Открытые системы промышленной автоматизации Beckhoff

Компания Beckhoff реализует открытые системы промышленной автоматизации на базе ПК-совместимых элементов управления. Ассортимент продукции включает промышленные контроллеры, системы ввода-вывода, приводы и программное обеспечение для автоматизации TwinCAT. Каждый раздел представляет свою серию продукции, которая может использоваться и как отдельный компонент, и в качестве комплексной согласованной системы управления. Новые технологии автоматизации Beckhoff предлагают универсальные и независимые от отрасли решения по автоматизации и управлению во всем мире в самых разнообразных сферах применения, от управления станков с числовым программным управлением до комплексной автоматизации зданий.

Философия компьютерного управления компании Beckhoff, внедрение Lightbus, системы ввода-вывода и программного обеспечения TwinCAT являются вехами в технике автоматизации, альтернативой традиционному управлению. EtherCAT, решение на базе Ethernet в режиме реального времени, делает передовую высокоскоростную технологию доступной для промышленности, создавая основу для формирования концепций управления нового поколения. Для разных отраслей промышленности Beckhoff предлагает комплексные системные решения по автоматизации с разными классами производительности. Масштабируемая технология охватывает самое разное оборудование от мощных промышленных компьютеров до мини-ПЛК, программируемых логических контроллеров, и может быть точно приспособлена для решения конкретных задач. В программном обеспечении для автоматизации TwinCAT интегрированы функции ПЛК и управления позиционированием. Программирование всех контроллеров Beckhoff осуществляется с помощью TwinCAT по стандарту IEC 61131- 3.

Компанией разработана передовая технология для любых типов сигналов и любых видов промышленных шин. Beckhoff предлагает широкий ассортимент модулей ввода-вывода и интерфейсных шлюзов, поддерживающий все наиболее распространенные промышленные шины. Серия Bus Terminal со степенью защиты IP 20, а также серия Fieldbus Box со степенью защиты IP 67 составляют основу оборудования, способного работать со всеми основными типами сигналов и промышленных шин. Кроме того, шинная технология нового поколения, EtherCAT, открывает новые, захватывающие перспективы в сфере автоматизации.

Освещение

Совсем недавно выпуском DMX-модуля EL6851 компания Beckhoff пополнила систему EtherCAT-устройств дополнительной подсистемой автоматизации здания. Выступая в качестве DMX-мастера, новый модуль обеспечивает прямое подключение до 32 DMX-устройств и поддерживает передачу данных по протоколу DMX с полной пропускной способностью 512 байт за один управляющий цикл в сети EtherCAT.

DMX – это стандартный протокол управления профессиональным оборудованием для сценического освещения и создания световых эффектов. Такое оборудование обычно используется для динамичного освещения выставочных залов или для уникальной подсветки гостиниц и центров проведения важных мероприятий. При использовании статичных DMX-источников света передаются сигналы яркости и смешения цветов, а для динамичных DMX-источников дополнительно используются данные пространственных координат.

Высокая скорость передачи данных через EtherCAT позволяет быстрее обновлять световые параметры, обеспечивая более гармоничные изменения света и цвета. Модуль EL6851 может использоваться для управления DMX-устройствами по трем осям, например, сканерами, движущимися источниками света или прожекторами. Для более эффективной разработки таких систем в пакете Beckhoff TwinCAT имеются блоки функций для быстрого программирования, написанные в соответствии со стандартом IEC 61131-3.

Модульная EtherCAT-система ввода/вывода состоит из отдельных электронных устройств. Технические свойства EtherCAT поддерживаются всей системой, поскольку протокол EtherCAT полностью поддерживается на уровне каждого отдельного модуля ввода/вывода. Для всех наиболее распространенных типов цифровых и аналоговых сигналов, применяемых в мире автоматизации, имеются идеально подходящие EtherCAT-модули. Подчиненные шины, как в данном случае DMX, целиком и полностью интегрируются в систему благодаря использованию локальных мастер-устройств и подчиненных устройств.

Ветроэнергетика

Перед мировыми производителями ветротурбин встает задача сохранения максимальной гибкости производства для поддержания конкурентоспособности продукции в условиях постоянно изменяющихся требований рынка. Компания Beckhoff предлагает такую гибкость на базе своей технологии компьютерного управления, которая сегодня используется в ветродвигателях, устанавливаемых в прибрежных зонах по всему миру.

Открытость систем автоматизации Beckhoff в отношении программных и аппаратных интерфейсов позволяет производителям установок адаптировать свои системы к разным требованиям как на стадии проектирования, так и на последующей стадии расширения и модификации при малых финансовых затратах. Открытая и масштабируемая система автоматизации TwinCAT представляет собой программируемый логический контроллер для промышленных контроллеров. Программирование с использованием международного стандарта IEC 61131-3 гарантирует производителям турбин высокую степень защиты инвестиций. Использование технологических стандартов на базе Windows открывает новые возможности для расширения и позволяет использовать преимущества быстрого развития компьютерной индустрии. Более того, такой подход позволяет использовать одну технологию для турбин всех типов.

Сбор и управление данными составляют фундамент, на котором строится контроль и анализа рабочих параметров турбины по вертикали, от механизма к центральному пульту управления, и по горизонтали, между отдельными интеллектуальными компонентами турбины, а также между самими турбинами на ветрэлектростанции. Банки локальных данных как основа для резервного копирования и подготовки данных более высокого уровня не представляют никаких проблем для промышленных контроллеров. Перенос всех функций на аппаратную часть промышленных контроллеров упрощает процесс передачи данных в производственные базы данных и в системы планирования и управления ресурсами.

Использование EtherCAT для высокоскоростной связи между ветрогенераторами и центром управления возможно благодаря тому, что Beckhoff производит полный ассортимент компонентов промышленной сети для всех наиболее распространенных устройств ввода/вывода и шин. Выбор модулей Bus Terminal и EtherCAT-модулей охватывает все типы сигналов и шин, которые используются в ветроэнергетике.

EtherCAT, промышленная сеть на базе Ethernet, обеспечивает передачу данных в режиме реального времени, для критичных ко времени процессов, не требуя специальных устройств в блоке центрального процессора. Система EtherCAT позволяет создавать гибкую топологию сети, включая оптоволоконные сегменты связи. При использовании технологии eXtreme Fast Control, с помощью добавления метки времени и информации о сигнале достижимо временное разрешение в пределах 100 наносекунд. Сигналы датчиков могут считываться с периодом выборки менее 10 микросекунд.

Вот уже ряд лет безопасность работы и управления играет все большую роль во всех видах оснащаемого системой TwinSAFE от Beckhoff оборудования. Компания предлагает интегрированное решение с оптимальным сочетанием автоматизации и безопасности. TwinSAFE добавляет защитные функции в существующую архитектуру управления и помогает сокращать затраты на кабельные работы по обеспечению безопасности оборудования верхнего уровня ветротурбины.

Для работы в неблагоприятных условиях

С расширением семейства модулей Beckhoff Fieldbus Box за счет выпуска EtherCAT-устройств система ввода/вывода EtherCAT больше не нуждается в использовании отдельных шкафов электроавтоматики. Все устройства этой серии с классом защиты IP 67 имеют встроенный интерфейс для прямого подключения к EtherCAT, что позволяет сохранять высокую производительность системы вплоть до каждого модуля ввода/вывода. Это открывает новые возможности для применения устройств со степенью защиты IP 67. Теперь возможны быстрый обмен данными на базе технологии eXtreme Fast Control, проведение измерений с высокой точностью, встроенные приводные функции непосредственно на месте работы механизмов. Эти модули исключительно компактны и хорошо приспособлены для работы в условиях ограниченного пространства.

Новые EtherCAT-устройства сочетают преимущества водонепроницаемой конструкции модулей типа Fieldbus Box с высокой производительностью среды EtherCAT. Это делает EtherCAT-устройства идеально пригодными для применения в неблагоприятных промышленных условиях. Подключение к EtherCAT выполняется с помощью винтовых соединителей М8. Передача данных EtherCAT-модулями с применением стандартных Ethernet-кабелей осуществляется на расстояние до 100 метров.

Вся новая продукция Beckhoff будет представлена на двух ведущих промышленных выставках Hanover Fair 2009, которые состоятся с 20 по 24 апреля 2009 года, на выставке Industrial Automation и на новой выставке Wind, где компанией будут представлены технологии на базе промышленных контроллеров и EtherCAT для ветротурбин.

Федор СПИРИДОНОВ