Проблема расширения PLC
Однако проблема расширения PLC, с которой практикующие инженеры сталкиваются в своей работе, как правило связаны с новыми требованиями к функциональности системы . Сегодня более сложные применения в сфере автоматизации часто требуют не просто традиционного подхода в духе сканирование вводов solve logic запись вывода. Работа со сторонними устройствами, такими как идентификаторы радиочастоты, считыватели штрих-кода, а также использование более сложных логических процессов, как например контроль контура обратной связи ПИД-регулятора и пр. – все это ставит перед персоналом новые необычные требования к PLC.
Конечно, любое расширение системы PLC означает добавление модулей ввода / вывода для новых датчиков. PLC должен считать новые модули ввода / вывода и запустить логический процесс, который влияет на вычислительную мощность. Но, по сравнению с уже существующими модулями ввода / вывода, новым датчикам может потребоваться соответственно больше вычислительной мощности, просто потому, что они относятся к совершенно иному типу модулей ввода / вывода.
Аналоговые модули служат этому хорошим примером. Применения, в которых используется большое количество аналоговых вводов/выводов требуют преобразования температуры, линеаризацию термопар, аналоговой калибровки и преобразование единиц измерения. Все эти новые функции ложатся на центральный контроллер.
Однако, есть другие способы расширения уже существующей системы.
Альтернативный подход
Отличие распределенной системы контроля в том, чтобы сосредоточить всю систему обработки в одном контроллере. Она распределяет задачи по обработке между локальными системами.
Интеллектуальные процессоры на уровне модулей ввода / вывода локально выполняют многие задания , чтобы центральный контроллер оставался свободным и мог контролировать целую систему.
Эти распределенные логические функции отличаются от распределенной архитектуры. В последней локальные системы модулей ввода/вывода физически близки к приборам, которые они контролируют и отслеживают, но они все еще сканируются и управляются центральным PLC.
С распределенным интеллектом, фактическое считывание и контроль выполняются на локальном уровне модулей ввода / вывода именно интеллектуальным процессором — не другим PLC с отдельным программированием, но простым процессором, который автоматически выполняет несколько локальных задач. Не отдельный контроллер или отдельная коммуникационная карта, а локальный процессор выполняет
множество задач по обработке модулей ввода / вывода.
Идея распределенных вычислительных мощностей - ключевое понятие не используемое PLC. Несмотря на развитие и возможность выполнения многих дополнительных функций, даже новейшие PLC все еще ограничены централизованной архитектурой. Постоянно увеличивающиеся требования современных промышленных применений в сфере автоматизации гораздо лучше реализуются путем использования распределенных логических функций.
Открытые cтандарты и промышленный Ethernet. Модули ввода / вывода Ethernet
Когда в 1988 г. появились модули ввода / вывода Ethernet, они сразу же стали стандартом открытых сетей и протоколов для промышленных систем автоматизации. Модули ввода/вывода Ethernet были разработаны в соответствии со стандартом 10/100 Mbps сети Ethernet и открытым Интернет протоколом (IP) – эти 2 стандарта чаще всего используются большинством компьютерных сетей. Для пользователй это означало снижение стоимости на построение инфраструктуры системы. Стало возможным строить сети контроля при помощи стандартных компонентов – таких как кабели, маршрутизаторы, выключатели, PC — и просто включить их в «железо» для контроля, слежения и сбора данных.
Не менее важным является использование IP в качестве протокола сети для модулей ввода/вывода Ethernet – как с UDP (Протокол Дейтаграмм Пользователя) так и TCP на транспортном уровне – IP предлагает встроенные возможности для распределения верхних уровней.
Два фактора – доступность и низкая стоимость инфраструктуры системы, а также способность объединения с протоколами на основе IP и приложений, помогли модулям ввода / вывода Ethernet завоевать популярность.
Поддержка cерийного протокола.
За прошедшие десять лет у модулей ввода / вывода Ethernet появилась поддержка серийного протокола. Поскольку «железо» строится на основе стандартных технологий, для дополнительной поддержки протокола обычно необходимо только обновление аппаратного обеспечения.
Некоторые из этих поддерживаемых протоколов включают:
• Modbus®/TCP для связи с «железом» и ПО Modbus, работающим по сетям Ethernet
• SNMP - для управления сетью
• SMTP - для электронной почты
• FTP - для хранения файлов и обмена
• EtherNet/IP для связи с PLC Allen-Bradley и другими системами, работающими с этим протоколом.
EtherNet/IP
В 2001 компания Allen-Bradley вывела на рынок протокол EtherNet/IP®. Несмотря на то, что название очень похоже название интернет-протокола для сети Ethernet, EtherNet/IP (обратите внимание на заглавную “N”), стал в действительности фирменным “Промышленным Протоколом ” работающим по Ethernet. При подключении к стандартной сети Ethernet, «железо» использующее EtherNet/IP не совместимо с обычным сетевым траффиком. Позже EtherNet/IP стал открытым протоколом, однако, и теперь контролируется ассоциацией ODVA (Open Device Net Vendors Asssociation) .
Улучшение cети контроля PLC
Какие преимущества вы можете получить от расширения Вашей системы PLC ControlLogix или CompactLogix PLC при помощи интеллектуальных удаленных модулей ввода / вывода? Распределенные логические функции не только уменьшают дополнительную нагрузку на PLC, но также и добавляют новый функционал и специальные применения, позволяя системе расти, при этом оставаясь под полным контролем того же самого PLC. Вы можете улучшить свою уже существующую систему Allen-Bradley путем увеличения ее размера и функциональных возможностей
используя стандарт для систем Logix PLC.
Подобно ИТ-отделу вашей компании, который, например, стандартизирован под программное обеспечение Microsoft® и компьютеры Dell®, но при этом использует принтеры или разные устройства других производителей, Вы также можете продолжать пользоваться программным обеспечением и PLC компаниии Allen-Bradley, выбрав при этом другого поставщика модулей ввода/вывода для специальных нужд.
Дополнение Вашей системы PLC с интеллектуальными удаленными модулями ввода / вывода может дать возможности, которые могут подойти Вам. Кроме того, использование удаленных модулей ввода/вывода позволит Вам значительно сократить расходы на систему.
Компания OРТО 22 – известный производитель промышленного оборудования, предлагает интеллектуальную удаленную систему модулей ввода / вывода под названием «модули ввода /вывода SNAP ™», далее – SNAP I/O) которая полностью поддерживает EtherNet/IP - протокол, используемый PLC Logix.
Вследствие того, что SNAP I/O поддерживает EtherNet/IP, инженеры, в настоящее время использующие PLC Allen-Bradley, могут добавить их сети контроля и расширить возможности не испытывая проблем со связью и совместимостью, без дополнительного программирования, а также не внося больших изменений в работу PLC.
Работа PLC.
PLC обычно считывают удаленные модули ввода / вывода напрямую через шинный соединитель, использующийся только для связи, а не для локальных логических функций. Добавление большего количества модулей ввода / вывода обычно требует от PLC дополнительных ресурсов как для считывания так и для выполнения множества других функций, таких как подсчет, линеаризация термопары, контроль контура обратной связи с ПИД-регулятором и т.д. Добавление последнего может значительно повлиять на работу системы.
При помощи системы SNAP I/O от компании OPTO22, все эти функции осуществляются локальным процессором ввода / вывода, который управляет ими независимо. Этот интеллектуальный процессор ввода / вывода называется управляющий модуль (т.н. «brain»).
Будучи смонтированным на рейке ввода / вывода, управляющий модуль это нечто большее чем шинный соединитель. Он осуществляет не только функции связи, но также и расширенные локальные функции, такие как – контроль контура обратной связи с ПИД-регулятором, которые легче обрабатываются на управляющем модуле нежели на ПЛК, вследствие различного построения.
Программирование
Чтобы получить этот тип логических функций, Вам не потребуется покупать дополнительный PLC или мини-PLC, а затем программировать на его собственном программном обеспечении. Управляющий модуль SNAP I/O не требует программирования; все его функции уже встроены.
Управляющий модуль SNAP I/O выполняет следующие операции на уровне ввода / вывода без дополнительного программирования:
• Преобразование единиц измерения
• Линеаризация термопары
• Температурное преобразование
• Контроль контура обратной связи с ПИД-регулятором (до 96 регуляторов)
• Последовательный контроль устройств (RS-232/485)
• Быстрый подсчет (до 20 кГц, в зависимости от типа модуля и управляющего модуля)
• Вычисление интегралов
• Аналоговое вычисление
• Взвешивающий фильтр
• Минимальные и максимальные значения
• Цифровое и аналоговое суммирование
• Ввод через регистр
Формирование импульсов и измерение
Частота и измерение периода
Управляющий модуль имеет свободную конфигурацию модулей ввода/вывода. Как только новый модуль ввода / вывода сконфигурирован, управляющий модуль сканирует локальный модуль ввода / вывода, выполняет требуемые функции, и ждет пока PLC получит эти данные.
Связь и Совместимость
В случае потери связи PLC, управляющий модуль продолжает осуществлять контроль контура обратной связи с ПИД-регулятором, а также другие функции на локальном уровне. Таким образом, сбой связи не означает остановки локальных процессов. Если процесс остановки должен быть произведен безопасно в случае сбоя связи,— например, отключение насосов или клапанов, сторожевой там-аут может отслеживать связь, а управляющий модуль установит выходы на предустановленный уровень в случае сбоя. Система SNAP I/O полностью совместима с системами PLC ControlLogix и CompactLogix компании Allen-Bradley.
Модули ввода / вывода OPTO22
Модули ввод / вывод SNAP включает не только широкий диапазон дискретных и аналоговых модулей, но также и последовательные (RS-232 и RS-485/422) модули входа и выхода. Отдельный модуль, в зависимости от модели, содержит от 1 до 32 точек ввода / вывода. В следствие того, что большинство модулей – программно конфигурируемы, один модуль может использоваться для разных целей.
Например, модуль SNAP-AITM-8 имеет восемь входных каналов, каждый из которых является программно конфигурируемым в соответствии с типом B, C, D, E, Г, J, K, N, R, S, или T Термопара или от –75 до +75 мВ , от -50 до +50 мВ, или от –25 д +25 мВ.
Система интеллектуальных удаленных модулей ввода / вывода компании ОРТО22 поставляется с монтажной рейкой на 4, 8, 12, или 16 модулей ввода / вывода и управляющим модулем ввода / вывода (brain). В наличии есть 2 управляющих модуля между которыми легко выбирать, потому что оба обладают идентичными характеристиками за исключением того, что один поддерживает высокоскоростные функции, а второй нет.
Качество продукции и поддержка
Поддержка продукции бесплатна; контракт на обслуживание не требуется. Каждый модуль проверяется дважды и производится на заводе компании ОРТО22 в Temecula, Калифорния, USA. Все твердотельные реле имеют пожизненную гарантию.
