SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

Десять лет успеха

Система Х20 – чрезвычайно успешное решение, разработанное компанией B&R, которое широко востребовано уже 10 лет и, есть все основания полагать, будет востребовано в дальнейшем. В данную систему входят небольшие, но мощные ПЛК (такое сочетание компактности и высокой производительности достигается впервые) и базовые модули ввода/вывода, подсоединяемые с помощью клеммников.

ООО «Б+Р Промышленная Автоматизация», г. Москва

b&r_site.gif

История серии Х20 берет начало в 2004 году, когда концепт системы, состоящей из миниатюрных высокопроизводительных ПЛК и модулей ввода/вывода, был представлен широкой общественности на выставке SPS IPC Drives в Нюрнберге. Компактная система ввода/вывода, включающая в себя три основные части – базу, электронный модуль и клеммный блок, стала поистине новаторским решением, определившим дальнейшее развитие промышленной автоматизации. И это подтверждается не только громким коммерческим успехом системы Х20, но и большим числом конкурентов, которые следовали тем же техническим решениям в разработке дизайна новинок продукции, однако не смогли повторить высокие эксплуатационные характеристики линейки Х20.

По прошествии десяти лет решение по-прежнему пользуется огромным успехом: только в одном 2015 году компания B&R поставила заказчикам почти 200 000 программируемых контроллеров и свыше миллиона модулей ввода/вывода этой линейки продукции. В чем же заключается источник популярности системы у пользователей?

Ris_1_X20_SLX.png

Рис. 1. ПЛК и система ввода/вывода Х20

Модульность системы позволяет значительно повысить скорость и эффективность производства, ведь для нее используются идентичные базовые модули и небольшое число различных клеммников, что в свою очередь позволяет предлагать их по низкой цене без ущерба качеству. Съемный клеммник также позволяет ускорить процесс монтажа и облегчить обслуживание. При возникновении любой проблемы достаточно просто отсоединить клеммник и заменить электронный модуль без отключения питания или отсоединения проводов. Это обеспечивает виртуальную «защиту от дурака» и абсолютно не требует каких-либо инструментов.

Конструкция модулей Х20 очень компактна: 16 каналов ввода/вывода (каждый канал с индивидуальной светодиодной индикацией состояния) в модуле шириной всего 12,5 мм. Такая миниатюризация приводит к значительной экономии пространства внутри шкафа и при этом не сказывается на стабильности или функциональности системы управления.

Ris_2.png

Рис. 2. Конструкция модуля ввода/вывода Х20 состоит из трех основных частей: базы, электронного модуля и клеммника

Функциональность и надежность являются приоритетами компании. Система Х20 рассчитана на эксплуатацию в тяжелых условиях при рабочих температурах от –25 до +60 °C. Кроме того, модули ввода/вывода и ПЛК семейства Х20 имеют действующий сертификат морского регистра German Lloyd; чтобы получить его, их подвергли испытаниям при уровне вибрации 4 g. Другие производители выпускают специализированные системы для тяжелых условий эксплуатации, только чтобы охватить диапазон применений, доступных для стандартной системы Х20.

Необходимо также отметить и возможности масштабирования системы Х20: пользователю предлагается на выбор 14 классов производительности ЦПУ – от компактного контроллера для локальной системы управления до мощного ПЛК на платформе ПК с процессором Intel® Atom™ для использования в составе распределенной системе управления. Масштабируется и система ввода/вывода – число каналов на модуле может варьироваться: 2, 4, 6, 8, 12 либо 16 каналов. Эти возможности позволяют проектировщику подобрать оптимальную конфигурацию системы управления для своей задачи в рамках одной платформы Х20 как по техническим характеристикам (число каналов и необходи­мая вычислительная мощность), так и по цене.

В линейке модулей ввода/вывода Х20 помимо компонентов для стандартной обработки дискретных и аналоговых сигналов имеется целый ряд специализированных модулей для особых задач. Это и счетчики электроэнергии, и модули измерения вибрации, и тензометрические модули для построения систем весоизмерения. В настоящее время в линейке системы Х20 представлено свыше 200 различных электронных модулей для любой задачи в области промышленной автоматизации.

Несмотря на приличный срок жизни системы Х20 на рынке у компании B&R нет планов по ее замене новой линейкой продукции. Система ПЛК и ввода/вывода Х20 до сих пор остается самой инновационной на рынке промышленной автоматизации, и можно с уверенностью утверждать, что она будет соответствовать требованиям этого рынка в обозримом будущем. Причина – в непрерывном развитии системы на протяжении всего срока ее существования: за десять лет была улучшена схемотехника, разработаны новые модули для специализированных применений, а также увеличена производительность ПЛК для нужд новой промышленной цифровой революции.


Компактный контроллер S-класса

В текущем 2016 году B&R представляет новую линейку ЦПУ Compact-S системы X20, построенных на базе популярных многоядерных процессоров ARM Cortex-A9. Новые контроллеры совмещают две прежде несовместимые характеристики: производительность и компактность. Пользователям предлагается на выбор пять вариантов устройства, различающихся набором интерфейсов, объемом памяти и производительностью процессора (от 400 микросекунд до 4 миллисекунд – в зависимости от класса решаемых задач).

Ris_3.png

Рис. 3. Новые модули процессоров X20 Compact-S имеют пять классов производительности и модульный интерфейс

В стандартной комплектации новые контроллеры уже оснащены интерфейсами USB, POWERLINK и Gigabit Ethernet и полностью совместимы с другими контроллерами и модулями ввода/вывода X20. Наиболее мощная версия контроллера Compact-S укомплектована 256 МБ RAM и 2 ГБ встроенной флеш-памяти, что позволяет решать задачи с временем цикла от 400 микросекунд. Если торопиться некуда, то можно выбрать вариант с максимальным временем цикла 800 микросекунд или даже 1 миллисекунда. Для локальных систем управления, не требующих организации распределенной сети обмена данными в реальном времени, достаточно и самых младших вариантов ЦПУ Compact-S. Они оснащены скоростным интерфейсом Fast Ethernet и предназначены для классов задач, допускающих время цикла 2 или 4 миллисекунды.

Ris_4.png

Рис. 4. Основные технические характеристики модулей ЦПУ X20 Compact-S

Новые процессоры являются самыми компактными в своем классе – их ширина всего 37,5 мм вместе с источником питания. В стандартной комплектации пользователю предлагается широкий выбор средств коммуникации: на борту имеются интерфейсы POWERLINK, Ethernet, USB и RS‑232. В качестве опции доступен интерфейс CAN, при этом его наличие не повлияет на размеры ЦПУ. Если задача требует дополнительных каналов обмена данными, в распоряжении пользователя два слота для установки опциональных интерфейсных модулей. Это позволяет использовать весь ассортимент доступных модулей полевых шин X20.


Полевое устройство с OPC UA и моделью Pub/Sub

В 2016 году компания B&R выступила на Ганноверской ярмарке с заявлением о разработке первого в мире полевого устройства для OPC UA. Новый контроллер шины системы ввода/вывода X20 делает возможной реализацию связи OPC UA между уровнем датчиков и уровнем ERP-системы без необходимости каких-либо интерфейсов.

Контроллер шины X20BC008U не только обеспечивает сбор данных от подключенных к нему модулей ввода/вывода, но и функционирует как сервер OPC UA, предоставляющий информацию клиентам OPC UA любого производителя. Клиентами OPC UA могут выступать различные контроллеры, системы SCADA, системы управления предприятием или облачные приложения.

Ris_5.png

Рис. 5. Контроллер шины X20BC008U выполняет роль сервера OPC UA, предоставляя информацию клиентам от любого производителя

Интерфейсы, шлюзы и связанная с ними потеря информации остались в прошлом. Все данные технологического процесса передаются с помощью единого протокола. Благодаря применению новой модели «издатель/подписчик» (Pub/Sub) данные распределяются между клиентами-подписчиками наиболее эффективным образом.

Контроллер шины X20BC008U можно использовать со всеми контроллерами и модулями ввода/вывода, входящими в линейку продукции X20, без ограничений.

Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 3(63)_2016

ООО «Б+Р Промышленная Автоматизация», г. Москва,
тел.: +7 (495) 657-9501,
e-mail: office.ru@br-automation.com,
www.br-automation.com