Systémy řízení

Regulační rozvaděč MODULEX

Regulační rozvaděč MODULEX obsahuje mikropocesorový regulátor EMADYN-D, ovládací a pomocné obvody a dotykový panel.

Regulátor EMADYN-D

EMADYN-D je univerzální modulární mikroprocesorový regulační systém, založený na signálovém procesu DSP56F807  (Motorola/Freescale), používaný pro řízení všech druhů aplikací dodávaných společností ELEKTROTECHNIKA,a.s. 

Hardwarová část regulačního systému EMADYN 

Regulátor EMADYN-D je vždy sestaven z několika typů standardních jednotek (zásuvných karet), umístěných v kovové regulační vaně. Výsledná sestava závisí na konkrétní aplikaci a na rosahu požadovaných funkcí. 

Základní procesorová jednotka je jednotná a obsahuje ji každý regulátor EMADYN-D. Její součástí jsou napájecí zdroje, signálový procesor s řídicím programem, paměti typu RAM a Flash, a jsou z ní vyvedeny 4 sériové linky (1 x RS-232 + 3x RS-485) a dále 3 komunikační linky CAN. Základní procesorová jednotka se přes systémovou sběrnici na zadní straně regulační vany propojuje s různými kartami rozhraní. 

Karty rozhraní jsou navržené pro plnění různých standardních funkcí regulačního systému. Jedná se např.                    o jednotky pro:

• zpracování analogových vstupů a vyvedení analogových výstupů;
• zpracování logických (digitálních) vstupů a vyvedení logických výstupů;
• generování řídicích pulzů pro tyristory a tranzistory výkonových měničů;
• zpracovávání optických vstupů a výstupů apod.

Programové vybavení regulačního systému

Řídicí program, běžící v signálovém procesoru, lze zhruba rozdělit na část regulační, část ovládací logiky a standardní systémové funkce.  

Regulační část řídicího programu patří do "aplikační části" programového vybavení konkrétního regulátoru. Pracuje zejména s "analogovými signály", reprezentovanými v procesoru 16bitovými operandy. Jejím základem je systém nezávislých "regulačních bloků", z nichž je možné, podle pořadavků dané aplikace, stavebnicově sestavovat požadovaná regulační schémata. 

Do tohoto systému patří např. bloky generátorů řídicích pulzů pro výkonové tyristory/tranzistory; regulátory typu PI, PID; filtry; komparátory, omezovače apod. Regulační bloky jsou naprogramovány tak, aby byla dosažena co možná největší výpočtová rychlost,a tím maximální rychlost regulace. Funkce jednotlivých regulačních bloků lze ovlivňovat pomocí nastavitelných parametrů. 

Vhodným propojením jednotlivých regulačních funkčních bloků v řídicím programu jsou pak realizovány požadované regulační funkce pro dano aplikaci. 

Podobně i část ovládací logiky patří do "aplikační části" řídicího programu. Pracuje zejména s "logickými signály", reprezentovanými v procesoru 1 bitovými operandy (dvouvrstvová logika). Jejím základem je systém nezávislých "softwarových logických bloků" (např. hradla typu AND, OR, XOR, klopné obvody zpožďovací členy, oscilátory, čítače atd.) Vhodným propojením takových funkčních bloků je v řídicím programu realizována požadovaná logika pro danou aplikaci. 

Mezi standardní systémové funkce patří např. ovládače pro komuniaci, pro práci s parametry, veličinami a textovými hláškami, blok standardní havarijní logiky, nástroje pro podporu vizualizace, diagnostické nástroje (jako např. funkce "POSTMORT" nebo "OSCILOSKOP") apod. 

Tato část řídicího programu patří do "systémové části" programového vybavení (v závislosti na konkrétní aplikaci). 

K regulátoru EMADYN-D se přes sériovou linku obvykle připojuje nezávislý ovládací panel s dotykovým displejem. Ovládací panel bývá umístěn na dveřích skříně a jeho program zajištuje přehlednou vizualizaci regulátorem řízené technologie. Speciální nástroje pro správu slouží obecně k tomu, aby kvalifikovaný uživatel "viděl" do regulátoru, měl přístup k jeho parametrům, veličinám, textovýcm hláškám, příp. i mohl ovládat různé diagnostické nástroje. Pro tento účel byla vyvinuta univerzální monitorovací a servisní aplikace EMVisD, která běží v PC a komunikuje s regulátorem EMADYN-D po sériové lince.

Regulační systém BECKHOFF

Společnost ELEKTROTECHNIKA, a.s. dále využívá moderní modulační řídicí systém německé firmy Beckhoff Automation GmbH & Co. KG. pracující v reálném čase (real-time).

Společnost Beckhoff implementuje otevřené automatizační systémy založené na technologii osobních počítačů (PC Control). Produktová řada zahrnuje průmyslová PC, I/O, komunikační komponenty, měřící moduly, pohony a automatizační software (TwinCAT).

EtherCAT

EtherCAT je technologie průmyslového Ethernetu pracující v reálném čase (původně vyvinuta společností Beckhoff Automation). Protokol EtherCAT uvedený v normě IEC 61158 je vhodný pro „hard” i „soft” úlohy běžící v reálném čase v automatizační technologii, při zkoušení a i měření v mnoha dalších aplikacích.

Moduly

Společnost ELEKTROTECHNIKA, a.s. používá v první řadě moduly z rozsáhlé produktové řady EL firmy Beckhoff řešící logické a analogové I/O, komunikaci (např. RS-485) měření apod. Dále používáme 

moduly, vyvíjené na zakázku pro naši společnost frmou ASIX, pro řízení výkonových polovodičových zařízení a speciálních aplikací.
Jedná se o inteligentní zařízení typu EthernetCAT Slave, které je vybaveno FPGA a procesorem ARM. Procesor ARM typu ATSAME70Q20B-CN s taktovací frekvencí 300Mhz společnosti Microchip se používá především jako řadič komunikace EherCAT. 

Výkonné FPGA (14500 logických buněk, 232 uživatelských vstupů / výstupů, komunikační rychlost 3,2 Gb/s) typu XC6SLX16-3FTG256I společnosti XILINX převážně realizuje rychlé řízení a měření.

TwinCAT

Vývojové programové prostředí řídicího systému se nazývá Twin CAT (The Windowa Control and Automation Technology). TwinCAt vytvoří spolu s průmyslovým PC řídicí systém pracující v reálném čase PLC, NC a CNC.

Kombinací obou skupin modulů dosahujeme optimálního výsledku v oblasti automatizace a regulace našich zařízení.