Egykábeles automatizálás – „plug-and-play” automatizálás vezérlőszekrények nélkül

Az EtherCAT P egyetlen kábelen biztosít tápellátást és ultragyors adatátvitelt

2016. augusztus 24., szerda, 06:00

Címkék: automatizálás Beckhoff EtherCAT EtherCAT P folyamatirányítás folyamatvezérlés TwinCAT

Az EtherCAT P a Beckhoff által fejlesztett, nemzetközi szabvánnyá vált EtherCAT technológiájának kibővítése. A megoldás az utragyors EtherCAT-kommunikáció mellett 24 V-os tápfeszültséget biztosít a rendszerelemek és a perifériák számára, sőt, opcionálisan további tápellátási képességeket is nyújt. Ez azt jelenti, hogy az OCA (One Cable Automation – egykábeles automatizálás) most már terepi szinten is megvalósítható: a gépek és más eszközök – a 24 V-os érzékelőktől a 600 V-os meghajtókig – „plug-and-play” módon, vezérlőszekrények nélkül csatlakoztathatók.

Az EtherCAT P egyetlen, szabványos négyeres Ethernet-kábelen keresztül biztosít 24 V-os egyenfeszültségű tápellátást a slave EtherCAT P eszközöknek, a csatlakoztatott érzékelőknek és aktuátoroknak. Az egymástól galvanikusan leválasztott US-vonal (rendszer- és szenzor-tápfeszültség), illetve UP-vonal (aktuátorok tápfeszültsége) akár 3 A-es áramot is tud szolgáltatni a csatlakoztatott egységeknek.

EtherCAT P – ideális busz érzékelők, aktuátorok és méréstechnikai eszközök számára

Az EtherCAT P technológia az US- és UP-vonal áramát közvetlenül a 100 Mb/s sebességet biztosító vezetékeken táplálja be. Ezáltal rendkívül költséghatékony és kompakt megoldást tesz lehetővé. Az EtherCAT P tehát ideális busz szenzorok, aktuátorok és méréstechnikai eszközök meghajtására, egyaránt lehetővé téve termináldobozban elhelyezett kis be-ki meneti állomások és a folyamatok közelében lévő elosztott be-ki meneti egységek alkalmazását. A Beckhoff az EtherCAT P technológiához egy speciális, M8-as csatlakozót fejlesztett ki, melyet a mechanikai kialakításának köszönhetően nem lehet összetéveszteni a szokványos EtherCAT-slave eszközök csatlakozóival.

A nagyobb feszültség- és/vagy áramigényű egységek bekötéséhez a vállalat egy teljes EtherCAT P csatlakozócsaládot fejlesztett ki, amely a 400 V-os váltakozó- vagy 600 V-os egyenfeszültség-igényű, akár 64 A-es áramfelvételű hajtásokig minden alkalmazást lefed, így e csatlakozók mindenféle terepi eszközhöz is használhatók. Be-ki meneti modulokhoz IP 20 és IP 67 védettségű kivitelben is kaphatók a csatlakozók, melyek váltakozó- és egyenfeszültségű motorok, aktuátorok, szelepterminálok, valamint szenzorok (például mozgásérzékelők, fénykapuk vagy kódtárcsák) bekötésére szintén alkalmasak. Optikai alkalmazások esetében kamerák, vonalkódolvasók és háromdimenziós szkennerek is csatlakoztathatók velük.

Egyszerűbb kábelezés az EtherCAT P segítségével

Az EtherCAT P alapgondolata, hogy az automatizálási egységek és eszközök csatlakozóinak csökkentésével a rendszerkábelezés egyszerűbbé tehető. Az egyedi tápigényeknek megfelelően rendkívül jól bővíthető egykábeles megoldás mindenféle terepi megoldás szintjén jól alkalmazható. 24 V-os rendszerekben a szokásos Ethernet-kábel használható. Nagyobb feszültség- és áramigény esetén az EtherCAT P integrálva van a megfelelő tápvezetékrendszerbe. Ilyen esetekhez a Beckhoff a kábelek és csatlakozók széles választékát kínálja.

A különálló tápvezetékek kiküszöbölésével mérsékelhető az anyagok és a szerelés költsége, a szerelési hibák kockázata, valamint a kábelvezetés helyigénye a vezérlőszekrényekben, illetve a gépekben. További előny, hogy kisebb mértékű és áttekinthetőbb kábelvezetést tesz lehetővé, emellett kisebb érzékelők és aktuátorok valósíthatók meg vele. Mindezek következtében, eszközökkel támogatott rendszerkialakítás révén a gépgyártók nagyobb tervezési szabadsággal élhetnek a berendezések és a rendszer költségeinek minimalizálásakor.

Az EtherCAT P (jobboldalt) egyetlen négyeres szabványos Ethernet-kábelen biztosítja mind a nagy sebességű EtherCAT-adatátvitelt, mind a csatlakoztatott egységeket ellátó, korábban külön kábelt igénylő tápfeszültséget

Rugalmas rendszertopológia a tápfeszültség láncolásával

A mérnökök számára további előny, hogy ugyanazokat a rugalmas elrendezéseket használhatják, mint az EtherCAT technológia esetében. A költséghatékonyságra és hatékony rendszerelrendezésre való optimalizálás során, szabadon kombinálható a vonalas, a csillag- és a fatopológia. A klasszikus PoE (Power over Ethernet) technológiával szemben az EtherCAT P-fogyasztók egyetlen betáplálóeszközről láncolhatók. Az EtherCAT P egységek láncolásának csak a feszültségesés szab határt, de ez is kiküszöbölhető további betáplálási pontok beiktatásával.

Az EtherCAT P hatékony, egykábeles megoldással mindenféle terepkörülmények között biztosít csatlakozást

Egyedi EtherCAT P topológiák is kialakíthatók, mivel számos infrastrukturális, illetve be-ki meneti egység IP 20 és IP 67 védettségű kivitelben is kapható. Mivel az EtherCAT P technológiával 50 méteres, sőt, nagyobb távolságok is áthidalhatók, nem okoz nehézséget akár rendkívüli mértékben elosztott gépmodulok csatlakoztatása sem. EtherCAT-hálózatról fennakadásmentesen át lehet állni EtherCAT P-hálózatra, de ez fordítva is igaz: az EtherCAT P-hálózat rendszer- és perifériafeszültsége egyszerű adapterrel blokkolható, így az EtherCAT eszközök saját tápegységükről üzemeltethetők.

Egy gép tervezése vagy kialakítása során az egyes fogyasztókat és kábelhosszakat egy speciális TwinCAT tervezőeszközzel lehet konfigurálni. Mivel a rendszer ismeri minden fogyasztó adatait, figyelembe tudja venni az egyes eszközök teljesítményfelvételének időbeli alakulását is. Például ha a logikai kialakítás következtében két aktuátor soha nem kapcsol egyidejűleg, akkor soha nem fogják egyszerre igényelni a teljes energiát. Ez lehetővé teszi a betáplálási pontok és a tápegységek számának további csökkentését.

Már számos IP 20 és IP 67 védettségű EtherCAT P eszköz kapható, így a felhasználók az alkalmazási területükhöz legjobban illeszkedő hálózati topológiát valósíthatják meg

Egykábeles automatizálás terepviszonyok mellett

Az EtherCAT P kifejlesztésekor az egyik fő célkitűzés az volt, hogy terepviszonyok mellett is lehetővé tegye az egykábeles automatizálást. Az egyszerűbb rendszerkábelezés következtében jelentősen egyszerűsíthető a gépek konstrukciója, és mérsékelhetők a műszaki, illetve a gyártási költségek. Az automatizálási egységek, az elosztott boxterminálok, sőt, az egyes gépmodulok és robotok is egyetlen, saját kábelen kapják a tápfeszültséget és a vezérlőjeleket. Az eddig elkerülhetetlen nagy vezérlőszekrények helyett kisebbek is elegendők, sőt, akár ki is küszöbölhetők. Ennek eredményeként a moduláris gép- és rendszerelrendezések kevesebb helyet, valamint kisebb szerelési és induló költséget igényelnek, emellett maximálisan rugalmassá tehetők.

A „plug-and-play” automatizálás a jövőben maximális hatékonyságot tesz majd lehetővé. Amint a különböző tápigényeket kielégítő EtherCAT P csatlakozók szabvánnyá válnak, a 24 V-os vagy nagyobb feszültségű ipari csatlakozósávok megjelenése nemcsak hogy nem túlzás, hanem járható út lesz. A géptervezők e vonalakat az egyes alkalmazások egyedi igényei szerint rendkívül rugalmasan és költséghatékonyan oszthatják el a gépekben vagy a létesítményekben. Az ilyen jellegű, mindössze egy megfelelő EtherCAT-kábel csatlakoztatását igénylő, „plug-and-play” kialakításnál könnyen rendszerbe köthető az összes szükséges érzékelő, illetve aktuátor, valamint az elosztódobozok és az önálló gépmodulok is.

A különböző teljesítőképességű automatizálási eszközöket EtherCAT P-kábelekkel összekötő OCA (egykábeles automatizálási) rendszer optimális alapokat nyújt a moduláris üzem- és géptervezéshez


EtherCAT P: Főbb jellemzők és előnyök

Az EtherCAT a Beckhoff által kifejlesztett, nyílt ipari Ethernet technológia, amely 2007 óta nemzetközi IEC és SEMI szabvány is. A közelmúltban bemutatott és az EtherCAT Technology Group (ETG) előtt a szokásos módon közzétett korszerű EtherCAT P technológia teljes mértékben kompatibilis a hagyományos EtherCAT rendszerrel. Ebből következik, hogy továbbra is kihasználhatók az EtherCAT kiváló jellemzői, például a szenzorig vagy a beavatkozó szervig biztosított 100 Mbit/s sebességű kétirányú adatátvitel, az azonnali adatfeldolgozás, az elosztott órák rendkívül pontos szinkronizálása és a 100 ms alatti ciklusidők. Az EtherCAT P nyújtotta további előnyök:

  • EtherCAT + 2×24 V-os egyenfeszültség 3 A-es terhelhetőséggel, egyetlen négyeres kábelen
  • A csatlakoztatott eszközök láncolt tápellátása
  • A csatlakozóválaszték a 24 V és 600 V közötti egyenfeszültségű tartományt fedi le, 64 A-es maximális áramterheléssel
  • Szabadon és rugalmasan megválasztható topológia a láncolásnak köszönhetően
  • Kiemelkedő EtherCAT-jellemzők és alacsony csatlakoztatási költségek
  • Olcsóbb modulok és telepítés
  • Kevesebb hibaforrás és minimális kábelezési költség
  • Optimális helykihasználás a kábelvezetésnél a vezérlőszekrényekben és a gépekben egyaránt
  • Nincs szükség külön tápkábelekre, ezért a szenzorok és aktuátorok kisebbek lehetnek

Thomas Rettig, vezető termékmenedzser, EtherCAT Technology

www.beckhoff.hu

Keresés
Bejelentkezés / Regisztráció
Média Partnerek