Producenci modułów We/Wy nie spoczywają na laurach

Producenci modułów We/Wy bynajmniej nie spoczęli na laurach. Te dostarczane w pudłach a następnie rozstawiane po halach moduły (I/O modules) ulegają ciągłym modernizacjom, usprawniającym komunikację, prostotę integrowania i wewnętrzną skalę integracji. Moduły te już nie tylko zapewniają połączenie czujników i układów wykonawczych z lokalną logiką sterującą (domykając w ten sposób pętle regulacji i sterowania), lecz teraz mogą być przystosowane do różnorodnych protokółów komunikacyjnych, uwzględniać fizyczne ograniczniki procesów i realizować połączenia w fizycznej warstwie połączeń modelu sieciowego (wg ISO). Podobnie jak inne urządzenia sterujące moduły We/Wy muszą być przystosowane do przebudowy i rozbudowy systemów automatyki już na miejscu. Wbudowana skalowalność, elastyczność i wsteczna kompatybilność (zdolność emulacji poprzednich modeli) są uznawane za obowiązkowe cechy wyjściowe (prerequisites) i charakteryzują wszystkie opisane poniżej produkty. Producenci modułów We/Wy odrobili pracę domową, wykonali program obowiązkowy i dostarczają inżynierom automatykom szeroki zestaw umożliwiający wzajemne połączenia.

Reed Business Group i Control Engineering za pomocą ankiety przeprowadzonej pocztą elektroniczną w sierpniu 2004, analizowały trendy w produkcji i zastosowaniach modułów We/Wy. Prenumeratorów CE pytano o preferencje dotyczące aspektów technologicznych i zaopatrzeniowych. Do analizy ankiety zakwalifikowano 177 odpowiedzi respondentów spośród osób uczestniczących zawodowo w specyfikowaniu, rekomendowaniu lub zakupie modułów We/Wy po stronie użytkowników. Główny wniosek można by sformułować lapidarnie: Do sieci z nimi!
Do sieci z nimi!
Zgodnie z wynikami ankiety zaobserwowano gwałtowny skok (do 57% w porównaniu z 47% półtora roku temu) w kategorii ?zdolność pracy w sieci to bardzo ważny czynnik przy wyborze, specyfikacji i zakupie modułów We/Wy?. Równocześnie oceny roli innych charakterystyk pozostały na niemal niezmienionym poziomie (patrz: wykres obok). Connie Chick, kierownik działu sterowników w GE Fanuc wyjaśnia wzrost zainteresowania zdolnością do pracy w sieciach, szczególnie przy sterowaniu procesami ciągłymi, w sposób następujący: ? W sterowaniu procesami wysoka dostępność ma krytyczne znaczenie. Żaden system sterownia (przetwarzania) rozproszonego klasy DCS bez tego nie zadziała. Wszystko, jak te bardziej inteligentne urządzenia, co może pomóc w stworzeniu środowiska, umożliwiającego sprawne działanie takich systemów, okazuje się szczególnie warte inwestycji.
A co widać na technologicznym horyzoncie w dziedzinie modułów We/Wy? Jak twierdzi Larry Komarek, menedżer ds. urządzeń automatyki w Phoenix Conact, czynniki, które wpływają na ewolucję modułów We/Wy, obejmują zastosowania nowych technologii połączeń i komunikacji tak, by zmniejszać koszty instalacji w coraz większej liczbie zastosowań: ? Wcześniej moduły We/Wy można było realnie montować tylko w szafach sterowników PLC. Obecnie i producenci maszyn (OEM),i użytkownicy powszechnie stosują modułowe konstrukcje i tak podchodzą do zagadnienia, co umożliwia na dużą skalę montaż i stosowanie standardowych modułów funkcjonalnych, w tym układów sterowania, mechaniki i urządzeń wykorzystujących podprogramy sterujące.
Innowacje techniczne w połączeniach i komunikacji wpływają na układy We/Wy. Przykładem może tu być ?plasterkowe łączenie? modułów We/Wy (slice-style modular I/O), co pozwala zredukować okablowanie systemu We/Wy poprzez wyeliminowanie niekończącej się plątaniny kabli pomiędzy poszczególnymi modułami (co było wymaganiem i zmorą tradycyjnych szaf z urządzeniami We/Wy). Dla systemów We/Wy o stopniu ochrony IP65/67 (IP = Ingress Protection) nowe łączówki M12 pozwalają zredukować czas podłączania o 90%. Wszystko odbywa się teraz za jednym razem w porównaniu z wieloma czynnościami uprzednio w klasycznych modułach M12.
Czy to koniec prądowych We/Wy 4-20 mA?
Zgodnie z wynikami ankiety respondenci wskazują najczęściej Ethernet TCP/IP jako potrzebny i dziś, i w przyszłości rodzaj połączeń sieciowych. W obu tych kategoriach (dziś i w przyszłości) klasyczne We/Wy 4-20 mA zajmują drugą pozycję. Todd Walter, szef grupy ds. akwizycji danych w National Instruments uważa, że nie powinno to być zaskakujące: ? W ostatnich latach znaczącą tendencją w automatyce było adaptowanie technologii i standardów związanych z komputerami PC. Wielki boom w zastosowaniach biurowych i domowych spowodował gwałtowny spadek cen niezawodnych komponentów zgodnych ze standardem PC, co miało silny wpływ na rynek automatyki. Ethernet stał się de facto standardem komunikacyjnym dla PC i został zaadaptowany przez rynek automatyki przemysłowej.

Urządzenia We/Wy

Rozbudowa rodziny Flex I/O
Rodzina modułów Flex I/O, firmy Rockwell Automation oferuje projektantom i użytkownikom systemów szeroki wachlarz typów, różnorodne możliwości połączeń i diagnostyki oraz wiele opcji wykonania. W ramach Flex I/O oferowane są moduły FlexEx I/O, przeznaczone do pracy w strefie zagrożenia wybuchem.
Ostatnio wprowadzono analogowe moduły 8-punktowe umożliwiające komunikację z urządzeniami, które mają wbudowany protokół HART, pozwalający przesyłać bez zakłóceń sygnał 4-20mA.
Dostępne są interfejsy sieci Controlnet, Ethernet/IP, DeviceNet oraz Profibus DP. Moduły Flex I/O pozwalają na prostą i szybką integrację systemu wejść/wyjść ze sterownikiem zgodnie ze standardem FDT (Field Device Tool). www.rockwellautomation.pl
Rockwell Automation

Rodzina modułów We/Wy o wysokiej wydajności
Do rodziny modularnych rozproszonych urządzeń We/Wy Schneider Electric dołączyła ostatnio seria OTB Telemecanique Advantys. Seria ta została zoptymalizowana pod kątem zastosowań w systemach o modularnej rozproszonej strukturze We/Wy. Spełnia ona również wymagania producentów maszyn i oczekiwania użytkowników poszukujących najbardziej udanego kompromisu pomiędzy wymiarami, łatwością instalacji a kosztami. Takie otwarte i modularne rozwiązanie We/Wy umożliwia producentom kategorii OEM (we wtórnych zastosowaniach) tworzenie architektury małych i średnich grup (?wysp?) obsługi We/Wy sterowanych przez nadrzędny układ sterowania za pośrednictwem sieci FIELDBUS lub innej sieci komunikacyjnej.
Rozproszone urządzenia We/Wy i logika zlokalizowane bliżej czujników i układów wykonawczych ? to redukcja kosztów i czasu okablowania dla modularnych urządzeń (systemów) i maszyn. Moduły komunikują się poprzez sieci CANopen, Ethernet TCP/IP lub Modbus RS-485. www.schneider-electric.pl
Schneider Electric

Inteligentne terminale We/Wy dla sieci DeviceNet
Za pomocą inteligentnych terminali DRT2 Slave użytkownicy sieci DeviceNet mogą monitorować nie tylko status I/O. Moduły We/Wy typu DRT2 Slave, wykonywane w trzech wersjach: wersji dyskretnej, analogowej i dyskretnej w obudowie o stopniu ochrony IP67, zbierają ważne informacje, które mogą być wykorzystywane do serwisu zapobiegawczego, by zmniejszyć ryzyko niespodziewanego wyłączenia z powodu awarii komponentów.
Użytkownicy mogą również zdalnie monitorować automatycznie zbierane dane za pomocą oprogramowania DeviceNet Configuration Software firmy Omron. Wszystkie te urządzenia oferują monitorowanie napięcia zasilania i przechowywanie rejestru śledzenia błędów komunikacyjnych ?communications error log?. www.omron.com.pl
Omron Electronics

Uniwersalny analogowy moduł We/Wy
Moduł PACSystems RX3i Universal Analog oferuje możliwości funkcjonalne ?cztery w jednym?, co pozwala na zmniejszenie wymagań odnośnie przestrzeni koniecznej dla instalacji modułów We/Wy, zmniejszenie liczby części zamiennych i stanów magazynowych, upraszcza okablowanie i konfigurację. Oferuje również możliwość skonfigurowania aż do 30 rodzajów wejść analogowych. Kanały mogą być konfigurowane indywidualnie przy zastosowaniu oprogramowania Proficy Machine Edition. Pozwala to na utworzenie dowolnej kombinacji do 8-miu kanałów wejściowych następujących typów: napięcie, prąd, termopara, termorezystor, oporność. Moduły można konfigurować za pomocą oprogramowania bez konieczności ustawiania jakichkolwiek zworek elektrycznych w samych modułach, zawierają 6 dostępnych filtrów pasma częstotliwości. Każdy z kanałów może być wybierany indywidualnie. Moduł oferuje rozbudowane możliwości diagnostyczne i może być wymieniany ?on-line? bez przerywania pracy systemu.
Firma GE Fanuc Automation posiada także w swojej ofercie rozproszone układy We/Wy z serii VersaMax i VersaPoint, przeznaczone do montażu na szynie DIN. www.gefanuc.com
GE Fanuc
Dystrybucja w Polsce:
Astor sp. z o.o. www.astor.com.pl

Następna generacja wielofunkcyjnych urządzeń do zbierania danych
National Instruments oferuje serię wielofunkcyjnych urządzeń do zbierania danych (DAQ) nowej generacji. Seria oparta jest na nowym układzie scalonym, zawierającym zintegrowany sterownik NI STC-2 System Controller Chip oraz nowej technologii produkcji wzmacniaczy NI-PGIA 2 Amplifier(s). Seria M wielofunkcyjnych urządzeń kategorii DAQ działa z większą dokładnością, ma szybsze próbkowanie, więcej kanałów We/Wy i możliwości funkcjonalne niedostępne we wcześniejszych urządzeniach do zbierania danych. Zastosowanie serii M umożliwia zmniejszenie kosztów przypadających na kanał We/Wy i na cały system zbierania danych poprzez minimalizację kosztów instalacji i uruchomienia przy zastosowaniu narzędzi projektowych, w tym oprogramowania usługowego NI-DAQmx Measurement Service Driver. Obszar zastosowań obejmuje pomiary, testy, sterowanie oraz kontrolę. www.ni.com/poland
National Instruments

Unowocześnienie systemu We/Wy
Firma ABB proponuje swoim dotychczasowym klientom ścieżkę migracji ze starszego systemu We/Wy o nazwie S400 do stosowanego obecnie S800. Nowe moduły zastępują poprzednie rozwiązania przy zachowaniu pełnej kompatybilności. Poza tym S800 oferują możliwości, których nie miały zdalne moduły We/Wy poprzedniej generacji. Na przykład tunelowanie protokołu HART w nowych modułach We/Wy pozwala (oprócz otrzymywanej do tej pory wartości mierzonej) na uzyskiwanie informacji diagnostycznych z podłączonych urządzeń obiektowych oraz ich zdalną kalibrację. Z kolei mechanizm SOE (Sequence of Events) pozwala na rejestrację zdarzeń w samym module, gdzie nadawany jest już znacznik czasowy (funkcja bardzo przydatna dla szczególnie szybkich algorytmów sterowania i rejestracji szybkich i bardzo krótkich zaburzeń). Moduły S800 mogą być bezpośrednio podłączane do istniejącej magistrali polowej, jak również do magistrali Profibus DP. Można je również umieszczać w strefach zagrożonych wybuchem (niektóre z nich mają wbudowane bariery iskrobezpieczne) czego nie można było wykonać w systemie S400. Jeśli nowe moduły S800 zastępują starszy system, to są one fabrycznie montowane na specjalnych płytach o takich samych wymiarach jak moduły S400 i mają taki sam układ wyprowadzeń. Istniejące okablowanie przemysłowe nie musi być ani zmieniane, ani przemieszczane. www.abb.pl
ABB Automation Technologies

Rozproszona obsługa We/Wy o stopniu ochrony IP20
Układ rozproszonej obsługi We/Wy Simatic ET 200S produkowany przez Siemens Energy & Automation zapewnia ?na miejscu? (field-level) stopień ochrony IP20 dla sieci Ethernet. Moduły ET200S mogą teraz posługiwać się magistralą (siecią) Profinet. Profinet to przemysłowa wersja Ethermetu proponowana przez Profibus International. Profinet to sieć czasu rzeczywistego (real-time Ethernet) ukierunkowana na wszystkie specyficzne aspekty automatyki, w tym: obsługa We/Wy, sterowanie ruchem (MC, motion control), gniazda operacyjne (machine cell connectivity) oraz względy bezpieczeństwa. W połączeniu z interfejsem Siemensa typu IM 151-3 PN ProfiNet Interface ? ET 200S działa w trybie rozproszonej obsługi We/Wy, sterowanej przez Ethernet i obejmuje: sygnały analogowe, liczniki, interfejsy szeregowe, układy rozruchowe silników, przemienniki częstotliwości i sterowanie pneumatyki. www.siemens.pl
Siemens Energy & Automation

Moduł wejściowy o wysokiej gęstości
32-kanałowy, cyfrowy moduł wejściowy Snap-HDIDC-32 jest stosowany w sieciach przemysłowych Snap Ethernet firmy Opto 22 w celu lokalnego i zdalnego monitorowania w produkcji pojedynczych produktów, w sterowaniu procesami oraz w zbieraniu danych. Oferuje nowy, wyższy poziom zagęszczenia dla tych użytkowników, którzy potrzebują do swoich zastosowań znacznej liczby cyfrowych punktów We/Wy na niewielkiej przestrzeni (tj. ponad 64 punkty w jednym miejscu lub w pojedynczej szafie sterowniczej). Zastosowanie tego modułu pozwala także na zmniejszenie kosztów systemu w przeliczeniu na pojedynczy cyfrowy punkt We/Wy poprzez zwiększenie do 8 razy liczby dostępnych kanałów We/Wy na tej samej przestrzeni. To aż 32 izolowane optycznie kanały wejściowe stanów. www.opto22.com
Opto 22
Dystrybucja w Polsce:
AB-MICRO www.abmicro.pl

Bloki modułów We/Wy
Moduły We/Wy firmy Phoenix Contact Inline Block I/O zawierają po 16 i 32 kanały cyfrowe, są kompatybilne z szeregiem protokółów, takich jak: Interbus, Profibus DP, DeviceNet, CANopen. Spójna, kompaktowa konstrukcja pozwala łatwo instalować je w panelach służących do rozproszonego sterowania lub na drzwiach szaf sterowniczych. Mając wysokość 2 cali (nieco ponad 5 cm), wydają się być idealnym rozwiązaniem dla małych szaf sterowniczych. Sama instalacja wydaje się bardzo prosta. Funkcje obsługi We/Wy sygnałów sterowania i funkcje komunikacyjne zostały zintegrowane w obrębie jednego niedrogiego układu. www.phoenixcontact.pl
Phoenix Contact

Karty We/Wy do rejestracji sekwencji zdarzeń
Karty We/Wy stosowane do rejestracji komunikatów o zdarzeniach zaburzających przebieg procesu technologicznego (process upset capture) z czujników/urządzeń produkcyjnych są nazywane SOE (SOE = Sequence of Events ? sekwencja zdarzeń). Ponieważ komunikaty o zdarzeniach są rejestrowane i tymczasowo zapamiętywane w lokalnej pamięci kart, każdy z kanałów takich kart może rejestrować je z dużą rozdzielczością. Zdarzenia rejestrowane przez kartę są znakowane znacznikiem czasu rzeczywistego z rozdzielczością 1/4 ms. Sterownik DeltaV zapewnia synchronizację tych znaczników czasowych, by zachować precyzję i niezawodność odwzorowania czasu rzeczywistego w całej sieci. Zdarzenia są zapamiętywane elektronicznie. www.emersonprocess.pl
Emerson Process Management

Sieć na poziomie podłączeń czujników CC-Link/LT
CC-Link/LT to wersja sieci opracowanej dla poziomu (warstwy) urządzeń, CC-Link (control-to-control device-level network). CC-Link/LT działa na poziomie poszczególnych czujników (sensor-level I/O network). Jej zastosowanie może obniżyć koszty połączeń prostych urządzeń cyfrowych, np. lampka pilotująca (sygnalizacyjna), wyłącznik krańcowy, przycisk itp. do sterownika. CC-Link/LT stanowi połączenie sieci z urządzeniem We/Wy, eliminując pojedyncze kable, zmniejszając koszt: systemu, instalacji i utrzymania ruchu. Dzięki prostym złączom ze specjalnie przesuwaną izolacją instalacja CC-Link/LT nie wymaga żadnego docinania ani odizolowania kabli. Podłączenia od urządzeń na linii produkcyjnej do modułów We/Wy także mogą być wykonane przy użyciu złączy IDC, bez przeciągania kabli i zbędnych prac instalacyjnych. CC-Link/LT zdystansował inne sieci dostępne do zastosowania na poziomie połączeń czujników, dzięki swoim parametrom: zasięg do 1600 stóp (488 m) i maksymalna liczba czujników w sieci do 1024. Osiowa struktura topologiczna sieci (trunk and drop line) pozwala na oszczędność kabli, eliminując pętle powrotne w stosunku do odczepów. Ponieważ wszystkie We/Wy są postrzegane przez sterownik jako lokalne, nie jest wymagane żadne dodatkowe specjalne oprogramowanie. www.meau.com
Mitsubishi Electric Automation Inc.
Dystrybucja w Polsce:
MPL Technology sp. z o.o. www.mpl.pl

Indywidualne moduły We/Wy
Systemy sterowania mogą zawierać złącza użyte wraz z logiką sterującą, ponieważ mogą w miarę upływu czasu stopniowo ulegać rozbudowie. Także wtedy, gdy użytkownicy potrzebują specyficznych komponentów, by zrealizować szczególne potrzeby. W takich sytuacjach zapewnienie niezawodnej komunikacji przy użyciu standardowych interfejsów może okazać się trudne. Z racji braku uniwersalnych, powszechnie przestrzeganych standardów (obejmujących elementy logiczne w układach automatycznego sterowania, zdalne terminale i przemysłowe PC) użytkownicy mogą potrzebować specjalnych złącz do fizycznego połączenia odległych czujników, odległych układów wykonawczych z logiką sterującą. Do takich zastosowań, gdzie wymagane są specyficzne, indywidualne moduły I/O do utworzenia takiej specyficznej, fizycznej ścieżki połączeniowej, firma Weidmuller może zaoferować indywidualne rozwiązania modułów We/Wy. Dzięki temu użytkownicy mogą otrzymać dokładnie taką kombinację cech, jaka jest potrzebna do ich konkretnych zastosowań. Weidmuller wytwarza moduły We/Wy zgodnie ze specyfikacjami klientów. Takie moduły są potężniejsze, dokładniejsze, bardziej opłacalne już na poziomie projektu. www.weidmuller.pl
Weidmuller

Nowy interfejs sieciowy Ethernet 750-341 do WAGO IO SYSTEM
Firma Wago wprowadziła ostatnio w ramach WAGO I/O SYSTEM nową wersję interfejsu sieciowego Ethernet 750-341.
System Wago składa się z montowanych na szynie TS35 modułów wejść/wyjść pozwalających podłączać dowolne sygnały obiektowe (dwustanowe, analogowe, RS, specjalne). Moduły podłącza się do systemu sterowania poprzez dowolną sieć obiektową, stosując odpowiedni interfejs.
Taki zestaw konfiguruje się automatycznie, udostępniając obraz procesu systemowi sterowania oraz wysterowując wyjścia wg danych przekazanych przez ten system. Modularność i skalowalność urządzeń Wago pozwala na optymalizację kosztów aplikacji. Nowy interfejs ethernetowy Wago dysponuje szerszą niż poprzednie wersje gamą protokółów (Modbus tcp/udp, Ethernet IP, HTTP, BootP, FTP, SNMP i innne), a przede wszystkim ma web-serwer, który pozwala udostępnić stronę www wygenerowaną przez użytkownika. Obsługuje jednocześnie 3 połączenia HTTP, 5 połączeń Modbus i do 128 połączeń Ethernet IP. www.wago.com
Wago

Nowe bramki sieciowe AS Gateways zgodne z wymaganiami ODVA
Nowe bramki pomiędzy siecią AS-I, a DeviceNet firmy Pepperl + Fuchs z powodzeniem przeszły testy Compound Version 18-tu zgodności z wymaganiami stowarzyszenia dostawców DeviceNet, ODVA (Open DeviceNet Vendor Association). Jednokanałowa VBG-DN-K5-D i dwukanałowa VBG-DN-K5-DMD wykazują poprawną obsługę punktów I/O i poprawną realizację operacji zmiany stanów. Dodatkowo bramki te realizują m.in.: wyświetlanie wykrytych w sieci stacji AS-I Slave, wizualną diagnostykę błędów, poprawną obsługę wyjść i wyjść analogowych, a także obsługę urządzeń zgodnych ze specyfikacją ?Safety at Work?, np. wyłącznik bezpieczeństwa, kurtyna świetlna spełniające wymagania bezpieczeństwa aż do kategorii 4 według EN 954-1. Bramki te stanowią kluczową część okablowania systemowego i łączą interfejs AS z kontrolerami wyższego poziomu. Obsługują w pełni transfer danych, cykliczną detekcję stanów dla wszystkich uczestników podłączonych do okablowania sieci. Bramki mogą zostać umieszczone w dowolnym punkcie segmentu AS-Interface. Wersja jednokanałowa może obsługiwać 248 wejść i 186 wyjść w 62 adresowalnych modułach. Wersja dwukanałowa ma 496 wejść i 372 wyjścia. www.pepperl-fuchs.com
Pepperl + Fuchs
Dystrybucja w Polsce:
Intex sp. z o.o.
www.intex.com.pl