Przegląd modułów kontrolno-sterujących ADAM

MODUŁY ADAM - SPOJRZENIE OGÓLNE

Fot. 1. Moduły IO Wise 4000

Rodzina modułów ADAM firmy Advantech to niezwykle popularne i dostępne w szerokim spektrum wykonań urządzenia przeznaczone do budowy instalacji automatyki przemysłowej. Ich cechą szczególną jest szerokie spektrum wykonań pozwalające na dobranie najlepszego rozwiązania w każdej sytuacji oraz rozbudowana funkcjonalność. Są przeznaczone do realizacji pomiarów (akwizycja danych) i sterowania (I/O).

Kompletne portfolio tych urządzeń podzielono na dwie kategorie: Ethernet I/O (rodzina ADAM 6000) oraz RS-485 I/O (rodzina ADAM 4000), które dodatkowo są podzielone na dwie subkategorie analogowe I/O i cyfrowe I/O. Część komponentów obsługuje ponadto protokół komunikacyjny Modbus. Do najbardziej zaawansowanych instalacji kierowany jest z kolei system modułowy ADAM-5000, a do małych rozwiązań klasy IoT - nowa rodzina WISE-4000.

SERIA 6000

Fot. 2. Rodzina ADAM 6000

Moduły ADAM 6000 pozwalają na ich zdalne zarządzanie, monitorowanie i konfigurowanie poprzez zwykłą przeglądarkę internetową. Dodatkowo możliwe jest konfigurowanie oraz aktualizacja oprogramowania przez połączenie z drugim urządzeniem bezpośrednio lub przez sieć po dołączeniu do switcha. Możliwość połączenia łańcuchowego (Daisy Chain) zapewnia uproszczenie okablowania sieciowego i możliwość budowy instalacji bez korzystania z wieloportowych switchy.

Z kolei funkcja Auto Bypass pozwala na zabezpieczenie działania instalacji, gdy w jakimś z jej segmentów dojdzie do awarii zasilania. ADAM-y obsługują wszystkie popularne protokoły (Modbus TCP, ASCII UDP), a producent określa je jako Peer-to-Peer (P2P) enabled. Oznacza to, że moduły są w stanie przekazywać status określonych wejść na wyjścia (mapowanie jest definiowane przez użytkownika), dzięki czemu można tworzyć złożone instalacje akwizycji danych i sterowania nie tylko w przemyśle.

W ofercie Advantecha znaleźć można kilkadziesiąt różnych modułów ADAM 6000 o różnej funkcjonalności i konfiguracji. Ogólnie można je podzielić na następujące kategorie:

Rodzina ADAM 6200 - moduły I/O z funkcją Daisy Chain i obsługą Modbus. Przykładowe jednostki wchodzące w skład tej grupy:

• ADAM-6217 - 8 izolowanych kanały we. analogowych,
• ADAM-6224 - 4 izolowane kanałów wy. analogowych,
• ADAM-6250 - 15 izolowanych kanałów cyfrowych we/wy.,
• ADAM-6251 - 16 izolowanych kanałów cyfrowych we.,
• ADAM-6256 - 16 izolowanych kanałów cyfrowych wy.,
• ADAM-6260 - 6 kanałów wy. przekaźnikowych,
• ADAM-6266 - 4 kanały wy. przekaźnikowych plus 4 linie wejściowe cyfrowe.

Rodzina ADAM 6000 - moduły Ethernet I/O. Przykładowe jednostki wchodzące w skład tej grupy:

• ADAM-6015 - 7 kanałów wejściowych izolowanych do pomiaru temperatury RTD, obsługa Modbus
• ADAM-6017 - 8 analogowych kanałów wejściowych izolowanych, 2 kanały cyfrowe wy., obsługa Modbus,
• ADAM-6018 - 8 kanałów we. izolowanych do pomiaru temperatury termoparą, 8 kanałów cyfrowych wy., obsługa Modbus,
• ADAM-6024 - 12 kanałów we/wy, obsługa Modbus,
• ADAM-6050 - 18 kanałów cyfrowych wy. z izolacją,
• ADAM-6051 - 14 kanałów cyfrowych wy. z izolacją, 2 kanały licznika, obsługa Modbus,
• ADAM-6052 - 16 kanałów izolowanych, cyfrowe I/O, obsługa Modbus,
• ADAM-6060 - 6 kanałów we. cyfrowych i 6 wyjść przekaźnikowych, obsługa Modbus.

Dodatkowo w ofercie Advantecha są też moduły obsługujące inne protokoły przemysłowe:

• ADAM-6100EI - moduły z obsługą protokołu EtherNet/IP,
• ADAM-6100PN - moduły z obsługą protokołu Profinet.

RODZINA WISE 4000

Fot. 3. System modułowy ADAM 5000

Wise 4000 to nowa seria bezprzewodowych modułów I/O przeznaczona do aplikacji IoT. Są to jednostki będące rozwinięciem klasycznych modułów ADAM o komunikację bezprzewodową. Urządzenia pracują w paśmie 2,4 GHz i przeznaczone są do tworzenia rozproszonych sieci pomiarowych, w których pełnią one funkcję elementu dostarczającego do hosta informacji o stanie i parametrach obiektów w instalacjach przemysłowych, aplikacjach smart city, w urządzeniach kontroli parametrów środowiskowych i podobnych.

Moduły WISE-4000 wyróżniają się dużą uniwersalnością w zakresie integracji z systemami informatycznymi obiektu, gdyż nie wymagają połączenia przez bramki dostępowe (obsługują wiele protokołów komunikacyjnych, w tym Modbus/TCP, TCP/IP, UDP, DHCP, HTTP). Mają wbudowany port RS485 i mogą odbierać za pomocą cyfrowych linii I/O dane od dowolnych urządzeń Modbus/RTU i przekazywać je dalej do sieci.

Port RS485 pozwala dodatkowo na realizację funkcji rejestratora danych z urządzeń Modbus/RTU i realizuje znakowanie czasowe danych, co poprawia skuteczność monitoringu i zapobiega przypadkowej utracie części danych, co niestety zdarza się przy korzystaniu ze sprzętu zbudowanego w koncepcji wirtualnego portu COM.

W tym przypadku możliwe jest także bezpośrednie przekazywanie danych (ze znacznikami czasu z RTC) do chmury obliczeniowej (prywatnej lub konta Dropbox) po to, aby były one tam buforowane i zapamiętywane pod kątem przyszłych analiz, a także chronione przed utratą. Użytkownicy mogą także skorzystać z funkcji Private Server po to, aby odebrane dane przesłać do serwera webowego (funkcja RESTful API i protokół MQTT z WebAccess).

Rodzina urządzeń składa się z pięciu modeli:

• WISE-4051 - 8 wejść cyfrowych i 1 port RS-485,
• WISE-4012 - 4 wejścia cyfrowe, 2 wyjścia cyfrowe,
• WISE-4050 - 4 wejścia cyfrowe, 4 wyjścia cyfrowe,
• WISE-4060 - 4 wejścia cyfrowe, 4 wyjścia przekaźnikowe,
• WISE-4012E - 6 wejść/wyjść z funkcją WebAccess.

Moduły zostały umieszczone w niewielkich obudowach o wymiarach 80×148×25 mm pozwalających na montaż na szynie DIN 35 mm, ścianie lub w stojaku. Zawiera wygodnie umieszczone złącze terminal-block do podłączenia przewodów i ma wbudowane lampki kontrolne ułatwiające obsłudze kontrolę stanu (status, komunikacja, sieci i inne). Urządzenia są zasilane napięciem 10~30 V_DC i pobierają tylko 2,2 W mocy przy 24 V_DC. Pracują w zakresie temperatur -25~70°C.

POZOSTAŁE ROZWIĄZANIA MODUŁÓW I/O

Fot. 4. Moduły I/O ADAM 4000

Poza omówionymi dwiema rodzinami modułów ADAM w ofercie znaleźć można serię 4000, która łączy w całość produkty wyposażone w interfejs RS485 i przeznaczona jest do tworzenia rozproszonych sieci kontrolno-pomiarowych. Atutem jest tutaj prostota okablowania, gdyż do komunikacji modułów z kontrolerem wymagane są jedynie 2 linie.

Moduły ADAM-4000 mają odporną na warunki środowiskowe obudowę i pracują w zakresie temperatur -40...85°C. Elementem wejściowym może być sygnał analogowy, termopara lub RTD, wyjściem - sygnał cyfrowy lub wyjście przekaźnika. Wejścia i wyjścia są galwanicznie izolowane od siebie, co zapewnia znakomitą odporność na zakłócenia, stabilną pracę i bezpieczeństwo. Moduły z serii 4000 wspierają protokół Modbus.

Ostatnią grupę produktów tego typu tworzy modułowy system I/O - ADAM 5000. Są to rozwiązania przeznaczone do pracy w zakładach przemysłowych i dużych instalacji o zaawansowanych możliwościach w zakresie komunikacji i pomiarów.

Sercem takiego systemu są kontrolery PAC sterowane przez oprogramowanie SCADA. Bazują na architekturze PC i wykorzystują procesory takie jak Intel Atom, np. ADAM-5560CE/KW Micro PAC obsługujące 224 linii I/O. Współpracują one z modułami komunikacyjnymi, np. ADAM-5091 i ADAM-5095, modułami wejść analogowych (ADAM-5017P i 5018P), wyjść cyfrowych (5053S i 5057S), wielokanałowymi licznikami (ADAM-5080 i 5081) oraz innymi elementami jak zasilacze.

Cechą wspólną tych rozwiązań jest to, że całość montuje się w jeden spójny system w obudowie, wkładając poszczególne jednostki w sloty obudowy kontrolera. Zapewnia to nieograniczone możliwości kompozycji systemu sterowania i akwizycji danych dla dużej instalacji.

PODSUMOWANIE

Moduły z rodziny ADAM tworzą kompleksowe środowisko o wszechstronnych możliwościach połączeniowych i konfiguracyjnych. Duża liczba jednostek, obsługa wszystkich wykorzystywanych w przemyśle protokołów komunikacyjnych oraz zaawansowane możliwości zarządzania i łączenia modułów w system dają nieograniczone możliwości tworzenia aplikacji ze świata przemysłu, infrastruktury nowoczesnych miast i aplikacji IoT.

Maciej Kuczyński
Advantech Poland
www.advantech.eu