Automaatio ohjelmoitavan logiikan avulla 10 vuotta sitten

Esitys aiheesta: "Automaatio ohjelmoitavan logiikan avulla 10 vuotta sitten"— Esityksen transkriptio:

1 Automaatio ohjelmoitavan logiikan avulla 10 vuotta sitten
Phoenix College ib_kent Automaatio ohjelmoitavan logiikan avulla 10 vuotta sitten Anturien ja toimilaitteiden määrä kasvoi jatkuvasti. Huollon ja käyttöönoton kannalta kaapelointi muodosti vähitellen yhä suuremman ongelman.

2 Automaatio ohjelmoitavan logiikan avulla tänään
Phoenix College ib_kent Automaatio ohjelmoitavan logiikan avulla tänään Kaapelointia voidaan nykyisin vähentää väyläjärjestelmien ansiosta ja samalla helpottaa käyttöönottoa ja vianetsintää huomattavasti.

3 Yhteys ei välttämättä takaa kommunikaation onnistumista
Phoenix College ib_kent Yhteys ei välttämättä takaa kommunikaation onnistumista Eagle Igel Jotta avointa kenttäväyläratkaisua voitaisiin soveltaa maailmanlaajuisesti, kaikkien on puhuttava samaa ”datakieltä”. Niinpä onkin muodostunut erillisiä käyttäjäryhmiä, jotka ovat määritelleet omat erikoistuneet avoimet laiteprofiilit kuhunkin käyttötarkoitukseen.

4 INTERBUS Club Finland Jäsenet Jaakko Pöyry Oy Honeywell Oy
Phoenix College ib_kent INTERBUS Club Finland Jäsenet Jaakko Pöyry Oy Honeywell Oy ABB Industry Oy Phoenix Contact Oy Klinkmann Oy Vaasa Control Oy Festo Oy Pohto AEL Automaatiotekniikka Refimex Group Sensonor Oy Elektrobit Oy Kontram Oy Bürkert Oy SKS Control Techniques INTERBUS Club Finland perustettiin syksyllä 1996. Huhtikuun lopulla 1998 Suomen klubiin kuului lähes 20 varsinaista jäsentä (ns. yritysjäsenet) ja määrä on koko ajan kasvussa. Suomen klubi tulee avaamaan Internet -sivut kesäkuun -98 alussa, mikä tulee tehostamaan niin jäsenien välistä kuin ulospäin tapahtuvaa yhteistyötä ja kommunikointia. Rexroth Mecman Oy Finnsähkö Ky Murrelektronik Oy

5 Anturi-/toimilaiteväylälle asetettavia vaatimuksia
Phoenix College ib_kent Anturi-/toimilaiteväylälle asetettavia vaatimuksia lyhyt ja säännöllinen jaksonaika suuri siirtovarmuus ja tehokas protokolla I/O-datan ja sanomien samanaikainen siirto ilman keskinäistä vuorovaikutusta helppokäyttöisyys . . .

6 Tiedonsiirtomenetelmä
Phoenix College ib_kent Tiedonsiirtomenetelmä Yleisesti käytössä on kaksi menetelmää: 1. Sanomaperusteinen menetelmä (Master-Slave) 2. Yhteiskehysmenetelmä (TDM-Time Division Multipelxing) Sanomat Sanomat sisältävät suuria tietomääriä, kuten tulostimelle meneviä tiedostoja tai taajuusmuuttajan parametrointeja. Sanomat siirretään tarvittaessa asyklisesti. I/O-data I/O-datan koko tietosisältö on pieni. Nämä tiedot sisältävät esimerkiksi rajakytkimen tilatiedon tai lämpötila-arvon. I/O-dataa siirretään syklisesti. Menetelmien erot Sanomaperusteinen menetelmä soveltuu erittäin hyvin suurien tietomäärien kuten parametrien ja tiedostojen siirtoon. Yhteiskehysmenetelmä soveltuu aikakriittisen I/O-datan siirtoon.

7 Sanomaperusteinen menetelmä
Phoenix College ib_kent Sanomaperusteinen menetelmä Pyyntö 1 Pyyntö 2 Käsky 3 Käsky 4 Pyyntö 5 Ohjaus Vastaus 1 Vastaus 2 Kuittaus 3 Kuittaus 4 Vastaus 5 Edut: * Suuria tietomääriä voidaan siirtää siirtoprotokollan ja siirtoyhteyden fysikaalisten ominaisuuksien mukaan erittäin nopeasti. Haitat: * laitteilla on oltava yksilöllinen osoite * pieniä tietomääriä siirrettäessä hyötytietojen osuus on vain 4 - 8%. * asennus vaatii päätevastukset * vianetsintä on hankalaa * menetelmä vaatii suuren tiedonsiirtonopeuden. Käyttäjät * Profibus * FIP * P-Net * ja niin edelleen. Laite 1 Laite 2 Laite 3 Laite 4 Laite 5 Kehystiedot Hyötytiedot

8 Yhteiskehysmenetelmä
Phoenix College ib_kent Yhteiskehysmenetelmä Ohjaus Yhteiskehys Loopback CRC Edut: * hyötytietojen osuus on yli 60 % * laitteet eivät tarvitse osoitteita * päätevastuksia ei tarvita * automaattinen diagnostiikka * alhainen tiedonsiirtonopeus mahdollinen Haitat: * sanomia ei voida siirtää ilman valmisteluja Käyttäjät * INTERBUS * SERCOS Laite 1 Laite 2 Laite 3 Laite 4 Laite 5 Kehystiedot Hyötytiedot

9 INTERBUS-jaksonaika Aika 7,8 ms 500 kbit/s 4,4 ms 1,8 ms Bits 1,0 ms
Phoenix College ib_kent INTERBUS-jaksonaika Aika 7,8 ms 500 kbit/s 4,4 ms Väylän jaksonajaksi sanotaan aikaa, joka tarvitaan yhteen tietojen vaihtoon kaikkien kytkettyjen laitteiden kanssa. INTERBUS-protokollan suuren tehokkuuden ansiosta jaksonaika voidaan yleensä määrittää seuraavasti: I/O-pisteiden määrä ¨ väyläterminaalien (kaukoväyläasemien) määrä ¨ kaukoväyläkaapelin pituus (signaalin kulkuaika). Jaksonaika kasvaa lähes lineaarisesti I/O-bittien määrän kasvaessa. Ohjaus- ja säätötehtävissä tarvitaan vakioidut ja ennakoitavat ohje- ja oloarvojen määritykset. Tämä vakioaikainen (deterministinen) tiedonsiirto on kuvattu INTERBUSin järjestelmämäärittelyissä. 1,8 ms Bits 1,0 ms 256 1024 2048

10 Siirtorekisterirenkaan toimintaperiaate
Phoenix College ib_kent Siirtorekisterirenkaan toimintaperiaate INTERBUS Master -liitäntäkortti Asema 1 DIO 16IN /16OUT Asema 2 DIO 32IN /32OUT

11 Siirtorekisterirenkaan toimintaperiaate ID-sykli
Phoenix College ib_kent Siirtorekisterirenkaan toimintaperiaate ID-sykli Tulomuisti ID-rekisteri ID-rekisteri ID code As. 1 ID code As. 2 Lähtömuisti Datarekisteri Datarekisteri Tulot Tulot Lähdöt Lähdöt Loopback word INTERBUS Master -liitäntäkortti Asema 1 DIO 16IN /16OUT Asema 2 DIO 32IN /32OUT

12 Siirtorekisterirenkaan toimintaperiaate ID-sykli, pulssit 1 - 48
Phoenix College ib_kent Siirtorekisterirenkaan toimintaperiaate ID-sykli, pulssit Tulomuisti Loopback word ID code As. 1 ID code As. 2 ID-rekisteri ID-rekisteri Lähtömuisti Datarekisteri Datarekisteri Tulot Tulot Lähdöt Lähdöt INTERBUS Master -liitäntäkortti Asema 1 DIO 16IN /16OUT Asema 2 DIO 32IN /32OUT

13 Siirtorekisterirenkaan toimintaperiaate Datasykli
Phoenix College ib_kent Siirtorekisterirenkaan toimintaperiaate Datasykli Tulomuisti ID-rekisteri ID-rekisteri Lähtömuisti Datarekisteri Datarekisteri Aseman 1 lähdöt Tulot Tulot Aseman 1 tulot Aseman 2 tulot Aseman 2 lähdöt Lähdöt Lähdöt Loopback word INTERBUS Master -liitäntäkortti Asema 1 DIO 16IN /16OUT Asema 2 DIO 32IN /32OUT

14 Siirtorekisterirenkaan toimintaperiaate Datasykli, datan vastaanotto
Phoenix College ib_kent Siirtorekisterirenkaan toimintaperiaate Datasykli, datan vastaanotto Tulomuisti ID-rekisteri ID-rekisteri Lähtömuisti Datarekisteri Datarekisteri Aseman 1 tulot Aseman 2 tulot Aseman 1 lähdöt Aseman 2 lähdöt Lähdöt Lähdöt Loopback word INTERBUS Master -liitäntäkortti Asema 1 DIO 16IN /16OUT Asema 2 DIO 32IN /32OUT

15 Siirtorekisterirenkaan toimintaperiaate Datasykli, 1. pulssi
Phoenix College ib_kent Siirtorekisterirenkaan toimintaperiaate Datasykli, 1. pulssi Tulomuisti ID-rekisteri ID-rekisteri Lähtömuisti Datarekisteri Datarekisteri Tulot Tulot Lähdöt Lähdöt INTERBUS Master -liitäntäkortti Asema 1 DIO 16IN /16OUT Asema 2 DIO 32IN /32OUT

16 Siirtorekisterirenkaan toimintaperiaate Datasykli, 2. pulssi
Phoenix College ib_kent Siirtorekisterirenkaan toimintaperiaate Datasykli, 2. pulssi Tulomuisti ID-rekisteri ID-rekisteri Lähtömuisti Datarekisteri Datarekisteri Tulot Tulot Lähdöt Lähdöt INTERBUS Master -liitäntäkortti Asema 1 DIO 16IN /16OUT Asema 2 DIO 32IN /32OUT

17 Siirtorekisterirenkaan toimintaperiaate Datasykli, 3. pulssi
Phoenix College ib_kent Siirtorekisterirenkaan toimintaperiaate Datasykli, 3. pulssi Tulomuisti ID-rekisteri ID-rekisteri Lähtömuisti Datarekisteri Datarekisteri Tulot Tulot Lähdöt Lähdöt INTERBUS Master -liitäntäkortti Asema 1 DIO 16IN /16OUT Asema 2 DIO 32IN /32OUT

18 Siirtorekisterirenkaan toimintaperiaate Datasykli, 63. pulssi
Phoenix College ib_kent Siirtorekisterirenkaan toimintaperiaate Datasykli, 63. pulssi Tulomuisti ID-rekisteri ID-rekisteri Lähtömuisti Datarekisteri Datarekisteri Tulot Tulot Lähdöt Lähdöt INTERBUS Master -liitäntäkortti Asema 1 DIO 16IN /16OUT Asema 2 DIO 32IN /32OUT

19 Siirtorekisterirenkaan toimintaperiaate Datasykli, 64. pulssi
Phoenix College ib_kent Siirtorekisterirenkaan toimintaperiaate Datasykli, 64. pulssi Tulomuisti Aseman 2 tulot Aseman 1 tulot Loopback word ID-rekisteri ID-rekisteri Lähtömuisti Datarekisteri Datarekisteri Aseman 1 lähdöt Aseman 2 lähdöt Tulot Tulot Lähdöt Lähdöt INTERBUS Master -liitäntäkortti Asema 1 DIO 16IN /16OUT Asema 2 DIO 32IN /32OUT

20 Phoenix College ib_kent Siirtorekisterirenkaan toimintaperiaate Datasykli, Datan siirto lähtörekisteriin Tulomuisti Aseman 2 tulot Aseman 1 tulot Loopback word ID-rekisteri ID-rekisteri Lähtömuisti Datarekisteri Datarekisteri Tulot Tulot Lähdöt Lähdöt Aseman 1 lähdöt Aseman 2 lähdöt INTERBUS Master -liitäntäkortti Asema 1 DIO 16IN /16OUT Asema 2 DIO 32IN /32OUT

21 INTERBUSin rakenne Master rakenne: rengasjärjestelmä 256 asemaa
Phoenix College ib_kent INTERBUSin rakenne Master rakenne: rengasjärjestelmä 256 asemaa ei päätevastuksia, rengas sulkeutuu automaattisesti ei laitteiden osoiteasetuksia asennettaessa helppo laajentaa, rengas laajenee ”automaattisesti”

22 INTERBUSin rakenne Master
Phoenix College ib_kent INTERBUSin rakenne Master haaroitus on helppoa haaroitusliittimien avulla laaja käytettävyys joustava sopeutus laitetopologiaan haarat voidaan kytkeä peräkkäisiin tasoihin enintään 16 tasoa Kaukoväylähaara

23 INTERBUS-siirtotiet Kuparikaapelit: Master
Phoenix College ib_kent INTERBUS-siirtotiet Master Kuparikaapelit: RS 485:n mukainen signaalin siirto yhteinen suojavaippa, parikierretty kaapeli, esim. IBS RBC METER… x 2 x 0,22 mm² etäisyys kahden laitteen välillä jopa 400 m ilman toistinta

24 INTERBUS-siirtotiet Valokuitukaapeli: Master
Phoenix College ib_kent INTERBUS-siirtotiet Master Valokuitukaapeli: Duplex-kuitu, jokin seuraavista: polymeerikuitu, 660 nm, 50 m, F-SMA HCS-kuitu, 660 nm, 300 m, F-SMA lasikuitu, 850 nm, m, BFOC

25 Parametritietojen siirto
Phoenix College ib_kent Parametritietojen siirto PLC- master 10 tavua parametritietoa Tavu 10 Tavu 9 Tavu 8 Tavu 7 Tavu 6 Tavu 5 Tavu 4 Tavu 3 Tavu 2 Tavu 1 Loopch. Laite 1 Laite 2 Laite 3 Laite n-1 Laite n FCS Control Taajuusmuuttaja esimerkiksi laite 3

26 Parametritietojen siirto
Phoenix College ib_kent Parametritietojen siirto PLC- master 10 tavua parametritietoa Tavu 10 Tavu 9 Tavu 8 Tavu 7 Tavu 6 Tavu 5 Tavu 4 Tavu 3 Tavu 2 Loopch. Laite 1 Laite 2 Tavu 1 Laite n-1 Laite n FCS Control Sykli 1 Taajuusmuuttaja esimerkiksi laite 3

27 Parametritietojen siirto
Phoenix College ib_kent Parametritietojen siirto PLC- master 10 tavua parametritietoa Byte 10 Tavu 9 Tavu 8 Tavu 7 Tavu 6 Tavu 5 Tavu 4 Tavu 3 Loopch. Laite 1 Laite 2 Tavu 2 Laite n-1 Laite n FCS Control Tavu 1 Sykli 2 Taajuusmuuttaja esimerkiksi laite 3

28 Parametritietojen siirto
Phoenix College ib_kent Parametritietojen siirto PLC- master 10 tavua parametritietoa Tavu 10 Tavu 9 Tavu 8 Tavu 7 Tavu 6 Tavu 5 Tavu 4 Loopch. Laite 1 Laite 2 Tavu 3 Laite n-1 Laite n FCS Control Tavu 3 Tavu 1 Sykli 3 Taajuusmuuttaja esimerkiksi laite 3

29 Parametritietojen siirto
Phoenix College ib_kent Parametritietojen siirto PLC- master 10 tavua parametritietoa Loopch. Laite 1 Laite 2 Tavu 10 Laite n-1 Laite n FCS Control Tavu 9 Tavu 8 Tavu 7 Tavu 6 Tavu 5 Tavu 4 Sykli 10 Tavu 3 Tavu 2 Tavu 1 Taajuusmuuttaja esimerkiksi laite 3

30 Parametritietojen siirto
Phoenix College ib_kent Parametritietojen siirto PLC- master 10 tavua parametritietoa Loopch. Laite 1 Laite 2 Laite 3 Laite n-1 Laite n FCS Control Tavu 10 Tavu 9 Tavu 8 Tavu 7 Tavu 6 Tavu 5 Tavu 4 Tavu 3 Tavu 2 Taajuusmuuttaja esimerkiksi laite 3 Tavu 1

31 Parametritietojen siirto
Phoenix College ib_kent Parametritietojen siirto PCP-protokollaohjelmisto sisällyttää kuhunkin INTERBUS-jaksoon osan sanomasta (parametritiedosta). PCP: Peripherals Communication Protocol PCP-protokollaohjelmisto kokoaa sanoman (parametritiedot) yksittäistä osista.

32 INTERBUS-diagnostiikka
Phoenix College ib_kent INTERBUS-diagnostiikka Isäntä

33 INTERBUS-diagnostiikka
Phoenix College ib_kent INTERBUS-diagnostiikka INTERBUS Master -liitäntäkortti pysäyttää tiedonsiirron ja aloittaa vianetsinnän Laitteet sulkevat lähtevät liitännät Isäntä Isäntä

34 INTERBUS-diagnostiikka
Phoenix College ib_kent INTERBUS-diagnostiikka Isäntä Laite 1 on OK kytketään nroon 2

35 INTERBUS-diagnostiikka
Phoenix College ib_kent INTERBUS-diagnostiikka Isäntä Laite 2 on OK kytketään nroon 3

36 INTERBUS-diagnostiikka
Phoenix College ib_kent INTERBUS-diagnostiikka Isäntä Laite 3 on OK kytketään nroon 4

37 INTERBUS-diagnostiikka
Phoenix College ib_kent INTERBUS-diagnostiikka REMOTEBUS -virhetyyppi- Isäntä Laitetta 4 ei löydetä SEGMENT 4 -virhepaikka-

38 INTERBUS-diagnostiikka
Phoenix College ib_kent INTERBUS-diagnostiikka Isäntä Tapaus A: Laitteistoa ei voi käyttää ! Kaikki lähdöt asetetaan tilaan “0”

39 INTERBUS-diagnostiikka
Phoenix College ib_kent INTERBUS-diagnostiikka Isäntä Tapaus B: PLC käynnistää väylän uudelleen

40 INTERBUS-diagnostiikka
Phoenix College ib_kent INTERBUS-diagnostiikka Linjajärjestelmä INTERBUS Katkeaminen ? ? ? Oikosulku EMC- häiriön kytkeytyminen 1. Diagnostiikkaedut vierekkäisten laitteiden tiedonsiirron valvonnan ansiosta satunnaisten häiriöiden (EMC, katkos aseman tehonsyötössä) yhteydessä. 2. Diagnostiikkaedut johtimien oikosulkutilanteessa Rengas suljetaan vikakohdasta, tiedonsiirto on mahdollista vikakohtaan asti. 3. Toimintavarmuus aktiivisessa rengasverkossa Vialliset laitteet tai laiteryhmät voidaan kytkeä irti ja muu väylä on silti käytettävissä. Väyläjärjestelmäsegmenttien kuten esimerkiksi liikkuvien asemien käyttöönotto ja käytöstä poisto voidaan tehdä ohjelmallisesti. Halutun segmentin laajentaminen on mahdollista muun järjestelmän käytön aikana. Katkos jännitteen tehonsyötössä

41 Rengasjärjestelmän diagnostiikka
Phoenix College ib_kent Rengasjärjestelmän diagnostiikka 1) Satunnaiset häiriöt (EMC). Linja Rengas A B A B Paikallistaminen ei mahdollista. Viallinen sanoma (A-B) ei sisällä tietoa häiriökohdasta. Paikallistaminen varmaa. Datavalvonta kahden vierekkäisen laitteen välillä.

42 Rengasjärjestelmän diagnostiikka
Phoenix College ib_kent Rengasjärjestelmän diagnostiikka 2) Johtimien oikosulku Linja Rengas Paikallistaminen ei mahdollista. Koko järjestelmän tiedonsiirto keskeytyy. Paikallistaminen varmaa. Rengas suljetaan vikakohdasta. Tiedonsiirto toimii vikakohtaan asti.