Sériové komunikační jednotky SMC sbírají data z čidel, senzorů, akčních členů a zasílají je nadřazenému systému. Na základě instrukcí z tohoto systému pak naopak mohou řídit akční členy a jiné prvky. Jejich součástí jsou také rozsáhlé diagnostické možnosti a další funkce.
Základním předpokladem pro získání variability a maximální spolehlivosti stroje pro Průmysl 4.0 je použití kvalitních a pro tuto činnost efektivně připravených produktů na nejnižší úrovni průmyslové hierarchie. Mluvíme tedy o akčních členech, jako jsou pneumatické pohony, elektrické pohony, senzorika nebo třeba zařízení pro odstranění elektrického statického náboje, tedy ionizéry. Jedna z charakteristických a nejdůležitějších vlastností pro Průmysl 4.0 je zajištění bezporuchové a robustní komunikace akčního členu či senzoru vertikálním nebo i horizontálním směrem v průmyslové hierarchii. Právě takovéto komponenty společnost SMC jakožto světový lídr na poli průmyslové automatizace nabízí. Vývoj nových nebo inovace stávajících produktů se opírají o dlouholeté zkušenosti vývojářů a jsou na ně kladena ta nejvyšší kritéria. Společnost SMC si vždy zakládá na zpětné vazbě od svých zákazníků, kterými jsou světoví lídři napříč průmyslovými obory. V tomto článku se zaměříme na novinky pro sériové komunikační jednotky SMC a jejich rozsáhlé diagnostické možnosti a další funkce.
Maximální bezpečnost s EX260 a s EX245 Letitou praxí ověřená sériová komunikační jednotka základní řady EX260 je nyní po své inovaci plně kompatibilní s funkcí Profisafe, a to při zachování jednoduchého smyslu funkčnosti této jednotky. Profisafe spadá pod mezinárodní standard IEC 61784-3-3. Jde o komunikační protokol, který přenáší data související s bezpečností po sběrnici Profinet. Lze jej použít pro standard ISO 13849-1 PL e a IEC 61508/IEC 62061 SIL3. Obvody EX260-FPS1 obsahují bezpečnostní odpínač pro výkonovou část jednotky napájející ventilový blok, která tak může být odepnuta příkazem z např. bezpečnostního PLC. Pro Průmysl 4.0 je diagnostika zařízení nedílnou součástí, proto je jednotka vybavena diagnostickými statusy, které jsou přenášeny s cyklickými daty. Jednotka EX260-FPS1 dovoluje připojit maximálně 32 výstupů a je primárně určena pro ventily řady SY, JSY. Vybavena je funkcí Fast Start UP nabízející velmi rychlý náběh jednotky do sítě (pod hodnotu 500 ms). EX260-FPS je možné včlenit do topologie s požadavkem na Media Redundancy Protocol. Dalším produktem SMC, který snese nejvyšší kritéria a nejnáročnější provozní podmínky, například svařoven, je sériová komunikační jednotka EX245 nabízející možnost připojení ventilového terminálu z pravé strany, a to s až 32 výstupy. Na její levou stranu se připojují digitální vstupy, kterých může být maximálně 128 a digitální výstupy s maximálním počtem 64. Nejnovější inovace EX245 pak nabízí možnost připojení až čtyř modulů IO- -Link master, přičemž každý obsahuje čtyři kanály. Moduly jsou konfigurovatelné ze softwaru IO-Link Device Tool V5.1 — Professional Edition. Porty pro napájení modulů mohou být v provedení jak pro standard napájení třídy A, tak pro třídu B. Stejně jako EX260 prošla také sériová komunikační jednotka EX245 řadou inovací z hlediska bezpečnosti. Velkou novinkou je nový typ jednotky s možností připojení až osmi bezpečnostních vstupů a čtyř bezpečnostních výstupů pomocí protokolu Profisafe po sběrnici Profinet. Tyto digitální bezpečnostní vstupy a výstupy mají certifikaci IEC 61508/62061 SIL3, ISO 13849 PL e Cat. 4. Funkční výhodou je rozdělení bezpečného odpínaní výstupů do čtyř zón. Pro ventily jsou určeny zóny jedna až tři a pro digitální výstupy na levé straně jednotky je to zóna čtyři, takzvaná zóna M. Jednotka EX245 nabízí rozsáhlou diagnostiku. Diagnostické statusy jsou přenášeny v cyklických datech, patří mezi ně například hlídaní správné napěťové úrovně napájení na portech US1 a US2 nebo detekce zkratu na vstupech jednotky či na ventilovém terminálu. Diagnostické statusy jsou pak přímo vázány na bezpečnostní odpínače jednotky. EX245 jsou vybaveny funkcí WEB Serveru, která umožňuje komplexní monitoring diagnostiky celé jednotky přes síť. Z pohledu sítě je nutné vyzdvihnout také řadu dalších funkcí EX245: Jako první je třeba zmínit certifikaci zajišťující kompatibilitu pro vysoce vytížené sběrnice Profinet, tedy NET Load Class III. Další funkce, Media Redundancy Protocol (MRP), slouží pro zajištění nepřerušeného spojení při přerušeném komunikačním kabelu na sběrnici v kruhové topologii. K rekonfiguraci sítě v případě chyby dojde s funkcí MRP do 200 ms. Ještě rychlejší funkcí pro rekonfiguraci sítě v případě přerušení komunikačního kabelu v kruhové topologii je Media Redundancy for planned duplication. Ta je standardem IEC 61158 a je určena pro Profinet IRT (izochronní real-time). Zajišťuje bezproblémové přepínání kruhové topologie v případě chyby. Doba rekonfigurace sítě v takovém případě je na rozdíl od MRP u této funkce nulová. Vývojáři v SMC vědí, že nároky na energie a jejich šetření jsou v Průmyslu 4.0. jedním ze základních faktorů, který tento pojem definuje. Proto je jednotka vybavena energeticky úspornou funkcí PROFIenergy schopnou zajistit minimální čas náběhu systému v době odstávky, nočního provozu atd. Společnost SMC nabízí tři různé módy pro šetření energie v závislosti na aplikaci:
jednotka nastaví digitální výstupy i vstupy na logickou 0 a vstupní zařízení jsou odpojena od zdroje napájení — tzv. Shut down / Clear value mode,
jednotka ponechá stav posledních aktuálních digitálních výstupů i vstupů a odpojí vstupní zařízení od zdroje napájení — tzv. Shut down / Hold last value mode,
jednotka ponechá stav posledních aktuálních digitálních výstupů i vstupů a neodpojuje vstupní zařízení od zdroje napájení — tzv. PROCEED mode. Nová jednotka EX245 také podporuje velmi často poptávanou funkci přístupu k jednotce z více nadřazených řídicích systémů (PLC) — tzv. Shared Device. Za příklad použití může sloužit situace, kdy PLC č. 1 obsluhuje digitální modul výstupů na jednotce a PLC č. 2 spolu s PLC č. 3 přistupují k řízení ventilového terminálu. Dalším příkladem může být situace, kdy PLC č. 1 obsluhuje ventilový terminál a PLC č. 2, 3 a 4 monitorují statusy tohoto terminálu. Protože je jednotka EX245 hojně používána v automobilovém průmyslu v aplikacích pro svařování, je možné zvolit oproti standardnímu metalickému provedení pro připojení komunikačního kabelu také kabel s optickým vláknem. Abychom pokryli všechny dosavadní inovace a novinky na poli sériových komunikačních jednotek společnosti SMC, musíme se samozřejmě také zmínit o nejvyšším modelu: komunikačních jednotkách řady EX600.
Sériové komunikační jednotky EX600 s řadou inovací Vývoj společnosti SMC se neustále posouvá kupředu na limity, které dnešní svět automatizace a řídicí elektroniky dovoluje. Tomuto faktu neunikly ani nové možnosti pro sériovou komunikační jednotku řady EX600. První inovací je možnost připojení modulu IO-Link master do stejných pozic, kam se připojují moduly vstupů nebo výstupů. Modul IO-Link master obsahuje čtyři kanály, přičemž je pro napájení možné volit třídu A nebo třídu B. Pro sběrnici Profinet je pak možné připojit k jedné SI jednotce až devět čtyřkanálových modulů IO-Link master. Při plné obsazenosti je tedy možné provozovat až 36 IO-Link zařízení, například 36 ventilových bloků, každý o 32 cívkách ventilů, a to pod jedinou SI jednotkou! Pro Ethernet/IP jsou to pak čtyři čtyřkanálové IO-Link mastery. Moduly IO-Link master mohou být použity v konfiguraci se standardními moduly digitálních vstupů a výstupů, ale také v kombinaci s analogovými vstupy a výstupy. Tak, jako je tomu u jednotky EX245, je také pro nastavení jednotky EX600 možné použít IO-Link Device Tool V5.1 — Professional Edition. Diagnostické statusy v cyklických datech, které EX600 nabízejí, jsou také rozšířeny o diagnostiku IO-Link master modulů. Navíc lze samozřejmě plně využít všech vlastností diagnostiky IO-Link. Nové jednotky EX600-SPN 3/4 (Profinet) a EX600-SEN 3/4 (Ethernet/IP) dále disponují funkcí web serveru, a to nejen pro komplexní monitoring, ale také pro možnost ručního spínání jednotlivých výstupů nebo nastavování parametrů. To může být velkou výhodou při stavbě strojů nebo jejich zefektivnění při údržbě. Nově je pro jednotky s komunikační sběrnicí Profinet možné využití funkce System Redundancy S2. Pokud dojde k selhání primárního řídicího systému (PLC), může být okamžitě aktivován redundantní I/O systém (PLC). Samozřejmostí je funkce Fast Start Up pro rychlý start jednotky do 500 ms.
Nové typy modulů pro bezdrátovou komunikaci Bezdrátová komunikace pro řadu EX600 je již zaběhnutým standardem, nyní společnost SMC přináší další rozšíření. Toto rozšíření přichází v podobě kompaktních vzdálených modulů EX600-W. Aktuálně jsou přístupné vzdálené moduly pro digitální vstupy a výstupy. Dalším krokem bude vzdálený modul IO-Link master. Pokud porovnáme kompaktní modul s klasickým modulárním řešením pro EX600-W, získáme až o 86 % menší zástavbové rozměry. Hmotnost je oproti modulárnímu provedení snížena o 87 %. Moduly jsou konstruovány ve dvojím provedení. Jedno disponuje připravenými kabely s konektory M12 pro dosažení vysokého stupně krytí IP67 a 16 digi- tálními vstupy nebo výstupy. Druhé provedení je dodáváno s konektory typu e-CON pro maximální šetření zástavbových rozměrů. Zde je pak krytí IP 20 a digitálních vstupů nebo digitálních výstupů je 8. Kompaktní EX600- -W zachovávají všechny funkce, jako je tomu u modulárního provedení. S dalšími typy bezdrátových komunikačních jednotek a modulů s novými funkcemi je možné stavět vysoce funkční a variabilní systémy, které splní i nejnáročnější požadavky. A nesmíme zapomínat ani na to, že s pomocí nových funkcí se zvyšuje také uživatelský komfort a jednoduchost obsluhy. Což by také mělo být, a v SMC na to vždy pečlivě dbáme, jedním z nejdůležitějších principů zavádění nových technologií do provozu. /www.smc.cz/
