Cyfryzacja sygnałów analogowych
W przemysłowej technice pomiarowej klasyczne sygnały w zakresie od 4 do 20 mA do dziś cieszą się statusem popularnego standardu. Projektanci, instalatorzy i specjaliści utrzymania cenią wysoki komfort obsługi i uniwersalne możliwości zastosowania dobrze już znanej techniki analogowej. Dzięki wtykowym bramom sieciowym z rodziny produktów MINI Analog Pro od Phoenix Contact integracja tych sygnałów do przemysłowych systemów magistrali i sieci stała się możliwa. Otwiera to nowe drzwi przed operatorami instalacji.
Wyzwania
Znaczny wysiłek związany z okablowaniem w klasycznych zamkniętych obwodach sterowania
Klasyczna budowa zamkniętego obwodu sterowania w technice automatyzacji i sterowania procesami składa się z czujników znajdujących się w obiekcie, centralnej jednostki sterowniczej do przetwarzania sygnałów, zwykle w centralnej szafie sterowniczej oraz z urządzeń wykonawczych również zlokalizowanych w obiekcie. Jako ogniwa łączące między czujnikami w obiekcie oraz poziomem sterowania stosowane są kondycjonery sygnału oraz przetworniki pomiarowe, które z reguły podłącza się do modułów we/wy.
Aby przetransmitować sygnał z punktu pomiarowego do sterownika, konieczne są znaczne nakłady związane z okablowaniem. Zabiera to sporo czasu, a dodatkowo wiąże się z ryzykiem błędów.
Kolejną wadą jest spore zapotrzebowanie na miejsce: przed właściwym sterownikiem na szynie montażowej technika interfejsowa i poziom I/O np. na potrzeby ośmiu sygnałów z reguły wymagają już ok. 15 cm miejsca.
Klasyczna struktura zamkniętego obwodu sterowania
Klasyczny zamknięty obwód sterowania z kondycjonerami sygnału oraz poziomem I/O
Nasze rozwiązanie
MINI Analog Pro Daisy-Chaining z bramkami PROFINET
Połączenie separacji galwanicznej i komunikacji cyfrowej Łatwa integracja z sieciami PROFINET
Bramy PROFINET MINI Analog Pro pozwalają na integrację różnych sygnałów analogowych i cyfrowych z sieciami PROFINET. Przejście z protokołów PROFIBUS na PROFINET jest interesującą perspektywą zwłaszcza w przypadku projektów typu refitting.
Bramka posiada certyfikat Conformance Class C wydany przez PROFIBUS Nutzerorganisation e.V., co jest gwarancją możliwości łatwej integracji z różnymi aplikacjami.
W tym przypadku niemałą rolę odgrywa zasada Plug and Play: wystarczy odłączyć zacisk wyjściowy na kondycjonerach sygnału MINI Analog Pro, podłączyć bramkę PROFINET, podłączyć kable sieciowe i gotowe.
Przewidziano także inne bramki na potrzeby następujących protokołów: Modbus/TCP, Modbus/RTU oraz PROFIBUS
Korzyści
- Integracja w sieci dowolnych kondycjonerów sygnału dzięki kompaktowym bramkom
- Pozbawiona zakłóceń transmisja sygnałów aż do CPU dzięki bezpiecznej separacji galwanicznej
- Mniej kosztów i oszczędność miejsca, ponieważ nie trzeba stosować specyficznych dla sygnału kart wejściowych. Szybkie, pozbawione błędów grupowanie sygnałów na kablu sieciowym
- Pomiar sygnałów prądowych w trakcie bieżącej eksploatacji lub odczytywanie w aplikacji
Skok do cyfrowego świata
Bramy sieciowe MINI Analog Pro umożliwiają podłączenie klasycznych kondycjonerów sygnałów bezpośrednio do szeregowych protokołów komunikacyjnych, takich jak Modbus, PROFIBUS czy PROFINET.
Sygnały wyjściowe kondycjonerów sygnału i przetworników pomiarowych zostają przekształcone na format cyfrowy w bramce sieciowej, a następnie odbywa się ich transmisja na poziomie interfejsu bezpośrednio do układu sterowania bądź sterownika. Dzięki temu w przypadku określonych zastosowań można w zupełności zrezygnować z dodatkowego poziomu I/O.
W rastrze wynoszącym zaledwie 6,2 mm można jednocześnie wczytać temperatury, częstotliwości sygnały z zakresu 0 do 10 V, sygnały od 4 do 20 mA, styki przełączające i wiele innych rodzajów sygnałów. Redukuje to nakłady na dodatkowe oprzewodowanie i zapobiega innym błędom związanym z oprzewodowaniem.
Konfiguracja zamkniętego obwodu sterowania z bramkami PROFINET MINI Analog Pro
Topologia systemu z bramkami PROFINET
Podsumowanie
MINI Analog Pro sprawia, że sygnały 4–20 mA stają się zgodne ze standardem PROFINET
Szczególna zaleta korzystania z MINI Analog Pro kryje się w maksymalnej elastyczności zastosowania. Wynika ona z jednej strony z obszernego programu produktów, na który składają się kondycjonery sygnału oraz przetworniki pomiarowe, co sprawia, że można znaleźć idealne rozwiązanie do niemal każdego zastosowania. Z drugiej strony opcjonalne wtykowe bramy sieciowe umożliwiają łatwą integrację klasycznych sygnałów analogowych do cyfrowych protokołów transmisji. Połączenie kondycjonerów sygnału i bramek sieciowych komunikacji prowadzi do powstania kompaktowego, elastycznego, a jednocześnie wydajnego rozwiązania, które jest kolejnym krokiem w kierunku cyfryzacji i Industry 4.0. W końcu MINI Analog Pro sprawia, że sygnały 4–20 mA stają się zgodne ze standardem PROFINET.
