Strona główna ASTOR
Dla użytkowników produktów ASTOR

Wysokowydajne sterowniki PLC Astraada One Modular oparte na Raspberry Pi®

Kontakt w sprawie artykułu: Mateusz Pytel - 2024-01-25

Z tego artykułu dowiesz się:

  • jakie są najważniejsze zalety sterowników Astraada One Modular, opartych na Raspberry Pi®,
  • jakie modele wchodzą w skład rodziny Astraada One Modular.

Raspberry Pi®, mimo że pierwotnie nie był projektowany dla sektora przemysłowego, zdobył uznanie jako minikomputer doskonale sprawdzający się w tym obszarze. W dobie koncepcji Przemysłu 4.0 zapotrzebowanie na moc obliczeniową przekracza możliwości konwencjonalnych rozwiązań, stąd też wiele innowacyjnych firm decyduje się na wykorzystanie minikomputerów, wspierając tym samym transformację technologiczną i cyfryzację procesów produkcyjnych.

Astraada One to seria wydajnych sterowników, które swoimi funkcjonalnościami sięgają poza standardowy zakres możliwości PLC. Wychodzą one naprzeciw wymaganiom nowoczesnych systemów sterowania, łącząc zaawansowane funkcjonalności z prostotą programowania. Sterowniki z rodziny Astraada One sprawdzają się świetnie w małych i średnich instalacjach.

Sterowniki Astraada One dostępne są w trzech wersjach obudowy – modułowej (One Modular), kompaktowej (One Compact),  kompaktowej z wbudowanym panelem HMI (One Compact HMI) oraz w postaci prostego terminala operatorskiego (One Terminal). Niezależnie od wariantu obudowy wszystkie modele programowane są w niezależnym i bezpłatnym środowisku CODESYS.

Rodzinę sterowników Astraada One uzupełnia modułowy sterownik bezpieczeństwa Astraada One Safety,w ramach którego dostępna jest jednostka centralna oraz układy rozszerzeń wejść/wyjść. Sterownik bezpieczeństwa działa jako urządzenie slave jednostki głównej Astraada One, dzięki czemu program bezpieczeństwa można zawrzeć w tym samym projekcie CODESYS, co główny program sterujący.

Astraada One Modular – wydajne i elastyczne sterowniki PLC

Seria modułowych sterowników programowalnych rodziny Astraada One to rozwiązanie przeznaczone do sterowania zarówno małymi i średnimi aplikacjami automatyki przemysłowej, jak również bardziej rozbudowanymi, wymagającymi obsługi wielowątkowej.

Projektant ma pełną dowolność konfiguracji wejść/wyjść, portów komunikacyjnych i funkcjonalności sterownika. Moduły komunikują się wzajemnie za pośrednictwem protokołu EtherCAT, dzięki czemu wymiana danych przebiega szybko i bez zakłóceń. Seria Modular zawiera zróżnicowany wybór jednostek, dzięki czemu sterownik można dostosować do potrzeb. Dzięki wykorzystaniu dedykowanych modułów istnieje możliwość budowania oddalonych układów wejść/wyjść oraz systemów bezpieczeństwa.

Nowe jednostki centralne Astraada One Modular oparte są na platformie Raspberry Pi. Wyposażone są w bardzo wydajne procesory czterordzeniowe, w których każdy rdzeń taktowany jest z częstotliwością 1,5GHz, co umożliwia przetwarzanie wielowątkowe przy czasach cyklu sięgających 500 μs. Obsługują nawet do 8 GB pamięci flash. Całość montowana jest na szynie DIN, a wymianę danych zapewnia wewnętrzna magistrala EtherCAT.

W ramach rodziny Astraada One Modular dostępne są trzy modele jednostki centralnej: Pi-Pro, Pi-Prime oraz Pi-Plus.

Astraada One Modular Pi-Pro

Imponuje doskonałą wydajnością w czasie rzeczywistym dzięki czterordzeniowemu procesorowi, bazującym na najnowszej technologii Raspberry Pi, a także doskonale skoordynowanemu sprzętowi i oprogramowaniu.

Najważniejsze parametry:

  • CPU 1,5 GHz Quad Core
  • 1GB RAM / 8GB Flash / 100kB Retain
  • 2x Host USB 3.0
  • 1x EtherCAT LVDS
  • 1x Ethernet
  • 1x DDI (mini HDMI)
Astraada One Modular Pi-Pro. Źródło: ASTOR

Astraada One Modular Pi-Prime

Ta jednostka posiada dwukrotnie więcej pamięci nieulotnej, ważnej dla podtrzymania programu przy zaniku zasilania. Posiada również dodatkowo 2-portowy switch Ethernet oraz gniazdo karty μSD, ułatwiające modyfikowanie, wgrywanie lub tworzenie kopii zapasowej na karcie SD sterownika PLC.

Najważniejsze parametry:

  • CPU 1,5 GHz Quad Core
  • 1GB RAM / 8GB Flash / 200kB Retain
  • 4x Host USB 3.0
  • 1x EtherCAT LVDS
  • 1x Ethernet
  • 1x DDI (mini HDMI)
  • 1x Ethernet 2-port switch
  • 1x μSD
Astraada One Modular Pi-Prime. Źródło: ASTOR

Astraada One Modular Pi-Plus

Najwyższy model zapewnia obsługę komunikacji szeregowej w standardach RS232/RS485 oraz CAN, który główne zastosowanie ma w branży Automotive.

Najważniejsze parametry:

  • CPU 1,5 GHz Quad Core
  • 1GB RAM / 8GB Flash / 200kB Retain
  • 3x Host USB 3.0
  • 1x EtherCAT LVDS
  • 1x Ethernet
  • 1x DDI (mini HDMI)
  • 1x Ethernet 2-port switch
  • 1x uSD
  • 1x RS232/RS485
  • 1x CAN
Astraada One Modular Pi-Plus. Źródło: ASTOR

Budowa systemu w oparciu o Astraada One

Podstawowym elementem każdego układu opartego na modułowym sterowniku Astraada One jest jednostka centralna z rodziny MC-Pi. Do tego modułu możemy w zależności od potrzeb, dołączać dodatkowe moduły I/O. Dzięki wykorzystaniu modułu Buscoupler oraz Extender Port mamy możliwość zbudowania rozproszonych układów wejść/wyjść. Rodzinę Astraada One Modular możemy dowolnie powiększać o kolejne moduły rozszerzeń jak również moduły kompaktowe.

Budowa systemu rozproszonego opartego na Astraada One Modular. Źródło: ASTOR

Przy tworzeniu modułowej architektury sterowania należy pamiętać o pewnych zasadach:

  • do jednostki centralnej można podłączyć maks. 10 modułów (do dalszej rozbudowy wymagany jest moduł Extender Port),
  • do modułu Buscoupler można podłączyć maks. 20 modułów.
System z rozproszonymi modułami I/O. Źródło: ASTOR

Astraada One Modular Safety

Innowacyjne i zintegrowane rozwiązanie systemu bezpieczeństwa obejmuje swobodnie programowalny PLC SC-1000 oraz moduł SC-I/O zgodnie z wymaganiami norm bezpieczeństwa IEC 61508 SIL 3 i DIN ISO 13849-1 PLe.

Rdzeń PLC bezpieczeństwa to dwa mikroprocesory, które realizują funkcje bezpieczeństwa i komunikują się ze sobą w celu wymiany danych procesowych i wzajemnego monitorowania. Trzeci mikroprocesor zarządza komunikacją zewnętrzną.

Moduły Safety SC-1000 oraz Safety I/O. Źródło: ASTOR

Moduł Safety I/O posiada 4 wejścia cyfrowe i 2 wyjścia cyfrowe oraz umożliwia podłączenie powszechnie stosowanych urządzeń bezpieczeństwa. Wyjścia modułu zapewniają bezpieczne podłączenie elementów wykonawczych, takich jak styczniki, kontrolki lub napędy. Jako standardowe moduły dodatkowe ze zintegrowanym systemem magistralnym, urządzenia te można łatwo zainstalować i połączyć z innymi komponentami sterującymi.

Cechy urządzenia:

  • Komunikacja Failsafe over EtherCAT (FSoE)
  • Standardy bezpieczeństwa IEC 61508 SIL 3 i DIN EN ISO 13849-1 PL e
  • Możliwość rozbudowy o moduły bezpiecznych wyjść oraz wejść dyskretnych
  • Wymaga sterownika nadrzędnego Astraada One
  • Montaż na szynę DIN
  • Możliwość rozproszenia układu bezpieczeństwa na inne wyspy I/O Astraada One Modular

Korzyści wynikające ze stosowania sterownika bezpieczeństwa:

  • Elastyczność realizowania funkcji bezpieczeństwa maszynowego poprzez możliwość pracy w jednym, otwartym środowisku programistycznym CODESYS, bez żadnych dodatkowych deweloperskich nakładek
  • Łatwość rekonfiguracji i diagnostyki, przy jednoczesnym zabezpieczeniu przed nieautoryzowanymi zmianami w programie bezpieczeństwa. W razie potencjalnej awarii, oprócz zapewnienia bezpieczeństwa, można łatwo zlokalizować i naprawić źródło usterki, dzięki czemu minimalizujemy czas przestoju oraz zwiększamy czas eksploatacji maszyn
  • Oddalone układy I/O – Wyróżniające rozwiązanie na tle konkurencji w postaci możliwości tworzenia oddalonych „wysp I/O” od sterownika centralnego
  • Obsługa złożonych logik programu – nie tylko przekaźniki bezpieczeństwa ale również bardziej rozbudowane logiki programu są możliwe do sterowania poprzez dołożenie dodatkowej jednostki centralnej SAFETY PLC SC-1000 do sterownika nadrzędnego

Astraada One wykorzystuje otwarty standard CODESYS

Oprogramowanie CODESYS jest najbardziej otwartym środowiskiem programistycznym w świecie automatyki. Jest w pełni darmowe i przystosowane do adaptacji, dlatego też wielu największych producentów sterowników PLC decyduje się na wykorzystanie CODESYS jako głównego środowiska programistycznego. Dzięki otwartej strukturze, bardzo szybko się rozwija. Potwierdza to duży zasób bibliotek kodów, dzięki którym programowanie nawet zaawansowanych funkcjonalności często sprowadzone jest do kilku bloków i linijek kodu.

Oprogramowanie CODESYS daje możliwość tworzenia programów w oparciu o wszystkie języki określone w normach sterowników PLC. Dodatkowo wzbogaca je o język C, pozwalając na tworzenie jeszcze bardziej zaawansowanych programów. Wszystko to zawarte jest w intuicyjnym i czytelnym oknie, w którym nawet nowy użytkownik szybko się odnajdzie.

Newsletter Poradnika Automatyka

Czytaj trendy i inspiracje, podstawy automatyki, automatykę w praktyce

Please wait...

Thank you for sign up!

Czy ten artykuł był dla Ciebie przydatny?

Średnia ocena artykułu: 5 / 5. Ilość ocen: 1

Ten artykuł nie był jeszcze oceniony.

Zadaj pytanie

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *