. در دنیای اتوماسیون صنعتی، برندهای انگشتشماری به اندازهی برند B&R نام آشنا بنظر میرسند. این برند یک عضو از گروه ABB و برای 45 سال یک پیشگام در اتوماسیون صنعتی محسوب میگردد. آنچه B&R را متمایز میکند، تعهدی تزلزلناپذیر به یک اکوسیستم کاملاً یکپارچه است. طراحی ماژولار منحصربهفرد سیستم، ماژولها را متناسب با نیاز برنامه ترکیب میکند؛ هر ماژول حاوی توصیفات پیشتعریفشده ابعاد، سیگنالها و عملکرد خود است.
B&R به جای سرهمبندی توسط افراد فنی، راهحل ماژولار Automation Studio را به عنوان محیط مهندسی یکپارچه ارائه میدهد. این محیط یکپارچه بطرز چشمگیری فرایند توسعه را تسهیل، زمان راهاندازی را کاهش و مزیت رقابتی قابلتوجهی به OEMها میبخشد.
در این مقاله، بلوکهای سازندهی اصلی این پلتفرم قدرتمند اتوماسیون را بررسی خواهیم کرد. این مجموعه، سیستم جمعوجور X20 I/O را تا درایوهای سروو پرفورمنس ACOPOS و حتی فراتر از آن در بر میگیرد.
سیستم X20: ماژول ورودی/خروجی (I/O Module) در سیستمهای اتوماسیون صنعتی
در قلب مجموعه محصولات ورودی/خروجیB&R، سیستم X20 قرار دارد. یک پلتفرم کنترل و I/O کاملاً ماژولار که در صنعت اتوماسیون، به نمادی از انعطافپذیری و توسعهپذیری تبدیل شده است. سیستم X20 از طیف کاملی از عملکردها پشتیبانی میکند: ورودی/خروجی دیجیتال و آنالوگ، اندازهگیری دما، پایش لرزش، اندازهگیری توان، ارتباطات و فناوری ایمنی یکپارچه.
طراحی منحصربهفرد ماژولار در این سیستم به این معناست که ماژولها را میتوان دقیقاً متناسب با نیازهای برنامه ترکیب و چیدمان کرد، بهطوری که هر ماژول حاوی توصیفات الکترونیکی از پیشتعریفشدهی ابعاد مکانیکی، سیگنالهای الکتریکی و عملکردهای خود است. این رویکرد فضای تابلو برق را به میزان قابلتوجهی کاهش میدهد.
از انواع مختلف سیستم X20 میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- ماژولهای استاندارد I/O سیستم X20 (standard X20 I/O modules) برای ورودی و خروجیهای دیجیتال، ورودیهای آنالوگ (ولتاژ، جریان و دما) و عملگرهای خاص.
- ماژولهای پوششدار X20c (X20c coated modules) جهت استفاده در محیطهای سخت که آلودگی و رطوبت در محیط صنعتی وجود دارد.
- ماژولهای I/O ایمنی X20SA (X20SA safe I/O modules) جهت یکپارچهسازی با عملگرهای ایمنی SIL 3 / PL e برای کاربردهای صنعتی که نیاز به سیستم ایمنی دقیق دارند.
برای سازند گان ماشینآلات، ارزش پیشنهادی واضح است: فقط ترکیب ورودی/خروجی مورد نیاز خود را انتخاب کنید و همه را روی یک ریل DIN استاندارد نصب کنید، که به طور چشمگیری زمان مهندسی و فضای اشغالشدهی تابلو برق را کاهش میدهد.
سیستمهای کنترلی: از پیالسیهای جمعوجور تا پیسیهای صنعتی قدرتمند
B&R طیف منحصربهفردی از سختافزارهای کنترل با قابلیت مقیاسپذیری ارائه میدهد که همگی از طریق پلتفرم نرمافزاری یکسان Automation Studio قابل برنامهریزی هستند. به این معنی که کد نوشتهشده برای یک کنترلر را میتوان در کل خانواده بازاستفاده کرد.
خانواده پیالسی جاسازی شده X20
شرکت سازنده، سری X20 Embedded را که به تازگی معرفی شده است، با قرار دادن قدرت پردازش Intel Atom در محفظهای با عرض فقط ۵۵ میلیمتر (تقریباً نصف عرض دستگاههای رقیب) طراحی کرده است. با وجود ردپای جمعوجور خود، این پیالسیها اتصالات فراوانی را یکپارچه کردهاند: دو درگاه USB، یک کارت حافظه فلش داخلی و دو درگاه اترنت به عنوان استاندارد. سازندگان، آنها را به طور خاص برای کاربردهای سخت با زمان چرخه کوتاه ساختهاند.
کنترلرهای ماژولار System 2010
برای کاربردهایی که حداکثر انعطافپذیری در پیکربندی را نیاز دارند، پلتفرم System 2010 معماری پیالسی ماژولاری با گذرگاههای مجزا برای سیستم و I/O ارائه میدهد. کاربران میتوانند آزادانه CPUها، ماژولهای رابط، ماژولهای حافظه، منابع تغذیه و ماژولهای I/O را ترکیب کنند. این پلتفرم در مدلهای منتخب از شبکهسازی چندپروتکلی RS485، CAN، PROFIBUS و اترنت پشتیبانی میکند و کاربران میتوانند آن را در پیکربندیهای محلی و راهدور به کار بگیرند.
کنترل مبتنی بر رایانه صنعتی (PC-Based)
برای کاربردهای پیشرفتهای که نیاز به اجرای همزمان کنترل آنی و یک سیستم HMI مبتنی بر ویندوز یا SCADA روی همان سختافزار دارند، B&R پیسیهای صنعتی بوک (Box PC) و پیسیهای صنعتی پنلی (Panel PC) مبتنی بر پردازندههای Intel Atom چند هستهای ارائه میدهد.
HMI و رابطهای اپراتور B&R: پیسیهای پنلی و پنلهای اتوماسیون
رویکرد B&R به طراحی رابط انسان و ماشین به همان اندازه مدولار است. در مرکز این مجموعه، پنلهای اتوماسیون (Automation Panels) قرار دارند که میتوانند به دو روش اساسی پیکربندی شوند:
- به عنوان یک ترمینال اپراتور راهدور با استفاده از فناوری Smart Display Link (SDL) برای اتصال به یک رایانه صنعتی تا فاصله ۱۰۰ متری
- به عنوان یک پیسی پنلی کاملاً یکپارچه با افزودن یک واحد رایانه داخلی با پردازنده مقیاسپذیر Intel Atom™
این استراتژی «یک پلتفرم، دو گزینه استقرار» انعطافپذیری بالایی را برای سازندگان ماشینآلات فراهم میکند؛ بهگونهای که طراحی فیزیکی پنل، فارغ از اینکه هوشمندی سیستم بهصورت محلی یا از راه دور پیادهسازی شود، بدون تغییر باقی میماند. این رویکرد علاوه بر کاهش پیچیدگی لجستیک قطعات یدکی، فرآیند سفارشیسازی و یکپارچهسازی سیستم را نیز سادهتر و مقرونبهصرفهتر میکند.
پنلها در طیف کاملی از اندازهها از ۷ اینچ WVGA تا ۲۴ اینچ Full HD با گزینههای لمسی مقاومتی تکلمسی و لمسی خازنی پیشبینیشده در دسترس هستند. این حرکات چندلمسی مانند کشیدن، جمع کردن انگشتان و تأیید دو دستی برای عملیات حیاتیِ ایمنی، کاربردپذیری در حد محصولات مصرفی را به محیط کارخانه میآورند.
ارتباطات و شبکهسازی B&R: اکوسیستم یکپارچه
همه ماژولهای B&R برای همکاری در یک ستون فقرات اترنت صنعتی یکپارچه طراحی شدهاند، POWERLINK. پروتکل اترنت منبعباز و با کارایی بالای این شرکت، تبادل دادههای قطعی بین کنترلرها، درایوها و I/O را با لرزش زیر میکروثانیه تضمین میکند. در عین حال، B&R از پروتکلهای استاندارد فیلد باس صنعتی از طریق ماژولهای رابط اختصاصی پشتیبانی میکند.
قابلیت IO-Link نیز به صورت بومی پشتیبانی میشود: B&R ماژولهای مستر IO-Link را هم در فاکتورهای X20 (داخل کابینت) و هم X67 (روی ماشین) ارائه میدهد. این ماژولها اتصال هوشمند به سنسورها و اکچویتورها را با قابلیت پارامتردهی کامل، دادههای عیبیابی و شناسایی خودکار دستگاه فراهم میکنند.
سیستم X67 برای I/O توزیعشده در کاربردهای سخت فیزیکی، ماژولهای کاملاً آببندیشده با درجه حفاظت IP65/67 را ارائه میدهد و کاربران میتوانند آنها را مستقیماً روی ماشین و با فاصله تا ۱۰۰ متر از یکدیگر نصب کنند ماژولهای X67 زمان چرخه سریع بسیار کمتر از یک میلیثانیه را حفظ کرده و برای شرایط سخت با ایمنی الکترومغناطیسی بالا طراحی شدهاند.
