Do Projektu iAutomatyka dołączyli:

https://iautomatyka.pl/wp-content/uploads/2022/06/Emerson-RSTi-EP-ASTOR-iAutomatyka-00.jpg

Czy wyspa IO musi być tego samego producenta co PLC? Czyli jak sprawuje się RSTi-EP w sieci Profinet


Ostatnio pojawił się u nas film z przeglądem urządzeń różnych producentów działających w sieci Profinet. Zebraliśmy wszystkie te produkty, aby pokazać, że nie trzeba ograniczać się do jednego producenta przy tworzeniu systemu sterowania. Pośród tych urządzeń znalazła się modułowa wyspa zdalnych we/wy Emerson RSTi-EP, którą dostarczył nam Astor.

Wyspy zdalnych, rozproszonych IO to najpopularniejsze zastosowanie komunikacji przemysłowej. Pozwalają na redukcję okablowania. Zamiast długich przewodów z sensorów i aktuatorów ułożonych do głównej szafy sterowniczej ze sterownikiem, dajemy krótkie odcinki do wyspy umieszczonej w pobliżu. Dalej sygnał biegnie już  komunikacją cyfrową. Czy jest w tym coś złego? Czy są jakieś opóźnienia?  No właśnie takie rozwiązanie nie ma chyba żadnych „przeciw”, a interwał komunikacji można osiągnąć na poziomie 1ms, a nawet szybszy. Tak przynajmniej jest w przypadku Profinet-u.

RSTi-EP I/O technicznie

Rozwiązanie firmy Emerson bazuje na koncepcie modułowego budowania rozwiązania wyspy zdalnych IO, ściśle dopasowanego do potrzeb danej aplikacji. Głównym elementem jest moduł interfejsu komunikacyjnego, który dostępny jest w wariantach:

  • Modbus TCP Server
  • EtherCAT
  • Profibus DP
  • Profinet IRT oraz PNSR

Moduł ten komunikuje się ze sterownikiem PLC za pomocą jednego z protokołów komunikacyjnych i przesyła dane otrzymywane z lub do podłączonych modułów we/wy. Protokół komunikacyjny specyfikujemy oczywiście już na etapie zamówienia, ale niezależnie od wyboru do każdego takiego modułu podłączymy do 64 modułów we/wy co przy zastosowaniu modułów 16DI lub 16DO pozwoli na integrację nawet 1024 sygnałów w jednej wyspie. Całość zamontujemy na standardowej szynie DIN, a przy maksymalnej konfiguracji zajmie mniej niż 80 cm  w szafie sterowniczej. Urządzenie wykonane jest w stopniu ochrony IP20 zatem nie jest przystosowana do montażu bezpośrednio w środowisku panującym zazwyczaj w przemyśle. Ale może pracować w temperaturach od -20 do 60 st.C co z kolei przekłada się na mniejsze wymagania co do warunków w szafie. Na uwagę zasługuje też model zasilania, w którym rozdzielony został obszar wejść i sterowania od modułów wyjściowych. W module komunikacyjnym mamy początki magistral zasilania lecz w dowolnym miejscu naszej wyspy możemy umieścić moduł zasilania i dokonać podziału obwodów zasilających niezależnie dla wejść i wyjść lub dla obu jednocześnie. Możemy dzięki temu swobodnie decydować o rozłożeniu obciążenia oraz formować linie odbiorów.

Przechodząc dalej pokażę Ci więcej bazując na przykładzie wersji z Profinetem na pokładzie, który nawiasem mówiąc jest urządzeniem certyfikowanym przez organizację Profinet. Moduł ten posiada zgodnie ze standardem dwuportowy switch ze złączami RJ45 (właściwie to 8P8C), które pozwolą na podłączenie w topologii gwiazdy, magistrali oraz pierścienia (RING). Ta ostatnia oczywiście jest możliwa wyłącznie za sprawą obsługiwania protokołu redundancji MRP. Przykład konfiguracji takiej komunikacji w topologii pierścienia znajdziesz w dalszej części tego artykułu.

Moduł ten przystosowany jest także do komunikacji w trybie IRT. W gestii przypomnienia protokół Profinet bazuje na technologii Ethernet ale tylko w momencie diagnostyki czy nawiązania komunikacji korzysta z mechanizmów TCP/IP. Podczas normalnej pracy dane wymieniane są na podstawie nazw urządzeń w sieci, a sama wymiana odbywa się cyklicznie. Tryb takiej wymiany danych nazywany jest Real Time czyli w skrócie RT. Tryb IRT to Isochronous Real Time pozwalający uzyskać jeszcze bardziej deterministyczną czasowo wymianę danych z cyklem od 250µs, ale pod pewnymi warunkami zejdziemy nawet do 31.25µs.  Zastanawiasz się, po co tak szybki interwał komunikacyjny? Choćby do kontroli napędów.

Webserver

Moduł komunikacyjny wyspy RSTi-EP może być diagnozowany za pośrednictwem mechanizmów wbudowanych w interfejs Profinetu. Możemy skorzystać też z wbudowanego webserver-a, gdzie oprócz danych diagnostycznych otrzymamy wiele innych informacji między innymi o ustawieniach sieciowych czy aktualnych sygnałach dla poszczególnych kanałów sygnałowych.

Możemy też update-ować firmware modułu komunikacyjnego jak i sygnałowych. Ale to, co chyba najbardziej mi się spodobało to możliwość force-owania wyjść wyspy. Dzięki temu nie potrzebujemy komunikacji ze sterownikiem, aby rozpocząć uruchomienie i sprawdzanie sygnałów we/wy. A to niejednokrotnie przydaje się na uruchomieniu!

Moduły sygnałowe

Czas na moduły sygnałowe! W końcu to one „robią robotę”. Jak już przytoczyłem do wyspy podłączymy do 64 modułów sygnałowych. Bez znaczenia jakiego typu są to moduły: DI, DO, AI, AO czy specjalne. Wszystkie typy modułów montowane są w takiej samej podstawce i mogą być demontowane pod napięciem (Hot Swap i Service On Run). Każdy z typów modułów dostaniemy w wielu wariantach z różną liczbą kanałów sygnałowych, logiką działania, diagnostyką. Wszystko, aby maksymalnie dopasować się do danej aplikacji.

Dla modułów specjalnych bez problemu znajdziemy szybkie liczniki, z sygnałem PWM, komunikacji SSI oraz RS232/422/485. Oprócz tego dostaniemy też moduły wejść bezpiecznych w kategorii SIL3. RSTi-EP jako całość doskonale współpracuje w systemach wysokiej dostępności PACSystems High Availibility.

Poznaj całą ofertę serii RSTi-EP

Konfiguracja w TIA Portal

W tytule artykułu padło pytanie:

Czy wyspa IO musi być tego samego producenta co PLC?

Dlatego, aby uwiarygodnić to, co przedstawiłem w filmie z przeglądem urządzeń działających w sieci Profinet, w którym pojawiła się też wyspa Emerson RSTi-EP, tworzę serię tutoriali z konfiguracją do pracy w tej sieci ze sterownikami Siemens. W moim przypadku jest to CPU 1215C DC/DC/Rly. Ogólnie ujmując to urządzenie jest chyba najprostszym w kontekście skonfigurowania ze wszystkich i niczym nie odbiega od konfiguracji analogicznych produktów producenta sterownika PLC. Wystarczy posiadać plik GSDML, który oczywiście bezproblemowo znajdziemy na stronie wsparcia technicznego firmy Astor:

Plik GSDML importujemy do TIA Portal tak jak wszystkie inne. W rezultacie nasz moduł komunikacyjny pojawia się w bibliotece sprzętowej skąd możemy go dodać do naszej konfiguracji:

Jak widzisz pojawiły się dwie opcje tego samego modułu – bez i z słowem statusowym. Ta druga daje nam pewne opcje diagnostyki modułu komunikacyjnego wprost z poziomu protokołu Profinet. Informacje te mogą być bardzo przydatne jeśli na wizualizacji umieszczamy diagnostykę połączeń sieciowych jak i samych urządzeń. Jeśli z tego nie będziesz korzystać, wybierz opcję bez słowa statusowego. Aby ułatwić podjęcie decyzji, spis informacji jakie byś tam znalazł masz poniżej:

Ja wybrałem opcję ze słowem statusowym i umieściłem w projekcie od razu nadając nazwę IOremote1, dodając do sieci i przypisując do sterownika PLC1. Następnie w zakładce Topology view skonfigurowałem połączenia zgodnie z faktyczna topologią sieciową:

Jak widzisz jest to topologia pierścienia, więc odpowiednio trzeba będzie skonfigurować domenę protokołu MRP. Managerem tej domeny jest sterownik PLC, a wyspa RSTi-EP clientem. Dzięki zastosowaniu MRP uzyskaliśmy połączenie redundantne, a switch w tej sieci pozwoli na serwisowe podłączenie się do sterownika w dowolnym momencie bez rozpinania ringu.

Jest jeszcze jedno ważne pojęcie, które należy rozważyć konfigurując MRP – czas rekonfiguracji sieci. W skrócie jest to czas potrzebny na zmianę konfiguracji dróg sieciowych jakimi dane urządzenia będą komunikowały się ze sterownikiem po przerwaniu dowolnej z nich. Maksymalny czas dla sieci Profinet, gdzie pracuje do 50 urządzeń to 200ms. Dla mniejszej ilości będzie to odpowiednio krócej, ale zawsze bezpiecznie ustawić opóźnienie alarmu na czas powyżej 200ms zgodnie ze standardem protokołu.

Wartość czasu watchdog-a alarmującego o braku komunikacji z urządzeniem, powiązana jest z częstotliwością odświeżania danych. W zakładce IO cycle w sekcji Update time zalecane jest ręczne ustawienie przystosowanego do naszej aplikacji interwału komunikacji. Oczywiście można zostawić ustawienie najszybsze ale pamiętaj, że będzie ono niepotrzebnie generować większy ruch w sieci i gdy dołożymy dodatkowe urządzenie może okazać się, że „zapchamy” ją. Następnie w sekcji Watchdog time zmieniamy parametr mówiący ile jest dopuszczalnych cykli bez danych. I tak w rezultacie otrzymamy czas naszego watchdog-a.

Z konfiguracji sieciowej zostało nadać adres IP i nazwę w sieci Profinet. Aby unikać pomyłek zawsze sugeruję robić to będąc bezpośrednio podłączonym do danego urządzenia lub identyfikując je przez MAC address karty sieciowej. Dzięki temu nie pomylimy dwóch podobnych czy też takich samych urządzeń w sieci, co mogłoby skutkować niepowołanym zachowaniem po wysterowaniu jakiegoś sygnału. Dane adresowe jakie powinno posiadać dane urządzenie sprawdzimy w jego konfiguracji, gdzie również możemy dokonać ich zmiany jeśli jest to wymagane:

Wyspę wyszukujemy pośród dostępnych urządzeń i zgodnie z danymi naszej konfiguracji ustawiamy wprost na niej:

Po odświeżeniu widać już, że nasze urządzenie jest odpowiednio skonfigurowane. Strona sieciowa załatwiona, ale to dopiero połowa sukcesu. Pozostało nam dodać jeszcze moduły sygnałowe, którymi dysponujemy w naszej konfiguracji sprzętowej. Bardzo ważna jest ich kolejność, która zarazem jest prosta do ustalenia. Moduły w konfiguracji sprzętowej umieszczamy w dokładnie takiej samej kolejności jak umieszczone są fizycznie. Zamiana modułów lub brakujący moduł od razu zostanie wykryty i odpowiednia informacja zostanie umieszczona w buforze diagnostycznym. Ja mam dostępne 4 podstawowe moduły i umieściłem je w konfiguracji sprzętowej metodą przeciągnij i upuść w programie. Modele modułów sygnałowych znajdziesz także na ich froncie, tuż nad diodą. Nie trzeba wyciągać modułu z wyspy, aby sprawdzić jakiego typu on jest:

Od razu dodałem tagi dla poszczególnych kanałów, które w rzeczywistej aplikacji oznaczać będą sygnały z czujników, krańcówek, przemienników czy siłowników zaworów. Kompilujemy konfigurację i wgrywamy do sterownika. GOTOWE!

Podsumowanie

No i jak? przekonałem choć trochę do RSTi-EP od Emerson-a? Wygląda naprawdę solidnie i jest fajną alternatywą dla choćby ET200. W swojej dotychczasowej karierze automatyka integrowałem w sporym systemie wyspy pneumatyczne Emerson Aventics w Profinecie i powiem, że współpraca była w 100% bezproblemowa więc i w przypadku RSTi-EP napewno tak będzie. Nie ma czego się obawiać i brać sprzęt, który nam pasuje. A jeśli masz jakieś wątpliwości czy pytania techniczne, zadzwoń do Astor-a i bez problemu Ci pomogą. A może zainteresowała Cię tematyka urządzeń różnych producentów w sieci Profinet? W takim razie zapraszam do mojego filmu-przeglądu. Znajdziesz go poniżej:



Utworzono: / Kategoria: , , , ,
  • Autor: Pawel Zadroga • iAutomatyka.pl
  • Redaktor w iAutomatyka.pl Jestem absolwentem kierunku Automatyki i Robotyki na Wydziale Mechanicznym Politechniki Białostockiej. Głównym obszarem moich zainteresowań była mechanika, dopóki nie odkryłem ile radości dają urządzenia automatyki! Głównie styczność mam z Mitsubishi Electric, EATON, Siemens, WAGO, Webhmi i kilka innych.
  • Profil Autora
  • http://www.iautomatyka.pl/

Reklama

Newsletter

Zapisz się i jako pierwszy otrzymuj nowości!



PRZECZYTAJ RÓWNIEŻ



NAJNOWSZE PUBLIKACJE OD UŻYTKOWNIKÓW I FIRM

Reklama



POLECANE FIRMY I PRODUKTY
  • Rozwiązania wizyjne nadają się idealnie do zautomatyzowanych zadań kontrolnych i pomiarowych. Kamery wizyjne 2D i 3D firmy SICK sprawdzają się w ogromnej ilości aplikacji, polegających na pomiarze, lokalizacji, kontroli i identyfikacji. Nas...
  • RPC-2A-UNI  przekaźnik czasowy – Działający po zaniku napięcia zasiania, przy załączonym przekaźniku wykonawczym.   Przekaźnik przeznaczony do stosowania w instalacjach niskiego napięcia w automatyce przemysłowej, w automatyce budynko...
  • Obsługa za pomocą urządzeń mobilnych zapewnia wygodę i ciągłość pracy Operatorzy maszyn mogą teraz płynnie przełączać kontrolę nad maszyną między głównym interfejsem HMI a urządzeniami mobilnymi. Nowa funkcja systemu mapp View firmy B&R...
  • SICK oferuje całą gamę elektronicznych przetworników pomiarowych ciśnienia i presostatów, które ze względu na inteligentne i wszechstronne możliwości konfiguracji dają się optymalnie dopasować do indywidualnych wymagań klienta. W typowy dla...
  • Systemy RFID są ekonomiczne, uniwersalne i zapewniają niezawodność procesów, np. w intralogistyce. Zadania związane z identyfikacją stały się teraz łatwiejsze, szczególnie gdy potrzebna jest duża liczba punktów identyfikacji, dzięki  głowic...
  • 799 PLN
    Szkolenie jest wprowadzeniem do systemu sterowania PSS4000 i środowiska programowania PAS4000. W jego trakcie omówiona zostanie zarówno struktura sprzętowa, jak i programowanie, a także diagnostyka kompletnego systemu sterowania. Poruszane ...
    Czas trwania: 8h
    Link: Terminy