Riadiť inak, reAKCIA v 1 µs!

Jedným z parametrov, podľa ktorých sa posudzuje výkon riadiacich systémov, je čas, za ktorý je napr. PLC schopné od zaregistrovania signálu na vstupe vykonať požadovaný algoritmus a nastaviť potrebný výstupný signál. Tento parameter sa nazýva reakčný čas. V riadení strojov a technológií nie je veľa procesov, ktoré by vyžadovali veľmi rýchle reakčné časy. Obvyklé časy sa pohybujú na úrovni 100 ms pri procesnom riadení, 10 ms pri riadení strojov, 1 ms je už doménou CNC riadenia a synchronizácie pohonov. 100 µs a menej sú už špeciálne aplikácie. Reálne sa však vyskytujú aj subprocesy, kde sa vyžaduje reakčný čas pod 10 µs. Z času na čas určite narazí nejeden programátor PLC na zadanie typu „čím rýchlejšie, tým lepšie“. 

Ako však riadiť tieto subprocesy? Aké sú reálne možnosti vytvorenia riadiaceho systému pre takýto proces? V súčasnosti veľmi obmedzené. Početnosť takýchto požiadaviek a náročnosť riešenia poznačili aj záujem výrobcov riadiacich systémov o tento segment. Riešenia, ktoré sú dostupné na trhu na riadenie veľmi rýchlych dejov, išli väčšinou cestou zvyšovania výpočtového výkonu CPU, skracovania cyklu komunikačnej zbernice alebo vývojom špeciálneho HW modulu s definovaným správaním, viac či menej parametrizovateľným.

Obe cesty viedli k tomu, že sa riešenie predražovalo a nezriedka to viedlo k vývoju zákazkového komponentu na riešenie špecifického problému. Skúsenosti zároveň ukazujú, že vo väčšine aplikácií, kde treba pracovať s veľmi rýchlymi reakčnými časmi, je počet vstupov/výstupov s takouto rýchlosťou v pomere k celej aplikácii relatívne nízky.

B&R riešenie „reACTION technology“

Vývojári spoločnosti B&R vyriešili tento problém inak. Na báze osvedčeného produktového radu X20 a X67 a s použitím veľmi rýchlej technológie hradlových polí FPGA vyvinuli novú technológiu na riadenie procesov s extrémne krátkym reakčným časom až 1 µs. Ako je už v B&R dobrým zvykom, tieto moduly možno používať prakticky so všetkými existujúcimi riadiacimi systémami z portfólia B&R. Ich použitie zároveň výrazne znižuje potrebný výpočtový výkon na strane CPU a tým aj cenu výsledného riešenia. Moduly môžu byť aj decentralizované vo vzdialených IO ostrovoch prostredníctvom priemyselnej zbernice Ethernet POWERLINK alebo systémovej zbernice X2X.

Miesto parametrizovania modulov sa využíva voľné programovanie podľa štandardu IEC 61131 cez funkčné bloky, čím sa technológia FPGA stáva prístupná všetkým programátorom PLC. Programovanie modulov sa vykonáva priamo v štandardnom vývojovom prostredí Automation Studio 4. Zostáva tak zachovaná filozofia B&R – jeden nástroj pre všetky riadiace systémy a bezproblémový servis.

Jasné výhody:

  • zachovaná centrálna správa softvéru,
  • distribúcia vykonávaného programu,
  • cenová prístupnosť aj pre malé aplikácie,
  • plná integrácia,
  • programovanie podľa IEC61131.

Knižnica funkcií:

  • prístup k digitálnym a analógovým HW signálom,
  • výmena dát s centrálnym CPU na báze premenných,
  • logické operácie AND, OR, XOR, NOT,
  • aritmetické operácie: ADD, SUB, MUL, DIV,
  • MUX, DEMUX, bitový posun, klopné obvody, oneskorenie, PWM, komparátor, čítač a mnohé ďalšie.

Moduly reACTION technology:

  • X20RT8001 4x DI, 4x konfigurovateľné DI alebo DO,
  • X20RT8201 4x DI, 4x konfigurovateľné DI alebo DO, 2x AI 12 bit čas prevodu 5 µs,
  • X67BC81RT.L12 2x DI 24VDC, 3x DI 5VDC, 4x konfigurovateľné DI alebo DO, 2x AI 12 bit čas prevodu 5 µs, 1x AO.

reACTION technology prináša vskutku nové možnosti a prístupy k riešeniu automatizovaných systémov riadenia. Už nemusíte prispôsobovať zadanie dostupným IO modulom, ale meníte funkciu IO modulu podľa zadania. Ak sa v budúcnosti vynorí ďalšia požiadavka, jednoducho si funkciu modulu preprogramujete rovnako, ako to robíte v PLC.

www.br-automation.com