System I/O u-remote dla inteligentnych instalacji automatyki przemysłowej
Maszyny i systemy generują obecnie wiele różnych rodzajów danych, od prostych raportów o stanie, aż po dane do sterowania procesami. Zdecentralizowany system I/O musi szybko i precyzyjnie wykrywać przychodzące sygnały i udostępniać je w sieci. Jest to jedyny sposób na zapewnienie wydajnej transmisji do urządzeń przetwarzających dane, takich jak sterowniki, IPC lub systemy chmurowe. W świetle tych trendów Weidmüller rozwija swój system zdalnych I/O u-remote, aby był jeszcze wydajniejszy. Na 10. urodziny u-remote firma wyposażyła go w kompleksową aktualizację, którą opisuje ten artykuł.
W automatyce przemysłowej inteligentne czujniki dostarczają znacznie bardziej złożone informacje niż kiedyś. Oprócz rzeczywistych wartości cyfrowych lub analogowych mierzonych przez czujniki, coraz częściej przesyłają one też inne dane – takie jak jednostka mierzonej zmiennej, znacznik czasu lub informacje o stanie czujnika. Zapewnia to większą przejrzystość stanu systemu i jego wydajności. Ta zmiana ma również szerokie konsekwencje dla ilości danych i ich priorytetyzacji, a także dla gromadzenia i przetwarzania danych, które zapewniają możliwości procesowe maszyny.
System zdalnych I/O u-remote wychodzi naprzeciw tym wyzwaniom z nową, jeszcze bardziej wydajną magistralą szkieletową. Dzięki siedmiokrotnemu wzrostowi wydajności, ilość danych, które mogą być rejestrowane na cykl magistrali jest znacznie wyższa, co znacznie usprawnia przetwarzanie i generowanie odpowiedzi. Umożliwia to również precyzyjniejsze rejestrowanie zdarzeń. Wyższa rozdzielczość pozwala na synchronizację procesów sterowania w celu dalszej poprawy wydajności i efektywności całego systemu.
Dotychczas każdy z modułów I/O u-remote mógł przesyłać maksymalnie 16 bajtów danych procesowych do sprzęgacza magistrali polowej, a tym samym do nadrzędnej sieci w cyklu magistrali systemowej. Dzięki modernizacji każdy moduł I/O może teraz przesyłać do 128 bajtów na cykl, co oznacza ośmiokrotnie większą ilość przesyłanych danych.
Dzięki zastosowaniu 32 bitów, zamiast dotychczasowego rozwiązania opartego na 16 bitach, możliwe są dwie opcje optymalizacji funkcji znacznika czasu w systemie, działające w sposób ukierunkowany:
- zwiększenie limitu czasu dla licznika z 65 ms do 1,2 h,
- dokładność znacznika czasu sięgająca nanosekund.
Dzięki pełnej obsłudze nowej magistrali systemowej dla wszystkich modułów I/O i sprzęgacza magistrali polowej w stacji u-remote, szybkość transferu danych wynosi obecnie 192 Mbit/s zamiast dotychczasowych 48 Mbit/s, czyli czterokrotnie więcej.
Z czasem cała rodzina produktów I/O u-remote będzie sukcesywnie wyposażana w ten nowy układ. Jest on kompatybilny z poprzednią wersją systemu. Aktualizacja magistrali systemowej u-remote nie wymaga wprowadzania zmian w istniejących projektach – ani pod względem konfiguracji, ani możliwości ustawiania parametrów.
Na zewnątrz, czyli na wyjściu do sterownika, IPC lub chmury, wszystkie sprzęgacze i moduły wyglądają tak, jak wcześniej i można z nich korzystać wraz z istniejącymi plikami opisowymi urządzeń w konwencjonalny sposób.
Możliwe jest również bezproblemowe połączenie dotychczasowych i nowych modułów ze zmodernizowaną magistralą systemową. Stacja zawsze działa co najmniej tak, jak przed modernizacją systemu.
Nowa magistrala szkieletowa znacząco zwiększa wielkość transferu danych na cykl magistrali
Sukces dziś i jutro
Wprowadzony na rynek w 2013 r. system zdalnych wejść/wyjść u-remote nadal robi wrażenie na użytkownikach – podobnie jak 10 lat temu – dzięki intuicyjnej obsłudze oprogramowania i sprzętu. W szczególności zalety mechaniczne modułów miały kluczowy wpływ na sukces systemu. Wąskie obudowy modułów o szerokości zaledwie 11,5 mm wyróżniają się na tle innych rozwiązań.
Konstrukcja modułów I/O ułatwia również wymianę elektroniki podczas serwisowania. Trzyczęściowa podstawowa konstrukcja, składająca się z listwy zaciskowej, elektroniki i modułu bazowego, upraszcza obsługę. Wychylna listwa zaciskowa umożliwia wymianę elektroniki z podłączonym okablowaniem. Można ją wyjąć z modułu bazowego i wymienić łatwo i bez użycia narzędzi za pomocą zintegrowanej dźwigni demontażowej. Styki zasilające i komunikacyjne są w pełni zintegrowane z modułem bazowym, dzięki czemu system może być wymieniany „na gorąco” – w trakcie pracy, a stacja nie musi być odłączana od zasilania w celu wymiany elektroniki. Minimalizuje to przestoje i ryzyko wystąpienia błędów.
Prosta konfiguracja zainstalowanej stacji I/O zapewnia elastyczność rozwiązań dla użytkownika. Każdy moduł i sprzęgacz magistrali polowej można skonfigurować i ustawić parametry zgodnie z indywidualnymi potrzebami. Przykładowo zakresy pomiarowe dla każdego kanału analogowego wejścia w module mogą być wybierane i ustawiane indywidualnie, przez narzędzie do konfiguracji dostępne on-line. Zapewnia to serwer sieciowy zintegrowany ze sprzęgaczem fieldbus. Za jego pomocą można również uzyskać dostęp do wszystkich informacji o stanie, diagnozach i danych procesowych stacji. Użytkownicy mają również możliwość bezpośredniego testowania, zmiany i zapisywania ustawień. Można je następnie skopiować do innych stacji. Pozwala to na uproszczoną, seryjną instalację maszyn i systemów. Nie jest do tego potrzebne dodatkowe oprogramowanie. Użytkownik uzyskuje dostęp do serwera WWW przez jeden z interfejsów USB lub Ethernet, zintegrowanych ze sprzęgaczem fieldbus. Dostęp do danych można uzyskać za pośrednictwem standardowej przeglądarki internetowej.
Moduły do każdego zastosowania
W ciągu 10 lat portfolio standardowych modułów I/O rozwinęło się w szeroki wybór ponad stu modułów do niemal każdego rodzaju aplikacji. Ich zastosowania wykraczają daleko poza tradycyjny przemysł maszynowy. Od aplikacji w transporcie morskim, po technologię energetyczną lub przemysł procesowy – Weidmüller stale rozwija u-remote, aby wspierał on użytkowników w radzeniu sobie z indywidualnymi wyzwaniami również w przyszłości. Dzięki 11 protokołom komunikacyjnym system zdalnych wejść/wyjść można zintegrować z niemal każdą architekturą automatyki. Rozwój jest możliwy dzięki ścisłej współpracy Weidmüller z klientami. Nowe sugestie są uwzględniane, aby stale ulepszać u-remote i dostosowywać go do szerokiego zakresu zastosowań.
System u-remote to część portfolio rozwiązań do automatyzacji u-mation firmy Weidmüller. Szeroka oferta u-mation obejmuje produkty i oprogramowanie do gromadzenia danych, ich wstępnego przetwarzania, komunikacji i wizualizacji. Zaliczają się do nich m.in. inteligentne moduły pomiarowe u-sense, sterowniki PLC u-control, przemysłowe switche Ethernet i system operacyjny u-OS. Gromadzenie danych za pomocą systemu u-remote jest podstawą aplikacji przemysłowego IoT.
WEIDMÜLLER Sp. z o.o.
ul. Ogrodowa 58, 00-876 Warszawa
tel. 22 510 09 40
source: Automatyka 12/2024