Budowa i przeznaczenie kontrolerów PACSystems RSTi-EP
Kurs programowania PACSystems RSTi-EP CPE200 (odc. 1)

Witaj w pierwszym odcinku kursu programowania kontrolera PACSysytem RSTi-EP CPE200!

W ramach naszego kursu poznasz kontroler PACSystem RSTi-EP oraz układy RSTi-EP I/O, ale przede wszystkim dowiesz się, jak poruszać się w środowisku narzędziowym PAC Machine Edition (PME) i tworzyć programy dla kontrolera.

Przechodząc ten kurs nauczysz się krok po kroku jak korzystać z tego środowiska oraz jak dokonać konfiguracji oraz jak zaprogramować kontroler PACSystem RSTi-EP. Kurs składa się z 11 odcinków zasadniczych i dwóch dodatkowych.

Pracę z samym sterownikiem zaczynamy praktycznie od samego początku, dlatego wskazane jest wykorzystanie rzeczywistego urządzenia. PAC Machine Edition w obecnej wersji nie jest jeszcze wyposażony w symulator, pozwalający na testowanie przygotowanego programu bez konieczności podłączenia fizycznego sterownika PLC.

Posiadanie sterownika daje uczestnikowi kursu dodatkowe korzyści. Nauczysz się przy okazji jak prawidłowo okablować urządzenie oraz jak zintegrować je z innymi urządzeniami, jakie można spotkać na instalacjach automatyki.

Budowa i przeznaczenie kontrolerów PACSystems RSTi-EP

PACSystem RSTi-EP jest to kontroler przemysłowy o kompaktowej budowie, umożliwiający sterowanie maszynami, liniami przemysłowymi i technologicznymi małej i średniej wielkości.

Podstawowym elementem składowym kontrolera PACSystems RSTi-EP jest jednostka centralna EPXCPE205. Jest ona wyposażona w procesor, zasilacz obiektowy oraz wbudowane interfejsy komunikacyjne, pozwalające na programowanie sterownika oraz jego komunikację z innymi urządzeniami obiektowymi. Jednostkę centralną można rozbudować o moduły rozszerzeń I/O, które instalowane są po prawej stronie jednostki centralnej. W zależności od wersji CPU układ taki może składać się z 16 lub nawet z 64 modułów rozszerzeń, a układ pozwala obsługiwać maksymalnie do 2048 sygnałów obiektowych dyskretnych oraz do 1024 obiektowych sygnałów analogowych.

PACSystem RSTi-EP – kompaktowy i elastyczny

Cechami charakterystycznymi serii PACSystem RSTi-EP jest elastyczność, uniwersalność oraz wysoka wydajność. Modułowa konstrukcja w połączeniu z bogatym portfolio dostępnych modułów I/O sprawia, że układ może być idealnie dopasowany do potrzeb instalacji – z punktu widzenia liczby obsługiwanych sygnałów. Kontroler może obsługiwać sygnały różnego typu, co dodatkowo zwiększa jego uniwersalność. Moduły rozszerzeń, montowane za jednostką centralną, komunikują się z nią za pomocą wbudowanej magistrali systemowej, która jest automatycznie przedłużana podczas instalacji każdego kolejnego modułu. Warto podkreślić, że każdy moduł podłączany jest do systemu za pośrednictwem zintegrowanej w nim kasety montażowej, która pozwala wyjmowanie modułu na ruchu (pod napięciem), bez przerywania pracy innych modułów zainstalowanych w systemie.

RSTi-EP należy do rodziny PACSystems

Sam kontroler PACSystems RSTi-EP posiada bardzo rozbudowane możliwości programowania. Zintegrowany silnik PAC Engine gwarantuje pełną kompatybilność i zgodność programistyczną ze wszystkimi innymi urządzeniami klasy PACSystems firmy Emerson.  Dla inżyniera i programisty oznacza to możliwość wykorzystywania posiadanej wiedzy oraz programów sterujących, przygotowanych dla innych sterowników PLC oraz kontrolerów PAC: VersaMax, VersaMax Micro, PACSystems RX3i, CPE400, CPL410.

Możliwości komunikacyjne PACSystems RSTi-EP to kolejna bardzo mocna strona urządzenia. W standardzie każda jednostka wyposażona jest w port szeregowy, obsługujący standard RS232 oraz RS485, oraz – w zależności od modelu – od 2 do 4 portów Ethernet. Zaimplementowana obsługa popularnych standardów komunikacyjnych pozwala podłączyć do PACSystems RSTi-EP urządzenia szeregowe pracujące w protokole Modbus RTU Master/Slave, SNP(X) oraz ASCII. Porty LAN z kolei powalają na obsługę standardu Modbus TCP Client/Server, SRTP, EGD, OPC-UA. Komunikacja z warstwą IO realizowana jest w oparciu o standard Profinet, który – w zależności od konfiguracji – może obsługiwać 2 niezależne sieci o topologii magistrali oraz gwiazdy, lub jedną sieć Profinet MRP Ring, do której podłączymy urządzenia wykonawcze w topologii pierścienia.

CPE205 – wysoka wydajność w małym opakowaniu

CPE205 to podstawowa jednostka centralna z rodziny PACSystems RSTi-EP. Oferuje zasoby pozwalające na automatyzację mniejszych obiektów i świetnie sprawdzi się podczas nauki programowania. Dysponuje wysoką wydajnością i charakteryzuje się uniwersalnością, co pozwala stosować ją w aplikacjach różnego typu.

Podstawowa specyfikacja CPE205:

• Pamięć RAM: 0.5MB NvRAM
• Porty Ethernet: 1-2-konfigurowane porty, 2 NICs lub 1 NIC switch 100/1000 Mbps
• Obsługiwane protokoły: Ethernet SRTP Client/Server, Modbus TCP, OPC UA Secure, EGD, PROFINET MRP, HART passthrough
• Porty szeregowe RS232
• Protokoły obsługiwane Modbus RTU Master/Slave, ASCII SNP(X)
• Porty USB: 2 USB A2.0
• Karta pamięci: Micro SD
• Obsługa do 8 urządzeń Profinet IO
• Temperatura pracy: -40°C to 70°C
• Zasilanie: 24VDC +/-25%

Kontroler może pracować jako pojedynczy PLC w autonomicznych systemach sterowania maszynami i prostymi procesami, ale także w systemach rozproszonych, gdzie kilka urządzeń jest zintegrowanych jedną magistralą komunikacyjną i w sieci Ethernet wymieniają ze sobą dane.

Moduły rozszerzeń RSTi-EP I/O

RSTi-EP I/O to uniwersalny układ wejść/wyjść przeznaczony do rozbudowy systemów sterowania PACSystems RSTi-EP. Moduły te mogą byś zainstalowane bezpośrednio przy jednostce centralnej (tworząc w ten sposób scentralizowany system sterowania), a także pracować jako oddalone moduły rozszerzające. W tym drugim modelu modelu RSTi-EP pełni rolę węzła oddalonego, który z kontrolerem głównym może zostać połączony siecią Modbus TCP lub Profinet. Węzeł RSTi-EP I/O obsługuje do 64 modułów rozszerzeń oraz do 1024 sygnałów w ramach jednego węzła.

W RSTi-EP możliwy jest montaż i serwis modułów na ruchu dzięki obsłudze WarmSwap  (możliwość wymiany modułów bez zatrzymywania pracy całego węzła) oraz Service On Run. Dodatkową cechą jest redundantna komunikacja do systemu nadrzędnego Profinet MRP RING.

Węzeł RSTi-EP I/O obsługuje także moduły bezpieczeństwa SIL3, a serwis i konfiguracja układu modułów możliwy jest z poziomu WebServera. Umożliwia on dodatkowo podgląd tablicy błędów, aktualnych wartości procesowych, załączanie sygnałów, ustawienie wartości domyślnych oraz obsługę alarmów.

Konstrukcja PACSystems RSTi-EP

Kontroler PACSystems RSTi-EP został dobrze przystosowany do pracy w warunkach przemysłowych. Posiada wytrzymałą konstrukcję i dużą odporność na wstrząsy. Charakteryzuje się kompaktowymi wymiarami, a do montażu wykorzystywana jest szyna DIN. Moduły RSTi-EP I/O mogą pracować w zakresie temperatur od -20 do +60 st. C.

Interfejsy komunikacyjne łączą węzeł z systemem nadrzędnym dzięki podwójnym portom do podłączania RSTi-EP w topologii magistrali, gwiazdy lub pierścienia. Zastosowane zostały niezależne tory zasilania.

Moduły rozszerzeń PACSystems RSTi-EP

Dostępne są następujące moduły rozszerzeń dla RSTi-EP:

• Interfejsy komunikacyjne (adaptery do sieci Fieldbus), odpowiedzialne za komunikację węzła oddalonego z systemem nadrzędnym w oparciu o sieć przemysłową,
• moduły wejść cyfrowych (DI) oraz wyjść cyfrowych (DO) z 2, 4, 8 lub 16 kanałami,
• moduły wejść analogowych (AI) oraz wyjść analogowych (AO) z 4 lub 8 kanałami,
• moduły PWM (modulacji szerokości impulsu),
• cyfrowe liczniki (CNT),
• moduły zasilające 24V dla prądu wejściowego lub wyjściowego,
• moduły dystrybucji potencjału (AUX),
• bezpieczne moduły zasilające 24V dla prądu wyjściowego, z jednym lub dwoma wejściami do obwodów bezpieczeństwa.

Adapter sieci Fieldbus (interfejs komunikacyjny)

Adapter sieci Fieldbus służy do połączenia modułów wejść/wyjść stacji z magistralą komunikacyjną. Za pośrednictwem karty sieciowej odbywa się cały ruch danych z PLC. Adapter zapewnia zasilanie sieciowe dla wszystkich podłączonych modułów.

Dostępne są następujące moduły komunikacyjne:

• Profibus DP,
• Profinet IRT/RT,
• EtherCAT,
• Modbus TCP.

Moduły wejść/wyjść dla RSTi-EP

Moduły I/O pracują z dowolnym interfejsem komunikacyjnym RSTi-EP, mogą być montowane i serwisowane na ruchu. Dostępne są moduły wejść/wyjść cyfrowych oraz analogowych. W skład każdego modułu wchodzą:

• podstawka modułu rozszerzeń,
• elektronika modułu rozszerzeń,
• uchwyt do wyjmowania elektroniki modułu rozszerzeń,
• ramka terminala przyłączeniowego,
• złącza terminala przyłączeniowego,
• terminal przyłączeniowy.

Moduły wejść bezpiecznych dla RSTi-EP

Bezpieczne moduły wejściowe RSTi-EP są sterowane za pomocą opartych na styku przekaźników bezpieczeństwa i/lub przetworników bezpieczeństwa z wejściami OSSD (Output Signal Switching Device). Funkcja bezpieczeństwa polega na bezpiecznym rozłączeniu wyjść 24 V. Wszystkie czujniki wejściowe są niezależnie zasilane przez oddzielne ścieżki napięciowe i przesyłają raport do jednostki sterującej o aktualnym stanie urządzenia. Każdy tego rodzaju moduł wejściowy RSTi-EP bezpiecznie wyłącza wszystkie następujące po nim moduły, a tym samym tworzy segment bezpieczeństwa.

Moduły specjalne dla RSTi-EP

W ramach rodziny PACSystems RSTi-EP dostępne są następujące moduły specjalne:

• wyjścia PWM,
• wejścia HSC,
• wejścia do pomiaru częstotliwości,
• moduł komunikacyjny SSI,
• moduł komunikacyjny RS232/422/485.

Moduły zasilające dla RSTi-EP

Moduły zasilające pozwalają na dystrybucję sygnału +24V z szyny wyjściowej, z szyny wejściowej, dystrybucję sygnału uziemienia, dystrybucję sygnału +0VDC z szyny wyjściowej i z szyny wejściowej. Dostępny jest też moduł zasilacza 24VDC dla szyny wyjściowej oraz wejściowej.  Głównym źródłem zasilania jest zawsze karta sieciowa. Moduły zasilające muszą być podłączone, jeśli zapotrzebowanie modułów wejść/wyjść jest zbyt duże.