Cesta malých kontrolérů za vítězstvím

Po mnoho let nebyla řídicí relé nikdy zvažována pro použití v automatizačních projektech, protože jejich možnosti byly příliš omezené. Moderní malé kontroléry, jako je řídicí relé easyE4 od společnosti Eaton, nyní nabízejí několik programovacích jazyků, modulární software a výkonný hardware. Mnohdy se z nich stává alternativa ke konvenčnímu PLC.

Obr. 1. Řídicí relé nejnovější generace mohou nahradit PLC u malých až středně velkých strojů

Dříve byla řídicí relé (i malé kontroléry) vhodná pouze pro jednoduché řídicí úlohy s nízkou složitostí. Důvodem byla jejich omezené výpočetní kapacita a také nedostatek flexibilních možností programování. Malý počet vstupů a výstupů byl často limitujícím faktorem.

V posledních letech se však v automatizaci řídicí relé pevně uchytila. Díky výkonnějšímu hardwaru, škále možností, uživatelsky přívětivé technologii a snadnému použití přispívají řídicí relé ke snížení nákladů. Malým řídicím jednotkám pomohly inovace v oblastech síťových technologií, integrované vizualizace a větší rozšiřitelnosti na úrovni vstupů a výstupů. K dispozici jsou technologické moduly podporující specializované měřicí techniky, řídicí aplikace a systémy pohonů.

Ne všechny požadavky kladené na malé kontroléry však mohou být pokryty pomocí těchto doplňkových modulů. Uživatelé hledají flexibilní možnosti programování vlastních funkčních bloků (UFB – user function block), které jsou podobné těm, jež nabízejí programovací jazyky vyšší úrovně. Jednou z pokročilých možností je strukturovaný text (ST). Programováním samotných zařízení mohou uživatelé ušetřit peníze, protože se eliminuje nutnost, aby systémový specialista vyvíjel a udržoval software, což je jeden z hlavních nákladových faktorů v automatizačních projektech. Malé řídicí relé Eaton easyE4 nabízí možnost programování pomocí strukturovaného textu.

Možnost přerušení pro náročné aplikace

Programování řídicího relé Eaton easyE4 je založeno na nejnovějších programovacích standardech. Doby odezvy pro čítače, měření rychlosti, sledování dílů a polohování jsou obvykle velmi krátké. Pro špičkové systémy je nepostradatelná možnost zavést ovládací prvky přerušení. Aby společnost Eaton vyhověla požadavkům, vybavila nejnovější generaci svých řídicích relé easyE4 funkčním blokem přerušení. Podobně jako PLC je systém schopen reagovat na externí signály, chybové zprávy nebo jiné vstupy bez zpoždění a provádět odpovídající reakce. Řídicí relé EasyE4 je vybaveno stejnými kontrolovanými, časově řízenými postupy přerušení jako u složitějšího PLC.

Programovací metody malých kontrolérů

Kromě strukturovaného textu mohou být malé kontroléry programované pomocí klasických metod liniového schématu a schématu funkčních bloků. Liniové schéma je standardizovaný grafický programovací jazyk pro řídicí jednotky PLC, založený na elektrotechnických spínacích schématech. Podobně schéma funkčních bloků je grafická programovací metoda. Využívá symboly z Booleovy algebry a zobrazuje systémové funkce v blokových diagramech. Liniové schéma a schéma funkčních bloků se snadno učí, ale ve srovnání s jazykem vyšší úrovně nabízejí omezené možnosti. Volba programovací metody závisí na osobních preferencích a na příslušném úkolu. Lze kombinovat různé programovací jazyky.

Řídicí relé je k dispozici s displejem a programovacími tlačítky – tedy jako malý kontrolér skládající se z plně programovatelné řídicí jednotky, programovací jednotky a operační a zobrazovací jednotky v jednom přístroji. Řídicí relé easyE4 lze naprogramovat také přímo na zařízení pomocí jazyka Easy Device Programming (EDP).

Obr. 2. Řídicí relé easyE4 je univerzální a rozšiřitelné; základní jednotka může pojmout až jedenáct místních rozšíření

Modularita a uživatelem definované funkční bloky

Možnosti strukturovaného textu jsou u řídicího relé easyE4 zejména vhodné pro programování náročnějších aplikací, protože kombinuje vysoký výkon a snadné ovládání. Společnost Eaton optimalizovala rozsah jazyka ST pro požadavky malého kontroléru. Pro složité úlohy zpracování dat jsou k dispozici funkce, jako je přístup k ukazatelům, které jsou důležité pro moderní jazyky vyšší úrovně a pro efektivní kódování. Volba ST podporuje rozhodování o případech, jako jsou např. smyčky „if...then“, „case...of“, „while“ a „for-next“ nebo „repeat“. Vývojový software easySoft 7 společnosti Eaton graficky nabízí tyto jazykové moduly jako textové funkční bloky, což zjednodušuje a urychluje tvorbu softwaru.

Kromě možností jednotlivých programovacích jazyků je tento nástroj pro vytváření projektů a vývoj softwaru zásadní pro uživatele, kteří chtějí optimalizovat náklady a výkon svých automatizovaných řešení. Vedle programování lze vývojový nástroj easySoft 7 použít k nastavení síťových připojení a konfiguraci nezbytných nastavení. Integrace internetových prohlížečů také probíhá prostřednictvím této platformy. Všechny nástroje jsou integrovány v platformě easySoft7. Konfigurační formulář, který se otevře při vyvolání funkčního bloku, aktivuje nástroje pro vytvoření jednoduchého barevného uživatelského rozhraní.

Flexibilita a schopnost přizpůsobit se vyvíjejícím se okolnostem hrají hlavní roli, pokud jde o výkon a efektivitu koncepce automatizace. Schopnost vytvářet softwarové moduly je zásadní, aby bylo možné reagovat na změny ve stroji a výrobním prostředí bez nutnosti měnit řídicí hardware. Proto mohou být spravovány v knihovně a flexibilně integrovány. Import a export testovaných a ověřených uživatelských funkčních bloků přispívá k rychlejší implementaci a nižším nákladům. Vytvořené moduly lze snadno znovu použít v nových nebo upravených projektech. Struktura hardwaru easy4E a uživatelského softwaru – včetně softwaru easySoft 7 – umožňuje modulární programování.

Modulární software přispěl ke snížení nákladů, zkrácení doby vývoje a uvádění do provozu ve strojírenství a systémovém inženýrství. Díky standardizovaným jednotným komponentám strojů lze dosahovat vyšší produkce. Tyto komponenty také zjednodušují plánování a konstrukci strojů. Výrobní zařízení lze navrhnout vysoce flexibilní pro budoucí rozšíření nebo konverze. Modularizace hardwaru a softwaru obecně zvyšuje bezpečnost investic.

Jednotlivá zařízení i mechanické moduly, jsou propojené prostřednictvím sítí easyNet na bázi Ethernetu a v případě potřeby pomocí protokolu Modbus TCP/IP.