Funksjonsutvidelser av PLCnext-kontrollerne med en Safety-modul som kan rekkeplasseres på venstre side

Effektiv løsning for sikkerhetsrettede desentrale anvendelser

Ofte må en eksisterende applikasjon suppleres med en sikkerhetsrettet komponent på kort varsel. Hvis brukeren benytter PLCnext-kontrollerne AXC F 2152 eller AXC F 3152, kan dette utføres via en Safety-tilleggsmodul som kan rekkeplasseres på venstre side, og som gir mange fordeler.

Mens Remote Field Controller RFC 4072S er en sikkerhetsrettet kontroller med den høyeste ytelsen i sortimentet fra Phoenix Contact, supplerer den nye modulen AXC F XT SPLC 1000 utstyrsspekteret nedover. I motsetning til RFC 4072S, som kombinerer en driftsstyrings- og sikkerhetsrettet PLS med hverandre, fungerer AXC F XT SPLC 1000 – forkortet SPLC 1000 - som en ren sikkerhetskontroller, som hovedsakelig har rollen som desentral intelligens. Den nye modulen bruker Black-Channel-prinsippet for å kommunisere med sikkerhetsrettede PROFIsafe-enheter. Dette er mulig fordi SPLC 1000 er konstruert som tilleggsmodul for plassering på venstre side av kontrollerne AXC F 2152 og AXC F 3152. På denne måten kan tilleggsmodulen integreres sømløst i det åpne økosystemet PLCnext Technology.

PLCnext Technology er sammensatt av forskjellige komponenter: I tillegg til kontrollerne er dette Engineering-omgivelsen PLCnext Engineer, den åpne onlinemarkedsplassen PLCnext Store samt utveksling av erfaringer i PLCnext Community.

Kan brukes opp til høyeste sikkerhetsnivå

SPLC 1000 fungerer som fullverdig sikkerhetsrelatert kontroller som imøtekommer det strengeste sikkerhetsnivået SIL 3 eller PL e. Selv om PLS-en faller inn under Small-Scale-området, inneholder den to separate og forskjellige prosessorer som er basert på ARM Cortex M4-arkitekturen, med en taktfrekvens på 100 MHz eller 180 Mhz.

I sikkerhetsrelaterte runtimeomgivelser yter SPLC 1000 akkurat like godt som den større RFC 4072S Safety-kontrolleren. Modulen, som kan rekkeplasseres på venstre side, støtter også sikkerhetsrettede datatyper eller matematiske operasjoner, eksempelvis SWORD og SINT eller divisjon og multiplikasjon.

Når det gjelder bruk i praksis, er hovedforskjellen mellom SPLC 1000 og RFC 4072S den at SPLC 1000 er egnet for mindre, desentrale applikasjoner. På SPLC 1000 kan det kjøres maksimalt 32 PROFIsafe-enheter, mens det på Remote Field Controller kan kjøres hele 300 PROFIsafe-enheter. Når det gjelder SCPU-er, har tilleggsmodulen Small-Scale-styreenheter, mens RFC 4072S har høyytelsesprosessorer ARM 8 / ARM 9 med en taktfrekvens på 600 MHz eller 800 MHz.

Samtidig implementering av forskjellige kommunikasjonskanaler

Selv om intensitetsnivået avtar hva datamaskinytelse i desentrale applikasjoner angår, er det her stadig viktigere å håndtere ytterligere kommunikasjonskanaler. Dette er hovedårsaken til at SPLC 1000 støtter PROFIsafe-overføringen som RFC 4072S tilbyr. Hvis den sikkerhetsrettede tilleggsmodulen utøver rollen som PROFIsafe-kontroller (F-Host), videreføres PROFIsafe-protokollen av AXC-kontrollerne AXC F 2152 og AXC F 3152 i samsvar med Black Channel-prinsippet ved hjelp av Ethernet-teknologi. Bakveggbussen til Axio-systemet gir en ytterligere utvekslingsmåte for data, med de underlagrede PROFIsafe-devices (F-Devices). I dette tilfellet overføres PROFIsafe-protokollen til de tilkoblede PROFIsafe-enhetene i henhold til Black-Channel-prinsippet.

Som første sikkerhetsrettede kontroller fra Phoenix Contact har SPLC 1000 evnen til å kommunisere sikkert med en overlagret PROFIsafe-Controller (F-Host). Dette foregår via den integrerte F-Device-instansen. Her kan samtlige kommunikasjonskanaler implementeres samtidig: Som PROFIsafe-Controller (F-Host) kan SPLC 1000 utveksle data med totalt 32 F-Devices, som kan adresseres enten via Ethernet eller Axiobus. På samme tid er det mulig å bygge opp en kommunikasjonsrelasjon med en overordnet PROFIsafe-Controller.

Fleksibel utvidelse med maksimalt fire moduler

Moduler kan rekkeplasseres etter PLCnext-Controller AXC F 2152 og AXC F 3152 på både høyre og venstre side. For utvidelse på venstre side finnes det forskjellige Extension-moduler, der SPLC 1000 også inngår. Teknisk sett sikres rekkeplassering på venstre side via det standardiserte PCIe-grensesnittet. I et første trinn kreves tilleggsmodulen AXC F XT EXP, som fungerer som PCIe-switch og som fjerner enhver begrensning med hensyn til maksimalt antall moduler som kan rekkeplasseres. I stedet for at man bare kan koble én modul til AXC F 2152, vil man med AXC F XT EXP nå kunne rekkeplassere tre Extension-moduler.

I tillegg til AXC F XT EXP omfatter PLCnext-kontrolleren nå som eksempel en Safety-modul AXC F XT SPLC 1000 samt en modul AXC F EXT ETH 1TX som ekstra Ethernet-grensesnitt, som utvider kontrolleren med en MAC-adresse. Slik kan AXC F 2152 kommunisere i to fysisk adskilte Ethernet-nettverk. Det betyr for eksempel at SPLC 1000 via den installerte F-Device kan utveksle data med en PROFIsafe-Controller som er plassert i et overordnet naettverk, mens dennes integrerte PROFIsafe-Controller (F-Host) er tilordnet PROFIsafe-enhetene til et underlagret Ethernet-nettverk. AXC F 3152 kan til og med utvides med fire XT-tilleggsmoduler.

Via rekkeplasseringen på høyre side kan AXC-kontrolleren suppleres med standard- og Safety-I/O-er, som er tilkoblet via Axioline-bakveggbussen. De nye, kompakte Smart Elements i produktserien Axioline SE tillater her høy fleksibilitet: På en modul er enhver kombinasjon av standard og/eller Safety I/O-er mulig.

Enklere programmering med enhetlig Engineering-verktøy

Med sin minimale byggbredde er SPLC 1000 spesielt godt egnet for desentral bruk. Modulen bruker her det 45 millimeter smale huset, som allerede benyttes for AXC F 2152. Et fullferdig sikkerhetsrettet styresystem, som består av SPLC 1000 og kontrolleren AXC F 2152, har dermed en byggbredde på bare 90 millimeter.

Førerløse transportsystemer er et typisk brukseksempel på denne utstyrskombinasjonen. I en slik applikasjon møter forskjellige, ofte motsatte krav hverandre. På den ene siden skal det komplette systemet ha minimal byggbredde. På den andre siden må en desentral sikkerhetsrettet løsning gi allsidige kommunikasjonsmuligheter, mange funksjoner og modularitet samt tilstrekkelig ytelse. Nettopp for slike bruksscenarier ble kombinasjonen av AXC F 2152, SPLC 1000 og Smart Elements designet. Her utveksler SPLC 1000, som PROFIsafe-Controller (F-Host), data med de tilkoblede, sikkerhetsrettede Smart Elements, via Axiobus. Samtidig kommuniserer Safety-tilleggsmodulen med en sentral PROFIsafe-Controller, som er installert i anlegget, og da via den integrerte F-Device-instansen.

Ved å bruke PLCnext-teknologi kan man i en slik applikasjon fremdeles oppnå synergieffekter: Bortsett fra fordelene ved sikkerhetsrettet bruk, kan brukeren opprette koden for AXC F 2152 i IEC 61131-3 samt på høynivåspråk – eksempelvis C++ eller C# - eller en regelalgoritmemodell i Matlab Simulink. Avhengig av hvilket språk brukeren foretrekker, er programmet dermed sammensatt av en hvilken som helst språkkombinasjon. På samme måte som den sikkerhetsrettede kontrolleren innenfor RFC 4072S, bruker SPLC 1000 PLCnext Engineer i forbindelse med programmeringen. Det sikkerhetsrettede programmet til SPLC 1000 er dermed plassert i samme Engineering-prosjekt som den ikke-sikre koden til PLCnext-kontrollerne AXC F 2152 eller AXC F 3152, der SPLC 1000 er tilkoblet på venstre side. Det forenkler programmeringen betydelig.

Høyere ytelse med PLCnext-kontroller AXC F 3152

Safety-tilleggsmodulen SPLC 1000 kan også rekkeplasseres på venstre side av PLCnext-kontroller AXC F 3152. Denne PLS-en har en større formfaktor enn AXC F 2152, men med betydelig høyere ytelse. På grunn av tre uavhengige MAC-adresser kan AXC F 3152 i tillegg brukes i forskjellige undernettverk, der overføringshastigheten er opptil 1 Gbit/s. Videre utmerker kontrolleren seg med betydelig høyere datamaskinkapasitet for PLCnext-applikasjonen: Mens det i AXC F 2152 er montert to prosessorer ARM 9 med taktfrekvens på henholdsvis 800 Mhz, er AXC F 3152 utstyrt med Intel Atom E3930 Dual Core med to ganger 1,3 GHz. Til syvende og sist er det kravene til applikasjonen som avgjør om mindre byggbredde eller høyere ytelse i PLCnext-kontrolleren er nødvendig (bilde 4).