Phoenix Contact Axioline Rozproszony I/O oraz Integracja Bachmann M1 Profibus

Problem: Rozszerzanie pojemności I/O w systemach legacy

Sterowniki Bachmann M1 oferują doskonałą moc obliczeniową do automatyzacji elektrowni. Jednak ich natywne rozszerzenie I/O wymaga dedykowanych modułów, które są drogie. Rozwiązaniem jest integracja rozproszonego I/O Phoenix Contact Axioline przez Profibus DP. Takie podejście obniża koszty sprzętu o 40%, zachowując deterministyczną komunikację. Najpierw należy zweryfikować, czy sterownik Bachmann M1 ma zainstalowany moduł master PROFIBUS. Moduł komunikacyjny Bachmann DPM200 PROFIBUS DP obsługuje do 125 urządzeń slave przy 12 Mbps i montuje się bezpośrednio na szynie M1.

Po drugie, wybierz odpowiedni moduł master Axioline. Phoenix Contact AXL F PBProfi Master realizuje konwersję protokołu na lokalną magistralę Axioline. Moduł ten montuje się na szynie DIN obok modułów I/O Axioline. Moduł master wymaga zewnętrznego zasilania 24 V DC o natężeniu 500 mA. Podłącz kabel Profibus do złącza DB9, stosując standardowe przypisania pinów Profibus. Pin 3 to RxD/TxD-P (zielony przewód). Pin 8 to RxD/TxD-N (czerwony przewód). Ekran uziem na pin 1.

Konfiguracja parametrów sieci Profibus

Skonfiguruj sieć Profibus za pomocą Bachmann Solution Configurator. Dodaj Phoenix Contact AXL F PBProfi Master do katalogu sprzętu. Przypisz mu adres Profibus 1. Ustaw prędkość magistrali na 1,5 Mbps dla niezawodnej pracy na odległościach do 100 metrów. Używaj 1,5 Mbps tylko jeśli długość kabla jest poniżej 100 metrów. Dla dłuższych odcinków zmniejsz prędkość do 500 kbps. Maksymalna długość kabla przy 1,5 Mbps wynosi 200 metrów przy prawidłowym zakończeniu.

Po trzecie, dodaj moduły I/O Axioline do stacji. Moduł AXL F DI8/3 DO8/3 zapewnia 8 wejść cyfrowych i 8 wyjść cyfrowych. Przypisz mu adres Profibus 2. Narzędzie konfiguracyjne automatycznie przydziela 2 bajty danych wejściowych i 2 bajty danych wyjściowych. Zweryfikuj, czy te adresy odpowiadają mapowaniu zmiennych w programie M1. Słowo statusu wejść cyfrowych mapuje się na %IX1.0 do %IX1.7. Słowo wyjść cyfrowych mapuje się na %QX2.0 do %QX2.7.

Dodatkowo skonfiguruj moduły wejść analogowych do monitorowania procesów. Moduł AXL F AI4 I U obsługuje sygnały 4-20 mA i 0-10 V. Przypisz mu adres Profibus 3. Skonfiguruj zakres pomiarowy w pliku GSD. Dla wejść 4-20 mA ustaw filtr wejściowy na 50 Hz, aby zmniejszyć zakłócenia. Rozdzielczość wartości surowej to 12 bitów. Skaluj jednostki inżynierskie w programie M1 za pomocą interpolacji liniowej. Użyj wzoru: Wartość = (Surowa − 6554) / 3276,8 dla zakresów 4-20 mA.

Weryfikacja komunikacji i wskazówki dotyczące rozwiązywania problemów

Użyj diod diagnostycznych Bachmann DPM200 do weryfikacji komunikacji Profibus. Moduł posiada zielone i czerwone diody statusu. Stała zielona dioda oznacza normalną pracę. Migająca czerwona dioda oznacza brak odpowiedzi urządzeń slave. Sprawdź rezystory terminujące na obu końcach kabla Profibus. Na każdym końcu powinien być rezystor 390 omów między liniami A i B. Rezystory zwykle są wbudowane w ostatnie urządzenie na magistrali.

Po czwarte, użyj oprogramowania serwisowego Phoenix Contact do diagnostyki modułów Axioline. Połącz się przez USB z AXL F PBProfi Master. Oprogramowanie pokazuje diagnostykę poszczególnych modułów, w tym błędy komunikacji i stan napięcia zasilania. Wysoka liczba błędów wskazuje na problemy z kablem lub zakłócenia elektromagnetyczne. Prowadź kabel Profibus w metalowej rurze z dala od przewodów silników z falownikami. Minimalna odległość separacji to 300 mm dla równoległych odcinków dłuższych niż 10 metrów.

Po piąte, wykonaj kontrolę sumy kontrolnej (CRC) telegramu Profibus. Sterownik M1 rejestruje wszystkie błędy CRC z oznaczeniem czasu. Wskaźnik błędów CRC powyżej 0,1% oznacza problemy sprzętowe. Wymień odcinek kabla Profibus między urządzeniem slave generującym błędy a jego sąsiadem upstream. Używaj wyłącznie kabli zatwierdzonych do Profibus o impedancji charakterystycznej 135 omów. Standardowy kabel Ethernet nie spełnia wymagań elektrycznych.

Podsumowanie i zalecenia

W związku z tym, zintegrowanie Phoenix Contact Axioline ze sterownikiem Bachmann M1 za pomocą protokołu PROFIBUS DP to opłacalne rozszerzenie I/O. Najpierw zainstaluj moduł Bachmann DPM200 PROFIBUS DP i przypisz mu adres 1. Po drugie, zamontuj moduły master i I/O Axioline na szynie DIN z odpowiednim zasilaniem — minimum 500 mA dla AXL F PBProfi Master. Po trzecie, skonfiguruj parametry magistrali w Solution Configurator z właściwą prędkością dla długości kabla: 1,5 Mbps dla odcinków poniżej 100 m, 500 kbps dla dłuższych. Po czwarte, zweryfikuj rezystory terminujące (390 omów) na obu końcach magistrali. Po piąte, użyj diod diagnostycznych i oprogramowania Phoenix Contact do lokalizacji usterek. Na koniec, utrzymuj zapasowy moduł AXL F PBProfi Master w magazynie — średni czas między awariami wynosi około 50 000 godzin, ale posiadanie zapasu minimalizuje przestoje podczas wymiany sprzętu.