Aktuální vydání

celé číslo

03

2024

Automatizační technika v energetice a teplárenství, úspory energie

Snímače teploty

celé číslo

Novinky v elektrických servopohonech AUMA

číslo 8-9/2005

Novinky v elektrických servopohonech AUMA

Elektrické servopohony jsou v automatizační technice důležitou komponentou pro ovládání průmyslových armatur, tj. ventilů, kohoutů, šoupátek, klapek apod.. Ve velmi široké míře se proto uplatňují zejména v energetice, teplárenství, vodohospodářství a ve veškerém zpracovatelském průmyslu. K předním dodavatelům elektrických servopohonů v České republice patří firma AUMA Riester GmbH & Co. KG, která má v Praze své zastoupení a nabízí velmi široký sortiment servopohonů pro nejrůznější použití. Pozoruhodné je, že firma neustále přichází na trh s novinkami, které sledují nejnovější trendy v průmyslové automatizaci, zejména v oblasti decentralizace, dálkového ovládání, průmyslových komunikací apod. Také letos představila firma AUMA dvě zajímavé novinky, a to možnost bezdrátového ovládání svých servopohonů přes rozhraní Bluetooth® a možnost jejich připojení k průmyslové komunikační sběrnici Foundation Fieldbus. V obou případech se předpokládá, že jde o servopohony opatřené integrovanou inteligentní ovládací jednotkou Aumatic.

Servopohony AUMA nyní také s rozhraním Bluetooth

Elektrické servopohony AUMA s integrovanou ovládací jednotkou Aumatic se nastavují a přizpůsobují podle potřeb konkrétní úlohy softwarově, volbou hodnot příslušných parametrů. Nastavit parametry při uvádění servopohonu do provozu nebo přečíst aktuální nastavení provozních parametrů servopohonu pro potřeby servisu anebo údržby lze v zásadě dvojím způsobem:

  • s podporou menu při použití displeje a tlačítek na ovládacím panelu servopohonu,
  • při použití parametrizačního programu COM-AC na PC.

Program COM-AC (dodávaný na přání zdarma) umožňuje uživateli nastavit všechny parametry servopohonu pohodlně v režimu off-line a potom je v místě instalace přenést do servopohonu. Parametrizační program také dovoluje přečíst všechny aktuální parametry servopohonu či uložit všechna nastavení do databáze pro případné další použití.

Při zadávání parametrů do servopohonu bylo doposud nutné přenosný parametrizační počítač připojit k servopohonu kabelem, což je mnohdy obtížné a často i nemožné. Velmi pohodlné řešení však nyní nabízí bezdrátové připojení počítače k servopohonu s využitím rozhraní Bluetooth podle standardu IEEE 802.15.1, které se v poslední době stále častěji používá pro bezdrátové spojení elektronických přístrojů. Výhody, které uživateli přináší použití bezdrátového rozhraní Bluetooth, jsou zřejmé na první pohled:

  • není zapotřebí propojovací kabel,

  • uživateli je zaručen snadný a pohodlný přístup ke všem provozním datům servopohonu i v obtížných prostorových podmínkách,

  • k parametrizaci lze použít dobře ovladatelná kapesní PC (PDA), která jsou nyní k dispozici také v průmyslovém provedení se stupněm krytí IP65 či pro provoz v prostředí s nebezpečím výbuchu,

  • pro nastavování parametrů servopohonu, ovládání servopohonu, popř. odečítání jeho provozních dat je k dispozici velmi přehledné grafické uživatelské rozhraní.

Podmínkou je, aby všechny zúčastněné přístroje, tedy jak servopohony, tak i parametrizační počítač (laptop nebo PDA), byly vybaveny standardním rozhraním Bluetooth. Pracovní postup je potom takový, že parametrizační počítač nejprve zjistí, které přístroje s rozhraním Bluetooth jsou v jeho okolí (v dosahu asi 10 m) připraveny pro příjem a automaticky je zařadí do seznamu přístrojů schopných komunikovat (obr. 1). Elektrické servopohony AUMA jsou v seznamu označeny heslem Aumatic AC a sériovým výrobním číslem, popř. číselným kódem zvoleným uživatelem. Z tohoto seznamu si uživatel vybere servopohon, s kterým chce komunikovat. Po navázání spojení s vybraným servopohonem se na jeho ovládacím panelu rozsvítí příslušná indikační LED a po zadání hesla získá parametrizační software COM-AC přístup k parametrům servopohonu a popř. oprávnění je měnit.

Obr. 1.

Obr. 1. Bezdrátové nastavování a ovládání servopohonů AUMA prostřednictvím rozhraní Bluetooth

V porovnání se standardním připojením parametrizačního počítače kabelem nedochází při bezdrátovém připojení k žádnému omezení funkcí. Aktuální provozní parametry (data) servopohonu je možné odečítat v libovolné poloze voliče funkce na ovládacím panelu servopohonu. Je-li volič funkce v poloze místně, lze z parametrizačního počítače ovládat základní funkce servopohonu. Avšak nastavovat a měnit parametry servopohonu je možné pouze při voliči funkce v poloze O.

Elektrické servopohony s rozhraním pro sběrnici Foundation Fieldbus

Pro výměnu dat mezi automatizačními systémy a provozními přístroji se v současné době stále častěji používají sériové průmyslové komunikační sběrnice. Mnoha úspěšnými řešeními bylo jednoznačně prokázáno, že použitím sběrnicové techniky lze v porovnáním s klasickým technickým řešením dosáhnout na kabelových rozvodech a při uvádění do provozu a při údržbě úspory nákladů ve výši až 40 %. Pro přenos všech důležitých údajů, jako vstupních a výstupních technologických dat, hodnot konfiguračních parametrů i diagnostických dat provozních přístrojů, přitom stačí pouze dva vodiče. Zatímco v minulosti se často používaly mezi sebou nekompatibilní průmyslové sběrnice různých výrobců, dnes se používají téměř výhradně otevřené, standardizované systémy. Tím se uživatel stává nezávislým na jednotlivých dodavatelích a může si z široké nabídky vybrat nejlepší a cenově nejvýhodnější výrobek. Firma AUMA tento trend podporuje a již několik let vybavuje své elektrické servopohony s integrovanou ovládací jednotkou Aumatic rozhraním pro připojení na průmyslové sběrnice Profibus-DP nebo Modbus, které se úspěšně používají zejména v Německu.

Od začátku letošního roku se elektrické servopohony AUMA dodávají také s rozhraním pro sběrnici Foundation Fieldbus (FF), která vznikla především z iniciativy sdružení Fieldbus Foundation [1] a patří k nejprogresivnějším svého druhu na světě. V časopise Automa o ní bylo již hodně napsáno [2], a tak stačí jen připomenout, že je to plně digitální sběrnice umožňující obousměrnou komunikaci a propojující provozní přístroje různých výrobců do jediné průmyslové komunikační sítě, v níž lze přenést provádění řídících algoritmů až na provozní úroveň. Základní myšlenkou sběrnice FF je oprostit se od klasické hierarchie master/slave, rozdělit činnost automatizačního systému na všechny zúčastněné komponenty a umožnit tak vytvářet skutečně distribuované systémy řízení. Data se nevyměňují dvoustranně mezi provozním přístrojem (slave) a řídicí jednotkou (master), nýbrž jsou k dispozici principiálně všem účastníkům připojeným ke sběrnici. Časový průběh datové komunikace po sběrnici řídí deterministický centralizovaný řadič LAS (Link Active Scheduler), který řídí přenosy dat s milisekundovou přesností a může pracovat v kterémkoliv zařízení připojeném ke sběrnici. Specifikem FF jsou funkční bloky (softwarové moduly) definované tak, aby bylo zajištěno jednotné vykonávání základních řídících činností a nezbytná interoperabilita provozních přístrojů. Výrobci provozních přístrojů musí zajistit dodržení příslušných specifikací, které je rozhodující k tomu, aby jejich přístroje získaly oprávnění (certifikaci) pro připojení ke sběrnici FF.

Obr. 2.

Obr. 2. Topologie sběrnice FF H1/HSE s připojenými servopohony AUMA: HSE – rychlá sběrnice pro spojení s řídicí úrovní, H1 – pomalejší sběrnice na provozní úrovni, VPC – řídicí počítač ve velínu, LD – spojovací zařízení, JB – připojovací jednotka, LAS – servopohon s funkcí řadiče sběrnice H1, SP – servopohon v základním provedení, T – zakončení sběrnice (terminátor), PP – provozní přístroj

Z podnětu sdružení Fieldbus Foundation postupně vznikly dvě verze sběrnice FF – pomalejší H1 a rychlá HSE (High Speed Ethernet). Standard HSE specifikuje, jak má sběrnicová komunikaci na síti Ethernet probíhat, aby bylo možné přednosti sítě Ethernet využívat také v průmyslu. Rozhraní mezi sběrnicí HSE a pomalejší sběrnicí H1, která je instalována na nejnižší provozní úrovni, tvoří spojovací zařízení (Linking Device – LD). Přestože přednostní topologií sítě je sběrnice, s vhodnými připojovacími jednotkami (Junction Box – JB) je možné realizovat také stromové, hvězdicové nebo smíšené struktury (obr. 2). Segment sběrnice H1 je tvořen krouceným párem vodičů, propojujícím celkem až 32 zařízení, včetně provozních přístrojů (snímačů, akčních členů a servopohonů) a hostitelských počítačů. Bez použití opakovačů může být délka jednoho segmentu sběrnice H1 až 1 900 m, se čtyřmi opakovači lze překlenout vzdálenost až 9,5 km. Veškerá data v tomto segmentu jsou přenášena rychlostí až 31,25 kHz pod dohledem řadiče LAS a jen s jeho souhlasem, protože data může na sběrnici vysílat vždy jen jedno zařízení. Ke sběrnici H1 lze připojit v zásadě dva typy zařízení: řídicí (link master), schopné vykonávat funkci řadiče LAS, a základní (basic device), které funkci řadiče LAS schopné vykonávat není.

Otočné servopohony AUMA řady SA/SAR a kyvné servopohony řady SG/SGR s ovládací jednotkou Aumatic ve standardním provedení i v provedení pro provoz v prostředí s nebezpečím výbuchu lze nyní dodat také s rozhraním pro sběrnici FF a s integrovanými funkčními bloky zajišťujícími základní funkce, např. pro ovládání jízdy servopohonu. Navíc jsou některé přídavné funkce ovládací jednotky Aumatic realizovány shodnými funkčními bloky sběrnice FF. Elektrické servopohony AUMA s rozhraním FF jsou certifikovány jako řídicí zařízení (typu link master), a mohou proto plnit i funkci řadiče sběrnice. K segmentu sběrnice H1 mohou připojit nebo od sběrnice odpojit pomocí jejich typického kulatého konektoru, aniž by byla narušena komunikace po sběrnici. Každý segment sběrnice H1 musí být na nejvzdálenějším konci příslušně elektricky zakončen. U standardních elektrických servopohonů lze k tomu použít zakončovací rezistory sběrnice vestavěné v servopohonu, ale u servopohonů pro provoz v prostředí s nebezpečím výbuchu je nutné vždy použít speciální externí zakončovací rezistory.

Podrobné technické a obchodní informace o novinkách zmíněných v článku i o všech elektrických otočných a kyvných servopohonech standardně dodávaných firmou AUMA, o jejich bohatém příslušenství i nabízených službách poskytnou zájemcům pracovníci firmy AUMA Servopohony s. r. o. na MSV v Brně ve své expozici v pavilonu G, popř. na internetové adrese http://www.auma.com

Ing. Karel Kabeš

Literatura:
[1] BRONEC, P. – HANZÁLEK, Z.: Profibus Foundation Fieldbus: konkurenti v oblasti průmyslových sběrnic. Automa, 2000, roč. 6, č. 2, s. 41–43.
[2] BARTOŠÍK, P.: Sdružení Fieldbus Foundation oslavilo desáté výročí svého založení. Automa, 2004, roč. 10, č. 7, s. 40–41.
[3] Firemní materiály. AUMA, 2005.