elektro.info

news System wypożyczania samochodów EV Vozilla kończy działalność

System wypożyczania samochodów EV Vozilla kończy działalność

Firma Enigma Systemy Ochrony Informacji Sp. z o.o podpisała z Miastem Wrocław aneks do umowy, który skraca okres działalności wypożyczalni do 30 kwietnia 2020 r. Firma podaje, że wypożyczalnia aut elektrycznych...

Firma Enigma Systemy Ochrony Informacji Sp. z o.o podpisała z Miastem Wrocław aneks do umowy, który skraca okres działalności wypożyczalni do 30 kwietnia 2020 r. Firma podaje, że wypożyczalnia aut elektrycznych Vozilla w obecnej formie straciła sens swojej kontynuacji.

news Produkcja energii elektrycznej w listopadzie 2019 r.

Produkcja energii elektrycznej w listopadzie 2019 r.

Agencja Rynku Energii podsumowała produkcję energii elektrycznej w listopadzie 2019 r. Wynika z niej, że produkcja w Polsce była niższa o 2 proc. niż w październiku i wyniosła 13,5 TWh. W porównaniu z...

Agencja Rynku Energii podsumowała produkcję energii elektrycznej w listopadzie 2019 r. Wynika z niej, że produkcja w Polsce była niższa o 2 proc. niż w październiku i wyniosła 13,5 TWh. W porównaniu z analogicznym miesiącem 2018 r., w listopadzie 2019 r. wyprodukowano w Polsce o 1 083,6 GWh mniej energii elektrycznej, a jej zużycie spadło o 374 GWh. Produkcja energii elektrycznej z OZE w listopadzie ub. roku wzrosła o 21 proc. w porównaniu z 2018 r. Saldo wymiany zagranicznej energią elektryczną...

UPS ze zintegrowanym zasilaczem i interfejsem USB

UPS ze zintegrowanym zasilaczem i interfejsem USB

Bezpieczne zasilanie krytycznych odbiorników prądu stałego, zwiększenie dostępności systemu, ograniczone miejsce w szafie i trudne warunki otoczenia stawiają projektantów systemów przed wieloma wyzwaniami.

Bezpieczne zasilanie krytycznych odbiorników prądu stałego, zwiększenie dostępności systemu, ograniczone miejsce w szafie i trudne warunki otoczenia stawiają projektantów systemów przed wieloma wyzwaniami.

Charakterystyka zaawansowanych architektur sterowników PLC (cz. 1 – sprzęt)

Characteristics of the advanced architectures of Programmable Logic Controllers (part 1 – hardware)

W artykule przedstawiono architektury zaawansowanych programowalnych sterowników logicznych (PLC). Między innymi omówiono ogólną strukturę systemu komputerowego przystosowanego do realizacji zadań pomiarowo-sterujących.

Począwszy od końca lat sześćdziesiątych ubiegłego wieku, kiedy to pojawiły się pierwsze modele sterowników PLC wykorzystane w przemyśle samochodowym, ich zastosowania uległy znaczącemu rozszerzeniu. Pierwotnie wykorzystywane jako automatyczne przekaźniki, operujące wyłącznie na zmiennych dwustanowych, obecnie są uniwersalnymi komputerami stosowanymi w wielu aplikacjach przemysłowych. Te ostatnie obejmują monitoring pojedynczych maszyn i urządzeń, całych instalacji produkcyjnych, a także współpracę z podobnymi modułami w ramach systemów rozproszonych.

Zobacz także

Adresowanie modułów cyfrowych wejść i wyjść w obszarze pamięci sterowników PLC

Adresowanie modułów cyfrowych wejść i wyjść w obszarze pamięci sterowników PLC

Dostępne na rynku modułowe i kompaktowe sterowniki PLC posiadają duży wybór dodatkowych modułów cyfrowych (tzw. modułów rozszerzających możliwości samego sterownika), takich jak: podstawowych, mieszanych...

Dostępne na rynku modułowe i kompaktowe sterowniki PLC posiadają duży wybór dodatkowych modułów cyfrowych (tzw. modułów rozszerzających możliwości samego sterownika), takich jak: podstawowych, mieszanych wejść i wyjść (digital input, digital output), specjalnych wejść, w których sygnałem wejściowym jest napięcie przemienne AC lub AC/DC, wejść i wyjść TTL, przerwaniowych, szybkich (impulsowych) wejść, szybkiego licznika, wyjść przekaźnikowych.

Konfiguracja modułów rozszerzeń – cyfrowych wejść i wyjść sterowników PLC

Konfiguracja modułów rozszerzeń – cyfrowych wejść i wyjść sterowników PLC

Wzrastające wymogi co do niezawodności i szybkości podejmowania decyzji (reakcji na zdarzenia), częste zmiany konfiguracyjne i rozbudowa układów sterowania wynikająca ze zmian technologicznych, ułatwienia...

Wzrastające wymogi co do niezawodności i szybkości podejmowania decyzji (reakcji na zdarzenia), częste zmiany konfiguracyjne i rozbudowa układów sterowania wynikająca ze zmian technologicznych, ułatwienia diagnostyki i serwisu, czy znaczne zmniejszenie kosztów itp., wymusiły na konstruktorach sterowników PLC opracowanie takich układów wbudowanych wejść i wyjść oraz modułów rozszerzeń, które mogłyby sprostać tym wymaganiom.

Sterowniki programowalne w układach automatyki

Sterowniki programowalne w układach automatyki

Sterowniki programowalne stosowane są w automatyce od ponad 30 lat. Jednymi z pierwszych produkowanych seryjnie były m.in. duże sterowniki SIEMENS Simatic S3 i Allen- Bradley PLC-2. Sterowniki te nazwano...

Sterowniki programowalne stosowane są w automatyce od ponad 30 lat. Jednymi z pierwszych produkowanych seryjnie były m.in. duże sterowniki SIEMENS Simatic S3 i Allen- Bradley PLC-2. Sterowniki te nazwano w skrócie PLC (ang. Programmable Logic Controller). Programowalny oznacza, że program sterowania jest tworzony dla każdego zastosowania sterownika przez jego użytkownika i może być wielokrotnie zmieniany.

Efektem znaczącego rozszerzenia zastosowań jest także powiększenie zbioru konfiguracji sterowników, różniących się pod względem możliwości obliczeniowych, stopniem skomplikowania oprogramowania, czy dostępnymi interfejsami komunikacyjnymi.

Wraz z rozwojem technologii komputerowych ogólnego przeznaczenia, obserwuje się również powstawanie kolejnych generacji komputerów przemysłowych oraz systemów cyfrowych do zastosowań specjalistycznych.

W przypadku sterowników PLC na przestrzeni lat wyodrębniły się rodziny urządzeń, wyraźnie różniące się możliwościami oraz preferowanymi zastosowaniami.

Na ogólnym poziomie można tu wyróżnić:

  • sterowniki proste,
  • sterowniki zaawansowane
  • oraz sterowniki przeznaczone do współpracy w ramach systemu rozproszonego [1].

O ile te pierwsze bliższe są pod względem struktury i oprogramowania swoim starszym pierwowzorom (charakteryzując się jednocześnie stosunkowo niską ceną), o tyle pozostałe rodziny znacząco wyewoluowały, prezentując szereg rozwiązań (szczególnie sprzętowych), które umożliwiają ich zastosowanie nie tylko jako prostych przekaźników, czy modułów akwizycji danych, ale w pełni funkcjonalnych systemów przetwarzania danych i automatycznego podejmowania decyzji.

W artykule przedstawiono współczesne zaawansowane sterowniki PLC, oferowane przez większość producentów tego rodzaju sprzętu. Dokonano w szczególności porównania ich z prostszymi odpowiednikami, a także szczegółowo opisano parametry czyniące z nich zaawansowane komputerowe systemy przemysłowe.

W artykule szczególny nacisk położono na elementy sprzętowe, pomimo iż urządzenia te mają cechują się również odrębnymi technikami tworzenia oprogramowania (poświęcony im będzie osobny tekst).

W pierwszej kolejności przedstawiono ogólną architekturę sterownika PLC, wspólną dla większości urządzeń tego typu. Następnie przedstawiono parametry komputera przemysłowego, które decydują o jego możliwościach i zakresie zastosowań. Wiążą się z nimi określone funkcjonalności, konfigurowane i implementowane przez programistów i operatorów.

Artykuł podsumowuje analiza porównawcza wcześniej wprowadzonych parametrów dla konkretnych sterowników, wraz z określeniem możliwości ich zastosowań w poszczególnych gałęziach przemysłu.

Applications of the PLC devices are much wider now than in the early sixties of the XXth century, when the first models were used in the automotive industry. Initially they were applied to replace the mechanical relays processing only binary values.

Currently PLCs are versatile industrial computers applied in various high-demand applications.

The latter include monitoring single machines and devices, complete production installations and cooperation with similar hardware modules as the part of the distributed system.

The effect of the significant extension of their applications imposed introduction of the whole families of computers, differing in terms of computational capabilities, degree of software complexity or available communication interfaces.

With the development of general purpose computer technologies, new generations of industrial computers and digital systems for the specialized applications are introduced.

In the case of PLCs, during the years a couple of device families emerged, significantly varying in terms of computational capabilities and preferred usage.

On the general level, three groups of computers exist:
  • basic,
  • advanced
  • and intended to operate in the distributed system [1].
The hardware and software structure of the first family is close to the original PLCs (currently relatively inexpensive). On the other hand, the latter devices have significantly evolved, currently presenting multiple solutions (especially hardware-based), enabling their applications not only as simple relays or data acquisition (DAQ) modules, but also working as fully functional data processing or automated decision making systems.

The paper overviews contemporary advanced PLCs, offered by the majority of manufacturers. The comparison between the simplest and more advanced configurations is made. Parameters determining the complexity of the industrial computer system and range of its applications are introduced.

The paper is focused on the hardware elements of the PLC, although the advanced devices also differ regarding the software design methodologies (which will be covered in the separate paper).

Firstly, the general architecture of the PLC (common to the vast majority of such computers) is discussed.

Next, parameters of the industrial modules determining their capabilities and range of applications are presented. They are closely related with the available functionalities, configured and implemented by the programmers or operators.

The text is summarized by the comparative analysis of considered parameters for the specific controllers, determining their abilities and applications in the particular branches of industry.

Ogólna architektura sterownika PLC

Zgodnie z normą IEC 61131-3 sterownik PLC definiowany jest jako system cyfrowy wyposażony w programowaną pamięć, pracujący autonomicznie i wykonujący algorytm pomiarów i sterowania za pomocą wejść i wyjść analogowych lub cyfrowych [2]. Należy zatem go identyfikować jako rodzaj specjalizowanego komputera służącego do wykonywania mniej lub bardziej skomplikowanych operacji związanych z zastosowaniami przemysłowymi. Co prawda funkcjonalność sterownika może zostać odwzorowana przez komputer ogólnego przeznaczenia, jednak nie da się tą metodą zapewnić podobnej niezawodności (zarówno ze względu na komponenty sprzętowe, jak i charakter pracy oprogramowania).

Jego ogólna budowa nie różni się specjalnie od struktury klasycznego systemu komputerowego, którego główne komponenty zdefiniował John von Neumann ze współpracownikami już w 1945 roku. Znajdują się tutaj zatem:

  • jednostka centralna (ang. Central Processing Unit – CPU),
  • pamięć do przechowywania programu i danych,
  • a także szereg modułów wejścia-wyjścia, których liczba jest jednym z wyznaczników złożoności systemu.

Ogólna struktura sterownika PLC przedstawiona jest na rys. 1. [3].

Wyróżnić tu należy przede wszystkim:

  • jednostkę centralną zawierającą procesor wraz z pamięcią,
  • źródło zasilania (zwykle stanowiące odrębny element)
  • a także moduły komunikacyjne, decydujące o użyteczności komputera.

Istotnym elementem jest płyta główna (ang. backplane), zapewniająca komunikację pomiędzy poszczególnymi komponentami. W przypadku modułowych odmian sterowników jest to główna arteria łącząca mierzone wielkości z jednostką centralną.

Charakter modułów komunikacyjnych jest główną cechą odróżniającą sterownik PLC od jego odpowiednika ogólnego przeznaczenia. Wykorzystywane są tutaj bowiem różnorodne układy o dużej liczbie linii sygnałowych (analogowych i cyfrowych), które służą do monitorowania stanu obiektów zewnętrznych. Ich liczba waha się zwykle od kilkunastu (w komputerach kompaktowych) do nawet kilku tysięcy (w najbardziej rozbudowanych wersjach modułowych).

b charakterystyka sterownikow plc rys1

Rys. 1. Ogólna struktura sprzętowa programowalnego sterownika logicznego / Fig. 1. General hardware structure of the programmable logic controller; rys./fig. P. Bilski

Bez względu na możliwości i zakres zastosowań, wszystkie sterowniki PLC charakteryzują się cechami wspólnymi. Należą do nich przede wszystkim:

  • zdolność do autonomicznej pracy przez długi czas (o ile zapewnione jest zasilanie),
  • a także odporność na trudne warunki środowiskowe, takie jak silne zapylenie, duży zakres temperatur w miejscu pracy, czy wysoka wilgotność.

Odporność na uszkodzenia mechaniczne jest zapewniana przez dostatecznie wzmocnione obudowy, wytrzymujące wstrząsy, a nawet uderzenia [4].

Generic PLC architecture

According to the IEC 61131-3 norm, the PLC is the digital system, equipped with the programmable memory, working autonomously and executing the measurement and control algorithm, using the digital or analog inputs and outputs [2].

It should be then identified as the type of the specialized computer applied in more complex industrial operations.

Although functionality of the controller may be implemented in the standard computer, operation reliability cannot be maintained this way (because of the hardware components and the software work regime).

Its generic structure is no different than the structure of the typical computer system with components defined by John von Neumann and his associates in 1945. It includes:
  • the central processing unit (CPU),
  • memory used to store program and data,
  • and the set of input-output modules, which number determines the system’s complexity.
The generic PLC structure is presented in Fig. 1 [3].

The main components include:
  • the central unit containing CPU and memory,
  • power source (usually implemented as the separate element)
  • and communication modules, defining usability of the computer.
The significant element of the PLC is the backplane, ensuring the communication between the particular components. In case of modular types of controllers this is the main artery connecting measured quantities with the central unit.

The character of the communication modules is the main feature differing the PLC from its general purpose counterpart.

The elements used here contain multiple signal lines (analog and digital), applied to monitor state of the external objects. Their number ranges between a few (in the compact computers) up to thousands (in the most complex modular versions).

Discregarding the abilities and range of applications, all PLCs share some common features.

These are, above all, the ability to work autonomously for long periods of time (assuming that the power source operates correctly) and the resilience to the hard environmental conditions, such as strong dust, wide range of operating temperatures, or high humidity.

The resistance to the mechanical damage is ensured by the especially enforced casings, prepared to withstand stresses, or even impacts [4].

Dodatkowo poszczególne rodziny sterowników mogą występować w odmianach kompaktowych (w których liczba modułów do instalacji w gniazdach płyty głównej jest mała bądź w ogóle nie istnieje) lub rekonfigurowalnych (w których, w zależności od zastosowania, komputer może zostać wyposażony w dużą liczbę wymienialnych modułów wejścia-wyjścia o różnym przeznaczeniu).

Nawet najprostsze odmiany urządzeń (nazywane obecnie programowalnymi przekaźnikami logicznymi – programmable logic relays [5], ze względu na pełnienie głównie funkcji przekaźnika) dysponują (zwykle niewielką) liczbą wejść analogowych (których automatyczna konwersja do postaci dyskretnej jest przeprowadzana za pomocą przetworników o zadanej rozdzielczości, np. 10 lub 12 bitów) i cyfrowych.

Jednostki centralne wykonują programy napisane za pomocą dedykowanych języków (norma IEC 61131‑3 definiuje obecnie pięć kategorii), zaś struktura aplikacji zależy przede wszystkim od programisty.

Każda rodzina procesorów zawiera modele standardowe, jak i przystosowane do ekstremalnych warunków pracy (tzw. układy typu fail-safe). Ponadto w cyklu pracy sterownika wyróżnia się etap autodiagnostyki, w ramach której przeprowadzane jest testowanie struktury systemu w poszukiwaniu uszkodzeń. Jest to cecha zapewniająca bezawaryjną pracę przez czas liczony w latach.

Na podstawie analizy istniejących rozwiązań można jednak wyróżnić szereg właściwości, na podstawie których podejmowana jest decyzja o zaliczeniu konkretnego urządzenia do grupy zaawansowanych lub podstawowych. Są to przede wszystkim:

  • moc obliczeniowa procesora. Jest ona określona przez częstotliwość zegara stanowiącego część jednostki centralnej. Na ogół jednak w danych katalogowych podawane są czasy przetwarzania pojedynczych bitów, słów lub liczb zmiennoprzecinkowych. Bardziej skompilowane procesory charakteryzują się też wsparciem dla przetwarzania wielowątkowego,
  • ilość dostępnej pamięci. Umożliwia ona ładowanie większych i bardziej skomplikowanych programów. Ponadto w zaawansowanych systemach większa jest przestrzeń przeznaczona na dane, co umożliwia przechowywanie znacznej liczby zmiennych powiązanych z mierzonymi sygnałami,
  • przepustowość płyty głównej. Ponieważ zadaniem sterownika jest przede wszystkim akwizycja danych oraz ich przetwarzanie, zdolność tego elementu do szybkiego przesyłania dużej ilości danych do jednostki centralnej wpływa na możliwości pracy komputera w czasie rzeczywistym (ang. Real-Time),
  • wbudowane moduły komunikacyjne. Co prawda standardem są porty szeregowe typu RS‑232, RS‑485, czy RS‑422, jednak bardziej zaawansowane urządzenia integrują w jednostce centralnej dodatkowe protokoły, np. Ethernetu przemysłowego,
  • wbudowane mechanizmy zabezpieczania transmisji. Gdy sterownik może być częścią większej całości, komunikując się z innymi, podobnymi urządzeniami, istotne staje się szyfrowanie danych przesyłanych między nimi. W przypadku tradycyjnej sieci komputerowej istnieje szereg protokołów zabezpieczających transmisję, sieci przemysłowe wymagają odrębnych systemów,
  • współpraca z usługami sieciowymi typu serwer www. Dostatecznie potężny procesor może zostać obciążony dodatkowymi zadaniami, które obejmują np. zarządzanie systemem w sposób rozproszony, za pomocą przeglądarki internetowej.

W następnym punkcie bardziej szczegółowo opisano poszczególne cechy systemów zaawansowanych i wskazano najistotniejsze elementy odróżniające je od sterowników prostych.

Additionally, particular families of controllers exist in the compact or reconfigurable variants. In the former, the number of input-output modules, installed in the slots of the backplane is small or does not exist at all.

In the latter, depending on the particular application, the computer may be equipped with the large number of exchangeable input-output modules of different type.

Even the simplest types of computers (currently called the programmable logic relays [5] because of working mainly as the signal relays) have (usually small) number of analog or digital inputs.

The analog signals are acquired to the digital system using the converters of the predefined resolution, such as 10 or 12 bits.

The central units execute programs written in one of the dedicated languages (the IEC 61131-3 norm defines their five categories) and the software structure depends mainly on the programmer.

Each family of processors contains standard models and the ones aimed at operating in the extreme working conditions (so-called fail-safe circuits). In the program cycle of the controller, the self-diagnostics step is executed. It consists in testing the internal structure of the system, searching of faults, which degrade the nominal operation regime. It is the important yet standard feature, ensuring the failure-free operation in the years’ duration.

Based on the analysis of existing solutions, the group of features distinguishing basic and advanced PLCs can be distinguished. They are as follows:
  • The CPU computational power, determined by its internal clock frequency. In most cases, the catalogue data contain processing times of single bits, words or floating point numbers. The more complex processors also support multi-threading processing.
  • Amount of available memory, allowing for loading larger and more complex programs. In the sophisticated hardware solutions, the greater space is devoted for storing data, enabling storage of the greater number of variables related to the external signals.
  • Throughput of the backplane. The task of the PLC is above all data acquisition and processing. The signal transmission speed between the modules and the central unit determines the ability of the computer to work in the Real-Time mode.
  • Internal communication modules. Although currently a set of serial transmission interfaces is the part of the PLC standard (including RS‑232, RS‑422 or RS‑485), more advanced devices have additional protocols, such as industrial Ethernet.
  • Embedded mechanisms of securing the transmission. When the controller is the part of the bigger system, it is able to communicate with remote computers, playing the similar role. The data encryption becomes essential there. In the traditional (TCP/IP protocol-based) computer network, multiple security protocols are available (such as IPSec). Industrial networks require separate methods of securing the data transmission.
  • Cooperation with higher level network services, such as WWW. The processor powerful enough may be assigned additional tasks, including running the web server. This allows for the distributed management of the whole system using only the single web browser.
The following section describes the particular features of the advanced PLCs and focuses on the most important elements distinguishing them from the basic controllers.

Parametry systemów zaawansowanych

Pomimo że podstawowa struktura sterownika PLC jest taka sama w każdym modelu, urządzenia zaliczane do bardziej zaawansowanych charakteryzują się większymi możliwościami obliczeniowymi. Sterowniki proste dysponują wolniejszymi procesorami, przetwarzającymi pojedyncze bity, słowa lub liczby zmiennoprzecinkowe w czasie rzędu mikrosekund (zegary megahercowe).

W przypadku układów zaawansowanych są to czasy rzędu dziesiątków lub pojedynczych nanosekund (zegary gigahercowe).

Procesor stanowiący serce sterownika jest wyposażony jednostkę arytmetyczno-logiczną i sterującą, a jego możliwości wyznacza oprogramowanie firmowe (ang. firmware), wszyte w sprzęt od momentu wyprodukowania. W systemie zaawansowanym może to być np. zarządzanie transmisją izochroniczną (tzw. Isochronic Real-Time – IRT) poprzez komputerową sieć przemysłową.

Podobnie wygląda porównanie dostępnej pamięci. W przypadku pamięci przeznaczonej do przechowywania programu (zwykle typu ROM, lub RAM podtrzymywanej bateryjnie) jest to dla prostych urządzeń kilkaset kB (maksymalnie 1-2 MB).

Z kolei zaawansowane systemy dysponują kilkoma (lub nawet kilkunastoma) MB, co pozwala na zbudowanie złożonej aplikacji nie tylko dokonującej prostego przetwarzania wielkości mierzonych, ale również podejmowania decyzji na tej podstawie (z uwzględnieniem algorytmów sztucznej inteligencji), a także komunikacji z innymi modułami dostępnymi w sieci. Wielkość pamięci przeznaczonej na dane pośrednio zależna jest od liczby wejść (analogowych i cyfrowych), które mogą zostać zainstalowane w systemie.

W zaawansowanych komputerach modularnych, w których można analizować jednocześnie kilka tysięcy wartości, konieczna jest pamięć rzędu kilkunastu (12–15) lub nawet kilkudziesięciu (do 60–80) MB, podczas gdy w prostszych rozwiązaniach jest to przeważnie kilkaset kB (do maksymalnie 2 MB).

Sterowniki PLC charakteryzują się dużym wyborem metod komunikacji ze światem zewnętrznym i innymi urządzeniami. W tym pierwszym przypadku dostępnych jest wiele interfejsów szeregowych, służących m.in. do komunikacji z komputerem ogólnego przeznaczenia, na którym przygotowywana jest aplikacja pomiarowo-kontrolna.

b charakterystyka sterownikow plc rys2

Rys. 2. Ilustracja procesu kompilacji skrośnej / Fig. 2. Illustration of the cross-compilation process; rys./fig. P. Bilski

O ile w pierwszych generacjach sterowników do programowania stosowano niezbyt wygodne terminale, obecnie powszechnie wykorzystywana jest technika kompilacji skrośnej (ang. cross-compilation – rys. 2.), w której aplikacja pisana jest na standardowym komputerze w odpowiednio dobranym języku (zgodnym ze standardem normy IEC 61131‑3 [6]), zaś skompilowany kod wynikowy kopiowany jest do pamięci sterownika.

Oba komputery są połączone właśnie za pomocą interfejsu szeregowego.

Do standardowych rozwiązań należą tutaj porty RS-232C (znany do pewnego momentu z komputerów ogólnego przeznaczenia), a także (typowo przemysłowe) RS-485 oraz RS‑422.

W nowszych urządzeniach stosowany jest interfejs USB.

Parameters of the advanced systems

Although the generic structure of the PLC is the same for each type of the device, systems considered as advanced are characterized by significantly greater computing abilities. Basic controllers are equipped with slower and simpler processors, performing computations on single bits, words or floating point numbers in the durations of microseconds (megahertz clocks).

The advanced circuits are able to do the same operations faster, in durations of tens or even single nanoseconds (gigahertz clocks).

The processor being the core of the PLC contains at least one arithmetical-logical unit (ALU) and control unit (CU), with capabilities determined by the firmware, embedded in the system during the manufacturing process. In the advanced system this might be, for instance, managing the isochronic transmission (Isochronic Real-Time, IRT, mode) through the computer industrial network.

Similar is the result of comparing the available memory. The type aimed at storing the program (which is usually the ROM or RAM with the content maintained by the battery) has the capacity of hundreds of kB for basic controllers (maximally 1-2MB).

The advanced devices are equipped with a couple or even over a dozen of MB, which enables storing the complex program responsible for not only the simple data acquisition, but also making decisions based on the available data (using, if needed, artificial intelligence methods). Such a program may also communicate with other PLCs operating in the network. The amount of memory for storing data indirectly depends on the number of inputs and outputs (both digital and analog), which may be installed in the system.

In the advanced modular computers, able to analyze simultaneously thousands of samples, the capacity of 12 to 15 or even 60-80 MB is required. In the basic computer it is usually a few hundreds of kB (maximum 2 MB).

The PLCs are characterized by the wide range of communication methods with the outside world and other devices. For the first purpose, multiple serial interfaces are available. They are used, for instance, to communicate with the general purpose computer, on which the measurement and control program is written.

In the first generations of controllers the programming task was done using the special terminals, currently the cross-compilation technique (Fig. 2) is used. Here the application is prepared on the standard computer in the specific language (according to the IEC 1131-3 norm [6]), while the compiled code is transferred to the memory of the controller.

Both computers are connected using the serial interface. Standard solutions cover RS‑232C (well known for quite a long time thanks to the general purpose computers), RS‑485 and RS‑422 (applicable mainly in the industry).

In the newer devices, the USB standard is implemented as well.

Popularnym standardem komunikacji w systemach przemysłowych jest również PROFIBUS, implementowany w jednostce centralnej lub dołączanym, dedykowanym module.

Najbardziej zaawansowane systemy dysponują natomiast modułami do komunikacji za pośrednictwem przemysłowej sieci komputerowej, np. PROFINET [7]. Za zarządzanie nimi odpowiadają dedykowane procesory komunikacyjne, odpowiedzialne również za przydział numerów IP (możliwe jest np. przypisanie do dwóch interfejsów tego samego adresu).

Inne funkcje procesora komunikacyjnego obejmują implementację protokołów szyfrujących dane, takich jak np. FTPS lub SNMPv3.

Standardowym rozwiązaniem jest także implementacja ścian ogniowych (ang. firewall), chroniących dostępu do wewnętrznej sieci przemysłowej od zewnątrz. Pomimo dużego narzutu obliczeniowego związanego ze zwiększeniem bezpieczeństwa transmisji, interfejsy komunikacyjne zapewniają prędkość rzędu nawet 1 GB na sekundę, co jest obecnie standardem w typowej lokalnej sieci komputerowej.

Zaawansowane procesory komunikacyjne umożliwiają również budowanie i podłączanie urządzeń do struktur nadmiarowych za pomocą np. protokołu PRP (Parallel Redundancy Protocol) [8], zgodnego z normą IEC 62439‑3. Dzięki niemu sterownik staje się równocześnie częścią kilku sieci komputerowych.

Konfiguracja systemu rozproszonego z uwzględnieniem sterownika zaawansowanego znajduje się na rys. 3.

Z możliwościami konkretnego systemu najczęściej związane są także jego rozmiary fizyczne.

b charakterystyka sterownikow plc rys3

Rys. 3. Struktura rozproszonego systemu pomiarowo-sterującego z udziałem zaawansowanego sterownika PLC / Fig. 3. Structure of the distributed measurement and control system including the advanced PLC; rys./fig. P. Bilski

Ponieważ proste sterowniki często występują w formie kompaktowej o niewielkich lub żadnych możliwościach rozbudowy, ich obudowy są małe. Dzięki temu mogą one zostać zainstalowane praktycznie w każdej lokalizacji.

W przeciwieństwie do nich zaawansowane sterowniki modułowe są relatywnie duże, zajmują zatem więcej miejsca, co ogranicza możliwości ich instalacji.

Z drugiej strony, obudowy modeli przeznaczonych do bardziej wymagających zastosowań dysponują dużą liczbą gniazd (ang. slot), do których podłączane są moduły wejścia-wyjścia.

W najbardziej wymagających przypadkach pojedynczy sterownik może mieć strukturę rozproszoną, obejmującą zasięgiem obszar do 10 m. Składa się on wówczas z centralnego sterownika (ang. central controller) oraz modułów rozszerzeń (ang. expansion units). Do tych ostatnich dołączane są moduły wejścia-wyjścia, które nie mieszczą się w podstawowej obudowie.

Komunikacja między modułami odbywać się może np. za pomocą standardu PROFIBUS. Strukturę takiego sterownika przedstawiono na rys. 4.

b charakterystyka sterownikow plc rys4

Rys. 4. Sterownik PLC o strukturze rozproszonej / Fig. 4. The distributed structure of the PLC; rys./fig. P. Bilski

The PROFIBUS is also the popular communication method in the industrial systems.

The module is managed by the software embedded in the central unit or the expandable module. The most advanced systems are equipped with devices able to communicate using the industrial computer network, such as PROFINET [7]. It is managed by the dedicated communication processor, responsible for the assignment of IP numbers (and allowing for attaching one address to two interfaces).

Other functionalities of the communication processor include implementation of the data encryption protocols, such as FTPS or SNMPv3.

The standard solution is also the firewall, separating the internal network from the outside world. Suffering from the significant computational load originating from the increase of the transmission security, the communication interfaces ensure the transmission speed of even 1GB per second, which is currently the standard in the typical local area network. Advanced communication processors allow for the construction and connection of redundant network structures using the Parallel Redundancy Protocol [8], compliant with the IEC 62439-3 norm. This makes possible to connect the single PLC to multiple networks at the same time.

The configuration of the distributed system including the advanced controller in presented in Fig. 3.

The capabilities of the specific system in most cases are determined by its physical dimensions.

Because simple controllers are often manufactured in the compact housings with little to no options of extending their structure, they are small. Therefore they can be installed virtually in every location.

Contrary to them, advanced modular controllers are relatively large, requiring more space, which limits locations of their installations.

On the other side, backplanes of devices aimed at more complex applications have greater number of slots, in which input-output modules can be placed.

In the most demanding implementatios the single controller may have the distributed structure, extending to the range of 10m. It then consists of the central controller and expansion units. The latter are platforms of the input-output modules, which would not fit in the standard housing.

The communication between the units is implemented using the popular standard, such as PROFIBUS. The structure of such a controller in presented in Fig. 4.

Funkcjonalność systemów zaawansowanych

Dzięki swoim cechom zaawansowane sterowniki PLC znajdują zastosowanie w szeregu zadań wymagających przede wszystkim wysokiej wydajności. Krótki cykl przetwarzania (zapewniany przez szybką płytę główną oraz wysokie wartości zegara taktującego procesora) oznacza możliwość analizy dużej ilości danych pochodzących ze świata zewnętrznego. Przepustowości rzędu Gb na sekundę umożliwiają akwizycję danych ze wszystkich wejść i ich przetworzenie w czasie jednego cyklu pracy sprzętu (tzw. sweep).

Implementacja standardu przemysłowej sieci komputerowej umożliwia współpracę pomiędzy modułami rozproszonymi na zasadzie sieci deterministycznej, w której czas reakcji ograniczony jest do mikrosekund. Możliwa jest zatem synchronizacja zadań pomiarów i sterowania na większym obszarze, np. w fabryce. Dzięki temu zaawansowane systemy są stosowane m.in. w przemyśle spożywczym, samochodowym, czy podczas konstrukcji nietypowych maszyn.

Do bardziej wymagających zastosowań należy m.in. sterowanie ruchomymi maszynami (np. elementami obrotowymi). Monitorowanie ruchu (pozycji i prędkości, ale również długości badanego obiektu) we wszystkich wymiarach wsparte jest wbudowanymi sterownikami typu PID, czy implementacją modulacji długości impulsu (ang. Pulse Width Modulation – PWM). Z kolei synchronizację zapewniają precyzyjne liczniki (o zakresie sięgającym 31 bitów). Dzięki temu sterowniki zaawansowane są stosowane w zadaniach diagnostycznych skomplikowanych urządzeń mechanicznych, takich jak silniki, czy turbiny.

Dodatkowe funkcjonalności, obecne w systemach zaawansowanych, a niezwiązane dotychczas ze sterownikami PLC mogą obejmować również współpracę np. z serwerem WWW wbudowanym w procesor. Tego typu oprogramowanie umożliwia np. śledzenie na bieżąco stanu urządzenia za pomocą przeglądarki internetowej. Możliwe jest także zapisanie konfiguracji sterownika (jest to kod oprogramowania na nim uruchamianego wraz z niezbędnymi danymi) oraz wgranie jej na urządzenie, również za pomocą przeglądarki. Dzięki temu sterownik kontrolowany jest zdalnie, bez konieczności przeprowadzania operacji serwisowych bezpośrednio na nim, po uprzednim demontażu z miejsca operacji. Analogicznie, coraz częściej wymagane jest połączenie funkcjonalności sterownika PLC z możliwościami komputera klasy PC. Realizacją tego wymagania jest tzw. sterownik programowy (ang. software controller), który umożliwia uruchamianie i zarządzanie sterownikiem za pomocą oprogramowania działającego pod kontrolą systemu operacyjnego MS Windows. Takie rozwiązanie umożliwia również tworzenie algorytmów sterowania i pomiarów przy użyciu języków programowania i środowisk dotychczas dla sterowników niedostępnych, np. C++, czy Matlab.

Functionality of the advanced systems

Thanks to their features, advanced controllers may be applied to multiple tasks requiring high efficiency. The short processing cycle (ensured by the efficient backplane and fast clock of the CPU) enables the analysis of the large amount of data originating from the outside world. The throughput of 1 Gbps allows for the data acquisition from all inputs and their processing during the single machine cycle (so-called sweep).

Implementation of the industrial computer network allows for the cooperation between the distributed modules in the deterministic network regime, in which the reaction time is of single microseconds. This makes possible synchronization of measurement and control tasks in the larger area, such as the factory. Thanks to that, the advanced systems are used in the food and automotive industry, or during the sophisticated machines construction.

The more demanding tasks for the PLCs include control of moving machines (such as rotating elements). Monitoring movement (their position, velocity, but also length of the examined object) in all dimensions is supported by the embedded PID controllers or the implementation of the Pulse Width Modulation (PWM). The synchronization of the executed operations is ensured by the precise counters (with the range up to 31 bits). This allows the advanced controllers to be used in the diagnostic tasks of complex mechanical systems, such as motors or turbines.

The additional functionalities present in the advanced systems, but not related to PLCs until now, include the cooperation with the web server embedded in the processor. This kind of the software allows for the online tracing the state of the computer using the web browser. It is also possible to save the configuration (the code of the software run in the device with the essential data) of the controller and downloading it back to the computer, also using the browser. This way the controller may be managed remotely, without the need to maintain the servicing on site, after disassembling it from the operational location. Analogously, it is more often required to combine the characteristics of the PLC with the functionality of the personal computer. This requirement is fulfilled by the so-called software controller, which enables running and managing the PLC using the software working under the MS Windows operating system. Such a solution allows for the design of the measurement and control algorithms with the help of the programming languages or computing environments typical rather to general purpose systems, such as C++ or Matlab.

Przykłady porównawcze

Dobry przykład rozdzielenia sterowników PLC na odrębne rodziny, odpowiedzialne za realizację różnych funkcji w ramach automatyki przemysłowej można znaleźć w produktach firmy Siemens. Najnowsza seria sterowników przez nią oferowanych obejmuje cztery rodziny urządzeń SIMATIC S7 [9], różniących się pod względem większości parametrów przedstawionych w poprzednich punktach.

Do grupy urządzeń zaawansowanych zaliczane są modele S7-300, S7-400 oraz S7-1500. Największe możliwości, zarówno jeśli chodzi o moc obliczeniową, jak i dodatkowe funkcjonalności, oferuje ta ostatnia.

Z drugiej strony oferowane są proste sterowniki z rodziny S7-1200 (rys. 5.), występujące głównie w formie kompaktowej o niewielkich rozmiarach. Urządzenia każdej z przedstawionych rodzin występują w kilku odmianach, różniących się przede wszystkim jednostkami centralnymi.

Dla przykładu, moduły standardowe z rodziny S7-1200 mogą zawierać jeden z pięciu procesorów, oznaczanych, odpowiednio, 1211C, 1212C, 1214C, 1215C oraz 1217C.

Z kolei rodzina urządzeń przystosowanych do działań w warunkach trudnych obejmuje procesory 1212FC, 1214FC i 1215FC. Szybkość przetwarzania jednostki centralnej w tym ostatnim przypadku wynosi 85 ns dla pojedynczego bitu i 1.7 μs dla pojedynczego słowa.

Dla porównania, najbardziej zaawansowane sterowniki z rodziny S7-1500 (rys. 6.) dysponują procesorami 1511, 1513, 1515, 1516, 1517 i 1518. Ich efektywność przetwarzania pojedynczego bitu waha się od 60 do 1 ns, znacząco zatem przewyższa możliwości rodziny S7-1200.

Podobnie wygląda porównanie dostępnej pamięci. W przypadku prostych sterowników są to setki (np. 150) kB przeznaczonych na kod aplikacji oraz pojedyncze MB dla danych.

Z kolei urządzenia zaawansowane dysponują nawet 6 MB pamięci programu i 20 MB pamięci dla danych (rodzina standardowych jednostek centralnych).

Każdy model może też zostać wyposażony w moduły dodatkowe, zarówno odpowiedzialne za przetwarzanie sygnałów, jak i komunikację z innymi węzłami systemu rozproszonego:

  • w przypadku rodziny S7-1200 są to na ogół prostsze moduły umożliwiające łączność za pomocą interfejsu RS-232, RS-422, RS-485 i PROFIBUS, ale także GPRS i LTE.
  • w przypadku rodziny S7-1500 gama modułów jest bogatsza, obejmując (poza identycznymi podstawowymi interfejsami, jak w przypadku rodziny S7-1200) także moduły komunikacji za pomocą sieci komputerowej.

Analogicznie wypada porównanie modułów sygnałowych (linii wejścia-wyjścia).

Proste sterowniki mogą zostać wyposażone w moduły cyfrowe i analogowe o niewielkiej liczbie linii, najczęściej jest ich 4 lub 8 w jednym.

W przypadku serii S7-1500 liczba linii sygnałowych sięga nawet 32. Co więcej, możliwa jest tutaj także instalacja większej liczby modułów w gniazdach płyty głównej, zatem sterowniki zaawansowane mają znacznie większe możliwości akwizycji i przetwarzania danych.

b charakterystyka sterownikow plc rys5

Rys. 5. Sterownik PLC z rodziny S7-1200, przeznaczonej do zastosowań podstawowych / Fig. 5. The PLC from the S7-1200 family prepared for simple data acquisition and processing tasks; rys./fig. P. Bilski

b charakterystyka sterownikow plc rys6

Rys. 6. Sterownik PLC z rodziny S7-1500, przeznaczonej do zastosowań zaawansowanych / Fig. 6. The PLC from the S7-1500 family prepared for advanced operations; rys./fig. P. Bilski

Comparative examples

A good example of distinguishing between the available PLCs into separate families, responsible for different tasks in the industrial automation can be found in products of the Siemens company. The newest range of available controllers covers four groups of SIMATIC S7 devices [9].

They differ regarding the majority of parameters discussed above. The advanced computers are labeled with S7-300, S7-400 and S7-1500 indicators. The largest capabilities, both in terms of computational power and additional functionalities are presented by the last of the presented groups.

On the other hand, basic controllers indicated as S7-1200 are offered (Fig. 5). They are available mainly in the compact configuration of small sizes. Devices belonging to any of the introduced families have multiple variants, with different central units.

For instance, S7-1200 computers are equipped with one of five processors, indicated with symbols 1211C, 1212C, 1214C, 1215C and 1217C.

Additionally the family of devices ready to operate in the harsh conditions covers CPUs 1212FC, 1214FC and 1215FC. The processing efficiency of the processor in the latter case is 85 ns for the single bit and 1.7 μs for the single word.

The compared advanced controllers from the S7-1500 family (Fig. 6) are equipped with the processors 1511, 1513, 1515, 1516, 1517 and 1518. Their processing speed for the single bit ranges between 60 to 1 ns and is significantly greater than the representatives of the S7-1200 group.

Similar are results of the comparison regarding the available memory. In the case of basic controllers we have hundreds (like 150) of kilobytes to store the program code and single megabytes for storing data.

The advanced devices have even 6MB of the program memory and 20MB of the data memory (the case of the standard CPUs).

Each model may also be extended by the additional units, responsible for both the signal processing and communication with remote nodes in the distributed system:
  • the S7-1200 family has usually simpler modules, enabling the communication using not only the RS‑232, RS‑422, RS‑485 and PROFIBUS interfaces, but also GPRS and LTE;
  • in the S7-1500 family the range of communication modules is wider, covering also elements for the industrial network communication.
Similar situation is with the signal modules (input-output lines).

Basic controllers are equipped with digital and analog devices with small number of lines, such as 4 to 8 in the single casing.

The S7-1500 family has modules with even 32 lines in the single casing. Because the number of slots in the backplane is also greater, the overall number of lines significantly exceeds the abilities of the basic counterparts.

Podsumowanie

Ciągły rozwój technik komputerowych sprzyja wzbogacaniu najnowszych komputerów specjalizowanych w kolejne funkcje. Ponieważ możliwe jest instalowanie w nich szybszych procesorów, umożliwiających pracę wielozadaniową, obciążane są one dodatkowymi zadaniami, dzięki którym współczesny sterownik PLC nie pełni już roli prostego przekaźnika, lecz stanowi autonomiczny system akwizycji danych i realizacji algorytmów sterujących, operujących nawet na tysiącach zmiennych.

Dodatkowo standardem stała się bezpieczna komunikacja pomiędzy poszczególnymi węzłami za pośrednictwem szybkich interfejsów komputerowej sieci przemysłowej.

Należy oczekiwać w nadchodzącej przyszłości dalszej integracji następnych funkcji w pojedynczym sterowniku, dzięki czemu będzie on coraz bardziej przypominać możliwościami standardowy komputer PC, zapewniający jednak większą niezawodność dzięki odpowiednio zaprojektowanej konstrukcji.

Realizacja bardziej skomplikowanych zadań diagnostycznych i analitycznych wymaga jednak indywidualnego podejścia do projektowania oprogramowania. Obecnie wykracza ono poza proste schematy graficzne, tworzone przez inżynierów z innych dziedzin, niż informatyka, czy elektronika.

Aby zatem zmusić sprzęt do wykonywania wyznaczonych zadań, konieczne staje się stosowanie złożonego podejścia do produkcji aplikacji, w czym pomagają narzędzia będące częścią wsparcia programowego zaawansowanych systemów.

Summary

The constant development of the computer technologies is compliant to the effect of introducing the newest specialized computers with additional functions. Because they are equipped with more powerful processors, able to perform the multitasking operations, they can be also assigned new responsibilities. Therefore the modern PLC is no longer the simple relay, but the fully autonomous data acquisition system with advanced control algorithms implemented, operating even on thousands of variables.

The additional standard is the safe data transmission between the particular nodes of the distributed system. It is now possible thanks to the fast industrial network interfaces.

In the nearest future the further integration of multiple functions in the single controller should be expected. Its abilities will be similar to the ones of the standard PC, but operating with much greater reliability thanks to the specific hardware and software structure. Implementation of the more complex diagnostic and analysis tasks requires the individual approach to the software design.

Currently it is no longer just the realization of simple graphical schemes, created by the non-professional engineers from other than computer science or electronics domains.

To make the computer work to execute selected tasks,s it is necessary to apply the complex approach to the software production, which is supported by the tools offered by most of the PLC manufacturers.

Literatura / Bibliography

  1. W. Bolton, „Programmable Logic Controllers, 4th Edition,” Elsevier, 2006.
  2. „Programmable logic controllers. Basic level,” Festo Didactic GMBH, 2002.
  3. K.T. Erickson, „Programmable Logic Controllers: An Emphasis on Design and Applications,” 2015.
  4. P. Dvorak, „Rugged ABB PLC simplifies control in extreme environments,” 2013, online: http://www.windpowerengineering.com/design/electrical/controls/rugged-abb-plc-simplifies-control-in-extreme-environments/
  5. „Programmable relays,” online: http://www.bb-elec.com/Products/Controllers-Computing/Controllers.aspx
  6. „IEC 61131-3:2013 Programmable controllers - Part 3: Programming languages,” 2013, online: https://webstore.iec.ch/publication/4552
  7. „PROFInet. Technologie i aplikacje,” PROFIBUS International Support Center, online: http://we.pb.edu.pl/~files/PROFInet_pl.pdf
  8. „Industrial communication networks – high availability automation networks – Part 3: Parallel Redundancy Protocol (PRP) and High-availability Seamless Redundancy (HSR)”, online: https://web.archive.org/web/20120308104543/http://lamspeople.epfl.ch/kirrmann/Pubs/IEC_61439-3/WG15-17-13_IEC_62439-3_FDIS_HK_111111x.pdf
  9. „System overview SIMATIC Controllers,” online: http://w3.siemens.com/mcms/programmable-logic-controller/en/system-overview/Pages/Default.aspx

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

Galeria zdjęć

Tytuł
przejdź do galerii

Powiązane

Zastosowanie algorytmów ewolucyjnych do wielokryterialnej optymalizacji rozwoju sieci dystrybucyjnej SN

Zastosowanie algorytmów ewolucyjnych do wielokryterialnej optymalizacji rozwoju sieci dystrybucyjnej SN

Część sieci dystrybucyjnych wymaga modernizacji poprzez np. zastosowywanie nowoczesnej aparatury łączeniowej, zastosowanie telemechaniki, lokalizatorów zwarć, a także przebudowę części linii napowietrznych...

Część sieci dystrybucyjnych wymaga modernizacji poprzez np. zastosowywanie nowoczesnej aparatury łączeniowej, zastosowanie telemechaniki, lokalizatorów zwarć, a także przebudowę części linii napowietrznych SN na linie kablowe. Długoterminowe prognozy energetyczne przewidują w najbliższej przyszłości znaczny wzrost zużycia energii elektrycznej, ale wskazują również na duże możliwości jej oszczędzania. Wiele dokumentów i uregulowań na poziomie światowym, unijnym i krajowym mówi o konieczności zmniejszania...

Symulacyjne metody analizy funkcjonowania układów automatyki elektroenergetycznej

Symulacyjne metody analizy funkcjonowania układów automatyki elektroenergetycznej

Warunki, w jakich współcześnie pracują sieci i systemy elektroenergetyczne, mimo dużego postępu technologicznego, jaki niewątpliwie dokonał się na przestrzeni ostatnich kilkunastu lat, wcale nie uległy...

Warunki, w jakich współcześnie pracują sieci i systemy elektroenergetyczne, mimo dużego postępu technologicznego, jaki niewątpliwie dokonał się na przestrzeni ostatnich kilkunastu lat, wcale nie uległy poprawie. Paradoksalnie, można zaryzykować stwierdzenie, że ów postęp technologiczny, jaki obserwujemy we wszystkich dziedzinach techniki, po części sam się przyczynił do tego stanu.

Inteligentne algorytmy służące do zdalnego testowania układów zasilania i nadzorowania ciągłej pracy urządzeń elektronicznych

Inteligentne algorytmy służące do zdalnego testowania układów zasilania i nadzorowania ciągłej pracy urządzeń elektronicznych

Do jednych z ważniejszych wyzwań, jakie stoją przed zespołami tworzącymi i wdrażającymi zaawansowane urządzenia elektroniczne, należy stworzenie takiej platformy sprzętowo-programowej, która zapewni możliwość...

Do jednych z ważniejszych wyzwań, jakie stoją przed zespołami tworzącymi i wdrażającymi zaawansowane urządzenia elektroniczne, należy stworzenie takiej platformy sprzętowo-programowej, która zapewni możliwość zdalnego testowania tych urządzeń, nie tylko na etapie produkcji, ale również w czasie ich pracy ciągłej. Duży wybór rozwiązań w zakresie transmisji danych (popularne sieci lokalne, technologie specjalizowane la przemysłu, sieci komórkowe….) oraz różnorodne aplikacje infrastrukturalne dają szerokie...

Właściwości eksploatacyjne ogniw litowych

Właściwości eksploatacyjne ogniw litowych

Akumulatory zbudowane z ogniw litowych pojawiły się w komercyjnym zastosowaniu na początku lat 90. i szybko zaczęły się upowszechniać. Dziś dostępne są różne odmiany akumulatorów litowych, a ich popularność...

Akumulatory zbudowane z ogniw litowych pojawiły się w komercyjnym zastosowaniu na początku lat 90. i szybko zaczęły się upowszechniać. Dziś dostępne są różne odmiany akumulatorów litowych, a ich popularność bardzo szybko rośnie.

Układy zasilania z wbudowaną automatyką SZR

Układy zasilania z wbudowaną automatyką SZR

Zapewnienie bezprzerwowej pracy urządzeń elektrycznych lub minimalizacja czasu przerwy, w przypadku zaniku napięcia sieci zasilającej, często stanowi jeden z głównych wymogów dla wielu gałęzi przemysłu....

Zapewnienie bezprzerwowej pracy urządzeń elektrycznych lub minimalizacja czasu przerwy, w przypadku zaniku napięcia sieci zasilającej, często stanowi jeden z głównych wymogów dla wielu gałęzi przemysłu. Oczywiste jest, że przerwa w zasilaniu powoduje straty materialne związane z zatrzymaniem produkcji bądź wydobycia surowców, ale istnieją sytuacje, w których może być przyczyną bardziej dotkliwych skutków, tj. uszkodzenia wykorzystywanej aparatury i maszyn lub zagrożenia dla zdrowia i życia personelu...

Jaka jest cena inteligentnego domu i co się na nią składa?

Jaka jest cena inteligentnego domu i co się na nią składa?

Technologia inteligentnego domu nie jest już odległą przyszłością ani barierą finansową nie do pokonania. Minimalizacja urządzeń i postęp techniczny sprawiły, że rozwiązanie jest już w zasięgu każdego...

Technologia inteligentnego domu nie jest już odległą przyszłością ani barierą finansową nie do pokonania. Minimalizacja urządzeń i postęp techniczny sprawiły, że rozwiązanie jest już w zasięgu każdego posiadacza domu. Co więcej, zgodnie z prawem, po roku 2020 będzie to konieczność w każdym nowo powstałym budynku.

Niskonapięciowy przemiennik częstotliwości w awaryjnych stanach pracy napędu

Niskonapięciowy przemiennik częstotliwości w awaryjnych stanach pracy napędu

Artykuł analizuje przypadkowo zachodzące reakcje i odporność przemiennika częstotliwości na zdarzenia awaryjne w torze prądowym napędu. Autor proponuje stanowisko badawcze wymuszające awaryjne stany pracy...

Artykuł analizuje przypadkowo zachodzące reakcje i odporność przemiennika częstotliwości na zdarzenia awaryjne w torze prądowym napędu. Autor proponuje stanowisko badawcze wymuszające awaryjne stany pracy przemiennika częstotliwości, zarówno po jego stronie zasilania, jak i silnikowej oraz omawia wyniki badań wpływu tych wymuszeń na pracę przemiennika częstotliwości.

Dobór urządzeń sterujących dla adaptacyjnego systemu sterowania (część 1.) - kryteria doboru urzadzeń

Dobór urządzeń sterujących dla adaptacyjnego systemu sterowania (część 1.) - kryteria doboru urzadzeń

W artykule przedstawiono wymagania techniczne i analizę właściwości technicznych programowalnych elementów kontrolera automatyki oraz układów mikroprocesorowych, porównanie IPC, PLC, PAC i MC. Wymieniono...

W artykule przedstawiono wymagania techniczne i analizę właściwości technicznych programowalnych elementów kontrolera automatyki oraz układów mikroprocesorowych, porównanie IPC, PLC, PAC i MC. Wymieniono też czynniki wpływające na eksploatację systemów.

Zastosowanie enkoderów w serwonapędach - wprowadzenie

Zastosowanie enkoderów w serwonapędach - wprowadzenie

W artykule omówione zostały podstawowe zalety stosowania enkoderów w serwonapędach.

W artykule omówione zostały podstawowe zalety stosowania enkoderów w serwonapędach.

Prototypowy system kontroli i sterowania układami zabezpieczeń i oszczędności energii domu jednorodzinnego

Prototypowy system kontroli i sterowania układami zabezpieczeń i oszczędności energii domu jednorodzinnego

Charakterystykę i perspektywy rozwojowe systemów zabezpieczeń i automatyki budynku opisano w [1]. System „otwarty” powinien zatem wyróżniać się szczegółowym schematem połączeń elektrycznych i wykazem zastosowanych...

Charakterystykę i perspektywy rozwojowe systemów zabezpieczeń i automatyki budynku opisano w [1]. System „otwarty” powinien zatem wyróżniać się szczegółowym schematem połączeń elektrycznych i wykazem zastosowanych układów elektronicznych.

Wymagania i zadania współczesnych systemów informatycznych sterowania i wspomagania pracy jednostek wytwórczych w Krajowym Systemie Energetycznym

Wymagania i zadania współczesnych systemów informatycznych sterowania i wspomagania pracy jednostek wytwórczych w Krajowym Systemie Energetycznym

Głównym celem artykułu jest przybliżenie wymagań i zadań wybranych systemów teleinformatycznych mających na celu pozyskiwanie danych i informacji oraz właściwe zarządzanie pracą węzłów wytwórczych i jednostek...

Głównym celem artykułu jest przybliżenie wymagań i zadań wybranych systemów teleinformatycznych mających na celu pozyskiwanie danych i informacji oraz właściwe zarządzanie pracą węzłów wytwórczych i jednostek generacyjnych w KSE.

Oblicza nowoczesnej automatyki - targi Hannover Messe 2017 - część 2

Oblicza nowoczesnej automatyki - targi Hannover Messe 2017 - część 2

Targi poświęcone automatyce i robotyce, które odbyły się w dniach 24-28 kwietnia w Hannover Messe, były okazją do prezentacji oferty setek firm i produktów, systemów oraz usług, bez których wdrożenie istnienie...

Targi poświęcone automatyce i robotyce, które odbyły się w dniach 24-28 kwietnia w Hannover Messe, były okazją do prezentacji oferty setek firm i produktów, systemów oraz usług, bez których wdrożenie istnienie i rozwój idei "Industry 4.0" nie byłby możliwy. W halach centrum targowego w Hanowerze przedstawiono zatem najnowsze osiągnięcia w dziedzinie narzędzi przeznaczonych dla elektroinstalatorów, kabli i przewodów oraz wszelkiego osprzętu instalacyjnego, ochrony przeciwporażeniowej, ochrony przeciwpożarowej,...

Oblicza nowoczesnej automatyki - targi Hannover Messe 2017 - część 1

Oblicza nowoczesnej automatyki - targi Hannover Messe 2017 - część 1

W dniach 24-28 kwietnia, Hanower znalazł się w centrum zainteresowania szeroko rozumianej branży automatyki. Olbrzymie hale Hannover Messe, istnego miasta w mieście, wypełniały technologiczne nowości oraz...

W dniach 24-28 kwietnia, Hanower znalazł się w centrum zainteresowania szeroko rozumianej branży automatyki. Olbrzymie hale Hannover Messe, istnego miasta w mieście, wypełniały technologiczne nowości oraz gwar rozmów ekspertów i specjalistów z każdego możliwego sektora automatyki, przedstawicieli świata biznesu i nauki oraz mediów branżowych, wykonawców, konstruktorów, projektantów i pasjonatów.

Automatyka SZR w nowoczesnych układach zasilania

Automatyka SZR w nowoczesnych układach zasilania

W artykule przedstawiono wymagania stawiane układom zasilania oraz przedstawiono najczęstsze rozwiązania układowe. Zaprezentowano także cechy nowoczesnego automatu SZR na przykładzie urządzenia opracowanego...

W artykule przedstawiono wymagania stawiane układom zasilania oraz przedstawiono najczęstsze rozwiązania układowe. Zaprezentowano także cechy nowoczesnego automatu SZR na przykładzie urządzenia opracowanego w Instytucie Tele- i Radiotechnicznym.

Regulacja temperatury oleju prasy hydraulicznej w zakładzie produkcji papieru

Regulacja temperatury oleju prasy hydraulicznej w zakładzie produkcji papieru

Autorzy przeanalizowali optymalne warunki pracy prasy hydraulicznej pracującej w zakładzie wytwórstwa papieru w oparciu o pomiary temperatury czynnika roboczego, jakim jest olej hydrauliczny. Analiza służyć...

Autorzy przeanalizowali optymalne warunki pracy prasy hydraulicznej pracującej w zakładzie wytwórstwa papieru w oparciu o pomiary temperatury czynnika roboczego, jakim jest olej hydrauliczny. Analiza służyć ma optymalnej regulacji nastaw dla pracy układu chłodzenia w stosunku do obciążenia maszyny oraz warunków otoczenia zewnętrznego w celu zapewnienia najdłuższego możliwego okresu eksploatacji maszyny ze szczególnym uwzględnieniem pracy elementów hydraulicznych wysokiego ciśnienia, które stanowią...

Integracja elementów instalacji klasycznej z systemami automatyki budynkowej na przykładzie LCN i KNX

Integracja elementów instalacji klasycznej z systemami automatyki budynkowej na przykładzie LCN i KNX

W artykule przedstawiono wybrane aspekty integracji urządzeń „klasycznych” z systemami BAS na przykładzie elementów LCN i KNX.

W artykule przedstawiono wybrane aspekty integracji urządzeń „klasycznych” z systemami BAS na przykładzie elementów LCN i KNX.

Optymalizacja współpracy prosumentów z wykorzystaniem IoT - Internetu Rzeczy

Optymalizacja współpracy prosumentów z wykorzystaniem IoT - Internetu Rzeczy

Autorzy artykułu zajęli się problematyką tzw. Internetu Rzeczy (ang. Internet of Things – IoT). Kolejno opisują jego istotę, aplikacje zaimplementowane w systemie operacyjnym licznika, sprawy wymiany...

Autorzy artykułu zajęli się problematyką tzw. Internetu Rzeczy (ang. Internet of Things – IoT). Kolejno opisują jego istotę, aplikacje zaimplementowane w systemie operacyjnym licznika, sprawy wymiany informacji między urządzeniami zainstalowanymi u prosumenta i proces przetwarzania danych pozyskanych z jego instalacji oraz dobór obciążenia związanego z minimalizacja kosztu energii z KSE.

Porównanie mediów transmisyjnych w systemach automatyki budynkowej

Porównanie mediów transmisyjnych w systemach automatyki budynkowej

Artykuł omawia różne typy mediów transmisyjnych stosowanych w systemach automatyki budynkowej. W obiekcie rzeczywistym zbadano zachowanie się całego systemu przy symulacji różnych zakłóceń. Zebrano również...

Artykuł omawia różne typy mediów transmisyjnych stosowanych w systemach automatyki budynkowej. W obiekcie rzeczywistym zbadano zachowanie się całego systemu przy symulacji różnych zakłóceń. Zebrano również opinie wśród instalatorów tego typu systemów dotyczące funkcjonalności stosowanych rozwiązań.

Mechanizmy automatycznej identyfikacji, konfiguracji i wymiany danych z modułami wewnętrznymi inteligentnego urządzenia kontrolno-pomiarowego

Mechanizmy automatycznej identyfikacji, konfiguracji i wymiany danych z modułami wewnętrznymi inteligentnego urządzenia kontrolno-pomiarowego

W artykule opisano koncepcję identyfikacji i konfiguracji jednostki centralnej i modułów wewnętrznych w systemie rozproszonym.

W artykule opisano koncepcję identyfikacji i konfiguracji jednostki centralnej i modułów wewnętrznych w systemie rozproszonym.

Precyzja synchronizacji czasu w sieci Ethernet z wykorzystaniem protokołu IEEE 1588 dla potrzeb wytwarzania synchrofazorów

Precyzja synchronizacji czasu w sieci Ethernet z wykorzystaniem protokołu IEEE 1588 dla potrzeb wytwarzania synchrofazorów

Artykuł przedstawia technologię synchronizacji czasu pomiędzy urządzeniami w sieci Ethernet, z wykorzystaniem protokołu IEEE 1588. Opisuje układ, w którym zaimplementowano synchronizację czasu za pomocą...

Artykuł przedstawia technologię synchronizacji czasu pomiędzy urządzeniami w sieci Ethernet, z wykorzystaniem protokołu IEEE 1588. Opisuje układ, w którym zaimplementowano synchronizację czasu za pomocą IEEE 1588 oraz przedstawia wyniki testów uzyskanej dokładności synchronizacji czasu. Uzyskana precyzja synchronizacji pozwala wykorzystać metodę do synchronizacji czasu w celu wyznaczania synchrofazorów.

Charakterystyka i perspektywy rozwojowe systemów zabezpieczeń i automatyki budynku

Charakterystyka i perspektywy rozwojowe systemów zabezpieczeń i automatyki budynku

Autorzy scharakteryzowali systemy zabezpieczeń budynku przed włamaniem, napadem i pożarem. Opisali stosowane rozwiązania i ich dodatkowe funkcje umożliwiające automatyzację i sterowanie pracą przyłączonych...

Autorzy scharakteryzowali systemy zabezpieczeń budynku przed włamaniem, napadem i pożarem. Opisali stosowane rozwiązania i ich dodatkowe funkcje umożliwiające automatyzację i sterowanie pracą przyłączonych urządzeń i oświetlenia. Przedstawili też wykorzystywane w tych systemach podzespoły i czujniki oraz omówili ich możliwe zastosowanie w celu zapewnienia energooszczędności cieplnej i elektrycznej budynku.

Systemy sterowania i nadzoru w stacjach elektroenergetycznych

Systemy sterowania i nadzoru w stacjach elektroenergetycznych

Autor przedstawił problematykę systemów sterowania i nadzoru w stacjach elektroenergetycznych. Omówił ich architekturę, komunikację sieciową oraz stosowane w nich technologie i topologie sieciowe, nadto...

Autor przedstawił problematykę systemów sterowania i nadzoru w stacjach elektroenergetycznych. Omówił ich architekturę, komunikację sieciową oraz stosowane w nich technologie i topologie sieciowe, nadto przedstawił urządzenia i funkcjonalności systemów sterowania i nadzoru, rodzaje realizacji oraz zwrócił szczególną uwagę na trendy rozwiązań tych systemów i ich wykorzystanie w ramach Smart Grid.

Zastosowanie standardu IEC 61850 w elektroenergetyce

Zastosowanie standardu IEC 61850 w elektroenergetyce

W artykule o wykorzystaniu standardu IEC 61850 „Systemy i sieci komputerowe w stacjach elektroenergetycznych” w elektroenergetyce. Autorzy m.in. przybliżają podstawowe informacje zawarte w normie IEC 61850,...

W artykule o wykorzystaniu standardu IEC 61850 „Systemy i sieci komputerowe w stacjach elektroenergetycznych” w elektroenergetyce. Autorzy m.in. przybliżają podstawowe informacje zawarte w normie IEC 61850, omawiają wymagania stawiane standardowi IEC 61850, sposób modelowania parametrów automatyki elektroenergetycznej w stacji oraz węzły logiczne reprezentujące funkcje lub urządzenia występujące w elektroenergetyce. Poruszają też temat komunikacji poprzez mechanizmy zdefiniowane w modelu GSE, a w...

Enkodery liniowe i obrotowe - wybrane rozwiązania

Enkodery liniowe i obrotowe - wybrane rozwiązania

Publikacja traktując o enkoderach charakteryzuje optoelektroniczne enkodery inkrementalne. Ponadto przedstawia przykłady praktycznego wykorzystania enkoderów wykorzystujących magnetyczną detekcję przesunięcia...

Publikacja traktując o enkoderach charakteryzuje optoelektroniczne enkodery inkrementalne. Ponadto przedstawia przykłady praktycznego wykorzystania enkoderów wykorzystujących magnetyczną detekcję przesunięcia lub kąta obrotu oraz zastosowanie enkoderów w rozwiązaniach turbin wiatrowych.

Komentarze

Copyright © 2004-2019 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
Portal Budowlany - Elektro.info.pl

Ta witryna wykorzystuje pliki cookies do przechowywania informacji na Twoim komputerze. Pliki cookies stosujemy w celu świadczenia usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Twoim urządzeniu końcowym. W każdym momencie możesz dokonać zmiany ustawień przeglądarki dotyczących cookies. Nim Państwo zaczną korzystać z naszego serwisu prosimy o zapoznanie się z naszą polityką prywatności oraz Informacją o Cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności oraz Informacji o Cookies. Administratorem Państwa danych osobowych jest Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Sp.K., nr KRS: 0000537655, z siedzibą w 04-112 Warszawa, ul. Karczewska 18, tel. +48 22 810-21-24, właściciel strony www.elektro.info.pl. Twoje Dane Osobowe będą chronione zgodnie z wytycznymi polityki prywatności www.elektro.info.pl oraz zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016r i z Ustawą o ochronie danych osobowych Dz.U. 2018 poz. 1000 z dnia 10 maja 2018r.