Публикация пресс-релизов Поиск по компании
Решения, технологии, стандарты Рынок, отрасль, люди Основы
Отменить подписку Подписка
Производители Системные интеграторы Дистрибьюторы
Продукты месяца Поиск по категории Добавить продукт
Добавить мероприятие
Добавить вакансию Специалисты по АСУ ТП, КИП Специалисты по электротехнике, энергетике Главные инженеры, технологи, электрики Менеджеры по продажам, консультанты, другое
Технические требования Публикация статей Публикация пресс-релизов Media Kit 2014
 


 

Решения, технологии, стандарты - статьи Ua.Automation.com

Система розширення для контролерів PLCnext, що підключається з лівого боку

Система розширення для контролерів PLCnext, що підключається з лівого боку
Олександр Япс, M.Sc., співробітник відділу систем керування, Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont
 
Переклад: Артур Коробов, продукт менеджер, ТОВ «Фенікс Контакт», Україна
 
Наприкінці  2017 року Phoenix Contact запустив першу на ринку систему керування з відкритою архітектурою, і, таким чином, задав тренд. Звільнені від обмежень відомих стандартів, навіть складні додатки тепер можуть бути реалізовані простими інструментами.  Ці апаратні та програмні засоби включають модулі розширення, що підключаються зліва для  контролерів PLCnext.
 
Використовуючи це засоби, кожне завдання проекту може бути реалізовано за допомогою відповідного інструменту. Для додатків які виконують функції керування/регулювання, наприклад, використовується Matlab/Simulink, візуалізації пишуться на JS і записані дані зберігаються в Proficloud.  Частини проекту написані різними засобами потім можуть бути об'єднані в інженерному  інструменті PLCnext Engineer  без необхідності розробника турбуватися про детермінізм і роботу в режимі реального часу. Все це за допомогою прошивки PLCnext. Однак, мета відкритої системи керування не продумана до кінця з відкритою архітектурою прошивки: в 2019 році Phoenix Contact представив гнучке розширення контролерів системою модулів розширення, що підключаються зліва.  Незалежно від пропозиції відповідного програмного рішення, тепер доступне апаратне забезпечення з багатьма ступенями свободи.
 
В останні роки на контролер були перенесені додаткові завдання, і тепер він повинен робити набагато більше, ніж введення, обробка і виведення даних. Тому межі класичних систем керування були швидко досягнуті. Завдяки індивідуальності операційних систем реального часу розширення  PLC за межами системи виконання виявляється складним і дорогим.  Крім того, такий крок може мати непередбачуваний вплив на систему реального часу. Але це може бути простішим: відкрита система керування Phoenix Contact складається з автономних компонентів, які зв'язуються між собою тільки за допомогою визначених інтерфейсів. Це полегшує оцінку впливів та швидшу інтеграцію нових функцій – незалежно від того, чи повинні функції працювати в режимі реального часу чи ні.  
 
 
Обмін даними по шині PCIe
 
У швидкоплинному світі практично неможливо наростити експертні знання в усіх областях автоматизації. Крім того, період «напіврозпаду» ІТ ноу-хау становить менше двох років. На цьому тлі системи керування повинні швидко адаптуватися до мінливих рамкових умов і полегшити включення в них експертних знань. За допомогою  PLCnext Technology, Phoenix Contact розробив екосистему, яка, крім контролерів, включає  інженерне середовище PLCnext Engineer, відкритий онлайн-маркетплейс PLCnext Store, обмін досвідом у спільноті PLCnext та хмарне середовище Proficloud. 
 
У портфоліо ПЛК входять пристрої різних класів продуктивності. Як підкатегорія контролерів PLCnext, система розширень, що підключаються зліва, дозволяє розширити ПЛК в конструктиві Axioline функціями, які вона ще не включає.  Система модулів, що підключаються зліва має модулі, які можуть використовуватися тільки спільно з відповідними ПЛК, вони всі обмінюються даними через PCIe. У лівій частині контролера  для з’єднання з шиною PCIe використовується спеціальний роз’єм. Захист на шинному адаптері гарантує, що спеціаліст правильно підключить модулі розширення. Кількість з'єднуваних модулів розширення обмежена фізичними межами ПЛК і шини PCIe (мал. 1).
 
 
Мал. 1. Система розширень, що підключаються зліва в  екосистемі  PLCnext Technology
 
 
Руйнуючи фізичні обмеження
 
Система модулів розширення, що підключаються зліва, може  експлуатуватися тільки з  контролерами PLCnext AXC F 2152 і AXC F 3152. AXC F 2152 має інтерфейс PCIe Gen1. Це обмежує кількість пристроїв, які можуть бути підключені одночасно, і пропускну здатність максимум до 2 Гбіт/с. В AXC F 3152 інтерфейс PCIe Gen2 з двома лініями, це обмежує кількість під'єднуваних модулів двома, а максимальну пропускну здатність - 4 Гбіт/с на лінію.  При цьому не має значення, яку функцію виконують модулі і в якому порядку вони підключені. Можливості розширення PLCnext модулями, що підключаються з лівого боку на перший погляд здаються не безмежними, якби не було модуля AXC F XT EXP (мал. 2).
 

Мал. 2. Модуль розширення AXC F XT EXP з модулем шини

 
Модуль розширення шини AXC F XT EXP діє як перемикач PCIe, який знімає обмеження на максимальну  кількість модулів, які можна підключити до контролера зліва. Замість модуля, який можна з'єднати з AXC F 2152,  AXC F XT EXP тепер можна використовувати для підключення  трьох додаткових модулів  розширення – і це з повною пропускною здатністю шини. AXC F 3152 може бути доповнений навіть чотирма розширеннями. Таким чином, немає меж гнучкості контролерів PLCnext. Як саме працює модуль AXC F XT EXP? Одна лінія PCIe, яка виводиться з контролера AXC F 2152 з лівого боку, з'єднана з AXC F XT EXP, який обробляє сигнал і направляє його на перемикач PCIe. Потім перемикач перетворює одну смугу PCIe на три нові смуги PCIe. Вони передислоковані в ліву сторону AXC F XT EXP. Відповідний шинний модуль встановлюється в AXC F XT EXP. Він забезпечує подачу першої лінії PCIe на наступний модуль розширення. Дві інші лінії доступні для інших модулів розширення.
 
 
Модулі з широким спектром функцій
 
Поточне портфоліо модулів розширення включає в себе всі важливі функції.  Спектр застосувань модуля AXC F XT EXP вже  описаний.  Модуль AXC F XT ETH 1TX забезпечує інтерфейс Ethernet. Окрема MAC-адреса в пристрої дозволяє користувачеві фізично встановити повністю окремі мережі. Ця особливість відіграє головну роль в ІТ-безпеці системи, адже один контролер може використовуватися в двох різних мережах. 
 
Модуль розширення AXC F XT IB - це мастер Interbus, який можна використовувати для запуску існуючих систем. Крім того, існуючі програми для протоколу Interbus можна  модернізувати, щоб скористатися новими функціями архітектури PLCnext. Модуль розширення AXC F XT PB служить повноцінним мастером Profibus, до якого можна підключити до 125 пристроїв Profibus. Модуль комунікує як циклічно (DP V0), так і ациклічно (DP V1).
 
Модуль розширення AXC F XT SPLC 1000 працює як контролер безпеки, який  виконує завдання, пов'язані з безпекою. Через  модуль в мережу можна  інтегрувати до 32 пристроїв Profisafe. Інженерія AXC F XT SPLC 1000 повністю інтегрована в  інструмент PLCnext Engineer, спрощуючи програмування. Якщо 32 пристроїв Profisafe недостатньо, користувачам доступний наступний, більш потужний, контролер безпеки, AXC F XT SPLC 3000. До цього модуля розширення можна підключити максимум 300 пристроїв Profisafe. Обидва контролери безпеки забезпечують рівень безпеки 3 (SIL 3). Оскільки в модулі розширення AXC F XT SPLC 3000 також використовується PLCnext Engineer, відповідні для безпеки функції можна вперше написати на мові програмування С, прискоривши розробку додатків (мал. 3).
 
 

Мал. 3. ПЛК PLCnext AXC F 2152 з лівостороннім  модулем розширення безпеки AXC F XT SPLC 1000

 
Модуль розширення AXC F XT ML 1000 був розроблений для використання штучного інтелекту. У нього входить блок обробки тензорів (ТПУ), який виконує роль апаратного прискорювача. Це необхідно, оскільки  програми машинного навчання є обчислювально інтенсивними і повністю використовують процесорну систему на контролері.  Використовуючи  AXC F XT ML 1000, операції машинного навчання передаються на «аутсорс» через високошвидкісний інтерфейс, і контролер отримує лише ті результати, на які він може реагувати належним чином. Нарешті, модуль розширення AXC F XT SSD бере на себе функцію пристрою зберігання даних. Його розмір пам'яті можна налаштувати в процесі замовлення. AXC F XT SSD в основному використовується в додатках для зберігання даних (мал. 4).
 
 
 Мал. 4. За допомогою керування на основі штучного інтелекту робочі процеси можна автоматизувати

Рішення для сучасного швидкоплинного світу
 
Спектр застосування модулів розширення є різноманітним. Якщо основна увага застосунку зосереджена на підключенні,  менший контролер є гарним вибором для планування проекту.  Вже існуючі, працюючі системи можна модернізувати так, щоб вони відповідали сучасному стану. У поєднанні з контролером PLCnext AXC F 2152 модуль AXC F XT ETH 1TX часто використовується для розділення двох мереж всередині системи для задоволення вимог кібербезпеки.  Модуль розширення безпеки AXC F XT SPLC 1000 може бути використаний, наприклад, для автоматизації комірки робота, в яку повинні бути інтегровані світлові бар'єри, що відповідають за безпеку, двері безпеки і кнопки аварійної зупинки.   
 
Як компонент екосистеми  PLCnext Technology, система розширень, що підключаються зліва, забезпечує правильне рішення майже для кожного додатка. З точки зору відкритості та гнучкості, жодне бажання не залишається невиконаним.  Загалом, модулі розширення виявляються інноваційним рішенням у швидкоплинні часи.