Aktuální vydání

celé číslo

08

2020

Mozaika novinek a informací

Restart ekonomiky

celé číslo

WAGO-I/O-SYSTEM, kudy dál?

Automa 3/2001

Ing. Ondřej Dolejš

WAGO-I/O-SYSTEM, kudy dál?

V posledních letech se trh průmyslových sběrnic až překotně rozvíjí. Firma WAGO stále aktivně sleduje tuto oblast trhu a samozřejmě si klade otázku: „Quo vadis?“ Odpověď: WAGO zůstává na trhu komponent pro průmyslové sběrnice se zaměřením na otevřené systémy. Hlavní sídlo firmy v německém Mindenu rozhodlo o dalších velkých investicích do této oblasti. V následujících odstavcích je představena aktuální nabídka firmy v této oblasti i nově vyvíjené produkty.

Obr. 1.

WAGO-I/O-SYSTEM 750 – modulární koncepce
Firma WAGO, první výrobce bezšroubových svorek ve světě (svorky pro desky plošných spojů, řadové svorky atd. pro průřez vodiče od 0,08 do 95 mm2), uvedla v roce 1995 pod názvem WAGO-I/O-SYSTEM 750 na trh distribuovaný systém vstupů/výstupů (I/O), který umožňuje připojit širokou škálu senzorů a akčních členů a nezávisle volit způsob komunikace pomocí různých průmyslových sběrnic. Tento celosvětově úspěšný produkt pro automatizační techniku se od roku 1997 prodává, zásluhou místního zastoupení firmy WAGO, také v ČR, a to se stále rostoucím obratem. Je tedy bezpochyby zřejmé, že sériové komunikace (průmyslové sběrnice) se díky svým výhodám prosadily i u nás a nahradily zde nákladné paralelní vedení signálů k řídicím systémům. O výhodách tohoto systému se již v minulosti psalo několikrát. Je třeba zmínit skutečnost, že WAGO-I/O-SYSTEM 750 umožňuje libovolně kombinovat v jedné distribuované stanici binární a analogové I/O moduly s různými napěťovými úrovněmi (5 V, 24 V, 48 V, 120 až 250 V). Navíc je možné ke stanici připojit moduly se speciálními funkcemi (RS-232, RS-485, SSI atd.). Existují analogové moduly pro připojení unifikovaných signálů (0/4 až 20 mA, ±10 V, 0 až 10 V) i pro přímé připojení odporového čidla teploty (Pt100, Pt1000, Ni100, Ni1000 apod.) a moduly pro termoelektrické články. Sestava I/O modulů vytvořená podle konkrétních požadavků aplikace je pro všechny průmyslové sběrnice stejná. Vhodný komunikační modul může zákazník určit až na závěr. Komunikační moduly jsou nyní vyráběny pro sběrnice Profibus-DP/FMS, Interbus, DeviceNet, LON, Modbus, CANopen, CAL, SDS, II/O-Lightbus a Ethernet. Nezávislé připojení I/O signálů zaručuje i možnost výměny komunikačních modulů při přechodu na jiný komunikační standard, ať již v podobě nyní používané či v budoucnosti nově vyvinuté sběrnice.

WAGO-I/O-SYSTEM 752 – kompaktní I/O moduly
Řada 752 je cenově a prostorově výhodným doplňkem řady 750. Kompaktní moduly nabízejí šestnáct binárních vstupů (24 V DC) a šestnáct binárních výstupů (24 V DC/0,5A) při šířce modulu jen 155 mm (na liště DIN 35). Úplný I/O modul je tvořen základním modulem (Basis-Modul) a modulem elektroniky (Electronic-Modul). Do základního modulu, který je bez elektroniky, jsou zavedeny vodiče z technologie a modul elektroniky je do základního modulu vsazen. Modul elektroniky se stará o komunikaci s nadřazeným systémem a o úpravu vstupních a výstupních signálů. Toto uspořádání umožňuje modul elektroniky při poruše vyměnit bez odpojování a opětného připojování vstupů a výstupů z technologie, takže přitom nemohou být zaměněny. Napájení výstupu může být chráněno vždy po skupinách (8 bitů) a každý výstup je odolný proti zkratu. Informace o zkratu je zobrazena na zařízení a přenášena do řídicího systému. Po odstranění zkratu se výstup automaticky zotaví a spustí další činnost.

WAGO-I/O-SYSTEM 755 – kompaktní I/O moduly s krytím IP67
V důsledku zástavby I/O modulů co možná nejblíže k technologii dochází k tomu, že již nezbývá místo pro instalaci ochranných skříní obstarávajících potřebný stupeň krytí před nepřízní okolí. Řada 755 rozšiřuje řadu 750 (krytí IP20) o kompaktní I/O moduly s krytím IP67. Odolný I/O modul je dále nedělitelný a obsahuje vždy pevný počet vstupů a výstupů, připojovaných pomocí standardních konektorů M12 pro připojení senzorů a akčních členů. Pro průmyslovou sběrnici a napájení se nabízí také pevné mechanické připojení. V současné době se odolné moduly dodávají pro průmyslové sběrnice Profibus-DP, Interbus a DeviceNet. Firma WAGO k tomuto systému I/O modulů dodává řadu komponent pro připojení senzorů, akčních členů, napájení a průmyslové sběrnice (konektory, kabely, záslepky atd.). Rozměry a připevňovací otvory jsou u všech modulů identické, aby je bylo možné v budoucnosti mezi sebou měnit.

Obr. 2.

Průmyslové sběrnice do PC
Trend k otevřeným počítačovým systémům v automatizační technice podporuje firma WAGO širokou nabídkou kart do PC. Komunikační karty s průmyslovými sběrnicemi jsou nyní dodávány (s rozhraním ISA nebo PCI a ve formátu PC104) jako řídicí (master) karty pro průmyslové sběrnice Profibus-DP, Interbus, CANopen a DeviceNet. Výhodou tohoto řešení je jednotné rozhraní OPC (OLE for Process Control) pro aplikace (softPLC, systémy SCADA a jiné klienty OPC). V jednom počítači mohou být umístěny až čtyři karty. Celou síť lze sestavit pomocí softwaru WAGO-NETCON. Tyto karty může používat dále popsaný software WAGO-I/O-PRO pro vzdálené programování komunikačního modulu (PFC).

Nové úkoly, nová řešení
Nové moduly I/O pro řadu 750 jsou často vyvíjeny na přání zákazníka, a to s přímo zakomponovanými speciálními funkcemi. Tím se usnadní připojení speciálních zařízení.

Jedním z příkladů takové spolupráce je impulsní rozhraní pro připojení magnetostrikčních senzorů vzdálenosti, které nabízí např. německá firma Gebhard Balluff GmbH & Co (obr. 2). Tyto senzory vzdálenosti měří velmi přesně absolutní polohu. Společným řešením tedy je velice elegantní způsob připojení těchto senzorů k řídicím systémům.

Jiným příkladem společného vývoje je způsob připojení pneumatických ventilů. Přestože pneumatické ventily firma WAGO nevyrábí, lze je k WAGO-I/O-SYSTEM 750 připojit: zařízení pro připojení ventilů firmy Bürket GmbH&Co KG je vybaveno rozhraním uzpůsobeným pro I/O systém firmy WAGO. Není tedy zapotřebí externí adaptér a elektrické i pneumatické vstupy a výstupy jsou připojeny ke stejnému komunikačnímu modulu (s velkým výběrem sběrnic).

Nové trendy – programovatelné komunikační moduly
Rozšíření řady WAGO-I/O-SYSTEM 750 o programovatelné komunikační moduly (Programmable Fieldbus Controller – PFC) v minulém roce je důkazem dalších investic firmy WAGO do této části techniky. Modul PFC je vlastně malý programovatelný automat (Programmable Logic Controller – PLC), který řídí připojené I/O, a navíc může komunikovat s nadřazeným systémem. Programuje se pomocí softwaru WAGO-I/O-PRO, který odpovídá standardu IEC 61131-3 jako mezinárodní normě pro programování PLC. Tento software (obr. 3) je určen pro operační systém Windows 95/98/NT. Z normy IEC 61131-3 je implementováno všech pět programovacích jazyků: seznam instrukcí (Instruction List – IL), jazyk kontaktních schémat (Ladder Diagram – LD), jazyk funkčních bloků (Function Block Diagram – FBD), strukturovaný text (Structured Text – ST, obdoba jazyka Pascal) a jazyk SFC (Sequential Function Chart), založený na jazyku Grafcet (stav, přechod, stav…). Software WAGO-I/O-PRO umožňuje on-line monitorování v kódu, simulaci, vizualizaci a automatickou deklaraci proměnných. Simulace, kterou se zde rozumí možnost spouštět napsané programy bez nutnosti fyzického propojení s PFC, dovoluje odladit program v kancelářském prostředí bez přítomnosti hardwaru (PFC, I/O moduly, napájecí zdroj, propojovací kabel). Integrované funkce pro ladění (debugging) programu, jako je volba kontrolních bodů (breakpoint) a provedení jednoho kroku nebo cyklu programu, usnadňují hledání chyb v programu.

Obr. 3.

Uplatnění nachází PFC v distribuovaných řídicích systémech jako samostatný řídicí systém. V prvním případě jde o uvedení technologie do bezpečného stavu při přerušení komunikace s nadřazeným systémem, o lokální řízení a popř. předzpracování dat. Výsledné zmenšení objemu přenášených dat má za následek odlehčení komunikačních cest a zrychlení odezvy celého řídicího systému. Ve druhém případě je možné použít programovatelný komunikační modul jako samostatné PLC, u kterého je v rezervě nepoužité komunikační rozhraní. Programuje se buď přes diagnostické rozhraní RS-232, nebo prostřednictvím průmyslové sběrnice (na dálku).

Programovatelný komunikační modul může nahradit komunikační moduly v již existujících aplikacích řady WAGO-I/O-SYSTEM 750. Je to dáno jeho plnou kompatibilitou s touto řadou. Zde se ukazují výhody celého řešení, kdy I/O moduly zůstávají stejné a vymění se jen komunikační modul. Také cenové relace jsou překvapivě příjemné.

Nové trendy – Ethernet
Nové komunikační moduly byly vyvinuty pro připojení zdrojů technologických dat přímo k Ethernetu. Jde tedy o propojení té nejnižší úrovně řízení se světem informačních technologií. Komunikační modul pro Ethernet (obr. 2.) má implementovány celkem tři protokoly:

  • Bootp pro nastavení IP adresy,
  • známý http, umožňující zobrazovat data pomocí standardních prohlížečů (Explorer, Netscape atd.),
  • Modbus/TCP pro řízení na dálku.

Po nastavení IP adresy pomocí protokolu Bootp je možné se na technologické údaje podívat odkudkoliv ze světa, podmínkou je jen připojení k internetu. Jde tedy o velmi laciný přenos dat na velké vzdálenosti (v porovnání s telefonickým vytáčeným, popř. rádiovým spojením). Programovatelný komunikační modul pro Ethernet je ohlášen na první polovinu tohoto roku. O jeho programování a dalších vlastnostech bylo pojednáno v předcházejícím textu.

Závěr
V článku je podána stručná informace o produktech firmy WAGO v oblasti komponent pro průmyslové sběrnice. Popsaná nabídka je současně důkazem investic firmy do tohoto segmentu trhu, které jsou pro zákazníka zárukou pokračování výroby i vývoje, a tím i ochrany jím vynaložených prostředků. Další informace bude možné získat v expozici firmy WAGO na veletrhu AMPER 2001 na pražském Výstavišti v levém křídle Průmyslového paláce ve stánku A71 (stejné umístění jako loni).

WAGO Elektro s. r. o.
Nad Lesem 21, 147 00 Praha 4
tel.: 02/61 09 01 43
fax: 02/61 09 01 44
e-mail: ondrej.dolejs@wago.com