Sterowniki Allen-Bradley: CompactLogix, ControlLogix, Micro800

Sterowniki Allen-Bradley firmy Rockwell Automation to jeden z najpopularniejszych ekosystemow automatyki przemyslowej na swiecie. W tym wpisie poznasz cale portfolio: od ekonomicznej serii Micro800, przez modulowe CompactLogix, az po kasetowa platforme ControlLogix programowana w srodowisku Studio 5000.

Omowimy budowe systemu 1756: zrodlo zasilania, kasety, procesory, modul komunikacyjny EN2T oraz moduly wejsc/wyjsc. To fundament, ktory musi znac kazdy automatyk zaczynajacy prace ze sprzetem Allen-Bradley.

To pierwsza czesc serii o sterownikach Allen-Bradley. W kolejnych wpisach: instalacja Studio 5000 i pierwszy program oraz logika boolowska w jezyku drabinkowym.

Portfolio sterowników Allen-Bradley tworzy spójną i skalowalną strukturę, która dopasowuje się do stopnia złożoności każdego projektu automatyki.

Rozwiązania zaczynają się od ekonomicznej serii Micro800 programowanej w środowisku Connected Components Workbench, idealna do sterowania autonomicznymi maszynami przy użyciu prostych, kompaktowych modułów.

Poziom wyżej znajduje się rodzina CompactLogix, która oferuje bezkasetową, modułową budowę oraz zintegrowane sterowanie ruchem (Motion) i bezpieczeństwem, stanowiąc standard dla nowoczesnych linii produkcyjnych.

Najwyższą wydajność zapewnia kasetowa platforma ControlLogix, pozwalająca na pracę wieloprocesorową oraz budowę systemów o wysokiej dostępności z pełną redundancją sprzętową. Całość systemu, z wyjątkiem serii Micro800, programowana jest w jednym środowisku Studio 5000 Logix Designer, co gwarantuje łatwą migrację kodu i spójną diagnostykę na każdym poziomie zaawansowania projektu.

Micro800

Seria Micro800 to rodzina sterowników PLC, programowana w środowisku Connected Components Workbench zgodnym ze standardem IEC 61131-3. Kluczowym wyróżnikiem technologicznym tej serii jest modułowa konstrukcja typu Plug-in, która umożliwia rozszerzanie funkcjonalności o dodatkowe porty komunikacyjne, wejścia analogowe czy moduły specjalistyczne bez zmiany fizycznego rozmiaru jednostki bazowej. Sterowniki te obsługują zaawansowane funkcje sterowania ruchem poprzez szybkie liczniki HSC i wyjścia impulsowe PTO, zapewniając jednocześnie elastyczną łączność w standardach EtherNet/IP oraz Modbus TCP.

CompactLogix

CompactLogix to seria, która swoje miejsce ma pomiędzy prostymi sterownikami a najbardziej zaawansowanymi systemami przemysłowymi, pracująca w profesjonalnym środowisku Studio 5000 Logix Designer. System ten korzysta z tego samego silnika sterowania co potężne procesory ControlLogix, co pozwala na łatwe przenoszenie kodu między różnymi maszynami i pracę na standardzie wykorzystywanym w największych fabrykach świata. Dla użytkownika kluczowa jest funkcja Integrated Motion, która umożliwia sterowanie serwonapędami przez sieć EtherNet/IP przy użyciu gotowych, intuicyjnych instrukcji ruchu zaszytych w sterowniku. Całość konstrukcji jest modułowa, co oznacza, że do jednostki centralnej możesz wpinać na szynę dedykowane moduły wejść/wyjść, zapewniając sobie błyskawiczną diagnostykę i precyzyjne przetwarzanie sygnałów w czasie rzeczywistym.

ControlLogix

Najwyższą wydajność zapewnia kasetowa platforma ControlLogix, pozwalająca na pracę wieloprocesorową oraz budowę systemów o wysokiej dostępności z pełną redundancją sprzętową. Całość ekosystemu, z wyjątkiem serii Micro, programowana jest w jednym środowisku Studio 5000, co gwarantuje łatwą migrację kodu i spójną diagnostykę na każdym poziomie zaawansowania projektu.

Seria 1756 ControlLogix to flagowy produkt firmy Rockwell Automation, znany z niezawodności w najtrudniejszych warunkach przemysłowych. Budowa profesjonalnego systemu sterowania wymaga jednak poznania podstaw. W świecie automatyki Rockwell Automation fundamentami są źródło zasilania (ang. Power Supply) oraz obudowy/kasety (ang. Chassis) z serii ControlLogix. W tym wpisie przejdziemy przez podstawy, które musi znać każdy, kto zaczyna przygodę z rodziną 1756.

Źródło zasilania

Wybór konkretnego zasilacza dla kasety w głównej mierze zależy od kilku ważnych czynników:

• Napięcie przemienne AC lub napięcie stałe DC – W zależności od dostępnego zasilania w szafie sterowniczej mamy do wyboru odpowiednio 1756 - PA72 dla zasilania przemiennego oraz 1756 - PB72 dla zasilania stałego
• Redundancja zasilania – W niektórych aplikacjach wymagane jest zapewnienie redundancji w przypadku zaniku zasilania lub awarii. W tym przypadku dla jednej kasety montuje się dwa zasilacze 1756 - PA75R (AC) lub 1756 - PB75R (DC) oraz w miejsce zasilacza w kasecie montuje się specjalny moduł 1756 - PSCA2
• Trudne warunki pracy – W szczególnych przypadkach zasilacz może być narażony na pracę na przykład w wysokich temperaturach. W związku z tym istnieje specjalna grupa zasilaczy 1756 - PAXT (AC) oraz 1756 - PBXT (DC). Dostępne są również w wersjach redundantnych 1756 - PAXTR i 1756 - PBXTR.

Poniżej przykład zasilacza 1756 - PA72:

Kaseta

Kaseta (ang. Chassis) posiada sloty w które montowane są moduły takie jak procesor, moduły komunikacyjne, moduły wejść/wyjść. W kasecie montuje się zasilacz natomiast warstwa elektroniczna kasety (ang. backplane) zapewnia zasilanie dla modułów. Numeracja slotów rozpoczyna się od 0.

W zależności od ilości modułów potrzebnych dla systemu sterowania rozróżniamy następujące rodzaje kaset:

• 1756-A4: 4 sloty (małe aplikacje, np. prosta maszyna).
• 1756-A7: 7 slotów (małe i średnie aplikacje).
• 1756-A10: 10 slotów (średnie i duże aplikacje).
• 1756-A13: 13 slotów (rozbudowane systemy z wieloma kartami sieciowymi).
• 1756-A17: 17 slotów (bardzo duże aplikacje).

Przegląd procesorów z serii ControlLogix

• Generacja 5500 (1756 - L5x) – To pierwsze procesory z serii ControlLogix, posiadały bardzo małą ilość pamięci oraz wymagały baterii dla podtrzymania pamięci programu. Programowanie odbywało się poprzez port szeregowy RS-232 lub poprzez Ethernet (jednak wtedy wymagany był moduł ethernetowy 1756 – ENET,ENBT). Rodzina L5 weszła na rynek w roku 2000.Obecny status: End Of Life (wycofane od 2009 roku).

• Generacja 5560 (1756 - L6x) – Te jednostki posiadały już więcej pamięci od swych poprzedników, również posiadały port szeregowy oraz wymagały baterii dla podtrzymania programu. Programowanie odbywało się w ten sam sposób jak dla generacji 5550. Rodzina L6 weszła na rynek w roku 2004. Na chwilę obecną posiadają status Discontinued (wycofane od 2017 roku).

• Generacja 5570 (1756 - L7x) – Brak portu szeregowego, wbudowany port USB dla programowania i diagnostyki. Komunikacja poprzez ethernet wymaga dodatkowego modułu w kasecie 1756 – ENBT lub nowszego EN2T,EN2TR. Od tej generacji bateria do podtrzymania programu nie jest już wymagana. Posiadają slot na kartę pamięci na którą można wgrać program jako kopię zapasową w przypadku awarii. Pamięć od 2MB do 32MB (w zależności od wersji procesora). Rodzina L7 weszła na rynek w roku 2010. Obecny status: Active Mature co oznacza, że są nadal wspierane ale producent zaleca rozważenie nowszych generacji.

• Generacja 5580 (1756 - L8x) – Brak portu szeregowego, wbudowany port USB dla programowania i diagnostyki. Komunikacja poprzez ethernet wymaga dodatkowego modułu w kasecie 1756 – ENBT lub nowszego EN2T,EN2TR. Od tej generacji bateria do podtrzymania programu nie jest już wymagana. Posiadają slot na kartę pamięci na którą można wgrać program jako kopię zapasową w przypadku awarii. Pamięć od 2MB do 32MB (w zależności od wersji procesora). Rodzina L7 weszła na rynek w roku 2010. Obecny status: Active Mature co oznacza, że są nadal wspierane ale producent zaleca rozważenie nowszych generacji.

• Generacja 5590 (1756 - L9x) – Najnowsza i najpotężniejsza generacja sterowników od Rockwell Automation, wprowadzona jako następca serii L8 (5580). Posiada dwa porty ethernet, większą wydajność, czas skanowania oraz pamięć niż generacja 5580. Ta rodzina z kolei miała swoją premierę w roku 2025. Obecny status: Active.

Poniżej rysunek przykładowego procesora 1756 - L85E

Moduł 1756 – EN2T

1756 - EN2T to najpopularniejsza karta komunikacyjna dla systemów ControlLogix. Pełni rolę „mostu” między siecią zakładową a procesorem, umożliwiając programowanie sterowników, obsługę paneli HMI, sterowanie rozproszonymi wyspami wejść/wyjść oraz falownikami. Posiada jeden port Ethernet (10/100 Mbps) oraz wbudowany wyświetlacz diagnostyczny, który na bieżąco pokazuje adres IP i status modułu. Jest ceniony za stabilność, dużą wydajność (do 128 połączeń TCP oraz 256 połączeń CIP) oraz łatwą konfigurację dzięki portowi USB na przednim panelu.

Poniżej rysunek karty 1756 - EN2T

Moduły wejść/wyjść (I/O)

Moduły wejść i wyjść (I/O) serii 1756 stanowią kluczowy łącznik między procesorem a rzeczywistymi urządzeniami, takimi jak czujniki, przyciski czy elementy wykonawcze. W ofercie znajdziemy szeroki wachlarz rozwiązań: od standardowych kart cyfrowych i analogowych, po specjalistyczne moduły szybkich liczników oraz sterowania ruchem (motion). Ich modularna konstrukcja pozwala na montaż w dowolnym slocie obudowy, a także istnieje możliwość bezpiecznej wymiany karty bez konieczności wyłączania zasilania całego systemu. Bardzo praktycznym rozwiązaniem są listwy zaciskowe, które pozwalają na szybką podmianę modułu bez odłączania pojedynczych przewodów. Zaawansowane wersje diagnostyczne tych kart potrafią dodatkowo wykrywać usterki w obwodach zewnętrznych, np. przerwanie przewodu lub zwarcie, co drastycznie skraca czas usuwania awarii.

Moduły wejść/wyjść – przykłady

• 1756-IB16 (Wejścia cyfrowe) – Standardowy moduł posiadający 16 wejść 24V DC, idealny do podłączenia przycisków sterowniczych, fotokomórek oraz czujników indukcyjnych.

• 1756-OB16E (Wyjścia cyfrowe) – Karta z 16 wyjściami 24V DC, wyposażona w elektroniczne zabezpieczenie przed zwarciem (litera „E” – Electronic Fusing), najczęściej sterująca elektrozaworami i lampkami sygnalizacyjnymi.

• 1756-IF8 (Wejścia analogowe) – Uniwersalny moduł z 8 kanałami obsługującymi sygnały prądowe (4-20 mA) oraz napięciowe (0-10 V), niezbędny do odczytu danych z przetworników ciśnienia, przepływu czy poziomu.

• 1756-OF8 (Wyjścia analogowe) – Karta posiadająca 8 wyjść analogowych, wykorzystywana do precyzyjnego sterowania falownikami (zadawanie prędkości) lub otwarciem/zamykaniem zaworów regulacyjnych.

• 1756-IRT8I (Moduł temperaturowy) – Wysokiej klasy moduł z 8 izolowanymi kanałami, który obsługuje zarówno czujniki rezystancyjne RTD (np. Pt100), jak i termopary, zapewniając stabilny pomiar temperatury w procesach przemysłowych.

• 1756-OW16I (Wyjścia przekaźnikowe) – Moduł z 16 izolowanymi stykami przekaźnikowymi, który pozwala na bezpieczne sterowanie obwodami o różnych napięciach (zarówno AC, jak i DC) bez konieczności stosowania zewnętrznych separatorów.

CompactLogix

Seria CompactLogix to mniejsza wersja systemu ControlLogix, która nie wymaga oddzielnej kasety (chassis), ponieważ moduły są montowane bezpośrednio na szynie DIN i łączone bocznie. Sterowniki te posiadają wbudowane porty komunikacyjne Ethernet/IP oraz port USB do programowania, a nowsze modele oferują także zintegrowany wyświetlacz diagnostyczny. System obsługuje te same instrukcje co seria 1756, co pozwala na łatwe przenoszenie kodu programu między platformami. Zasilanie procesora i magistrali wejść/wyjść odbywa się zazwyczaj przez dedykowane zaciski na froncie jednostki, co eliminuje potrzebę stosowania zewnętrznych zasilaczy magistralnych.

Przegląd procesorów z serii CompactLogix

• Generacja (CompactLogix 5320 / 5330 – modele 1769-L20 i L30) – Wprowadzona około 2000 roku, oferowała bardzo ograniczoną pamięć (od 64 KB do 256 KB) i komunikację opartą wyłącznie na portach szeregowych RS-232.

• Generacja (Modele 1769-L3x, np. L31, L32E, L35E) – Seria z lat 2003–2010, która wprowadziła porty Ethernet/IP (modele z końcówką „E”) oraz obsługę kart CompactFlash, ale nadal wymagała regularnej wymiany baterii litowych.

• Generacja (CompactLogix 5370) – Obecnie wciąż bardzo popularna, wyeliminowała baterie na rzecz kondensatorów i kart SD oraz wprowadziła podwójne porty Ethernet/IP z obsługą ringu DLR.

• Generacja (CompactLogix 5380 – seria 5069) – Najnowsza generacja z portami 1 Gbps, wyświetlaczem diagnostycznym i możliwością konfiguracji dwóch niezależnych adresów IP, co drastycznie zwiększyło wydajność i bezpieczeństwo sieciowe.

Podsumowanie

Znasz juz portfolio sterownikow Allen-Bradley oraz budowe systemu ControlLogix i CompactLogix. Pelna oferte sprzetowa znajdziesz na stronie Rockwell Automation. W kolejnym wpisie zainstalujemy oprogramowanie Studio 5000 i napiszemy pierwszy program.

O autorze