Obr. Ukážka topológie integrovaného systému Modicon M580 a Altivar Process
Požiadavky a trendy v priemysle
Frekvenčné meniče a riadiace systémy sú široko využívané v rôznych oblastiach priemyslu. Typickú skupinu používateľov predstavujú systémoví integrátori, ktorí zabezpečujú implementáciu a integráciu týchto produktov do celkového riešenia. Následnú prevádzku v rámci technológie majú na starosti pracovníci údržby koncových používateľov. Na zvýšenie produktivity je nutné splniť nasledujúce požiadavky:
Optimalizácia procesov vo výrobe
- znížením množstva nástrojov správy systému
- znížením času potrebného na tvorbu aplikácie používaním štandardných vopred pripravených procesných objektov
- poskytovaním viac procesne orientovaných služieb a funkcií
- jednoduchým riadením, monitorovaním a bezpečným uvádzaním do prevádzky
Zníženie výpadkov
- udržiavanie vysokej dostupnosti systému a zariadení
- efektívna diagnostika a údržbové nástroje
- možnosťou rýchlej a jednoduchej výmeny chybných zariadení
- poskytovaním presných a správnych informácii v správny čas a na správnom mieste
Riadenie a monitorovanie energií
- efektívnym využívaním nástrojov pre úsporu energií
PlantStruxure – vysoká dostupnosť a transparentný prenos údajov
Schneider Electric vychádza v ústrety uvedeným požiadavkám rozvojom integrovanej platformy PlantStruxure. Nový riadiaci systém a zároveň vlajková loď Modicon M580 tvorí teraz základ architektúry procesného systému. Vysoká rýchlosť vnútornej zbernice 1 Gb/s spĺňa požiadavky na zabezpečenie deterministickej siete ethernet. Modicon M580 a frekvenčné meniče Altivar Process využívajú na vzájomnú komunikáciu štandardný ethernet s protokolom Modbus TCP alebo Ethernet IP.
Frekvenčné meniče je možné k riadiacemu systému pripojiť niekoľkými spôsobmi. Najjednoduchšiu možnosť predstavuje priame pripojenie na v/v subsystém Modicon X80 alebo priamo na kontrolér Modicon M580. Druhú, zaujímavejšiu možnosť, ponúka využitie duálneho portu Ethernet na frekvenčnom meniči Altivar Process. Modicon M580 vytvára priamo protokol RSTP a je možno tak využiť všetky výhody kruhovej architektúry. V prípade výpadku komunikačného adaptéru alebo pri prerušení káblovej linky tak nedôjde ku strate údajov a výpadku komunikácie.
Unity Pro ako jednotný integrovaný nástroj
Unity Pro sa dlhodobo profiluje ako vývojový nástroj pre PAC systémy Modicon. Ďalším medzníkom bola plná integrácia komunikačného štandardu FDT/DTM pôvodne primárne určeného na pripojenie snímačov a prevádzkových prístrojov. V súčasnej dobe sa v integrovanom FDT (Field Device Tool) v Unity Pro využívajú komunikačné ovládače DTM (Device Type Manager) vlastných zariadení Schneider Electric ako napr. adaptéry Advantys, Modicon X80, analyzátory siete a po novom aj frekvenčné meniče Altivar Process.
Nová verzia Unity Pro teda obsahuje nielen kompletné grafické a systémové nástroje pre PAC Modicon, ale taktiež softvér SoMove určený na nastavovanie frekvenčných meničov a softštartérov. Vzhľadom k vysokej úrovni integrácie poskytovaného DTM pre nový rad meničov Altivar Process môžu zákazníci v rámci jednej platformy Unity Pro vykonávať nasledujúce činnosti:
- online a offline konfiguráciu frekvenčných meničov Altivar Process
- prenos konfigurácií z/do Altivar Process
- monitorovanie a riadenie Altivar Process
- diagnostiku a riešenie problémov
Nastavovanie frekvenčného meniča
Jednotlivé pohľady sú štruktúrované do záložiek, kde sa vykonávajú bežné inžinierske činnosti súvisiace s frekvenčným meničom ako napr. konfigurácia, nastavovanie, ladenie aplikácie a následné oživenie, diagnostika a vyhodnocovanie prevádzky.
Základný pohľad na použitý menič, vrátane grafického zobrazenia prístroja, vidíme v prvej záložke „My device”. Pre účely parametrizácie v úvode projektu alebo prípadnej zmeny nastavenia, nemôže chýbať možnosť prístupu ku všetkým parametrom Altivar Process a to vďaka záložke „Parameters List”. Podoba štruktúrovaného menu je rovnaká ako v integrovanom HMI paneli meniča. Detaily ohľadne stavu pohonu nájdeme pod záložkou „My Dashboard”.
Monitorovacie parametre je možné ľubovoľne pridávať a jednotky prispôsobovať. Karta „Diagnostics” umožňuje sledovať zaznamenané varovania, poruchy a detaily jednotlivých udalostí. Samozrejmosťou je záznam jednotlivých stavov meniča v prípade poruchy. Záložka „Display” zase umožňuje zobraziť grafy spotreby energie s možnosťou prispôsobenia formátu zobrazovanej hodnoty.
Rýchlosť motora alebo úroveň napätia je možné zobraziť buď vo forme ručičkového prístroja, alebo jednoducho stĺpcovým diagramom či jednoduchým zobrazením číselnej hodnoty. V prípade nutnosti detailnejšieho ladenia pohonu sa ako nadmieru užitočná pomôcka javí záložka „Scope”. Na účely ladenia alebo sledovania definovanej udalosti, ako je napr. aktuálny prúd motora počas akcelerácie pohonu, je možné prehľadne zobraziť časový priebeh trendov v grafickej podobe.
Rýchla výmena zariadenia bez programovania
Modicon M580 obsahuje DHCP server a dovoľuje priraďovať IP adresy účastníkom v sieti. V prípade použitia kontroléra s frekvenčným meničom Altivar Process je možné využiť dôležité vlastnosti služby FDR (Fast Device Replacement). V prípade, že pri vzniknutej poruche menič vyžaduje okamžitú výmenu, táto služba automaticky zrealizuje detekciu, konfiguráciu a automatické nastavenie nového zariadenia bez zložitého manuálneho zásahu používateľa. Konfigurácia Altivar Process následne pokračuje automatickým pridelením IP adresy DHCP serverom (Modicon M580) a každé zariadenie je navyše jednoznačne identifikované zadaným menom.
Postup pri výmene chybného zariadenia je nasledujúci:
- Odpojenie chybného zariadenia a zapojenie nového Altivar Process
- Zapnutie nového meniča
- Z ovládacieho HMI panelu meniča sa nastaví pôvodný názov zariadenia
- Po potvrdení mena získava Altivar nové komunikačné parametre z DHCP serveru M580 a obnoví sa konfigurácia z FDR servera
- Teraz je Altivar pripravený k prevádzke
Výhoda tohto riešenia spočíva v jednoduchosti celej operácie bez zásahu do programu a behu riadiaceho systému.
Vzdialená diagnostika prostredníctvom mobilných aplikácií
Oba spomínané rady plne podporujú štandardy HTML5 a poskytujú širokú škálu diagnostických dát pre mobilné aplikácie. Podporované sú bežne dostupné a využívané platformy mobilných zariadení Android a iOS a internetové prehliadače: Internet Explorer, Google Chrome, Mozilla Firefox, Safari. Integrovaný Wifi router v PAC systéme umožňuje sprostredkovanie web serveru pre Modicon M580 aj Altivar Process.
Ochrana investícií s technologickým náskokom
V dnešnej dobe je kladený veľký dôraz na možnosti optimalizácie nákladov, spotreby energie a správu prostriedkov. Kombinácia ePAC Modicon M580 a Altivar Process ponúka vysoko prepracovaný, integrovaný systém, ktorý spĺňa vysoké technologické nároky a pre používateľov znamená ochranu investícií.
Michal Křena, Ing. Roman Valášek