8.2. Средства съема - интеллектуальные датчики

В разделе 3.1. уже были обозначены основные средства съема и передачи сигналов состояния объекта. В качестве устройств полевого уровня выступают датчики позиционирования, приближения.

В качестве обеспечения светового барьера защиты работы промышленного робота используется продукт ф. Siemens – лазерный сканер LS4-4 AS-Interface. Принцип действия следующий: пучки световых импульсов генерируются с помощью лазерного диода, связанного с

передающей оптикой. Они отклоняются вращающимся зеркалом таким образом, что в течение 40 мс импульс света запускается во всех угловых сегментах (скорость развертки: 25 циклов/с). Если световой импульс наталкивается на объект или человека, то свет отражается и воспринимается и анализируется сканером (см. рис. 8.13).

Рис. 8.13. Принцип действия лазерного сканера

Таким образом, он работает по принципу измерения времени распространения импульса. При излучении чрезвычайно коротких импульсов света появляется разность во времени между передаваемым и принимаемым световым импульсом. Время распространения светового импульса непосредственно определяет расстояние до цели. Возможно деление рабочего диапазона сканера (190°) на угловые сегменты по 0.36°. С помощью соответствующего программного обеспечения производится параметризация полей защиты предупреждения персонала. Технические характеристики и возможности такого интеллектуального устройства полевого уровня представлены в Приложении.

Функционирование AS интерфейса невозможно без использования блока питания. Работая по принципу первичного импульсного стабилизатора напряжения, он вырабатывает регулируемое постоянное напряжение 30 В постоянного тока с высокой стабильностью и низкими остаточными пульсациями.

В принципе через двухжильный кабель AS-Interface одновременно передаются данные и энергия. Таким образом, блок питания AS-Interface наряду с электроснабжением сети AS-Interface также одновременно обеспечивает развязку с данными. Однако, как правило, энергия для питания исполнительных устройств не берется из кабеля AS интерфейса. В этом случае предусматривается отдельный блок питания нагрузки, который подключается через отдельный кабель (напр., черный плоский кабель AS-Interface).

8.3. Средства исполнения управления – интеллектуальные узлы

Средством исполнения управления выступают системы числового программного управления с

Обслуживание всех ведомых устройств ПЛК, подключенных к AS-Interface осуществляется посредством модуля связи DP/AS Link 20E, который, в свою очередь, является ведущим устройством AS-интерфейса.

На его фронтальной панели располагаются светодиоды индикации рабочих режимов AS интерфейса, состояния подключенных по AS-интерфейсу устройств, адреса ведомого PROFIBUS-DP устройства, ошибки в передаче данных по PROFIBUS-DP. Кроме того, на фронтальной панели располо-

жена кнопка, с помощью которой можно изменять режимы работы модуля, принимать существующую конфигурацию, устанавливать адрес ведомого DP устройства. Питание модуля осуществляется по шине AS интерфейса.

Модуль DP/AS 20 позволяет ведущему устройству PROFIBUS-DP, а именно ПЛК обслуживать до 248 дискретных элементов (до 124 входов и до 124 выходов), подключаемых к AS интерфейсу. Модуль может использоваться в стандартном рабочем режиме AS-интерфейса (М2). В этом режиме может выполняться обращение к битам данных ведомых устройств. При этом поддерживаются следующие запросы ведущего устройства: изменение адреса; запись параметров; чтение данных конфигурации; установка режимов конфигурирования; установка текущей конфигурации.

Преимуществом данного модуля является включение AS-интерфейса без связи с сетью PROFIBUS, соответственно выделенный ранее коммуникационный процессор ПЛК СР 343-2 не требуется, также как и не требуется дополнительный источник питания.

В качестве ведущих устройств PROFIBUS-DP используются:

- сконфигурированный ранее контроллер SIMATIC S7-300 с коммуникационным процессором CP 342-5;

- промышленный компьютер с коммуникационным процессором СР 5613 (или СР 5614, а также коммуникационными процессорами CP 5611/ CP 5511 и пакетом SOFTNET DP).

Посредством данного модуля сокращается время простоев и обслуживания при выходе из строя slave-устройства благодаря наличию световой индикации. Его технические характеристики представлены ниже:

Время цикла AS-интерфейса	5мс на сеть с 31 ведомым устройством, 10мс на сеть с 62 ведомыми устройствами
Скорость передачи данных по PROFIBUS-DP	До 12 Мбит/с
Поддерживаемый профиль ведущего устройства AS-интерфейса	M0e, М1e в соответствии со спецификацией AS интерфейса версии 2.1
Конфигурирование AS-интерфейса	С помощью кнопки на фронтальной панели модуля.
Интерфейсы:
подключения к AS-интерфейсу	7-полюсный терминальный блок с винтовыми зажимами
подключения к PROFIBUS-DP	9-полюсное гнездо соединителя D-типа
Питание	От кабеля AS-интерфейса в соответствии со спецификацией сети EN 50295
Потребляемый ток:
от AS-интерфейса	До 200мА
от PROFIBUS-DP	До 90мА
Потребляемая мощность	3.7Вт
Монтаж	На профильную шину DIN или на плоскую поверхность.
Степень защиты	IP 20
Диапазон рабочих температур	0 … 60°C при горизонтальной установке, 0 … 45°C при вертикальной установке
Диапазон температур хранения и транспортировки	-40 … +70°C
Относительная влажность	95% при 25°C
Формат модуля	S7-200
Габариты	90х80х60мм
Масса	200 г

Также на рассматриваемом участке используется такое вспомогательное технологическое оборудование как туннельная моечная установка, включение и выключение которой осуществляется через ПЛК. В этом случае управляющие сигналы от ПЛК передаются децентрализованному участнику PROFIBUS-DP - интеллектуальному позиционирующему двигателю Simodrive Posmo A. Связь осуществляется посредством коммуникационного интерфейса на двигателе. Наличие программной памяти позволяет двигателю выполнять программные функции: ограничение рывка, смену кадров «на лету», установку фактического значения, наезда на жесткий упор, компенсацию люфта, управление конечными выключателями.

Таким образом, через PROFIBUS-DP осуществляется передача всего спектра возможностей перемещения. Для нашего случая это:

- либо абсолютное движение до конечной позиции со скоростью и управляемым ускорением;

- либо относительное смещение на отрезок, в направлении, со скоростью и управляемым ускорением.

Возможно построение и других задач управления таких, как движение при выполнении условия времени или логического условия; движение до тех пор, пока выполняется условие времени или логическое условие; движение и сигнализация от позиции определенной заранее комбинации байтов.

В связи с использование AS-interface и соответственно устройств подключенных к нему для организации электробезопасности участка используется модуль обнаружения ошибки заземления, которые относится к семейству SlimLine S22.5. Он позволяет выявлять замыкание на землю: - «плюсовой» жилы линии AS-интерфейса; - «минусовой» жилы линии AS-интерфейса;

- в цепях подключения датчиков и исполнительных устройств, получающих питание от AS-интерфейса.

Однако модуль не контролирует замыканий на землю в цепях вспомогательных блоков питания.

При этом выступает в качестве пассивного модуля и не требует задания сетевого адреса. В случае с рассматриваемым участком применение повторителей не требуется, соответственно достаточно использование одного такого модуля.

Контроль состояния системы осуществляется по встроенным светодиодам модуля. Кроме того, сообщения о замыкании могут выводиться через два встроенных выхода. Сброс модуля после обнаружения неисправности может быть выполнен отключением питания AS-интерфейса или применением внешней кнопки сброса.

Таким образом, его функциональное назначение - контроль AS-интерфейса. Производитель представляет следующее описание данного устройства: AS-интерфейс SLIMLINE Module S22.5 - контроль КЗ на землю IP20; 1×1 вход, удаленный сброс 2-х сигнальных выхода, релейные, 1А DC12 1А (2А МАХ) DC13 500 мА (24V), пружинные зажимы, ширина модуля 22.5 мм, AS-I адрес не требуется.