GE PACSystems RSTi-EP odc.1: Poznaj kontroler i jego moduły rozszerzeń

W tym artykule zostanie przedstawiony kontroler PACSystems RSTi-EP, jego budowa, podstawowe funkcjonalności i możliwości. Artykuł daje możliwość poznania kontrolera, dzięki czemu start..

W kolejnej części zostanie również przedstawione oprogramowanie Proficy Machine Edition, konfiguracja sterownika i modułów rozszerzeń oraz pierwsze kroki programowania.

Co to jest PACSystems RSTi-EP CPE100?

PACSystems RSTi-EP to przemysłowy kontroler o budowie kompaktowej przeznaczony do budowania małych i średnich systemów sterowania dla maszyn i linii technologicznych. Charakteryzuje go elastyczna rozbudowa, skalowalność i duże możliwości programistyczne. Jest urządzeniem typu Stand Alone, a więc integruje w sobie wszystkie elementy niezbędne do uruchamiania: zasilacz systemowy, jednostkę centralną oraz interfejsy komunikacyjne.

Jest kompatybilny ze wszystkimi sterownikami PLC oraz kontrolerami PAC od GE, dzięki integracji Engine PAC. Umożliwia to wykorzystanie programów sterujących przygotowanych wcześniej na inne sterowniki i kontrolery z rodzin GE. Użytkownik ma możliwość programowania CPE100 w językach LD, ST i FBD (w przyszłości również w języku C) oraz wykorzystać gotowe programy przygotowane na sterowniki VersaMax Micro, VersaMax, 90-30, a nawet RX3i.  

Możliwości sprzętowe

CPE100 wyposażony jest w dwurdzeniowy procesor 1.1 GHz Dual Core i 1 MB pamięci programu RAM oraz FLASH. Wewnętrzna pamięć rejestrowa na potrzeby programu sterującego pozwala zbudować program sterujący składający się z 512 bloków programowych (każdy do 128 KB) oraz wykorzystać 4096 zmiennych bitowych z podtrzymaniem stanu (%M), 256 zmiennych bitowych bez podtrzymania stanu (%T), 32640 zmiennych rejestrowych 16-bitowych (%R), 524288 zmiennych rejestrowych BULK 32-bitowych (%W).

Czas realizacji programu sterującego uzależniony jest od rozmiaru aplikacji i wynosi 10-100 ms. System sterowania zbudowany w oparciu o CPE100 charakteryzuje pełna skalowalność i łatwa rozbudowa, dzięki obsłudze do 2000 IO bitowych oraz 2000 IO analogowych.

CPE100 wyposażony jest w dwa niezależne porty Ethernet 10/100 Mbps (jeden zintegrowany w 3-portowym switchu) oraz obsługuje komunikację Modbus TCP Client/Server, EGD, SRTP, Profinet oraz OPC-UA. Posiada również wbudowany szeregowy port RS-232 i RS-485 z obsługą standardu Modbus RTU.

Do jakich zastosowań może być wykorzystany?
CPE100 przeznaczony jest sterowania małymi i średnimi systemami przy obsłudze maszyn, linii i procesów produkcyjnych. Jest odporny na wstrząsy i wibracje, ma kompaktowe wymiary, przemysłowe wykonanie oraz może pracować w zakresie temperatur od -40 do +70 st.C, dzięki czemu znajduje zastosowanie w branży wod-kan, elektrycznej, energetycznej oraz maszynowej.

W jakich architekturach systemu może pracować CPE100?

CPE 100 może pracować jako pojedynczy PLC w autonomicznych systemach sterowania maszynami i prostymi procesami lub w systemach rozproszonych, gdzie kilka CPE100 jest zintegrowanych jedną magistralą komunikacyjną, dzięki czemu mogą sterować większymi liniami oraz procesami technologicznymi.

Programowanie CPE100
CPE100 jest programowany w oprogramowaniu Proficy Machine Edition zarówno w wersji Lite Suite, jak również Professional Suite.

GE PACSystems RSTi-EP odc.2: Jak skonfigurować i programować CPE100 w Proficy Machine Edition? – w kolejnym artykule.

  Budowa CPE100

CPE100 wyposażony jest w dwa interfejsy Ethernetowe LAN, z czego jeden z nich jest 3-portowym switchem. Dodatkowo ma port USB oraz RS-232.

PORT USB – wykorzystywany na potrzeby przenoszenia aplikacji (obecnie jeszcze nie obsługiwany)

INTERFEJS LAN1 (połączony jest z najwyżej położonym złączem RJ-45; wbudowany port Ethernet LAN1 może być używany do komunikacji z oprogramowaniem PME za pomocą protokołu SRTP, jest dedykowany do szybkiej sieci Ethernet).

INTERFEJS LAN2 (łączy się z trzema złączami RJ-45, które są przełączane wewnętrznie; wbudowane interfejsy Ethernet automatycznie wykrywają szybkość łącza danych – 10Mb/s lub 100Mb/s, tryb komunikacji półdupleks lub pełny dupleks oraz układ okablowania – bezpośrednie lub krzyżowe; dedykowany do pracy jako Ethernet lub wbudowany kontroler PROFINET)

Charakterystyczna jest niezależna obsługa LAN1 oraz LAN2. W każdym porcie Ethernet umieszczone są dwie diody: żółta i zielona. Zielona informuje o zaistnieniu połączenia, a żółta wskazuje ruch pakietowy.

Port RS232 umożliwia obsługę Modbus RTU

Port RS485 

Przycisk Run/Stop służy do przełączania CPE100 pomiędzy trybami Run/Stop.

Kontrolka OK umożliwia diagnostykę działania PLC .
Jeśli kontrolka jest zielona: PLC działa poprawnie; jeśli jest wyłączona: zasilanie nie zostało podłączone lub PLC nie działa poprawnie; jeśli miga: PLC w stanie STOP.

Kontrolka RUN: jeśli jest zielona: PLC w stanie RUN; jeśli jest wyłączona: PLC w stanie STOP; jeśli miga: PLC napotkał błąd krytyczny – kod błędu

Kontrolka FAULT: jeśli jest czerwona: PLC z trybie STOP/ Błąd, wykryty błąd krytyczny; jeśli jest wyłączona: nie wykryto błędów.

  Moduły rozszerzeń RSTi-EP I/O

RSTi-EP I/O to uniwersalny, modułowy układ wejść/wyjść. Węzeł RSTi-EP I/O charakteryzuje łączność typu plug-and-play. Jest przeznaczony dla aplikacji dyskretnych i procesowych. Obsługuje do 64 modułów rozszerzeń oraz do 1024 sygnałów w ramach jednego węzła.

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.

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

Konstrukcja RSTi-EP

RSTi-EP został przystosowany do pracy w warunkach przemysłowych dzięki wytrzymałej konstrukcji, możliwości montażu na szynie DIN, odporności na wstrząsy oraz kompaktowym wymiarom. RSTi-EP I/O może 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 ring. Zastosowane zostały niezależne tory zasilania.

Dostępne są następujące moduły rozszerzeń dla RSTi-EP:

• adapter sieci Fieldbus: stacja główna do konwersji odpowiedniego protokołu Fieldbus na magistrali systemowej RSTi-EP,
• 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. Zintegrowane zasilanie zapewnia zasilanie sieciowe oraz wszystkich podłączonych modułów.

Dostępne są następujące moduły komunikacyjne:

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

Moduły wejść/wyjść dla RSTi-EP

Moduły pracują z dowolnym interfejsem komunikacyjnym RSTi-EP, mogą być montowane i serwisowane na ruchu. Dostępne są moduły wejść/wyjść cyfrowych oraz analogowych.

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 bezpieczny moduł wejściowy RSTi-EP bezpiecznie wyłącza wszystkie następujące po nim moduły, które są dostarczane przez ścieżkę prądu wyjściowego, a tym samym tworzy segment bezpieczeństwa.

Moduły specjalne dla RSTi-EP

Wśród modułów specjalnych dostępne są moduły:

• wyjścia PWM,
•  wejścia HSC,
•  wejścia do pomiaru częstotliwości,
•  komunikacyjny SSI, 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.  Służą do odświeżania bieżących ścieżek i izolowania źródła zasilania. Główne źródło zasilania jest zawsze zasilane przez kartę sieciową. Moduły zasilające muszą być podłączone, jeśli zapotrzebowanie modułów wejść/wyjść jest zbyt duże.

    Jak skonfigurować i serwisować węzeł RSTi-EP?

Aby to zrobić, należy dobrać odpowiednią ilość zasilaczy systemowych, żeby doprowadzić potrzebną ilość mocy do zasilania węzła, torów pomiarowych oraz układów wyjściowych. Narzędzie Power Supply Configuration Guide od GE pozwala na odpowiedni dobór zasilaczy w zależności od konfiguracji i obciążenia.

Moduły rozszerzeń wejściowe oraz wyjściowe zasilane są przez niezależne tory. Ułatwia to serwis bez konieczności odłączania innych modułów pracujących w węźle.

GE PACSystems RSTi-EP odc.2: Jak skonfigurować i programować CPE100 w Proficy Machine Edition? –w kolejnym artykule.