Řídicí systémy Tecomat nacházejí uplatnění v nejrůznějších průmyslových oborech, v lehkém i těžkém průmyslu, technice budov, energetice i dopravních systémech. Pod značkou Tecomat se skrývají jak řídicí systémy pro jednoduché technologie řízené několika vstupy a výstupy, tak systémy pro rozsáhlé technologie s centrálním řízením zahrnujícím tisíce vstupů a výstupů.

 
Obr. 1 Základní modul systému Tecomat Foxtrot se dvěma periferními moduly

TECOMAT FOXTROT

Nejnovější řadou mezi systémy Tecomat je malý modulární systém Tecomat Foxtrot. Tento systém je určen pro aplikace s menším počtem vstupů a výstupů (do 134 I/O), výkonnostně však nijak nezaostává za vyšší řadou Tecomat TC700 a rozsahem aplikací, pro které je využitelný, má snad největší záběr ze všech systémů Tecomat. Díky integraci inteligentních elektroinstalačních prvků INELS jej lze využít nejen v průmyslových aplikacích, ale také pro tzv. building management, tj. pro řízení vytápění, klimatizace, osvětlení, ovládání elektrických spotřebičů apod. Tecomat Foxtrot je nabízen i jako OEM řídicí systém a zajímavý tak může být i pro výrobce nebo dodavatele strojů a zařízení, kteří potřebují řídicí systém na míru podle svých požadavků.

Obr. 2 Ukázka instalace systému Tecomat Foxtrot do dveří rozváděče v jednom celku s operátorským panelem

Nejzásadnější novinkou, která se poprvé objevila právě v řadě Tecomat Foxtrot, je vestavěný webserver. Uživatel si tak může vytvořit pro svoje zařízení, stroj, budovu nebo technologii webové stránky podle vlastních záměrů i s vlastní grafikou. Jako uživatelské rozhraní pak stačí jakýkoliv počítač s webovým prohlížečem, počítač PDA nebo grafický terminál s dotykovou obrazovkou. Prostřednictvím vytvořených stránek lze technologii či budovu nejen monitorovat, ale i řídit z libovolného místa na internetu. Webserver podporuje přístup přes heslo a je možné nastavit několik úrovní přístupu podle oprávnění přidělených obsluze. Vlastní stránky se tvoří pomocí nástroje WebMaker ve vývojovém prostředí Mosaic a ukládají se na kartu formátu SD/MMC, jejíž velikost si určí zákazník podle vlastní potřeby. Z výše uvedeného je patrné, že připojení k Ethernetu je pro systém Tecomat Foxtrot samozřejmostí, novinkou proti jiným systémům Tecomat je rychlý Ethernet 100Base-TX.

Tecomat Foxtrot se instaluje do rozváděče s montáží na U-lištu nebo jako kompaktní celek s ovládacím panelem do dveří rozváděče. Základní modul systému Tecomat Foxtrot lze rozšířit až o deset periferních modulů připojených na sběrnici. Sběrnice je tvořena linkou RS-485 a umožňuje vytvořit distribuovaný systém, kde poslední I/O modul se může nacházet ve vzdálenosti až 300 m od centrálního modulu, s použitím optického propojení tato vzdálenost naroste až na 1,7 km. Periferní moduly zahrnují binární i analogové moduly s úrovněmi signálů standardně používanými v průmyslu (binární I/O 24 V DC, reléové výstupy 230 V, analogové I/O 0-10 V, 0(4) – 20 mA, odporové snímače teploty Ni1000, Pt100 i moduly pro připojení termočlánků).

Obr. 3 Prezentace řešení BMS s řídicím systémem Tecomat Foxtrot a jednotkami inteligentního elektroinstalačního systému INELS

Další rozšíření systému je možné díky sběrnici CIB, která umožňuje připojit již zmíněné elektroinstalační prvky systému INELS pro řízení inteligentních budov. Do světa inteligentních elektroinstalací, kde jsou do dnešního dne prosazovány především systémy s předem definovanou funkcí, přináší systém Tecomat Foxtrot novou kvalitu. Volně programovatelná centrální jednotka umožňuje sestavit aplikaci přesně podle požadavků zákazníka bez nutnosti instalovat cokoliv navíc a na druhou stranu dává možnost kdykoliv doplnit novou funkčnost. Dvouvodičová sběrnice CIB se stromovou topologií minimalizuje požadavky na jednoduchost kabeláže i tam, kde vstupy a výstupy jsou rozprostřeny s malou hustotou v poměrně velkém prostoru. Po dvou vodičích je zajištěno napájení jednotek bezpečným napětím a komunikace s připojenými senzory (snímači, vypínači, nastavovacími prvky) a akčními prvky (spínacími relé, stmívači, pohony radiátorových hlavic, regulátory otáček ventilátorů apod.) Tento způsob zapojení šetří časové i finanční prostředky nutné k instalaci systému.

Na jeden základní modul systému Tecomat Foxtrot lze připojit jednu větev CIB s 32 jednotkami INELS, každá jednotka na sobě nese různý počet vstupů (8–14) a výstupů (1–4 relé) nebo jejich různých kombinací. K dispozici jsou i inteligentní jednotky jako např. klávesnice s displejem, nebo přijímač-vysílač s IR rozhraním. Každý základní modul systému Tecomat Foxtrot lze rozšířit až o 4 externí mastery sběrnice CIB. Celkově lze připojit až 288 jednotek INELS.

Systém Tecomat Foxtrot společně s jednotkami INELS vytváří jedinečnou základnu pro skutečně integrované řízení infrastruktury budov, ve kterém je zahrnuto nejen populární řízení osvětlení a vytápění, resp. klimatizace, ale i integrace zabezpečovací a požární signalizace, měření a optimalizace všech energií, integrace s přístupovými a dveřními systémy, s hotelovými systémy, kamerovými, rozhlasovými audio/video systémy.

Obr. 4 Modulární PLC řady Tecomat TC700 pro rozsáhlé průmyslové aplikace

TECOMAT TC700

Nejvýkonnějším produktem je PLC s označením Tecomat TC700. Jde o modulární programovatelný automat, který umožňuje jak centrální, tak distribuované uspořádání. Jednotlivé moduly jsou umísťovány do rámů a propojeny rychlou vnitřní sběrnicí tak, aby bylo dosaženo optimální konfigurace vzhledem k požadavkům na řídicí systém. Tecomat TC700 je stejně jako ostatní PLC této značky vyvíjen podle normy IEC EN 61131, která definuje požadavky na programovatelné řídicí systémy pro průmyslové technologie. Samotný systém je dostatečně výkonný, aby bylo možno implementovat i složité řídicí a regulační algoritmy jakými jsou např. samonastavující se PID regulátory.

Dalším častým požadavkem na současné řídicí systémy je zajištění nepřetržitého provozu a zvýšená odolnost proti výskytu poruchy. Jednou z všeobecně přijímaných metod, jak zvýšit spolehlivost celého řešení s řídicím systémem je redundance, tj. zdvojení těch prvků, jejichž porucha (i když velmi málo pravděpodobná) může způsobit kritický stav. Systém Tecomat TC700 svojí architekturou umožňuje řešit redundanci v několika stupních komplexnosti. Pro tento účel byla navržena speciální centrální jednotka, která umožňuje realizaci redundantního systému se dvěma procesory. Redundantní systém funguje v režimu tzv. horké zálohy (Hot-Standby), kdy jsou použity dva identické moduly CPU, které zpracovávají stejný aplikační program a v případě výpadku primární CPU je druhá CPU připravena bez nárazu převzít řízení celého systému. Dalším krokem k zachování funkce systému v každé situaci je redundance napájení a možnost zabezpečení systému proti výpadku napájení připojením záložní baterie UPS. Mezi užitečné vlastnosti patří možnost výměny periferního modulu za chodu a on-line programování systému.

Pro výše zmiňované rozsáhlé aplikace jsou určeny I/O moduly s počtem 32 a 64 vstupů, resp. výstupů na modul a řada k nim příslušejících externích svorkovnicových modulů. Externí svorkovnicové moduly mohou integrovat i další funkce, např. přepěťové ochrany, což kromě koncentrace I/O do menšího počtu rámů vede k další úspoře místa v rozváděči. Další výhodou je i snadná montáž a servis.

Tecomat TC700 vedle tradiční sériové komunikace podporuje i komunikaci po Ethernetu (10/100 Mb/s) včetně programování, v některých centrálních jednotkách je dostupný i webserver s výše popsanými možnostmi. Komunikační možnosti lze rozšiřovat přidáním dalších komunikačních modulů. Vedle firemního protokolu jsou podporovány i další standardní protokoly pro připojení dalších systémů jak na nadřízené, tak podřízené úrovni. Využít je možné protokolů Modbus, Profibus DP, CAN, M-bus nebo HART.

Připravovanou novinkou v řadě TC700 jsou moduly pro řízení polohy strojních zařízení pomocí servopohonů (Motion Control). Moduly jsou určené pro současné řízení 1 až 6 os v různých režimech vzájemné vazby pohybů. Každá osa obsahuje regulační smyčku s PID regulátorem. Komunikace s polohovacím modulem je podporována knihovnami funkčních bloků podle normy IEC EN 61131 - 3. Polohovací modul je také podporován knihovnami funkčních bloků podle specifikace Motion Control definované sdružením PLCopen.

Obr. 5 Vývojové prostředí Mosaic s ukázkou nástrojů pro vývoj a ladění aplikace

Vývojové prostředí Mosaic

Pro vývoj aplikačních programů pro PLC TECOMAT se používá vývojové prostředí MOSAIC. Prostředí umožňuje programování v jazycích podle mezinárodní normy IEC EN 61131-3. Tyto jazyky jsou čtyři, od tradičního jazyka PLC typu IL (Instruction List) přes jazyk strukturovaného textu ST až po grafické jazyky LD (Ladder Diagram) a FBD (Function Block Diagram). Grafické jazyky jsou jednodušší z hlediska učení a poskytují i názornější představu o funkci programu. Jazyk LD je určen převážně pro zápis úloh kombinační a sekvenční logiky, FBD dovoluje i zápis složitějších algoritmů, stejně jako jazyk strukturovaného textu. Alternativou pro ty, kteří požadují kompatibilitu s předchozími systémy firmy Teco, je použití firemního jazyka na úrovni jazyka IL. V prostředí je dána i možnost vytvářet vlastní knihovny programových bloků pro opakující se aplikace. Prostředí Mosaic je vybaveno i řadou dalších nástrojů, které usnadňují správu projektu, tvorbu programu i jeho ladění. Přehlednost projektu zajišťuje použití manažerů. Pro větší pohodlí programátora je možné použít simulátor PLC i operátorských panelů. S pomocí těchto simulátorů se dá odladit větší část řídicí aplikace, aniž by bylo nutné mít na stole příslušný hardware PLC. Vedle již uvedeného nástroje WebMaker pro návrh www stránek patří mezi užitečné nástroje návrhář panelů PanelMaker. PID regulátory lze nastavit pomocí nástroje PIDMaker, který umožňuje i simulaci řízené soustavy pro ověření chování navrženého regulátoru a GraphMaker, který plní funkci digitálního osciloskopu a logického analyzátoru, se hodí při odlaďování řídicí aplikace nebo při servisních zásazích.