Společnost Siemens neustále rozšiřuje nabídku produktů pro automatizaci, a to i ve skupině distribuovaných periferních jednotek Simatic ET 200 (vzdálené IO), jež nacházejí společně se standardem Profinet a procesní sběrnicí Profibus široké uplatnění v moderních řídicích systémech. Cílem tohoto článku je zejména představení vybraných nových modulů pro stanice ET 200.
Architektura řídicího systému
Koncepce distribuovaného řízení z produkce společnosti Siemens je založena na užití procesní sběrnice Profibus nebo standardu Profinet, který přináší možnost komunikace v reálném čase po síti průmyslový Ethernet. Řídicí systém tedy obsahuje PLC nebo PC fungující jako Profibus DP master či Profinet IO-Controller, na komunikační síť Profibus či průmyslový Ethernet jsou připojeny podřazené stanice (Profibus slaves, Profinet IO-Devices). PLC (resp. PC) cyklicky komunikuje s ostatními jemu podřazenými stanicemi po užité síti.
Výhody nasazení distribuovaných periferních jednotek řady Simatic ET 200 jako podřazených stanic jsou zřejmé. Jsou instalovány v těsné blízkosti akčních členů a senzorů, což vede k minimalizaci délky připojovacích kabelů, jimiž se přivádí signály do řídicího systému. Lze tak vytvořit flexibilní a prostorově úspornou instalaci, kdy je k propojení jednotlivých stanic použit pouze jediný kabel sběrnice. Taková struktura přináší přehlednost, spolehlivost, možnost detailní diagnostiky a úspory času i financí při návrhu, zprovoznění, resp. servisu zařízení.
Nabídka stanic Simatic ET 200
Nabídka distribuovaných periferních jednotek Simatic ET 200 je široká (viz tabulka č. 1). Zahrnuje stanice vzdálených IO pro umístění do rozváděče (IP20) i mimo něj (IP65/67), stanice určené pro nasazení v prostředí s nebezpečím výbuchu, stanice v podobě kompaktních bloků i stanice modulární. Kromě digitálních a analogových kanálů jsou do modulů ET 200 integrovány i motorové spouštěče, frekvenční měniče, čítače, pneumatika, komunikační a polohovací moduly, CPU nebo vážní a identifikační systémy. Díky koncepci Safety Integrated nečiní potíže ani sběr signálů od bezpečnostních prvků (až SIL 3, Category 4).
Periferní jednotky se stupněm krytí IP20 aktuálně Siemens nabízí v produktových řadách ET 200S, ET 200M, ET 200iSP a ET 200L. Pro montáž mimo rozváděč je na výběr z řad ET 200pro, ET 200eco a ET 200ecoPN.
Novinky v řadě ET 200S
Posledními inovacemi v řadě ET 200S jsou nové čtyřkanálové moduly pro připojení termočlánků, dále pak čtyřkanálové a osmikanálové digitální výstupní moduly s možností detailní diagnostiky jednotlivých kanálů. Za zmínku rovněž stojí podstatné snížení ceny komunikačních modulů IM151-3PN sloužících k připojení stanice ET 200S k síti Ethernet.
Významný je nárůst prodeje modulu IM 151-8 PN/DP CPU (viz obr. 1). Jedná se o plnohodnotné CPU zahrnuté do modulární stanice Simatic ET 200S, které způsobem konfigurace a programování odpovídá PLC řady S7-300 a může pracovat zcela samostatně stejně jako ostatní centrály řady S7-300. Nové CPU je osazeno pracovní pamětí o velikosti 128 kB (192 kB ve Fail-safe verzi) a má ethernetové komunikační rozhraní (3×RJ45), které podporuje protokoly Profinet, TCP/IP, UDP/IP, ISO-on-TCP i S7 komunikaci. V případě potřeby lze CPU rozšířit i o rozhraní Profibus (Profibus master interface modul). K cenově výhodnému modulu IM 151-8(F) PN/DP CPU lze na DIN lištu přidat až 63 rozšiřovacích modulů z řady ET 200S. Toto řešení nabízí mnoho možností a uživatelé díky němu mohou vytěžit z používání distribuovaných řídicích systémů a průmyslového Ethernetu více než v minulosti. Kromě standardní verze je k dispozici i zmíněná Fail-safe verze IM 151-8F PN/DP CPU určená pro bezpečnostní řízení s koncepcí Safety Integrated (až SIL3, Category 4).
Nová produktová řada ET 200eco PN
Simatic ET 200eco PN (viz obr. 2) jsou bloky vzdálených I/O, určené pro montáž přímo na stroj (bez rozváděče). Zabírají minimum prostoru a díky kovovému krytu a zalití umělou hmotou se vyznačují vysokou odolností. Jednotky ET 200eco PN jsou k dispozici ve dvou velikostech s osmi nebo šestnácti digitálními kanály pro připojení senzorů a aktorů, v nabídce nově přibyly také bloky se čtyřmi analogovými kanály. Novinkou jsou rovněž moduly s volně konfigurovatelnými digitálními kanály. Připojení přístrojů ke vstupním a výstupním kanálům i napájecím přívodům se provádí pomocí konektorů M12. Spojení s řídicím systémem je realizováno sítí průmyslový Ethernet a protokoly Profinet. Výhodou instalace jednotek ET 200eco PN je tak flexibilní topologie komunikační sítě, vysoký komunikační výkon i propracovaný koncept diagnostiky.
Nové moduly v řadě ET 200pro
Poslední zajímavou inovací je šestnáctikanálový vstupní digitální modul, díky němuž stanice ET 200pro zaberou méně místa a jsou současně levnější. Zajímavý je i modul ET 200pro IM 154-6 PN IWLAN (viz obr. 3), který je osazen bezdrátovým komunikačním rozhraním pro přímé připojení stanic ET 200pro do bezdrátové komunikační sítě. Komunikace probíhá pomocí protokolu Profinet IO, bezdrátový kanál je utvořen mezi stanicí ET 200pro a přístupovým bodem (Scalance W). Modulární stanice vzdálených I/O řady ET 200pro je tak možné bez nutnosti instalace komunikačních kabelů použít na pohyblivých částech technologie či těžko dostupných místech. Moduly ET 200pro mají stupeň krytí IP65/66/67, proto je lze instalovat bez rozváděče, což přináší úsporu místa. Z hlediska použití na vozících, zakladačích apod. je zajímavý i fakt, že kromě klasických vstupně/výstupních kanálů můžeme do stanic ET 200pro integrovat rovněž motorové vývody.
Inovace do prostředí s nebezpečím výbuchu
V prostředí s nebezpečím výbuchu v zóně 2 a 22 lze použít stanice vzdálených IO ET 200S, ET 200M a ET 200iSP. V zóně 1 a 21 potom stanice ET 200iSP. Společnost Siemens nyní uvádí na trh nový napájecí zdroj pro stanice ET 200iSP napájený ze sítě 230 V AC, alternativně je stále možné využít i zdroj napájený ze sítě 24 V DC. Výhodou nového napájecího zdroje je zejména jednodušší instalace delších napájecích kabelů. V sestavě stanic ET 200iSP je navíc již možné uplatnit i reléové výstupní karty a nové výkonnější moduly pro připojení procesních přístrojů do řídicího systému vybavených komunikačním rozhraním HART.
Závěr
Jednotky Simatic ET 200 se parametrují pomocí gsd souborů nebo v softwaru Step7, kde jsou dostupné ve stejném hardwarovém katalogu jako PLC Simatic S7. Navíc je zdarma k dispozici konfigurační nástroj Simatic selection tool, v němž se z jednotlivých modulů skládají jednotky Simatic ET200. Tento softwarový nástroj za uživatele hlídá překročení limitů jako je maximální počet modulů na stanici apod. Kromě modulů ET 200 lze nyní v tomto nástroji konfigurovat i PLC Simatic a prvky pro intalaci komunikačních sítí. Sestavu vytvořenou ve zmíněném konfigurátoru lze vyexportovat přímo do hardwarové konfigurace projektu ve Step7 nebo naopak. Aktuální verze konfigurátoru je k dispozici v elektronickém katalogu CA01 i online na stránkách aplikace Industry Mall (www.siemens.com/IndustryMall). Pracovníci společnosti Siemens zájemcům na vyžádání rádi poskytnou více informací nejen o systémech představených v tomto článku. Většina z uvedených novinek pak bude k vidění v expozici společnosti Siemens na letošním veletrhu Amper.
autor: Ing. Jakub Vojanec, Siemens, s.r.o.