CzechIndustry > Cesta malých kontrolérů za vítězstvím
Cesta malých kontrolérů za vítězstvím
Po mnoho let nebyla řídicí relé nikdy zvažována pro použití v automatizačních projektech, protože jejich možnosti byly jednoduše příliš omezené. Moderní malé kontroléry, jako je řídicí relé easyE4 od společnosti Eaton, nyní nabízejí několik programovacích jazyků, modulární software a výkonný hardware. V mnoha případech se z nich stává životaschopná alternativa ke konvenčnímu PLC.
V minulosti byla řídicí relé – a dokonce i malé kontroléry – vhodná pouze pro jednoduché řídicí úlohy s nízkou složitostí. Jednak to bylo kvůli jejich omezené výpočetní kapacitě, jednak kvůli nedostatku flexibilních možností programování. Malý počet vstupů a výstupů byl také často limitujícím faktorem.
V posledních letech se však v mnoha oblastech automatizace řídicí relé pevně uchytila. Díky výrazně výkonnějšímu hardwaru, široké škále možností, uživatelsky přívětivé technologii a snadnému použití přispívají řídicí relé k výraznému snížení nákladů. Malým řídicím jednotkám pomohly inovace v oblastech síťových technologií, integrovaných možností vizualizace a větší rozšiřitelnosti na úrovni vstupů a výstupů. K dispozici jsou další technologické moduly, které podporují specializované měřicí techniky, řídicí aplikace a systémy pohonů.
Ne všechny požadavky kladené na malé kontroléry však mohou být pokryty pomocí těchto doplňkových modulů. Uživatelé proto hledají flexibilní možnosti programování vlastních funkčních bloků (UFB – user function block), které jsou podobné těm, jež nabízejí programovací jazyky vyšší úrovně. Jednou z těchto pokročilých programovacích možností je „strukturovaný text“ (ST). Programováním samotných zařízení mohou uživatelé potenciálně ušetřit hodně peněz, protože se tím eliminuje potřeba, aby systémový specialista vyvíjel a udržoval software, což je jeden z hlavních nákladových faktorů v automatizačních projektech. Malé řídicí relé Eaton easyE4 nabízí možnost programování pomocí strukturovaného textu.
Obr. Řídicí relé easyE4 je vysoce univerzální a lze ho snadno rozšířit. Každá základní jednotka může pojmout až 11 místních rozšíření
Možnost přerušení pro náročné aplikace
Programování řídicího relé je založeno na nejnovějších programovacích standardech. Doby odezvy pro čítače, měření rychlosti, sledování dílů a polohování jsou obvykle velmi krátké. Pro špičkové systémy je nepostradatelná zejména možnost zavést ovládací prvky přerušení. Aby společnost Eaton vyhověla těmto požadavkům, vybavila nejnovější generaci svých řídicích relé easyE4 funkčním blokem přerušení. Podobně jako PLC je tak systém schopen reagovat na externí signály, chybové zprávy nebo jiné podobné vstupy bez jakéhokoli zpoždění a provádět odpovídající reakce. EasyE4 je vybaveno stejnými kontrolovanými časově řízenými postupy přerušení jako u složitějšího PLC.
Programovací metody malých kontrolérů
Kromě strukturovaného textu mohou být malé kontroléry programované také pomocí klasických metod liniového schématu a schématu funkčních bloků. Liniové schéma je standardizovaný grafický programovací jazyk pro řídicí jednotky PLC, který je založený na elektrotechnických spínacích schématech. Podobně také schéma funkčních bloků představuje grafickou programovací metodu. Využívá symboly z Booleovy algebry a zobrazuje odpovídající systémové funkce v blokových diagramech. Liniové schéma a schéma funkčních bloků se snadno učí, ale ve srovnání s jazykem vyšší úrovně nabízejí omezené možnosti. Volba programovací metody proto závisí nejen na osobních preferencích, ale také na příslušném úkolu. Lze také kombinovat různé programovací jazyky.
Řídicí relé je k dispozici s displejem a programovacími tlačítky – jinými slovy, jako malý kontrolér skládající se z plně programovatelné řídicí jednotky, programovací jednotky a operační a zobrazovací jednotky v jednom přístroji. Díky tomu lze řídicí relé easyE4 naprogramovat také přímo na zařízení pomocí jazyka Easy Device Programming (EDP).
Modularita a uživatelem definované funkční bloky
Jak již bylo uvedeno výše, možnost strukturovaného textu je u easyE4 obzvláště vhodná pro programování náročnějších aplikací, protože kombinuje vysoký výkon se snadným ovládáním. Společnost Eaton optimalizovala rozsah jazyka ST pro požadavky malého kontroléru. Pro složité úlohy zpracování dat jsou k dispozici také funkce, jako je přístup k ukazatelům, které jsou nepostradatelné pro moderní jazyky vyšší úrovně a pro efektivní kódování. Volba strukturovaného textu také podporuje rozhodování o případech, jako jsou například smyčky „if...then“ a „case...of“ a „while“ a „for-next“ nebo „repeat“. Vývojový software easySoft 7 společnosti Eaton graficky nabízí tyto jazykové moduly jako textové funkční bloky, což výrazně zjednodušuje a urychluje vytváření softwaru.
Kromě možností jednotlivých programovacích jazyků je tento nástroj pro vytváření projektů a vývoj softwaru zásadní pro uživatele, kteří chtějí optimalizovat náklady a výkon svých automatizovaných řešení. Vedle samotného programování lze vývojový nástroj easySoft 7 také použít k nastavení síťových připojení a konfiguraci nezbytných nastavení. Integrace internetových prohlížečů také probíhá prostřednictvím této platformy. Všechny nezbytné nástroje jsou integrovány v platformě easySoft7. Konfigurační formulář, který se otevře při vyvolání funkčního bloku, aktivuje nástroje pro vytvoření jednoduchého barevného uživatelského rozhraní.
Flexibilita a schopnost přizpůsobit se vyvíjejícím se okolnostem hrají rozhodující roli, pokud jde o výkon a nákladovou efektivitu koncepce automatizace. Schopnost vytvářet softwarové moduly je zásadní, aby bylo možné reagovat na změny ve stroji a výrobním prostředí bez nutnosti měnit řídicí hardware. Proto mohou být také spravovány v knihovně a flexibilně integrovány. Import a export testovaných a ověřených uživatelských funkčních bloků přispívá k rychlejší implementaci a nižším nákladům. Již vytvořené moduly lze snadno znovu použít v rámci nových nebo upravených projektů. Struktura hardwaru easyE4 a uživatelského softwaru – včetně softwaru easySoft 7 – umožňuje modulární programování.
Modulární software významně přispěl ke snížení nákladů a zkrácení doby vývoje a uvádění do provozu ve strojírenství a systémovém inženýrství. Díky standardizovaným jednotným komponentám strojů je možné dosahovat vyšší produkce. Tyto komponenty také zjednodušují plánování a konstrukci strojů. Výrobní zařízení lze zároveň navrhnout s vysokým stupněm flexibility pro budoucí rozšíření nebo konverze. Modularizace hardwaru a softwaru tak obecně zvyšuje bezpečnost investic.
Jednotlivá zařízení, a tedy i mechanické moduly, jsou propojené prostřednictvím sítí easyNet na bázi Ethernetu a v případě potřeby také pomocí protokolu Modbus TCP IP přes stejný ethernetový kabel. Aby bylo zajištěno, že zavedení síťového připojení nebude vyžadovat specialistu, poskytuje společnost Eaton také funkční bloky výrobce, které lze použít k automatické výměně proměnných prostřednictvím služby easyNet. Tím se také minimalizují dodatečné požadavky na programování.
Bezpečné uvedení do provozu na základě efektivních simulací
Simulace systému se stále častěji používají k zajištění bezchybného fungování již během uvádění do provozu. To umožňuje eliminovat mnoho typů chyb před skutečným uvedením systému do provozu. Software easySoft 7 rovněž nabízí možnost provést takovou simulaci před uvedením do provozu. Tento proces zahrnuje simulaci funkcí obvodu, je ale také možné nastavit body přerušení za účelem identifikace chyb výpočtu nebo nesprávného přístupu k ukazatelům.
Díky kombinaci všech těchto funkcí, včetně použití jazyka strukturovaného textu a modularity a rozšiřitelnosti přístrojů, jsou nyní malé kontroléry, jako je easyE4, dostatečně výkonné a flexibilní, aby mohly fungovat jako cenově výhodná a uživatelsky přívětivá alternativa ke konvenčním přístrojům PLC – zejména v aplikacích se střední složitostí. Mezi další výhody patří poměrně krátké doby uvádění do provozu a také mnoho dalších funkcí, jako je přerušení, což je velice přesný typ synchronizace času. Díky integrované funkci vizualizace a možnosti použití různých jazyků v rámci stejného systému, jsou řídicí relé dokonalým řešením požadavků dnešních digitálních výrobních procesů.
