Dnešní výrobní procesy kladou velký důraz na sběr a analýzu dat automatizačními systémy. Proto se ani moderní spínací technika neobejde bez průmyslových komunikačních rozhraní, která zajistí zprostředkování naměřených dat do vyšších pater automatizačního systému, efektivní parametrování a diagnostiku zařízení.
Spínací přístroje vyžadují cenově výhodné, standardizované rozhraní, které umožní časovou synchronizaci dat, co nejjednodušší integraci do stávajícího systému řízení a možnost automatického obnovení hodnot parametrů zařízení po jeho eventuální výměně. V případě spínacích prvků navíc není kladen důraz na přenos velkého objemu dat. Řešením je rozhraní IO-Link, které zajistí inteligentní připojení spínacích přístrojů k řídicímu systému. Právě tuto technologii využívá společnost Siemens pro své jedinečné a rozsáhlé portfolio spínacích přístrojů.
Rozhraní IO-Link je založeno na komunikaci typu master-slave a topologii point-to-point. Vzhledem k maximální délce propojovacího kabelu 20 m nachází své uplatnění především jako náhrada kanálů analogových a digitálních vstupních a výstupních karet, ke kterým jsou připojeny konvenční spínací přístroje.
Monitorovací relé
Monitorovací relé Sirius řady 3UG48 představují skupinu spínacích přístrojů vybavených rozhraním IO-Link. Monitorovací relé 3UG48 nabízí ucelený soubor monitorovacích funkcí od nejjednoduššího monitorování 3fázové sítě (3UG4815), přes měření proudu (3UG4822) nebo napětí (3UG4832) až po hlídání překročení mezních hodnot činného proudu a cos φ (3UG4841). Kromě komunikačního rozhraní jsou všechna monitorovací relé vybavena výstupními kontakty zatížitelnými do 3 A při 250 V/50 – 60 Hz v kategorii užití AC-15 nebo 1 A při 24 Va zátěži DC-13. Celá řada 3UG48 je vestavěna do krytů o jednotné šířce 22,5 mm s čelním panelem doplněným displejem a trojicí tlačítek, která umožňují lokální nastavení parametrů a zobrazení aktuálního stavu relé.
Na rozdíl od zástupců řady 3UG48 určených pro montáž na lištu DIN jsou monitorovací proudová relé Sirius 3RR24 konstruována pro přímou montáž na výstupní svorky stykačů 3RT2 velikostí S00 až S2. Měření proudů probíhá ve všech třech fázích. Relé 3RR2 jsou k dispozici ve třech konstrukčních velikostech pokrývajících proudový rozsah od 1,6 A do 80 A. Kromě hlídání překročení mezních hodnot měřeného proudu zajistí 3RR24 komplexní ochranu zahrnující např. monitorování sledu fází, výpadku fáze anebo zablokování rotoru motoru. Monitorovací relé 3RR24 relé dále sleduje statistické údaje nezbytné pro účinnou prediktivní diagnostiku. Mezi tyto údaje patří počet cyklů zapnutí a doba připojení zátěže k síti.
Sirius 3RB24 je představitelem jisticího nadproudového relé vybaveným rozhraním IO-Link. Vyhodnocovací jednotku 3RB24 je nutné doplnit měřicím proudovým transformátorem 3RB29. Díky tomu lze pokrýt jedním provedením vyhodnocovací jednotky široký proudový rozsah 0,3 A až 630 A s možností nastavení třídy vypnutí spouště na přetížení na hodnoty CLASS 5, 10, 20 a 30. Vyhodnocovací jednotka 3RB2 kombinuje funkci jisticího nadproudového a termistorového relé, v případě 3RB24 jsou prostřednictvím rozhraní IO-Link nepřetržitě k dispozici naměřené hodnoty proudů pro další zpracování.
Do skupiny přístrojů hlídajících přípustné meze neelektrických veličin patří teplotní monitorovací relé Sirius 3RS14 a 3RS15. K měření teploty je možné použít v případě 3RS14 snímače PT100/PT1000, KTY83/84 a NTC, relé 3RS15 měří teplotu pomocí termočlánků. Tomu odpovídají maximální měřicí rozsahy -50 až 750 °C pro 3RS14 a -99 až 1800 °C v případě relé 3RS15.
Ovládací prvky Sirius ACT
Součástí řady ovládacích prvků Sirius ACT jsou rovněž elektronické moduly s rozhraním IO-Link. Každý modul umožňuje připojit k PLC libovolnou variaci až osmi kontaktů nebo LED modulů prostřednictvím třívodičového nestíněného kabelu. Moduly existují ve dvou základních provedeních: pro montáž na dno skříňky a do ovládacích panelů s upevněním na držák kontaktů.
V souladu se standardem IO-Link je napájení sestavy zajištěno z komunikačního rozhraní. Použití elektronického modulu umožňuje mimo jiné nastavení jasu a periody blikání jednotlivých světelných signálek. Pro účely prediktivní diagnostiky je možno využít sledování počtu nebo celkové doby sepnutí jednotlivých kontaktů.
Součástí řady Sirius ACT je ID-přepínač využívající technologii RFID. Přepínač uživateli umožňuje zvolit jednu ze čtyř spínacích poloh. Počet dovolených poloh je přitom určen nastavením oprávnění příslušného RFID čipu. Vzhledem k možnostem nastavení chování přepínače při vytažení čipu a po připojení napájecího napětí redukuje ID-přepínač počet potřebných variant v porovnání s přepínači ovládanými klíčem. K přepínači existují čipy s pevně nastaveným nebo volitelným oprávněním. Unikátní ID obsažené v každém čipu je dostupné přes IO-Link, tak je možné získat přehled o tom, kdy a kdo s technologií manipuloval.
Spouštění motorů
Kompaktní motorové spouštěče vybavené rozhraním IO-Link nesou označení Sirisu 3RA64 resp. 3RA65 pro přímé resp. reverzační spouštění. Spouštěče nabízejí funkce jističe, stykače a elektronického jisticího nadproudového relé. Dostupné jsou v pěti výkonových typech pokrývajících proudový rozsah od 0,1 do 32 A při 400 V nebo 690 V. Velkou výhodou spouštěčů 3RA6 je možnost připojit k jednomu kanálu mastera skupinu až čtyř spouštěčů s místním ovládacím panelem. K jednomu masteru tak lze připojit až šestnáct spouštěčů, což výrazně redukuje kabeláž i dobu potřebnou pro uvedení do provozu. Motorové spouštěče 3RA6 jsou doplněny vstupy pro připojení koncových spínačů, jejichž stavy jsou také obsaženy v diagnostických datech.
Pro ovládání stykačů prostřednictvím rozhraní IO-Link lze využít modulů z řady Sirius 3RA2711, které se nasunou přímo na čelní panel stykače. Kromě modulů 3RA2711 pro přímé spouštění jsou k dispozici i kombinace pro reverzační spouštění a spouštění hvězda-trojúhelník. Tyto kombinace je možné opět sloučit do skupiny po čtyřech na jeden kanál mastera a ke každé skupině připojit panel místního ovládání 3RA6935. Pro získání diagnostické informace o stavu jističe předřazeného stykači nevyužívá modul jako vstupní signál pomocný kontakt stykače, nýbrž napětí na vstupních svorkách stykače. Z tohoto důvodu je nutné použít stykače kompatibilní s moduly 3RA2711. Obdobně jako v případě 3RA6 také moduly 3RA2711 obsahují vstupy pro připojení koncových spínačů dostupných prostřednictvím sběrnice v řídicích systémech.
Master jednotky a inženýring
V portfoliu Siemens jsou IO-Link mastery široce zastoupeny. Příkladem jsou karty pro Simatic S7-1200, S7-300 a ET 200SP nebo moduly se zvýšeným krytím ET 200eco PN a ET 200AL. Samozřejmostí je integrace do inženýrského prostředí TIA Portal. Nastavení Siemens masterů a zařízení, která jsou k nim připojena, probíhá prostřednictvím nástroje S7-PCT (Port Configuration Tool). Pro rychlé a bezproblémové uvedení technologie do provozu jsou pro jednotlivé typy zařízení k dispozici UDTs (User-defined Data Types) a funkční bloky pro výměnu acyklických dat. Uvedené bloky jsou postaveny na funkčním bloku IOL_DEVICE, který slouží pro výměnu acyklických dat mezi masterem a libovolným IO-Linkovým zařízením. Pro vytvoření zálohy nastavení mastera slouží funkční blok IOL_MASTER. Stejný funkční blok umožňuje obnovení zálohy v případě potřeby výměny mastera nebo jeho rekonfigurace.
Více informací naleznete na adrese: www.siemens.com/io-link
