Základní jednotka ABB 07KT97

ABB 07 KT 97 je vysoce výkonná základní jednotka (CPU modul) v rámci inteligentního decentralizovaného automatizačního systému Advant Controller 31. Integruje výkonné možnosti zpracování, bohatá integrovaná I/O rozhraní a flexibilní možnosti komunikace. Může fungovat jako hlavní stanice na systémové sběrnici CS31 pro budování výkonných distribuovaných řídicích systémů nebo sloužit jako vzdálená inteligentní podřízená stanice nebo samostatný ovladač. Je to ideální řídicí jednotka pro splnění požadavků na aplikace průmyslové automatizace střední až vyšší třídy.

Jako standardní vysoce výkonný model této řady nabízí 07 KT 97 R0200 až 480 kB paměti uživatelského programu a 256 kB paměti uživatelských dat. Integruje digitální, analogové, vysokorychlostní čítače a různá komunikační rozhraní, což umožňuje těsnou integraci řídicí jednotky se signály pole. To snižuje závislost na externích rozšiřujících modulech a zvyšuje kompaktnost a spolehlivost systému.

2. Základní funkce a přehled

2.1 Výkonné zpracování a paměť

• Paměť uživatelského programu: 480 kB Flash EPROM, podporuje komplexní řídicí logiku.

• Paměť uživatelských dat: 256 kB pro ukládání procesních proměnných, receptur atd., s podporou bateriového zálohování.

• Rychlost zpracování: Typická doba zpracování 0,3 ms/kB programu (65 % bitových instrukcí, 35 % slovních instrukcí), zajišťující rychlé cykly skenování programu.

2.2 Bohaté integrované I/O zdroje (příklad: 07 KT 97 R0200)

• Digitální vstupy (DI): 24 kanálů, rozdělených do 3 skupin (každá po 8 kanálech), s elektrickou izolací mezi skupinami a od systému, s podporou 24V DC signálů.

• Digitální výstupy (DO): 16 tranzistorových výstupů, rozdělených do 2 skupin (každá 8 kanálů), s izolací mezi skupinami. Každý kanál má jmenovité zatížení 0,5A s ochranou proti zkratu a přetížení.

• Digitální vstupy/výstupy (DIO): 8 konfigurovatelných kanálů, které lze individuálně nastavit jako vstupy, výstupy nebo znovu čitelné výstupy, integrované do jedné izolované skupiny.

• Analogové vstupy (AI): 8 vysoce přesných, individuálně konfigurovatelných vstupů. Každý kanál lze nezávisle nastavit na:

• Vstupní napětí: 0…10 V, 0…5 V, ±10 V, ±5 V

• Proudový vstup: 0…20 mA, 4…20 mA

• Teplotní vstup: Pt100 RTD (2-drátový nebo 3-vodičový)

• Diferenciální vstup: Pro potlačení šumu v běžném režimu

• Digitální vstup: Lze použít jako běžné digitální vstupy 24V DC.

• Analogové výstupy (AO): 4 konfigurovatelné výstupy podporující signály ±10 V, 0…20 mA, 4…20 mA.

2.3 Pokročilé možnosti komunikace a síťové integrace

• CS31 System Bus Interface: Pro připojení Advant Controller 31 distribuovaných vzdálených I/O modulů (např. dříve zmíněných 07 DC 92, 07 DI 92), rozšiřitelných až na 992 digitálních I/O bodů nebo 224 analogových kanálů.

• Sériová rozhraní: 2 nezávislá rozhraní RS-232 (COM1, COM2) pro programování, ladění, připojení k operátorským panelům nebo jako MODBUS master/slave.

• Volitelná integrovaná síťová rozhraní: 07 KT 97 nabízí různé verze, volitelně integrující následující vysoce výkonná fieldbus nebo průmyslová rozhraní Ethernet pro bezproblémovou integraci se sítěmi vyšší úrovně nebo zařízeními třetích stran:

• PROFIBUS-DP: V souladu s normou EN 50170, může fungovat jako master nebo slave.

• ARCNET: Pro budování vysoce výkonných deterministických řídicích sítí.

• Ethernet: Podporuje protokoly 10/100Base-TX, TCP/IP, UDP/IP, Modbus TCP.

• CANopen: V souladu s normou ISO 11898, může fungovat jako master.

• Kombinovaná rozhraní: Jako Ethernet + PROFIBUS, ARCNET + PROFIBUS atd., které nabízejí velkou flexibilitu připojení.

2.4 Speciální funkce a pokročilé funkce

• Vysokorychlostní hardwarový čítač: Integrovaný vysokorychlostní čítač využívající vyhrazené vstupní kanály (E62.00, E62.01), maximální frekvence počítání 50 kHz, podporuje 7 konfigurovatelných provozních režimů (např. jednofázový, kvadraturní kodér, měření frekvence), pracuje nezávisle na cyklu PLC.

• Hodiny v reálném čase: Integrované hardwarové hodiny pro časová razítka, naplánované úlohy atd.

• Karta SmartMedia: Podporuje použití paměťové karty 07 MC 90 (2 MB nebo 8 MB) pro zálohování uživatelských programů/dat nebo provádění aktualizací firmwaru, což výrazně usnadňuje údržbu projektu a hromadnou výrobu.

• Komplexní diagnostika a indikace stavu: Přední panel obsahuje až 60 LED, které jasně zobrazují:

• Stav všech digitálních I/O bodů (zelené/žluté LED).

• Stav napájení, baterie a chodu (RUN).

• Úrovně chyb (FK1 Fatal Error, FK2 Vážná chyba, FK3 Light Error).

• Stav sběrnice (BA Bus Active, BE/RE/SE Bus Errors).

• Alarm přetížení/zkratu výstupu.

• Uchovávání dat: Prostřednictvím vyměnitelného lithiového bateriového modulu 07 LE 90 (typická životnost 5 let) pro zachování uživatelského programu, dat a hodin reálného času v paměti RAM během výpadku napájení.

3. Návrh hardwaru a připojení

3.1 Uspořádání předního panelu a ovládací prvky

Přední panel je intuitivně navržen, integruje všechny stavové indikátory a základní ovládací prvky:

• Oblast svorkovnice: Používá odnímatelné šroubové svorkovnice pro snadné zapojení. Svorky jsou jasně zónovány podle různých I/O skupin.

• Oblast indikátoru LED: Hustě uspořádané indikátory stavu I/O a indikátory stavu systému.

• Ovládání: Přepínač RUN/STOP pro spuštění/zastavení uživatelského programu.

• Komunikační porty: sériová rozhraní COM1 a COM2.

• Slot pro paměťovou kartu: Pro vložení karty SmartMedia.

• Přihrádka na baterie: Nachází se na boku modulu pro instalaci záložní baterie.

3.2 Návrh elektrické izolace

07 KT 97 využívá pečlivou konstrukci elektrické izolace, která je klíčem k její vysoké spolehlivosti:

• Digitální vstupy: 3 skupiny (každá po 8 bodech) izolované od sebe a od zbytku systému.

• Digitální výstupy: 2 skupiny (každá po 8 bodech) izolované od sebe a od zbytku systému.

• Digitální vstupy/výstupy: 1 skupina 8 bodů, izolovaná od zbytku systému.

• Analogové signály: Analogové vstupní a výstupní skupiny jsou vnitřně neizolované, ale jejich referenční země (AGND1, AGND2) mají povolený určitý rozdíl potenciálu (±1V) od digitální země a výkonové země. Spolehlivého provozu je dosaženo použitím stíněných kabelů a správného uzemnění.

• Komunikační rozhraní: Sběrnice CS31 a sériová rozhraní COM1/COM2 jsou izolována od vnitřních obvodů.

• Napájení: Vstup 24V DC má ochranu proti přepólování.

3.3 Napájení a uzemnění

• Napájení: 24 V DC (±15 %), připojené přes 5pinovou svorkovnici. Doporučuje se stabilní a spolehlivý průmyslový spínaný zdroj.

• Uzemnění: Poskytuje svorku ochranného uzemnění (PE) a zemnící svorku Faston. Je zdůrazněno, že musí být připojeny k uzemňovacímu systému rozvaděče, aby se zabránilo zemním smyčkám. Stínění analogových signálových kabelů by mělo být uzemněno v jednom bodě na straně ovladače.

4. Aplikační scénáře

Se svými výkonnými integrovanými funkcemi a možnostmi rozšíření je ABB 07 KT 97 vhodný pro řadu náročných oblastí průmyslové automatizace:

1. Samostatné řízení stroje: Jako vysoce výkonný samostatný řídicí systém přímo zpracovává velké množství místních I/O signálů (např. senzory, akční členy, analogové požadované hodnoty pro pohony). Vhodné pro balicí stroje, tiskařské lisy, vstřikovací stroje, zkušební stolice atd.

2. Hlavní stanice v distribuovaných řídicích systémech: Jako hlavní řídicí jednotka na systémové sběrnici CS31, spojující vzdálené I/O stanice (např. 07 DC 92, 07 DI 92) rozmístěné po celém zařízení, budování čistých a spolehlivých systémů pro linky automobilových karoserií, montážní linky, systémy manipulace s materiálem.

3. Subsystém řízení procesů: Využití jeho analogových zpracovatelských schopností a PID funkcí (prostřednictvím softwaru) pro řízení parametrů procesu, jako je teplota, tlak a průtok. Může sloužit jako inteligentní front-end pro velké systémy DCS nebo SCADA.

4. Networked Manufacturing Cell: Prostřednictvím integrovaného rozhraní PROFIBUS-DP nebo Ethernet se bezproblémově integruje do průmyslových sítí na tovární úrovni pro výměnu dat s vyššími systémy MES/ERP, panely HMI, zařízeními pohonů a dalšími PLC.

5. Záznam dat a správa receptur: Využití funkce vysokokapacitní paměťové karty pro snadné protokolování výrobních dat, zálohování parametrů zařízení a přepínání mezi různými recepturami produktů.

5. Verze a průvodce výběrem

07 KT 97 nabízí několik verzí pro přizpůsobení různým potřebám připojení. Uživatelé by si měli vybrat na základě plánování sítě:

• R0100, R0200: Standardní verze, pouze s rozhraním sběrnice CS31.

• R0120, R0220: Integrované rozhraní PROFIBUS-DP.

• R0160, R0260: Integrované rozhraní ARCNET.

• R0162, R0262: Integrované duální rozhraní ARCNET + PROFIBUS-DP.

• R0268: Integrované duální rozhraní ARCNET + CANopen.

• R0270: Integrované rozhraní Ethernet.

• R0272: Integrované duální rozhraní Ethernet + PROFIBUS-DP.

• R0276: Integrované duální rozhraní Ethernet + ARCNET.

• R0277: Integrované rozhraní Dual Ethernet.

• R0278: Integrované duální rozhraní Ethernet + CANopen.

• R0280: Integrované rozhraní CANopen.

Poznámka: Hlavní rozdíl mezi řadami R01xx a R02xx spočívá v podpoře karet SmartMedia (R02xx podporuje karty 3,3 V i 5 V a může mít vyšší rychlost zpracování).

6. Souhrn výhod systému

1. Vysoká integrace: Bohaté I/O a komunikační zdroje integrované do jednoho modulu, což snižuje počet systémových komponent, zlepšuje spolehlivost a šetří místo ve skříni.

2. Vynikající výkon: Výkonné možnosti zpracování, vysokorychlostní čítač a velká kapacita paměti pro zvládnutí složitých řídicích úloh a algoritmů.

3. Flexibilní rozšíření: Rozsáhlé rozšíření I/O prostřednictvím sběrnice CS31; snadná integrace do jakékoli stávající architektury automatizace továrny prostřednictvím několika volitelných integrovaných síťových rozhraní.

4. Snadné použití a údržba: Jasná diagnostika LED, zásuvné svorky, snadno vyměnitelná baterie a paměťová karta výrazně zjednodušují instalaci, uvedení do provozu a údržbu.

5. Robustní a spolehlivé: Průmyslový design, široký teplotní rozsah, komplexní elektrická izolace a ochranné obvody zajišťují dlouhodobý stabilní provoz v náročných průmyslových prostředích.

6. Orientace na budoucnost: Podpora průmyslového Ethernetu a běžných průmyslových sběrnic pokládá pevný základ pro podnikovou digitalizaci a inteligentní upgrady.

7. Informace pro objednání

Základní model: 07 KT 97 R0200 (standardní vysoce výkonná verze se sběrnicí CS31)
Objednací číslo: GJR5 2530 00 R0200
Rozsah dodávky zahrnuje:

• Základní jednotka 07 KT 97

• 1 x 5pinová svorkovnice (5,08 mm)

• 1 x 3pinová svorkovnice (5,08 mm)

• 3 x 10pinové svorkovnice (3,81 mm)

• 4 x 9pinové svorkovnice (3,81 mm)

• 1 x 5pinová svorkovnice (3,81 mm)

Klíčové příslušenství:

• Modul lithiové baterie 07 LE 90 (obj. č.: GJR5 2507 00 R0001)

• Karta SmartMedia 07 MC 90 (2 MB 5 V: GJR5 2526 00 R0101; 8 MB 3,3 V: GJR5 2526 00 R0201)