Průmyslová automatizace z pohledu řídicích systémů a vizualizace

Při řízení technologií všeho druhu se v dnešní době až na výjimky neobejdeme bez automatizace, kam dnes neodmyslitelně patří programovatelné řídicí automaty PLC a různá průmyslová PC. Další výzvou automatizace je rozhraní mezi člověkem a strojem HMI. V minulosti jsme se při ovládání strojních zařízení a systémů často spoléhali na jednoduchá tlačítka a signálky umístěné na dveřích rozváděče. V dnešní době však máme mnohem více možností.

Ruku v ruce s těmito možnostmi se zároveň značně změnili nároky zákazníků a díky tomu dnes již i u jednoduchých aplikací nacházíme různé typy uživatelských rozhraní. Od nejjednodušších displejů, které mohou být součástí řídící jednotky, přes dotykové panely různých velikostí až po rozsáhlé vizualizace na průmyslových PC nebo obrazovkách ve velínech výrobních závodů. Díky dnešním moderním technologiím je možností opravdu hodně.

Společnost Eaton se na poli automatizace a možnostech vizualizace procesů také aktivně angažuje a nabízí pro tuto oblast široké portfolio přístrojů.

Jako první se podíváme na nabídku PLC. Doposud jsme v nabídce mohli najít nejpokročilejší přístroje modulární řady XControl XC303, která je nyní nově doplněna řadou XC104 a XC204. Tato nová generace přístrojů nahrazuje předchozí starší přístroje XC100, resp. XC200. Jednotlivé řady se od sebe odlišují svými funkcionalitami díky čemuž si můžeme vybrat vhodnou variantu pro námi realizovanou aplikaci. Prvním příkladem je možnost rozšíření základní jednotky o další moduly vstupů a výstupů, popř. různých technologických modulů z řady XN300. U nejjednodušší varianty XC104 se jedná o 6 modulů u XC204 je to 16 modulů a konečně u řady XC303 pak až 32 modulů. S tím také souvisí velikost paměti jednotlivých přístrojů, kde je to od 4kB přes 32kB až po 128kB. Jednotlivé řady pak nabízejí i různé možnosti komunikačních protokolů od standardního ethernetu přes sběrnici CAN až po RS485. Pro programování PLC řady XC (XControl) používáme software CODESYS V3. Pro začínající uživatele najdeme i startovací balíčky od každé řady, ve které najdeme samotnou řídicí jednotku, jeden rozšiřující modul vstupů a výstupů, patch kabel pro připojení, a právě zmíněnou licenci.

Další zastávku si uděláme u programovatelných relé řady easyE4. Tyto přístroje můžeme označit jako microPLC. Řada programovatelných relé easyE4 nabízí za rozumnou cenu obrovské možnosti využití ve všech oborech automatizace. Jedná se o přístroje, které lze využít jak pro jednoduché aplikace s několika málo vstupy a výstupy, tak i pro rozsáhlé aplikační úlohy se stovkami vstupů a výstupů. V nabídce najdeme možnosti napájení ve všech běžných variantách. Jmenovitě pak napájení UC pro 12/24V DC nebo 24V AC, dále pak AC varianta pro napájení 100-240V AC, a poslední třetí, je pak DC varianta pro napájení 24V DC. Poslední jmenovaná varianta má tranzistorové výstupy a první dvě pak samozřejmě reléové.

Tyto základní přístroje je možné rozšířit o další moduly vstupů a výstupů, a to jak digitálních či analogových včetně možnosti připojení teplotních vstupů se snímači Pt100, Pt1000 nebo Ni1000. Všechny přístroje si pak můžeme zvolit ve variantě s šroubovými svorkami nebo s beznástrojovými svorkami Push-in, které usnadňují zapojení a jsou velmi výhodné pro sériovou výrobu. Kromě rozšiřujících modulů, kterých můžeme za řídicí jednotku přidat až 11, je také možné mezi sebou propojit samotné řídicí jednotky, těch může být propojeno celkem 8. Propojení více dalších jednotek je pak ještě možné dále přes nadřazený systém. Díky komunikaci přes ethernet je veškeré spojení se zařízením velmi snadné.

K samotným řídicím jednotkám lze také připojit speciální komunikační jednotky. První z nich je určená pro komunikační systém SmartWire-DT. Díky této technologii pak můžeme připojit dalších 99 přístrojů počínaje ovládacími tlačítky a LED prvky přes stykače až po frekvenční měniče. Druhou komunikační jednotkou je pak karta pro Modbus RTU, na kterou je možné připojit až 32 zařízení, která tímto komunikačním protokolem disponují.

Pro tvorbu programu je určen software easySoft 8, který je možné v rámci různých startovacích balíčků opět získat i zdarma.

Přístroje easyE4 mohou být vybaveny integrovaným displejem, na kterém je možné zobrazovat základní informace o stavech aplikace, ale také nám umožňuje zadávání požadovaných hodnot. Další možnost zobrazení pak nabízí integrovaný webserver. V případě potřeby je ale také možné připojit další zobrazovací přístroje. Nejjednodušší variantu je 4,3“ displej RTD, který zrcadlí již zmíněný integrovaný displej, navíc dokáže zobrazit až 64k barev. Pro sofistikovanější vizualizaci je pak možné použít jakýkoli dotykový panel s řady XV, pro který je určen intuitivní programovací software Galileo. Pro programovatelná relé easyE4 jsou pak vyhrazeny dva panely řady XV-102 s 3,5“ resp. 5,7“ displejem, pro které je software bezplatný.

Zmínkou o předchozích možnostech vizualizace se dostáváme k samotným dotykovým panelům. Jedním z prvních kritérií pro výběr dotykového panelu je použitá technologie samotného displeje. Panely řady XV100 a XV150 používají rezistivní displeje. Jedná se o 4vodičovou odporovou technologii, která je v tuto chvíli asi úplně nejpoužívanější technologií a jejími výhodami jsou vysoká odolnost proti pachu i vodě nebo světlu. Ceněnou funkcí je možnost ovládání displeje v rukavicích. Řada XV300 pak disponuje displejem s kapacitní technologií. Tento typ displeje nabízí vysokou mechanickou odolnost a není náchylný na poškození prachem či mastnotou. Navíc nabízí dnes čím dále častěji vyhledávanou multidotykovou funkci. Nevýhodou je nutnost dotyku něčím elektricky vodivým, takže v obyčejných pracovních rukavicích jej ovládat nemůžeme a v provozech se stříkající vodou bychom také neuspěli. V nabídce pak ještě najdeme i řady XV363 a XV400 s nyní již méně používanou technologií infračerveného záření. Ta přináší vysokou přesnost, odolnost a průhlednost s vysokým rozlišením.

Dalším kritériem výběru bývá samotná funkce dotykového panelu. U stěžejních řad panelů XV100 a XV300 lze zvolit variantu s integrovaným PLC. Pokud však zvolíme variantu bez PLC, tak je k dispozici široké množství komunikačních rozhraní pro komunikaci s nadřazeným systémem. V případě řady XV100 se pak vždy jedná o ethernetové připojení s volbou rozhraní: Profibus, CAN, RS232, RS485 nebo také rozhraní inteligentního komunikačního systému SmartWire-DT. V případě řady XV300 je možné přidat ještě navíc druhý ethernet konektor a také použít kombinaci všech rozhraní na jednom zařízení. Jako nadřazený systém je možné využít PLC Eaton z řad XC104, XC204 nebo z nejvyšší řady XC303.

Další možností je připojení programovatelných relé easyE4. Díky široké nabídce zmíněných komunikačních protokolů je však samozřejmě možné připojit i zařízení jiných výrobců.

Dalším kritériem výběru může být samotná aplikace a realizace jejího zobrazení na dostatečně velké ploše. I v tomto případě máme z čeho vybírat. Od nejmenších 3,5“ displejů se můžeme dostat až k displejům s úhlopříčkou 15,6“. Pokud se budeme bavit o schopnostech a rozlišení jednotlivých dotykových panelů, tak v nabídce společnosti Eaton najdeme opět širokou škálu možností. Od monochromatického QVGA displeje s 32 odstíny šedé, přes VGA displej se schopností zobrazení 64tisíc barev, až po TFT WSVGA displej s 16miliony barev.

Ve všech panelech najdeme již integrovanou licenci runtime vizualizačního software. Pro programování samotných panelů je pak zapotřebí software Galileo s instalační licencí. Výjimku tvoří dva panely XV102 speciálně určené pro propojení s programovatelnými relé easyE4. V jejich případě licenci nepotřebujeme a stačí nám pouze základní instalace software.

Jestliže jsme se zmínili o výjimce, tak musíme ještě zmínit jednu další a tou jsou přístroje řady XH300. Jedná se o web panely, pro které nepotřebujeme zmíněný vizualizační software. Web panel jednoduše připojíme k jakémukoli zařízení disponujícím webservem. V nabídce najdeme 3 různé velikosti od 7“ přes 10,1“ až po 15,6“. Přístroje jsou vybaveny QUAD-Core procesorem ARM-Cortex-53 1,8GHz a 2GB RAM.

V případě potřeby průmyslového PC najdeme v nabídce výrobkovou řadu XP500 s operačním systémem Windows 10 Enterprise s procesorem QuadCore 2GHz a 8GB RAM. Jsou nabízeny s úhlopříčkami displeje od 10,1“ až po 21,5“, ty jsou vybaveny kapacitní multidotykovou technologií. V případě nové řady XP504 je možné objednat samostatné průmyslové PC, ale tato řada také umožňuje modulární řešení s více displeji a samostatnou řídící jednotkou. Bližší informace najdete na našem blogu. Všechna průmyslová PC jsou již vybavena licencí Galileo Runtime. Tuto licenci je možné zakoupit i samostatně a následně ji pak použít pro vizualizaci na jakémkoliv samostatném PC s využitím vizualizačního software Galileo.

V nabídce společnosti Eaton najdeme ucelenou nabídku pro použití v průmyslové automatizaci a můžeme si tak vybrat nejvhodnější přístroje pro realizaci projektů dle našich potřeb. (9.9.2023)