A Systeme Helmholz új I/O-rendszere
Honti Péter, Egyed József Péter – AD-DA Kft.
A decentralizált perifériák gyártói már régóta versengenek a vevők kegyeiért. Talán azt is gondolhatnánk, hogy ezen a területen már mindent megoldottak, méghozzá olyan sokféle módon, hogy mindenki megtalálja a saját igényeinek megfelelőt. A piackutatások azonban arra mutattak rá, hogy mégsincs minden igényt kielégítő megoldás. Ha nagyon kicsik a modulok, a szerelhetőségből kell engedni. A régebbi fejlesztésekhez igazított kompatibilitás miatt pedig nem lehet a mai korszerű technológiák minden lehetőségét kihasználni.
Lehet-e újdonsággal szolgálni a decentralizált I/O-modulok területén?
A fenti megfontolásokból és a vevői, felhasználói igények részletes felmérésére alapozva fejlesztette ki a Systeme Helmholz új I/O-rendszerét, a TB20-at (1. ábra: A Hot-Plug-technológiának köszönhetően leállás nélkül cserélhetők a modulok - lásd fent). A névválasztás komoly dilemma elé állította a gyártót, végül is a legegyszerűbb javaslat került elfogadásra. A TB mint a „Terminal Block” rövidítése, a 20 pedig az IP 20-as védettség szimbólumaként jelenik meg. A név mellett szólt az is, hogy Helmholz úr kedvenc repülőtípusa a TB20 volt, amely egy kicsi, francia, 4 üléses repülőgép.
Decentralizált I/O-modulok
A Helmholz-gyártmányú, TB 20-as, decentralizált I/O-rendszer főbb paramétereit csak felsorolásszinten említjük:
- Profibus DP, CAN Open,
- Integrált tápegység,
- Széles modulválaszték:
- DI-csatornák száma: 2, 3, 4, 6, 8, 16,
- DO-csatornák száma: 2, 4, 8, 16 (500 mA),
- Analóg I/O-csatornák száma: 2, 4,
- Számlálómodul,
- Közbensőtáp.
- Egy fejegység max. 64 db modult (max. 1024 db I/O-csatornát) képes kezelni,
- Kompakt méret jó szerelhetőséggel kombinálva,
- Modulrendszerű, 3 elemes felépítés,
- Hot Plug – működés közben is szerelhető,
- Szabadon használható, kisegítő sorkapcsok (feszültség vagy jelek sokszorozására),
- Diagnosztikai és tervezőszoftver,
- Új technológia a múltbeli kompatibilitási kényszer nélkül.
A fejegység
A TB20 egyszerre akár 64 db I/O-kártyát, azaz 1024 db I/O-csatornát is képes kezelni egyetlen decentralizált egységen belül, amelyet PROFIBUS-DP-, CAN Open- vagy PROFINET-hálózattal köthetünk a CPU-hoz (2. ábra).
2. ábra A kihelyezett főegység csatlakozhat PROFIBUS-, CAN Bus- vagy PROFINET-hálózatra
Három részből álló moduláris felépítés
A TB20 I/O-elemei három modulból épülnek fel: az alapmodul a kommunikációs buszt is magában foglaló hátlap, amelyet a szabványos DIN-sínre illeszthetünk. Ehhez kapcsolódik az elektronikát tartalmazó kártya, és külön elem a vezetékek könnyű bekötését és rögzítését szolgáló előlapi csatlakozó (3. ábra).
3. ábra Az I/O-kártya háromkomponensű felépítése: Alapmodul (sötétszürke); Elektronikus komponens (világosszürke); Előlapi csatlakozó (fehér)
Az érzékelők vagy aktuátorok könnyen ráköthetők az előlapi csatlakozóra, a szereléshez megfelelő méretű hely áll rendelkezésre akár 1,5 mm2 névleges keresztmetszetű vezetékek alkalmazására is.
A 3 részes felépítésnek köszönhetően egy kártya meghibásodása esetén azt „melegen” ki lehet cserélni, azaz a rendszer leállítása nélkül ki lehet venni egy kártyát, és közben a többi I/O-kártya folyamatosan kommunikál a CPU-val. A TB20-család I/O-kártyáit 2-, 4-, 8- és16-csatornás kivitelben fejlesztették ki. Amikor egy I/O-csatorna aktívvá válik, az könnyedén leolvasható az előlapi ledeken, gyorsan és egyszerűen lehet akár a helyszínen is detektálni a hibát (4. ábra). A visszajelző ledek és a sorkapcsok közötti megfeleltetés nagyon egyszerű és egyértelmű.
4. ábra A hibakeresést segítik a beépített mérőpontok és diagnosztikai ledek, amelyek a működés közbeni azonosításban is szerephez juthatnak
Sokszor okozott már problémát, hogy a sorkapcsokon nem volt elég hely a 24 V vagy a nullavezető elosztására. Ezt a problémát segít megoldani, hogy minden kártya fizikailag 10 vagy 20 csatlakozási ponttal rendelkezik. Az I/O-csatornák által nem használt pontok sorkapocsként használhatók, amivel megkönnyítik a gyakran használt jelek (+24 V, 0, PE) elosztását.
A TB20 saját, integrált, rotációs kódolással rendelkezik, ezzel megakadályozható, hogy a felhasználó véletlenül ne a konfigurációnak megfelelő modulokat csatlakoztassa egymással. Ez nemcsak segít megelőzni a téves szerelésből származó károkozást, de segít a modulok üzembiztos cseréjében is. A Hot-Plug-technológiának köszönhetően a TB20 egy-egy kártyáját a rendszer leállítása nélkül kicserélhetjük. A cserélendő modul mögött levő további egységek folyamatos kapcsolatban maradnak a beavatkozás teljes ideje alatt a CPU-val.
Intelligens tervezés és konfiguráció
A TB20 ToolBox a Systeme Helmholz által kifejlesztett ingyenes szoftver, amely az internetről is letölthető; segítségével elvégezhető a rendszer tervezése, később segítséget nyújthat a kiépítésében és szervizelésben is. A tervezőszoftverben grafikusan megjeleníthetők és „drag and drop”-módszerrel kiválaszthatók és beilleszthetők a használni kívánt rendszerkomponensek. Ezen túlmenően segítséget kapunk, hogy mikor szükséges az áramellátást egy tápmodullal bővíteni. Ha a konfigurációt összeállítottuk, kiszámoltathatjuk az elrendezéshez szükséges befoglaló méretet is. A szoftver megjeleníti a rendszer állapotát és elemzi a paraméterek konfigurációs beállítását is. Ha hibát észlel, jelzi azt.
A csatornák egyértelmű jelöléséhez lehetőség van az előlapi címkecsík feliratozására, nyomtatására, hogy könnyen azonosítani lehessen a csatornákat.
Az I/O-térképnek köszönhetően az aktuális paraméterkonfiguráció és diagnosztikai üzenetek mindegyike valós időben megjeleníthető. Ezen túlmenően a TB20 ToolBox segítségével a ki- és bemeneti csatornák fölérendelt vezérlés nélkül (CPU) közvetlenül olvashatók, ezzel segítve a rendszer bekötésekor az ellenőrzést a kábelezésnél és a teljes elrendezésnél. A program által beállított összes érték eltárolható – egy későbbi felhasználás esetére – egy fájlban, vagy betölthető a TB20 főegységének nemfelejtő memóriájába is. Ha mindig a legfrissebb verzió áll a tervező rendelkezésére, akkor nem csupán a tervezés lesz egyszerűbb, hanem gyorsan készíthető egy költségbecslés is a beszerezni kívánt termékekről, hiszen a már összeállított egységről egy rendelési lista nyomtatható cikkszámokkal és aktuális listaárakkal együtt.
További video az eszközről: http://www.youtube.com/watch?v=NXKm6bgK9NY.
AD-DA Kft.
1124 Budapest, Fodor u. 90.
Tel.: +36 1 214 0400
Fax: +36 1 392 0579
E-mail:
