Smart-RIOs von Saia-Burgess: Einfach intelligent

Zur Hannover Messe zeigt Saia-Burgess die neuen Smart-RIOs der PCD3-Reihe. \“Mit der Saia-PCD3.T665 hat Saia-Burgess eine neuartige Geräteklasse geschaffen, die von vornherein auf den sicheren, grenzenlosen und servicefreundlichen Betrieb von verteilten Automationssystemen ausgelegt ist,\“ erläutert Jürgen Lauber. Funktional gesehen handelt es sich um klassische remote E/As. Gleichzeitig können die Geräte allerdings auch Saia-PG5-Applikationsprogramme von Automationsstationen ausführen. Die Applikationssoftware ist wie bei einer SPS über den gesamten Lebenszyklus von manchmal mehr als 25 Jahren portier- und erweiterbar. Die Vorteile des neuen Systems umreißt Lauber wie folgt: \“Die Applikationsprogramme müssen nicht mehr lokal vor dem Schaltschrank eingespielt und gewartet werden, ohne jede Kontrolle \’wer hat wann wo was gemacht\‘. Von einem Smart Automation Manager (SaiaPCD CPU bzw. künftig jede Art WindowsPC) werden die Applikationen auf den S-RIOs geladen, gewartet und deren Ausführung überwacht. Im Falle eines Hardwareaustausches reicht dann ein einfacher Elektriker bzw. versierter Hausmeister, es ist kein \’Softi\‘ mehr nötig der durch die Liegenschaften wandert.\“ Die S-RIOs sind multiprotokollfähig. Sie beherrschen von Haus aus viele Protokolle und können jederzeit weitere lernen. Smart-RIOs können direkt mit allen anderen Teilnehmer im Netzwerk Daten austauschen. Einen Master bzw. Manager ist dazu nicht nötig. Parallel zum normalen, laufenden Betrieb können Remote-Services über das Netz durchgeführt werden. Grundkonzept des Systems Die Antwort auf die Frage, warum Saia-Burgess die Smart-RIOs entwickelt habe, fällt Jürgen Lauber leicht: \“Weil wir einfach unseren bisherigen Grundphilosophien treu geblieben sind. Wir wollen 100% Kontrolle über die Kernelemente unserer Steuerungen haben. Wir nehmen attraktive Technologien aus anderen Feldern auf und integrieren sie in unsere Geräte mit industriellen Lebenszyklen. Konkret bedeutet dies, dass wir die \’alte\‘ SPS-Technologie (Interpretierter Softwarecode) unseres Hauses mit der modernsten Firmware-Technologie aus anderen \’Elektronikwelten\‘ kombiniert haben. Wir haben in 2001 und 2002 in einem Gemeinschaftsprojekt mit Firmen wie Philips und Nokia den Kern eines neuen, eigenen SaiaPCD Betriebssystems entwickelt. Entgegen den damals vorherrschenden Trends ein bestehendes Kernbetriebssystem von der Stange bei einem der amerikanischen Hitech-Software-Hersteller zu kaufen. Mit den S-RIOs wird nun deutlich, warum es manchmal richtig und wichtig ist, nicht im Mainstream zu sein. Wir haben nämlich aus dieser Kooperation ein für Automationsgeräte einzigartiges Feature für unser neues SaiaPCD OS mitbekommen. Man kann \’fliegend über das Netz\‘ die gesamte Applikations-Software verändern bzw. tauschen.\“ SPS-Funktionalität im S-RIO Die S-RIO-Stationen sind nicht nur dezentrale E/A-Stationen, sie verfügen auch über SPS-Funktionalität und bearbeiten dezentral und autonom Anwenderprogramme, die mit einem der bekannten SaiaPG5-Programmeditoren (AWL, Fupla, Graftec) erstellt wurden. Der Funktionsumfang des Befehlssatzes ist nahezu identisch mit dem einer normalen SaiaPCD-CPU. Anspruchsvolle und kritische Aufgaben können somit direkt in der RIO wahrgenommen werden. Bei einem Ausfall des RIO-Managers (Master) läuft der (Teil-) Prozess dennoch weiter bzw. kann vom S-RIO in einen gesicherten Zustand gebracht werden. Schnelle Vorgänge können z.B. durch die zwei Interrupt-Eingänge dezentral überwacht, und in der S-RIO direkt ausgewertet und weiter bearbeitet werden. Auch komplexe und zeitkritische Regel-Algorithmen lassen sich direkt im S-RIO ausführen. Ein weiterer Pluspunkt der S-RIOs bildet der integrierte Web-Server. Vorgefertigte Web-Seiten unterstützen den Anwender bei der Inbetriebnahme und Diagnose. Darüber hinaus können auch eigene Applikationsspezifische Web-Seiten erstellt werden. Damit kann unabhängig vom Smart Automation Manager eine Bedienung der Anlage/Maschine direkt in der S-RIO realisiert werden. Auch wenn der Manager ausfällt kann die Anlage z.B. mit einem SaiaMicro-Browser Panel immer noch vor Ort bedient werden. Durch das durchgängige Web-Konzept kann auch via Ethernet auf den lokalen Web-Server zugegriffen werden. Kosten sparen durch RIO Programmierbare RIOs sind in vielen Anwendungen wichtig und erleichtern so manche Aufgabe. \“Einige unserer Kunden verwenden heute unsere SaiaPCD-Steuerungen als leistungsfähige zentrale Automationsstationen\“, erklärt Lauber das Einsatzfeld der Geräte. \“Für die einfacheren dezentralen Aufgaben werden aus Kostengründen (vermeintlich günstigere Hardwarekosten) oft Fremdsysteme eingesetzt. Der damit verbundene Aufwand für die Erstellung und Verwaltung der Programme bei der Inbetriebnahme und Service wird dann meist unterschätzt. Innerhalb des gleichen Projektes müssen Produkte und Programmierwerkzeuge von mehreren Fabrikaten eingesetzt und gepflegt werden. Alle Stationen müssen individuell programmiert und unterhalten werden. Dies verursacht über den gesamten Lebenszyklus (Projektrealisierung, Service, Ersatzteile, usw.) der Anlage Mehrkosten. Genau hier unterscheidet sich unser innovatives Konzept gegenüber anderen Systemen.\“ Zentrale Programmverwaltung Die PCD3.T665 Ethernet-RIOs sind programmierbar, die Verwaltung der Programme erfolgt jedoch zentral im Smart Automation Manager (Masterstation). Die Anwenderprogramme für die Manager und die S-RIOs werden mit PG5 erstellt und anschliessend in den Smart Automation Manager geladen. Der Manager überträgt bei der Initialisierung die Programme automatisch zu den S-RIOs. Somit werden Inbetriebnahme, Updates oder Austausch erheblich vereinfacht, da alles vom zentralen Manager verwaltet wird. Muss beispielsweise ein S-RIO ersetzt werden, so kann das neue Gerät direkt angeschlossen werden und erhält vom Manager automatisch seine Konfiguration und das Applikationsprogramm. Dazu benötigt das Servicepersonal keine spezifischen Programmierwerkzeuge. Ether-S-IO Protokoll Zusätzlich zum Ether-S-Bus Protokoll unterstützt die S-RIO auch das für dezentrale Peripherie optimierte Ether-S-IO Protokoll. Der Datenaustausch zwischen Manager und RIO kann mit wenigen Mausklicks im Devicekonfigurator eingestellt werden. Nachdem die Konfiguration in die Managerstation geladen ist, wird der Datenaustausch vom Betriebssystem autonom im Hintergrund durchgeführt. Eine zusätzliche Programmierung durch den Anwender ist nicht notwendig. Der Manager sendet zyklisch Broadcast- und/oder Unicast-Telegramme zu den S-RIOs um deren Ausgänge upzudaten. Durch die Nutzung von Broadcast-Telegrammen wird der Datenverkehr auf dem Netz erheblich reduziert. Auf der anderen Seite senden die S-RIOs eigenständig den Zustand der Eingänge ebenfalls zyklisch zum Manager. Auf diese Weise wird der Manager von den Kommunikationsaufgaben entlastet. Pro Station, ja sogar pro Telegramm können die Zykluszeiten individuell konfiguriert werden. Zeitkritische Prozesse bzw. Signale können so entsprechend prioritär behandelt werden. Querkommunikation Parallel zur Ether-S-IO Kommunikation bearbeiten die S-RIOs auch Lesezugriffe mit dem Ether-S-Bus Protokoll. Auf diese Weise können neben dem RIO-Manager auch andere Stationen im Netzwerk Daten von einer S-RIO-Station lesen. Auch S-RIOs untereinander können Daten von einer anderen Station lesen. Diese Möglichkeiten bringen Flexibilität, sichern kurze Reaktionszeiten und erhöhen die Unabhängigkeit vom einem zentralen Manager. Damit erhöht sich auch die Verfügbarkeit der Anlage. Erweiterbar bis zu 256 E/As Das Grundgerät ist Buskoppler, lokale CPU und E/A-Modulträger in einem. Es basiert auf der bewährten Hardwareplattform der SaiaPCD3-Familie. Das Grundgerät verfügt bereits über vier Steckplätze für die Verwendung von Standard PCD3 E/A-Modulen. Mit den lokalen Erweiterungsmodulen kann die RIO-Station mit bis zu 256 E/As erweitert werden. Dazu kann aus einem Sortiment von über 40 unterschiedlichen PCD3 E/A-Modulen ausgewählt werden. So können beispielsweise auch die digitalen und analogen Handbedienmodule, sowie Licht- und Beschattungsmodule genutzt werden. \“Die ausgeprägte Servicefreundlichkeit ist ein weiterer Pluspunkt von unserem PCD3-System gegenüber anderen Systemen. So verfügen unsere Systeme alle über einen USB-Anschluss, der für die lokale Konfiguration, Inbetriebnahme und Diagnose genutzt werden kann. Damit hat der Anwender jederzeit und unabhängig von der Ethernet-Netzinfrastruktur und den IP-Settings direkten Zugang zu den RIOs. Die steckbaren Anschlussklemmen der E/A-Module und die einfache Montage ermöglichen im Servicefall einen schnellen Austausch der Module.\“ Konfiguration und Inbetriebnahme Die Konfiguration der S-RIOs und der E/A-Module erfolgt mit dem Devicekonfigurator in PG5 2.0. Die Einstellung der IP-Konfiguration wird mittels integrierten Web-Seiten entweder lokal über den USB-Anschluss oder über Ethernet mit einem Web-Browser durchgeführt. Diagnoseinformationen sind sowohl im Smart Automation Manager als auch in der S-RIO über den integrierten Web-Server abrufbar. Darüber hinaus ist eine visuelle Kontrolle über die integrierten Status-LED an der S-RIO vor Ort möglich. Aussichten