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.

Автоматизация высокопроизводительных машин без компромиссов! Omron представляет новую единую платформу автоматизации Sysmac

Новая единая платформа для автоматизации машин Sysmac, ядром которой является универсальный машинный контроллер NJ, обеспечивает полное управление высокоскоростными производственными установками.

ООО «Омрон Электроникс»

omron_site.gif

Корпорация Омрон – один из признанных в мире экспертов в создании высокотехнологичных устройств получения/преобразования сигналов и компонентов управления, применяемых в самых разных областях. В частности, компания занимает лидирующие позиции в области производства оборудования для здравоохранения, автомобильной электроники, электронных компонентов. Наиболее же крупным направлением деятельности компании является промышленная автоматизация.

Omron ведет свою историю с 1933 года, в настоящее время корпорацию возглавляет г‑н Ёсихито Ямада. Компания обладает обширнейшей базой научных исследований и богатым опытом решения прикладных задач различных уровней сложности в таких отраслях рынка, как энергетика, машиностроение, пищевая и перерабатывающая промышленность, металлургия и многих других. Инновационные решения и разработки Omron успешно зарекомендовали себя на крупнейших заводах и предприятиях в странах Европы, Америки и Азии.

В 1991 году было открыто представительство компании Omron в России, а в 2007 году – дочерняя фирма корпорации ООО «Омрон Электроникс». Основной задачей компании является поставка на российский рынок продукции традиционно высокого качества и поддержка российских потребителей, применяющих оборудование Omron.

В мае 2013 года отделение «Промышленная автоматизация» Omron Electronics в России официально объявило о запуске новой платформы для автоматизации машин Sysmac (от англ. System for Machine Automation Control). Появление Sysmac – важное событие в десятилетнем плане развития Omron, нацеленном на упрочение доминирующего положения компании на рынке автоматизации машин.

В основу новой разработки было положено три основных принципа:
- один универсальный контроллер для программно-логического управления, управления движением и работы с техническим зрением;
- открытые коммуникации и открытые стандарты программирования;
- гармония между оборудованием и людьми.

Воплощением такого подхода стала мощная единая платформа автоматизации Sysmac во главе с универсальным машинным контроллером Sysmac NJ. Новая платформа объединяет в себе последовательное управление и управление движением, сетевой обмен данными, техническое зрение, новое программное обеспечение Sysmac Studio для конфигурирования, программирования, моделирования и мониторинга, а также быструю сеть исполнительных устройств EtherCAT для управления приводами, техническим зрением, станциями удаленного ввода/вывода и другими полевыми устройствами.

Несомненным преимуществом новой архитектуры является интеграция ключевых разработок Omron в рамках одной платформы управления машинами. Функции логического управления оборудованием и управления движением теперь объединены; полевые устройства управляются через единую сеть, а в качестве среды разработки используется одно программное обеспечение.

«Заказчики проектируют свое оборудование на базе единой платформы автоматизации и могут расширить его возможности в соответствии с новыми требованиями без ущерба для его скорости работы и производительности», – утверждает Фернандо Колас, директор отделения «Автоматизация и приводы» Omron Electronics (отвечает за деятельность компании в Европе, на Ближнем Востоке и в Африке).


Один универсальный машинный контроллер

Ядром новой платформы автоматизации Sysmac является универсальный контроллер NJ (рис. 1), сочетающий в себе высокую производительность с традиционной надежностью Omron. Контроллер сконструирован на базе микропроцессора Atom компании Intel, оптимального для функционирования в тяжелых промышленных условиях при пассивном охлаждении. Управление машинным контроллером осуществляется операционной системой реального времени. Заказчик имеет возможность выбрать модель процессорного устройства младшей серии NJ301 для многоосного управления движением по 4 или 8 осям либо устройство более мощной серии NJ501 для управления движением по 16, 32 или 64 осям. За счет этого достигается гибкая масштабируемость решения на базе NJ в зависимости от сложности автоматизируемой машины. В задачах управления с 32 осями период обновления данных составляет 500 мкс. Такой результат недостижим при использовании традиционных аппаратных средств.

Ris.1.png

Рис. 1. Универсальный машинный контроллер серии NJ 

Универсальный машинный контроллер Sysmac NJ с микропроцессором Intel, работающий под управлением операционной системы реального времени, уходит от жесткой архитектуры на основе специализированных интегральных схем (ASIC) к гибкой и легко адаптируемой программно-ориентированной архитектуре.

«Мы сделали смелый шаг в мир автоматизации на базе процессоров Intel, сохранив легендарную фирменную надежность промышленных контроллеров Omron», – объясняет Фернандо Колас. Данный переход стал возможен благодаря тесному сотрудничеству с компанией Intel. Сегодня Intel рассматривает корпорацию Omron в качестве своего главного партнера в сфере промышленной автоматизации в мире.


Единое программное обеспечение

Программный пакет Sysmac Studio предоставляет машиностроителям полный контроль над системой автоматизации и позволяет реализовать задачи конфигурирования, программирования, моделирования и мониторинга в едином программном обеспечении. Sysmac Studio представляет собой полноценную интегрированную среду разработки, позволяющую отказаться от нескольких отдельных программных пакетов (обычно усложняющих процесс проектирования, разработки и отладки программ), и использует технологию Microsoft Windows Presentation Foundation (WPF). Такой подход дарит новые возможности, позволяющие упростить и ускорить программирование машины.

Графически-ориентированное конфигурирование обеспечивает быструю настройку контроллера, полевых устройств и сетей. Программирование как логического управления машиной, так и управления движением основано на стандарте МЭК (IEC) 61131-3. Применяются специализированные функциональные блоки PLCopen для управления движением.

Интеллектуальный редактор, который позволяет отладить программу, не прерывая ее выполнения, делает программирование быстрым и безошибочным.
Улучшенное моделирование выполнения программ логического управления и управления движением, протоколирование данных и их трассировка позволяют уменьшить время, необходимое для настройки и наладки оборудования.

Также Sysmac Studio предоставляет удобную среду для 3D-моделирования движения узлов машины.


Одна сеть исполнительных устройств

Коммуникационные возможности нового контроллера серии Sysmac NJ обеспечивают как прозрачный обмен данными между элементами машины, так и связь с остальными системами и оборудованием всего предприятия. Для этих целей все контроллеры NJ имеют встроенные интерфейсы EtherCAT и Ethernet/IP.

EtherCAT – самая быстроразвивающаяся сеть на рынке промышленной автоматизации, а также – основная сеть исполнительных устройств Omron для автоматизации машин с приводами. Высокоскоростная промышленная сеть на основе Ethernet стандарта IEEE 802.3, со скоростью передачи данных 100 Мбит/с, поддерживает до 192 ведомых устройств и способна обеспечить время обновления данных менее 100 мкс с рассогласованием между узлами менее чем 1 мкс!

EtherCAT обеспечивает высокую точность синхронизации приводов за счет использования механизма распределенных часов для ведомых устройств. Сеть проста в настройке благодаря автоматическому присвоению адресов ведомым устройствам и экономична в установке, поскольку использует стандартные экранированные кабели и разъемы Ethernet.

В соответствии с общественной и глобальной политикой Omron платформа Sysmac отвечает мировым стандартам, таким как EC Directives, cULus, Lloyd’s и NK. Sysmac разработана и произведена с использованием только чистых и перерабатываемых материалов.

В России универсальный машинный контроллер Sysmac NJ можно заказать с мая 2013 года.
Дополнительную информацию вы можете найти на официальном сайте компании.


Семейство продуктов Sysmac

Кроме универсального машинного контроллера NJ, семейство продуктов платформы автоматизации Sysmac состоит из других членов. Это сервоприводы серии Accurax G5, преобразователи частоты RX и MX2, датчики и устройства удаленного ввода/вывода. Так как приводная техника является сердцем системы автоматизации машин, рассмотрим более подробно сервоприводы и преобразователи частоты.


Сервосистема серии Accurax G5

Сервопривод Accurax G5 (рис. 2) обладает большим набором уникальных функций.

Ris.2.png

Рис. 2. Сервосистема Accurax G5

Полоса пропускания контура скорости составляет 2 кГц, что является лучшим показателем среди всех производимых в данное время сервоприводов. За счет этого время стабилизации сократилось до 0…2 мс, что позволяет использовать привод в динамичных применениях с очень коротким циклом. Кроме того, в контуре управления тока добавлена положительная обратная связь, иными словами, упреждающее воздействие по моменту.

Надежность сервопривода также на высоком уровне. В Accurax G5 применяются конденсаторы с увеличенным сроком службы, а срок службы самих сервоприводов составляет 100 000 часов в тяжелых промышленных условиях. Серводвигатели Accurax G5 имеют степень защиты IP67 и вибропрочность 5G. Все подключения производятся с помощью разъемов. Это позволяет использовать Accurax G5 в самых суровых условиях.

Улучшенный процессор энкодера, снижающий нелинейные искажения, и использование 10‑полюсной конструкции позволяют минимизировать пульсацию крутящего момента, что очень важно при работе на низких частотах. Высокое разрешение (20 бит или 1 048 576 импульсов/оборот) обеспечивает высокую точность позиционирования.


Преобразователь частоты МХ2

В преобразователе частоты MX2 (рис. 3) удалось реализовать новые, более совершенные алгоритмы разомкнутого векторного управления асинхронными двигателями. В результате значительно возросли быстродействие и точность регулирования скорости вращения и момента и одновременно достигнута исключительно высокая перегрузочная способность электропривода. Даже при практически неподвижном двигателе (вплоть до частоты 0,5 Гц) преобразователь частоты MX2 может обеспечить пусковой момент, в два раза превышающий номинальный момент на валу двигателя.

Ris.3.png

Рис. 3. Преобразователь частоты МХ2

Высокая плавность, стабильность и точность регулирования, в том числе при очень низких скоростях вращения (при частоте 1 Гц погрешность не превышает 2 %), при работе на высокоинерционную нагрузку и при быстрой смене рабочих циклов, исключают снижение скорости работы оборудования и способствуют росту качества и объема выпускаемой продукции. Приблизившись по качеству регулирования к преобразователям частоты с замкнутым векторным управлением (но выгодно отличаясь от них по стоимости), MX2 способен заменить их во многих случаях применения. Отметим также, что, охватывая двигатели мощностью от 100 Вт до 15 кВт, преобразователь частоты MX2 тем не менее обладает компактными размерами и возможностью монтажа нескольких ПЧ в шкафу вплотную друг к другу. Это является еще одним несомненным преимуществом для пользователя.

Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 4(46)_2013

А.В. Блудов, менеджер по продукции «Автоматизация»,
В.В. Овсянников, менеджер по продукции «Приводная техника»,
ООО «Омрон Электроникс»,
тел.: (495) 648-9450,
www.industrial.omron.ru