|
Tři inovace pro průmyslovou automatizaci
Společnost Phoenix Contact podporou dílčích konstrukčních zlepšení zvyšuje technickou a užitnou úroveň svých výrobků pro automatizační techniku. Inovace nemusejí být vždy složité a převratné, naopak jsou často překvapivě jednoduché.
Na dubnovém veletrhu Hannover Messe na sebe upozornily mnohé inovované špičkové produkty z výrobního sortimentu Phoenix Contact. Uvedeme z nich alespoň tři.
Průmyslové PC, PLC a HMI v jediném zařízení
PC je v dnešní době platformou, na níž lze realizovat regulaci se zpětnovazebními smyčkami stejně jako vizualizaci. Charakteristickými rysy průmyslového PC (IPC) s dotykovým displejem jsou kompaktní konstrukce a malá hloubka zástavby. To znamená, že IPC lze vestavět přímo do stroje a jeho prostřednictvím ovládat a monitorovat činnost stroje v provozu, v průmyslových podmínkách.
Řídicí systém PPC 5006 CP je nový produkt firmy Phoenix Contact: kombinace průmyslového PC s dotykovým displejem, programovatelného automatu PLC a obslužného rozhraní HMI v jediném kompaktním zařízení. Je vybaven zaváděcím systémem, pamětí NVRAM (Non-Volatile Random Access Memory; paměť RAM, která zachovává svůj obsah i bez napájení), spínači pro PLC a diagnostickými LED. Chová se jako konvenční PLC, ale má mnoho funkcí navíc. Například umožňuje komunikovat prostřednictvím standardních rozhraní a lze jej integrovat do všech běžných průmyslových sběrnic. Díky velkému výkonu může současně plnit úlohy řízení i vizualizace.
Funkce PLC jsou realizovány pomoci softPLC. IPC však nejen vykonává funkce PLC, ale jsou v něm k dispozici i nástroje pro odlaďování programů a pro údržbu PLC i řízeného stroje. Softwarový systém Multiprog podporuje všechny jazyky a metody programování podle IEC 61131-3 a navíc, kromě běžného sekvenčního programování (SFC), také jazyk sekvenčního programování stroje (MSFC, Machine Sequential Function Chart). V MSFC dostává uživatel mj. nástroj pro přehledně strukturovanou správu projektů, editor grafických objektů a křížový překladač programů.
Kromě softPLC obsahuje PPC 5006 CP ještě nástroje pro vizualizaci, pomocí nichž lze snadno vytvářet technologické snímky zahrnující i dynamicky animované objekty. Jednou vytvořené objekty je možné ukládat a kopírovat do dalších snímků a projektů.
Další významnou funkcí PPC 5006 CP je to, že může plnit úlohu řídicí jednotky (master) pro mnohé průmyslové sběrnice a zahrnuje v sobě i nástroje pro správu těchto sběrnic (Interbus, Profibus, CANopen, DeviceNet).
Řízení pohybu
PC Worx SoftControl MC je softwarový systém, který v sobě spojuje vlastnosti sekvenčního programování s funkcemi potřebnými pro řízení pohybu. Obě části, sekvenční řízení i řízení pohybu, jsou systémem centrálně koordinovány. Uživatelům přináší významnou výhodu: komplexní mechanismy používající pákové převody a převody ozubenými koly a ozubenými řemeny mohou být nahrazeny rotačními a lineárními servopohony a softwarem. Všechny běžné úlohy řízení pohybu, jako řízení jedné osy v absolutních i relativních souřadnicích, funkce elektronické vačky, elektronické převodovky nebo řízení letmé pily včetně fázového posuvu mezi řídicím a řízeným pohonem, jsou v systému implementovány jako funkční bloky. Další funkční bloky lze snadno vytvářet kombinací již hotových bloků. Systém umožňuje koordinovaný provoz až osmdesáti os. Pro řízení maximálně třiceti os je doba cyklu kratší než 1 ms, odchylka doby cyklu (jitter) je do 1 µs.
Centrálním prvkem PC Worx SoftControl MC je řídicí systém, obsahující softPLC a systém reálného času (Motion Control MC). SoftPLC autonomně vykonává svoje úlohy, systém řízení pohybu zase svoje úlohy synchronizované pomocí sběrnice Sercos. To zajišťuje krátké doby odezvy, dobré dynamické vlastnosti pohonů a velkou přesnost pohybů. Absolutní synchronizace mezi řídicím systémem, sběrnicí a pohonem je zajišťována speciálním softwarovým nástrojem.
Hlavní výhody PC Worx SoftControl MC jsou:
pohybové úlohy lze programovat pomocí funkčních bloků, není nutný žádný další programovací jazyk,
platforma PC zaručuje dokonalou přizpůsobitelnost individuálním požadavkům, např. požadavkům na připojení speciálních I/O zařízení nebo zvyšování výkonu systému,
sběrnice Interbus a Sercos, z nichž první se používá jako řídicí a druhá pro připojení pohonů, umožňují vytvářet komplexní systémy s vysokým stupněm využití hardwarových i softwarových možností připojených zařízení.
Přenos signálů optickými kabely
Modulární systém pro přenos signálů optickými kabely PSI-MOS je určen pro většinu standardních průmyslových sběrnic, např. Interbus, Profibus, DeviceNet, CANopen a Modbus. Umožňuje propojovat jednotlivá zařízení kabely s polymerovými, skleněnými i HCS světlovodnými vodiči. Vnitřní sběrnice dovoluje křížová propojování datových i napájecích kabelů všech zařízení (jednotlivé moduly lze vyměňovat bez nutnosti přepojování kabeláže) a integrovaná diagnostika přenosové cesty podává informace o kvalitě spojení. Už při připojování zařízení ukazuje sloupcový graf z LED kvalitu spojení – to omezuje potřebu časově náročné kalibrace linky. Za provozu systém indikuje využití sběrnice. Překročí-li stupeň využití sběrnice nastavenou hodnotu, je vydáno varování, které umožní obsluze reagovat na problém dříve, než dojde k poruše.
Systém může být realizován jako redundantní. To znamená, že každé zařízení je připojeno dvěma optickými kabely. Poklesne-li kvalita signálu v prvním kabelu, automaticky se přepne na záložní kabel.
Kontakt na dodavatele zařízení popsaných v článku, firmu Phoenix Contact, je v inzerátu na druhé straně obálky.
Gustav Holub
Co je to vlákno HCS?
Světlovodná optická vlákna mají dvě části s rozdílným indexem lomu: jádro a plášť. Světlo se na rozhraní obou částí odráží, a tak se šíří po délce vlákna. Plášť může být někdy, u polymerových vláken, tvořen vzduchovou mezerou. (Speciální provedení světlovodných vláken nemá ostře ohraničené rozhraní, ale příčně proměnný index lomu. Světlo se potom neodráží na rozhraní, ale „ohýbá“ – fokusuje – podle gradientu indexu lomu.)
Optická vlákna mohou být skleněná, polymerová (POF, Polymer Optical Fibre) nebo může jít o kombinaci skleněného jádra a polymerového pláště (vlákna PCS, Polymer-Coated Silica). Skleněná vlákna mají dobré přenosové vlastnosti, polymerová dobré mechanické vlastnosti a nízkou cenu. Kombinace skleněného jádra a polymerového vlákna vykazuje dobré optické i mechanické vlastnosti.
Do kategorie kombinovaných vláken patří i vlákna HCS (Hard Clad Silica) se skleněným 20µm nebo 40µm jádrem s izolací ze speciálního plastu. Takové vlákno vykazuje poměrně malý útlum a velká plocha jádra umožňuje jeho snadné připojení k zařízení. Plast nemá jen funkci optického pláště, ale také zvyšuje pevnost vlákna a zlepšuje jeho mechanické vlastnosti. Poloměr ohybu vláken HCS je menší než u srovnatelných skleněných vláken. K přednostem vláken HCS patří také snadná montáž do konektorů. Není třeba časově náročné leštění konců vláken, stačí vlákno přeštípnout speciálním nástrojem, a při montáži do konektoru není zapotřebí spoj zalévat epoxidem. Pro průmyslové prostředí jsou k dispozici vlákna s velkou odolností proti teplotám, popř. nehořlavá.
Nezanedbatelnou výhodou světlovodných vláken HCS je i jejich relativně jednoduchá výroba a nízká cena.
(Bk)
|