátit na adresu iadtprodej.cz@siemens.com.

Ing. Jakub Vojanec, Siemens, s. r. o.

Obr. 1. Sestava stanice Simatic ET 200SP

Obr. 2. Vodiče se připojují bez použití nástrojů do pružinových svorek (technika push-in)

Obr. 3. Použití referenčních popisných štítků