Jste zde

Mobilní řídicí jednotky / PLC B&R řady X90

Antonín Vojáček, 7. Prosinec 2023 - 7:46

Jak řídit aplikace a realizovat moderní automatizaci s komunikačními sběrnicemi v náročném venkovním prostředí, těžkém a velmi znečištěném průmyslu a různých typech mobilních strojů a vozidel? Jednotky B&R řady X90 jsou pro tyto účely přímo určeny a vyvinuty.

Systém B&R X90

Mobilní systém X90 je řada odolných jednotek v průmyslovém designu, která není pouze vzdáleným I/O systémem, ale může zastávat i kompletní systém řízení. K dispozici jsou varianty zaměřené na různé typy aplikací, pro které jsou volně konfigurovány.

Mobilní produktová řada X90 tak nabízí škálovatelné řešení automatizace, která může být základem jak pro velmi jednoduché tak i vysoce výkonné decentralizované požadavky. Robustní pouzdro je z tlakově litého hliníku s všestranným krytím IP69K, používá se také jako chladič pro výkonové výstupy a umožňuje použití v provozních teplotách v rozmezí -40 až +85 °C. Pro širokou škálu úloh jsou k dispozici různé typy analogových a digitálních vstupů a výstupů a zejména široká podpora různých komunikačních rozhraní. Základem všech jednotek je konfigurovatelný modul rozhraní CANopen pro správu senzorů a aktuátorů a rozhraní průmyslového ethernetu EtherNet/IP pro snadné napojení na nadřazené systémy. Pro decentralizované sítě lze navíc CAN sběrnici i flexibilně kombinovat s rychlým ethernetovým protokolem POWERLINK.

Varianta X90 Safety je pak vybavena systémem bezpečného ovládání známým také jako SafeLOGIC kontrolér, který může paralelně využívat multifunkční vstupy/výstupy a splňuje bezpečnostní požadavky až do úrovně SIL 2. Komunikační standard openSAFETY navíc poskytuje základ pro bezpečný přenos dat, který splňuje požadavky až do úrovně PL e.

Mechanická konstrukce

Konstrukce hliníkových horních a spodních dílů krytu zajišťuje optimální využití ve všech oblastech mobilní automatizace. Robustní konstrukce s krytím IP69k, optimální EMC ochrana a modulární konstrukce zaručují stabilitu požadovanou v průmyslu a jsou předpokladem pro snadnou instalaci a demontáž mobilního systému X90 i v náročných provozních podmínkách. Pro připevnění slouží 4 masivní otvory vhodné pro šrouby M6. Všechna zařízení lze na přání dodat s na míru vytvořenými štítky, například s logem společnosti. Relativní vlhkost uvnitř krytu je kompenzována polytetrafluoretylenovou (teflonovou) membránou pro vyrovnávání tlaku, která zabraňuje pronikání vody, ale přitom umožňuje difúzi par.

Hardwarová výbava & komunikační rozhraní

Řada regulátorů X90 pokrývá širokou škálu požadavků – od standardních aplikací až po ty nejnáročnější aplikace s nejvyššími požadavky na výkon. Jádrem jsou CPU ARM Cortex A9-300 nebo A9-650 doplněné 256 nebo 512 MB DDR3 RAM, 16 nebo 32 kB FRAM, 512 MB nebo 1 GB Flash paměti jako úložiště pro ukládání dat a programů. Efektivně lze využít doby cyklu až 400 μs.

Z pohledu komunikace jednotky s okolím jsou standardním vybavením vždy CAN bus, Ethernet a USB rozhraní. Připojení ke klasickým sběrnicím a sítím nebo USB zařízením je tedy možné bez dalších nákladů. Kromě toho může mít každá jednotka i rozhraní POWERLINK pro rychlou datovou komunikaci v reálném čase nebo LIN sběrnici pro mobilní řídicí systémy.

Sortiment komunikačních rozhraní, které lze mít integrované v jednotkách X90, tedy zahrnuje:

POWERLINK - sběrnice POWERLINK nabízí možnosti komunikace v reálném čase a přenosová rychlost 100 Mbit/s a přesnost synchronizace ±100 ns umožňují kombinovat i ty nejnáročnější úkoly v oblasti řídicí techniky, robotiky, CNC a řízení pohybu v jediné síti.
EtherNet/IP - komunikace EtherNet/IP, tedy průmyslová verze klasického Ethernetu, umožňuje na základě základních protokolů TCP/IP TCP a UDP poskytnout snadnou komunikační kontinuitu mezi firemní sítí a řízeným zařízením, linkou či aplikací.
CANopen- sběrnice CANopen obecně charakterizuje vysoká odolnost proti rušení, vysokorychlostní přenos dat, snadné použití a deterministické chování v reálném čase. Z těchto důvodů se stále těší poměrně velké popularitě v mobilních aplikacích i strojírenství. CAN je ideální fieldbus pro aplikace se spravovatelným počtem vzdálených I/O uzlů a několika osami.
LIN- Local Interconnect Network je sériový komunikační systém pro síťové senzory a akční členy používané především při konstrukci vozidel. Umožňuje nákladově efektivní komunikaci v jednoduchých aplikacích, které nevyžadují širokou šířku pásma nebo všestrannost jiných systémů fieldbus.

Přestože většinu požadavků pokrývá standardní výbava ovladačů, jsou k dispozici i až 4 víceúčelové sloty pro přídavná rozhraní a také různě kombinované vstupní a výstupní moduly. Ty jsou během výrobního procesu trvale připojeny k základní desce, aby byly splněny vysoké nároky na odolnost proti povětrnostním podmínkám a otřesům.

Takto lze splnit téměř všechny požadavky moderního automatizačního systému pro užitková vozidla a mobilní automatizaci, což eliminuje potřebu vývoje na míru.

Softwarová výbava - B&R Automation Studio

Jediný programovací nástroj potřebný pro všechny varianty jednotek X90 je B&R Automation Studio. Lze jej použít k vytvoření aplikačního softwaru ve všech relevantních jazycích standardu IEC 61131-3 a také v jazyce C. Integrované funkce HMI, NC a Soft CNC nebo technologie webových serverů umožňují dobře realizovat prostředky řízení různých pohonů a vizualizace.

Navíc vestavěný parametrizační čip modulu X90 obsahuje jak typ modulu, tak i sériové číslo, funkčnost a číslo verze. Tyto informace jsou pak automaticky vyhodnoceny programovacím prostředím B&R Automation Studio a aplikačním programem. Tím se zabrání chybám při uvádění do provozu i při servisu. Kromě toho lze konfiguraci systému automatizovat a s podporou B&R Automation Studio využívat funkcí optimalizace mapování I/O. Do aplikačního programu jsou tak přiřazeny pouze I/O kanály, které jsou skutečně dostupné. Pokud je potřeba rozšíření, jednoduše se připojí dodatečný potřebný hardware a automaticky se změní i mapování I/O. Nezáleží tedy na tom, zda je seznam mapování I/O vytvořen ručně v B&R Automation Studio, pomocí nástrojů (např. s databází nebo tabulkovým výpočetním programem), přímo z ERP systému, nebo automaticky v aplikačním softwaru v závislosti na použitém hardwaru.

Základní parametry dostupných variant řady X90

Dostupné přídavné rozšiřující moduly

Nová jednotka B&R X90CP150

B&R letos zavádí do svého portfolia mobilních automatizačních systémů X90 nový typ CP150. Tento nový kompaktní kontrolér má nejen optimalizovanou cenu za I/O, ale je také vybaven rychlým pohotovostním režimem, díky kterému je připraven k použití ve zlomku sekundy. To umožňuje mnoha dalším aplikacím těžit z výhod integrované automatizační technologie B&R.

Jednotka X90CP150 tak rozšiřuje široké portfolio B&R jednotek IP69K pro stroje provozované v náročných prostředích, jako jsou terénní užitková vozidla a těžká technika. Vzhledem k tomu, že software je nezávislý na hardwaru, je snadné přejít na výkonnější hardware, kdykoli jsou nutné další funkce. Down-grade pro trhy citlivé na náklady je stejně snadný. Stávající software lze stále používat.

Závěr

Stále sofistikovanější mobilní aplikace, stroje a zařízení vyžadují i stále výkonnější a lépe vybavené velmi odolné řídicí jednotky. V případě výrobce B&R jeden konec spektra nabídky tvoří jednotky řady X90 až po nejnovější velmi výkonné mobilní počítače Mobile PC 3100. Nicméně i v celém tomto spektru lze vývoj, diagnostiku a uvedení do provozu zvládnout pomocí jediného softwarového nástroje.