Diagnostyka w rozproszonych modułach I/O

Rys. 1. Moduł sieciowy BNI

Czynnikiem, który w znaczący sposób wpływa na zagadnienie produktywności, jest nieplanowany przestój maszyn związane z ich awariami. Bardzo często są to stosunkowo proste uszkodzenia np. zwarcie na module wejściowym spowodowane uszkodzeniem czujnika, jednak w niekorzystnych okolicznościach ich usunięcie może trwać bardzo długo. Decydujący wpływ na czas przestoju w takich sytuacjach ma czas reakcji służb technicznych oraz czas niezbędny na odnalezienie źródła awarii. Szybka i bezbłędna identyfikacja miejsca uszkodzenia jest w takim przypadku czynnikiem kluczowym.

W przypadku wielu starszych rozwiązań modułów I/O zwarcie na jednym z portów może powodować utratę funkcjonalności całego modułu, a nierzadko skutkuje utratą komunikacji w całej sieci. W takim przypadku jedyne, co możemy zdiagnozować w krótkim czasie z poziomu układu sterowania, to, który moduł nie jest dostępny. Kolejnym krokiem jest bardzo często czasochłonne wypinanie poszczególnych elementów, aby stwierdzić, który z nich jest bezpośrednią przyczyną awarii. Takie rozwiązanie naraża użytkowników na bardzo długie przestoje maszyn i duże koszty z nimi związane.

Rozwiązaniem takiej sytuacji jest stosowanie modułów we/wy z zaimplementowanymi funkcjami diagnostycznymi. Funkcjonalność taką oferują moduły I/O serii BNI firmy Balluff. Rozbudowana diagnostyka tych modułów oraz prosty dostęp do informacji diagnostycznych stanowi bardzo ciekawą ofertę dla użytkowników, którzy nie chcą tracić czasu na mozolne poszukiwanie awarii w swoich układach sterowania.

Rys. 2. Rozszerzenie modułu BNI z wykorzystaniem interfejsu IO-Link

Moduły BNI firmy Balluff łączą w sobie rozbudowaną funkcjonalność w połączeniu z wysoką wytrzymałością mechaniczną oraz wygodą instalacji. (rys. 1) Wykonana z odlewu obudowa zapewnia wysoki stopień ochrony IP67 i zaprojektowana została tak, aby sprostać ciężkim warunkom środowiskowym panującym w przemyśle. Moduły są odporne na zabrudzenia, wstrząsy, wibracje, smary oraz środki korodujące. Są one idealnym wyborem do wdrożenia koncepcji rozproszonego układu automatyki z wyeliminowaniem rozbudowanych szaf sterowniczych.

Ergonomicznie zaprojektowana płaska obudowa jest bardzo prosta w montażu i wymaga niewiele przestrzeni. Umieszczone na jej bokach opisy portów są doskonale widoczne nawet przy pełnym obłożeniu portów. Podłączenie czujników lub elementów wykonawczych odbywa się poprzez gniazda M12. Każde z wejść umożliwia podłączenie do dwóch sygnałów z wykorzystaniem do tego celu np. trójniki. Wszystkie porty wyposażone są w dwie diody sygnalizacyjne LED. Obciążalność prądowa pojedynczego portu wyjściowego wynosi do 2 A.

Każdy z modułów wyposażony jest w rozbudowane funkcje diagnostyczne. Jedną z możliwości zdiagnozowania stanu pracy modułu są diody LED. Na ich podstawie możemy odczytać informację o stanie napięć zasilających moduł oraz o statusie komunikacji sieciowej. Poszczególne diody przyporządkowane do portów informują nas o stanie ich pracy, zwarciu lub przeciążeniu. Wszystkie te informacje przekazywane są również do układu sterowania w postaci informacji diagnostycznej zależnej od standardu sieciowego.

Rys. 3. Moduł BNI z interfejsem IO-Link

Błyskawiczna identyfikacja miejsca uszkodzenia jest możliwa dzięki diagnostyce każdego pojedynczego portu. Oprócz informacji diagnostycznej przesyłanej w zależności od protokołu sieciowego mamy możliwość odczytania informacji o błędnym działaniu poszczególnych urządzeń bezpośrednio poprzez obszar wejść sterownika, co jeszcze bardziej upraszcza integrację funkcji diagnostycznych w układzie sterowania. Informacje o błędach mogą być bezpośrednio wyprowadzone np. na panel operatorski ze wskazaniem miejsca uszkodzenia.

Bardzo ważną cechą modułów jest ich odporność na zewnętrzne zakłócenia, nawet w przypadku zwarcia na portach wejściowych lub wyjściowych funkcjonowanie pozostałych podłączonych urządzeń pozostaje niezakłócone, pozwala to na uniknięcie niespodziewanych zdarzeń lub nieprawidłowego działania elementów wykonawczych. Moduły BNI dostępne są z większością popularnych standardów sieciowych takich jak Profibus, Profinet, DeviceNet, EtherNet/IP, CC-Link.

Rozszerzeniem tej funkcjonalności przy jednoczesnym uproszczeniu instalacji jest wykorzystanie interfejsu IO-Link dla rozproszonych sygnałów. Dzięki zastosowaniu tego nowoczesnego interfejsu mamy możliwość podłączenia do 136 sygnałów cyfrowych w jednym punkcie sieci (rys. 2). Rozszerzenie to jest dostępne dla modułów pracujących w sieci Profibus P, Profinet, DeviceNet, EtherNet/IP, EtherCAT oraz CC-Link. Moduły IO-Link oferują taki sam poziom diagnostyki jak standardowe moduły sieciowe. Podłączenie odbywa się za pomocą standardowego przewodu 3-żyłowego (rys. 3).

BALLUFF Sp. z o.o.
www.balluff.pl