Simatic HMI Key Panels - nowe podejście do tradycyjnych interfejsów operatorskich

Rys. 1. Rodzina Simatic HMI Key Panels

W czasach dynamicznego rozwoju, gdy właśnie czas i koszty ogrywają często decydującą rolę w procesie implementacji rozwiązań automatyki, Siemens zaproponował zmianę tego tradycyjnego podejścia i w pewnym sensie zrewolucjonizował konstrukcję szaf sterowniczych, wprowadzając do swojej oferty interfejsów operatorskich panele przyciskowe.

Simatic HMI Key Panels, bo o nich mowa, pozwalają na wyeliminowanie konwencjonalnych elementów sterowniczo-sygnalizacyjnych, a dzięki swej kompaktowej obudowie i wstępnemu przygotowaniu do instalacji i działania stają się rozwiązaniem bardzo ekonomicznym.

Niezależne badania wykazały, że ten sposób montażu szaf sterowniczych pozwala na oszczędności rzędu 60% w stosunku do konwencjonalnych sposobów instalacji, nie mówiąc już o eliminacji ewentualnych błędów związanych z okablowaniem. Oferta firmy Siemens w zakresie Simatic HMI Key Panels obejmuje obecnie trzy urządzenia: KP8, KP8F oraz KP32F (patrz rys. 1), różniące się nie tylko liczbą dostępnych elementów, lecz także funkcjonalnością w zakresie obsługi funkcji bezpieczeństwa.

Wszystkie charakteryzują się dużymi przyciskami z podświetlaniem LED w pięciu kolorach (niebieski, zielony, żółty, czerwony i biały) wraz z możliwością regulacji jasności świecenia. Każdy z przycisków może być w łatwy sposób indywidualnie opisywany za pomocą wsuwanych etykiet oraz zapewnia sygnał zwrotny w postaci wyczuwalnego kliknięcia, dzięki czemu sprawna obsługa panelu jest możliwa nawet w rękawicach roboczych.

Panel przyciskowy KP8 jest dostępny w dwóch wersjach - w wykonaniu standardowym oraz w wersji z wbudowaną funkcjonalnością układów bezpieczeństwa (KP8F). Oba urządzenia mają, poza ośmioma podświetlanymi przyciskami, wbudowanych osiem wejść/wyjść binarnych umożliwiających bezpośrednie podłączenie czujników i elementów wykonawczych.

W przypadku panelu przyciskowego KP32F mamy do czynienia tylko z jednym wariantem wykonania integrującym standardową funkcjonalność z możliwością implementacji w obwodach bezpieczeństwa. Urządzenie, jak wskazuje jego symbol, ma trzydzieści dwa podświetlane przyciski, układ szesnastu wejść/wyjść binarnych oraz szesnaście dodatkowych nieizolowanych wyjść binarnych.

Rys. 2. Simatic HMI IPC477C PRO z KP8

Taka funkcjonalność czyni z paneli przyciskowych swego rodzaju wyspy rozproszonych wejść/wyjść z lokalnym interfejsem operatorskim, które dzięki swoim kompaktowym rozmiarom mogą być instalowane nawet w niewielkich szafkach sterowniczych. Dodatkową zaletą stosowania paneli przyciskowych jest to, że w przypadku potrzeby rozbudowy układu możemy w dowolnym momencie dołożyć kolejny panel KP8 lub KP32.

Przedstawione cechy oraz możliwości komunikacyjne czynią to rozwiązanie wyjątkowym w porównaniu z konwencjonalnymi. Właśnie wbudowane funkcje komunikacyjne oparte na interfejsie Profinet pozwalają na eliminację okablowania połączeń pomiędzy poszczególnymi komponentami zarówno w zakresie zasilania, jak i przewodów sygnałowych.

Interfejs Profinet z wbudowanym dwuportowym przełącznikiem pozwala w łatwy sposób podłączyć urządzenie do sieci sterownikowej, zapewniając zarazem swego rodzaju mostek do innych urządzeń pracujących w sieci, bez konieczności stosowania dodatkowych przełączników sieciowych i realizacji komunikacji zarówno w topologii liniowej, jak i ringu.

Takie podejście pozwala nie tylko oszczędzać czas, ale także unikać popełniania błędów w podłączaniu wielu przewodów sygnałowych, jak ma to często miejsce w przypadku układów konwencjonalnych. W przypadku implementacji topologii pierścienia, Simatic HMI Key Panels dzięki wbudowanym mechanizmom redundancji sieci pozwalają mostkować połączenia w razie wystąpienia awarii.

Dzięki wbudowanemu protokołowi Media Redundancy Protocol (MRP), przerwanie przewodu komunikacyjnego lub awaria jednego z modułów są kompensowane przez automatyczne przełączenie komunikacji na ścieżkę alternatywną. W przypadku awarii linii transmisji danych przełączenie ścieżek następuje w czasie rzeczywistym, dzięki czemu zyskujemy gwarancję ciągłej i pewnej wymiany danych pomiędzy poszczególnymi urządzeniami.

Panele przyciskowe KP8/KP8F zostały dodatkowo tak zaprojektowane, aby idealnie pasowały do instalacji w modułach rozszerzających urządzeń oferowanych z pełną obudową IP65, czyli MP377 PRO oraz Panel PC 477C PRO (patrz rys. 2). Takie rozwiązanie nie zmienia właściwości systemu, gdyż panele KP8 mają również od frontu stopień ochrony IP65.

Dzięki takiej konfiguracji użytkownicy zyskują możliwość konfiguracji kompletnych stacji operatorskich wyposażonych w duży ekran dotykowy oraz szereg dodatkowych elementów sterowniczo-sygnalizacyjnych. Dodatkową zaletą Simatic HMI Key Panels jest ich dostępność w wersji F (fail-safe), która pozwala na ich implementację bezpośrednio w obwodach bezpieczeństwa.

Wyposażone w funkcje komunikacyjne PROFIsafe panele KP8F oraz KP32F idealnie współpracują z systemami sterowania na bazie sterowników Simatic S7-300F/400F i umożliwiają prostą realizację obwodów wyłącznika bezpieczeństwa. Panele KP8F wyposażone są dodatkowo w dwa 24 V wejścia binarne typu fail-safe, które mogą być wykorzystywane do podłączania czujników z izolowanymi stykami, np. wyłącznika bezpieczeństwa zgodnego z wymaganiami SIL3.

Panele KP32F mają cztery tego typu wejścia. Jedną z ważniejszych cech Simatic HMI Key Panels jest to, że do ich konfiguracji nie potrzebujemy specjalnego oprogramowania konfiguracyjnego, a ich pełna funkcjonalność jest parametryzowana bezpośrednio z poziomu standardowego oprogramowania STEP7 wykorzystywanego do programowania sterowników Simatic S7.

Krzysztof Okoński
Siemens
www.siemens.pl/simatic