Ga naar de hoofdinhoud Ga naar de zoekopdracht Ga naar de hoofdnavigatie

Fabrieks- en machineautomatisering

I/O toevoegen aan een bestaande PLC zonder het programma te wijzigen

Wanneer nieuwe signalen de PLC kunnen omzeilen, wanneer het programma moet veranderen, en welke Ethernet-I/O, fieldbus-I/O en gateways bij elk geval passen.

I/O toevoegen aan een bestaande PLC zonder het programma te wijzigen
Foto: AJ Yorio · CC0 · Wikimedia Commons

Een machine die al jaren draait, heeft vaak een paar extra signalen nodig: motortemperaturen voor onderhoud, een cyclusteller voor OEE of een sensor voor een nieuwe processtap. Het PLC-programma wijzigen vraagt om het oorspronkelijke project, iemand die de code kent, een productiestop en soms een nieuwe acceptatietest. Dit artikel legt uit hoe u I/O toevoegt aan een bestaand PLC-systeem, wanneer het programma ongewijzigd kan blijven en wanneer een wijziging niet te vermijden is.

Begin met de vraag wie het signaal gebruikt

De bepalende vraag is wie de waarde nodig heeft. Als alleen mensen en IT-systemen die gebruiken, bijvoorbeeld voor dashboards, logboeken of onderhoudsalarmen, hoeft de PLC haar niet te zien en kan de nieuwe I/O door SCADA of een edge-apparaat worden uitgelezen.

Moet de waarde de machine beïnvloeden, als interlock, startvoorwaarde of setpoint, dan moet de PLC-logica haar gebruiken, en het doel is die wijziging klein te houden. Veiligheidsfuncties horen thuis in het veiligheidscircuit van de machine en vallen buiten het bereik van dit artikel.

Vier manieren om I/O aan een bestaande PLC toe te voegen

1. Parallelle Ethernet-I/O uitgelezen door SCADA of een edge-apparaat

Een Ethernet-I/O-module wordt bedraad op de nieuwe sensoren en verbonden met het fabrieksnetwerk in plaats van met de PLC. SCADA leest hem uit via Modbus TCP. De ET-2200-serie kan waarden ook via MQTT publiceren, en OPC UA-I/O-modules zoals de U-7560M hebben OPC UA, MQTT en een RESTful API ingebouwd. Het PLC-programma en de hardwareconfiguratie blijven ongewijzigd.

Als de data een MES of cloudplatform moet bereiken, leest een UA-5231M-communicatieserver Modbus TCP- en RTU-apparaten uit en zet de waarden om naar OPC UA, MQTT of SNMP. Voor eenvoudige lokale logica draait een WISE-5231M-edge-controller IF-THEN-ELSE-regels die in een webbrowser worden ingesteld, en verbindt hij met maximaal 16 Modbus TCP-modules en maximaal 32 DCON- of Modbus RTU-modules.

2. Fieldbus-slave-I/O op het eigen netwerk van de PLC

Heeft de PLC het signaal nodig, dan is de directe route een I/O-module op de fieldbus van de PLC. ICP DAS levert slave-I/O voor PROFINET (PFN-2000, met een GSDML-bestand), PROFIBUS DP (PROFI-5000, met een GSD-bestand), EtherNet/IP (EIP-2000, met twee poorten voor daisy-chaining) en CANopen (CAN-2000C, met een EDS-bestand). De module wordt met haar apparaatbestand aan de hardwareconfiguratie van de PLC toegevoegd.

Dat is een configuratiewijziging, en op de meeste PLC's betekent dit een download. De logica verandert alleen als de nieuwe waarden erin worden gebruikt.

3. Een gateway naar Modbus-I/O

Is er al Modbus-I/O geïnstalleerd, of past die beter bij de signalen of afstanden, dan vertaalt een gateway Modbus-data naar de fieldbus van de PLC. De GW-7662 laat een PROFINET-controller toegang krijgen tot Modbus RTU/ASCII-apparaten zoals M-7000-modules, en de GW-7663 doet hetzelfde voor Modbus TCP-apparaten zoals ET-7000-modules. De GW-7553 geeft een PROFIBUS-master toegang tot Modbus TCP-apparaten, de GW-7472 koppelt een EtherNet/IP-scanner aan Modbus RTU- en TCP-apparaten, en de I-7232D verbindt maximaal 10 Modbus RTU-I/O-modules met een CANopen-master.

Voor de PLC is de gateway één fieldbus-apparaat, dus geldt dezelfde regel.

4. Modbus TCP-I/O die door de PLC wordt gepolld

Veel PLC's kunnen als Modbus TCP-client optreden en elke Modbus TCP-module rechtstreeks uitlezen. Het pollen moet in de PLC worden ingesteld, dus deze route vraagt altijd om een wijziging in het PLC-project.

Wanneer het PLC-programma moet veranderen

VereisteWijziging PLC-programmaGebruikelijke route
Een waarde trenden, loggen of rapporterenNeeEthernet-I/O uitgelezen door SCADA (1)
Onderhoudsalarmen of e-mailberichtenNeeEdge-controller of communicatieserver (1)
De waarde tonen op de HMI van de PLCMeestal ja, tenzij de HMI de module via Modbus TCP kan lezen(1) of (2)
De waarde gebruiken in een interlock, reeks of regellusJaFieldbus-slave-I/O of gateway (2, 3)
Een niet-kritieke uitgang vanuit SCADA schakelen, zoals een waarschuwingslampNee, maar spreek af welk systeem de uitgang beheertEthernet-I/O met digitale uitgangen (1)

Uitgewerkt voorbeeld: twee eisen, twee routes

Een vulmachine wordt aangestuurd door een PROFINET-PLC. Onderhoud wil acht lager- en motortemperaturen met trends, en productie wil dat de machine stilstaat totdat een nieuw geïnstalleerde koelmachine gereed meldt.

  • De temperaturen zijn voor mensen, niet voor de regellogica. Een ET-2215H met acht RTD-ingangen, 3-draads leidingweerstandscompensatie en detectie van open draad wordt op het fabrieksnetwerk aangesloten. SCADA pollt hem via Modbus TCP, en de PLC blijft ongemoeid.
  • Het signaal van de koelmachine is een startvoorwaarde, dus de PLC moet het zien. Een PFN-2051 met 16 galvanisch gescheiden digitale ingangen wordt met zijn GSDML-bestand aan het PROFINET-netwerk toegevoegd, en één voorwaarde wordt aan de startlogica toegevoegd.

Het resultaat is één kleine programmawijziging met een duidelijke test.

Praktische controles vóór installatie

  • Houd parallelle Ethernet-I/O op het fabrieks- of SCADA-netwerk, waar mogelijk weg van het realtime fieldbusverkeer van de PLC.
  • Plan de IP-adressen en beperk de toegang. De ET-2200-serie ondersteunt een wachtwoord en een IP-filter.
  • Definieer aan- en veilige waarden voor uitgangen, zodat ze naar een bekende toestand gaan als de communicatie wegvalt. De ET-2242 ondersteunt bijvoorbeeld beide, plus een dubbele watchdog.
  • Controleer de galvanische scheiding tussen veldbedrading en netwerk. De genoemde ET-2200-modules hebben 3000 VDC I/O-isolatie.
  • Zeker de voeding van de module apart en werk de bedradingsschema's bij.

Welke ICP DAS-productgroepen passen

  • Ethernet-I/O-modules (ET-2200, ET-7200, OPC UA-I/O) voor parallelle bewaking zonder PLC-wijzigingen.
  • Fieldbus-I/O-modules (PFN-2000, PROFI-5000, EIP-2000, CAN-2000C) wanneer de PLC het signaal moet lezen.
  • Fieldbus-gateways (GW-7662, GW-7663, GW-7553, GW-7472, I-7232D) om Modbus-I/O in het netwerk van de PLC op te nemen.
  • IIoT-communicatieservers en edge-controllers (UA-5231M, WISE-5231M) om data door te geven aan MES of cloudplatformen.

Stuur de technische verkoop het PLC-type, de fieldbus en uw signaallijst, dan stellen wij de route en de passende modules voor.

Producten voor deze toepassing

BNET-2310M BACnet/IP I/O Module, 4-ch AI, 2-ch AO, 4-ch DI, 4-ch DO
BNET-2310M CR BNET-2310M BACnet/IP I/O-module, 4-kan. AI, 2-kan. AO, 4-kan. DI, 4-kan. DO

De BNET-2310M CR is een remote I/O-module die 4 analoge ingangen, 2 analoge uitgangen, 4 digitale ingangen en 4 digitale uitgangen op een BACnet/IP-netwerk aansluit. Een BMS of BACnet/IP-client kan veldsensorsignalen rechtstreeks via Ethernet uitlezen en aangesloten analoge of digitale uitgangsapparaten aansturen, zonder afzonderlijke gateway.De module werkt als BACnet/IP-server en ondersteunt tevens de Foreign Device-functionaliteit. Hij kan zich registreren bij een opgegeven BBMD om BACnet/IP-berichten te ontvangen die over verschillende IP-subnetten worden doorgestuurd. Dit is geschikt voor gebouwen met meerdere verdiepingen, complexen met meerdere gebouwen, industriële sites en grotere BEMS-installaties.De configuratie verloopt via een ingebouwde webserver, zodat de module met een standaard webbrowser kan worden ingesteld. Configuratiebestanden kunnen worden geïmporteerd en geëxporteerd voor back-up en herhaalde uitrol. De CR-bestelcode is de RoHS-gemarkeerde variant.ToepassingenHVAC-regeling en -bewaking in gebouwautomatiseringVerlichtings- en energiemanagementBMS- en BEMS-integratie via BACnet/IPGebouwen met meerdere verdiepingen en complexen met meerdere gebouwenIndustriële sites met BACnet/IP-veld-I/O

Normale prijs: € 329,00 per stuk · staffelkorting vanaf 10 st.
BestelartikelLevertijd ca. 2-3 weken
CAN-2012C CANopen Slave Module, 16-bit 16-ch Analog Input
CAN-2012C CR CAN-2012C CANopen Slave-module, 16-bit 16-kan. analoge ingang

De CAN-2012C is een CANopen slave-module voor analoge ingangen die 16-bitmetingen op een CAN-busnetwerk brengt. Hij biedt 8 differentiële of 16 single-ended ingangen, softwarematig selecteerbaar, en dekt spanningsbereiken van ±10V, ±5V, ±2,5V en 0~10V, evenals stroombereiken van ±20mA, 0~20mA en 4~20mA. Elk kanaal kan afzonderlijk worden geconfigureerd.De module is ontworpen voor CANopen-netwerken, voldoet aan CiA 301 v4.02 en CiA 401 v2.1 en werkt als NMT-slave met Node Guarding en Heartbeat-foutbewaking. Een standaard EDS-bestand wordt meegeleverd voor gebruik met standaard CANopen-mastersoftware, en de module heeft de CiA CANopen-conformiteitstestsoftware doorstaan, wat de inbedrijfstelling met masters van ICP DAS of andere fabrikanten vereenvoudigt.Elektrische kenmerken omvatten 4 kV contact-ESD-bescherming op elk kanaal, ondersteuning voor een voeding van 10 tot 30 VDC, en isolatie van 2500 Vrms voor fotokoppeling en 3000 VDC voor DC-naar-DC. De module wordt op DIN-rail gemonteerd en werkt van -25 tot +75 °C.ToepassingenRegeling van industriële machinesFabrieksautomatiseringRegeling van verpakkingsmachinesData-acquisitie op afstandMilieumonitoringVoertuigbesturingssystemenRegeling van medische apparatuur

Normale prijs: € 374,00 per stuk · staffelkorting vanaf 10 st.
BestelartikelLevertijd ca. 2-3 weken
CAN-2015C CANopen Slave Module, 8-ch RTD Input
CAN-2015C CR CAN-2015C CANopen Slave-module, 8-kanaals RTD-ingang

De CAN-2015C CR koppelt acht RTD-sensoren als slave-apparaat aan een CANopen-netwerk. Elk kanaal accepteert 2-draads of 3-draads RTD-sensoren, met een resolutie van 16 bit en een nauwkeurigheid van +/-0,05% FSR. Engineers kunnen RTD-waarden uitlezen of de module configureren via standaard CANopen-berichtenverkeer.De module voldoet aan CiA 301 v4.02 en CiA 401 v2.1 en is gevalideerd met de CiA CANopen Conformance Test-tool. Er wordt een standaard EDS-bestand meegeleverd, zodat de module met minimale configuratie-inspanning aan een standaard CANopen-master kan worden toegevoegd. De module werkt ook met de CANopen-masters die ICP DAS aanbiedt.Diagnose- en beveiligingsfuncties omvatten detectie van een open draad, individuele kanaalconfiguratie, een ingebouwde 120Ω-afsluitweerstand en 4 kV contact-ESD-bescherming op elk kanaal. Het apparaat werkt op +10 ~ +30 VDC en is bedoeld voor montage op een DIN-rail, met een bedrijfsbereik van -25 ~ +75 °C.ToepassingenIndustriële machinebesturingFactory automationBesturing van verpakkingsmachinesRemote dataacquisitieMilieumonitoringBesturingssystemen voor voertuigenBesturing van medische apparatuur

Normale prijs: € 415,00 per stuk · staffelkorting vanaf 10 st.
BestelartikelLevertijd ca. 2-3 weken
CAN-2017C CANopen Slave Analog Input Module, 8-ch AI
CAN-2017C CR CAN-2017C CANopen Slave Analoge Ingangsmodule, 8-kanaals AI

De CAN-2017C CR is een CANopen slave-module die acht differentiële analoge ingangen op een CANopen-netwerk aansluit. Hij is geschikt voor engineers die sensorsignalen via de CAN-bus willen uitlezen met het standaard CANopen-protocol, waarbij de ingangsstatus en kanaalinstellingen via gangbare CANopen-objecten worden benaderd in plaats van via maatwerkcode.Elk kanaal biedt een resolutie van 16 bit en een keuze aan ingangsbereiken, van ±10 V tot ±150 mV, plus -20 mA tot +20 mA wanneer een optionele externe weerstand van 125 Ω is aangebracht. Kanalen kunnen individueel worden geconfigureerd en de module ondersteunt Dynamic PDO naast event-getriggerde, op afstand opgevraagde, cyclische en acyclische SYNC-overdrachtsmodi.De module heeft de validatie met de CiA CANopen Conformance Test-tool doorstaan en bevat een standaard EDS-bestand. Hij werkt op +10 tot +30 VDC, biedt 3000 VDC isolatie en is ontworpen voor montage op een DIN-rail binnen een bedrijfsbereik van -25 tot +75 °C. De bestelcode CR is de RoHS-versie van de module.ToepassingenIndustriële machinebesturingFabrieksautomatiseringVoertuigbesturingssystemenBesturing van medische apparatuurData-acquisitie op afstandMilieumonitoringBesturing van verpakkingsmachines

Normale prijs: € 366,00 per stuk · staffelkorting vanaf 10 st.
BestelartikelLevertijd ca. 2-3 weken

Meer over Fabrieks- en machineautomatisering

Hulp nodig bij het kiezen?

Wij kennen het ICP DAS-assortiment en helpen u de juiste module, het juiste accessoire of het juiste vervangende onderdeel te vinden.

Neem contact op met technical sales

Voor zakelijke klanten

  • Staffelkorting wordt automatisch toegepast
  • Btw-vrije levering binnen de EU met een geverifieerd btw-nummer
  • Datasheets en volledige specificaties bij elk product
Zakelijk account aanmaken