Назначение сетевых адаптеров (каплеров)
Сетевые адаптеры систем ввода-вывода (другое название - каплеры, коммуникационные модули) предназначены для подключения корзины модулей дискретных, аналоговых и интерфейсных к совместимому ПЛК или АСУ ТП по промышленной сети. Они передают головному контроллеру состояния входов и результаты измерений, а от контроллера получают значения и команды для выходных каналов. После включения питания каплер определяет состав и последовательность подключённых модулей, организует обмен по внутренней шине и обеспечивает передачу данных между модулями ввода-вывода и контроллером. Каплер необходим для создания удалённых и распределенных станций ввода-вывода, размещаемых, например, в другом шкафу, рядом с технологическим оборудованием, у которых есть головной управляющий ПЛК. Это очень экономит место, к головному устройству нужно подключить необходимое количество каплеров, а к ним уже в свою очередь будут подключены корзины с модулями ввода/вывода.
Протоколы и модели сетевых адаптеров CREVIS
| Протокол | Серия G | Серия M | Применение |
|---|---|---|---|
| Modbus RTU/ASCII | GL-9073, GN-9273 | M9273, MD9273 | Последовательное подключение по RS-485, дублированный MD9273 на разъеме RJ45 для удобства подключения к резервированным ПЛК. |
| Modbus TCP/UDP, EtherNet/IP | GL-9089, GN-9289 | M9289, MD9289 | Открытый протокол для обмена данными через Ethernet для большинства систем автоматизации. Дублированный MD9289 для расширения резервированных ПЛК |
| EtherCAT | GL-9086, GN-9386 | M9386 | Высокоскоростной циклический обмен и синхронизация оборудования для систем с высокими требованиями к быстродействию. Например, с оборудованием линеек Beckhoff, Omron, промышленные роботы. |
| PROFINET IO | GL-9087, GN-9287, GN-9587 | M9287 | Подключение к ПЛК и системам автоматизации PROFINET, в том числе и в кольцевой топологии, например линейки Siemens, Omron, Phoenix Contact. |
| CC-Link IE Field Basic | GL-9084, GN-9284 | M9284 | Системы автоматизации на базе Ethernet со скоростью 100Мбит/с, в том числе с ПЛК Mitsubishi Electric. |
| CC-Link IE Field | GN-9285 | M9285 | Циклический обмен в сетях Ethernet со скоростью 1Гбит/с семейства CC-Link IE, например с ПЛК Mitsubishi Electric. |
| DeviceNet | GN-9211, GN-9212 | M9212 | Подключение распределённого ввода/вывода к сети DeviceNet. |
| PROFIBUS DP | GN-9222 | M9222 | Расширение и модернизация систем Siemens с поддержкой протокола PROFIBUS DPна базе интерфейса RS-485, со скоростью работы до 12 Мбит/с |
| CC-Link | GN-9231 | - | Подключение распределенного ввода-вывода к сети CC-Link на базе интерфейса RS-485 со скоростью до 10Мбит/с, до 1200м длиной линии |
| CANopen | GN-9261 | - | Машиностроение и транспорт, робототехника, точное управление приводными системами в медицине и оборудование с открытым протоколом связи поверх шины CAN. Например линейки Wago, Schneider Electric. |
| BACnet/IP | GN-9251 | - | Интеграция сигналов I/O в системы автоматизации зданий, вентиляции (HVAC). Например, линейки WAGO, Siemens и Systeme Electric |
Резервируемые сетевые адаптеры MD9273 и MD9289 поддерживают дублирование каналов связи, обеспечивая непрерывный обмен данными при отказе основного адаптера и повышая отказоустойчивость системы автоматизации.
Адаптеры серий G и M
Модули серий G и M несовместимы между собой, поэтому при выборе сетевого адаптера серии G модули в корзине (крейте) также должны быть серии G, и наоборот. В серии G выпускаются компактные адаптеры GL и модели GN для станций с большим количеством модулей. В зависимости от исполнения адаптеры GL поддерживают от 10 до 16 модулей, GN — от 32 до 63 модулей.
В серии M большинство моделей допускает установку до 63 модулей, а PROFINET-адаптер M9287 рассчитан на подключение до 32 модулей. Для резервируемых систем предусмотрены исполнения MD9273 и MD9289.
Также при расчёте системы необходимо учесть:
- Допустимый объём входных и выходных данных. Этот параметр особенно важен для сборок с многоканальными аналоговыми и специальными модулями.
- Допустимый ток: для устройств GL системное питание 5 В/1 А и ток полевой цепи до 24В/8 А. У отдельных моделей GN системный ток достигает 5В/1,5 А, а полевой — 24В/10 А. Даже если количество модулей не превышает установленного ограничения, необходимо рассчитать их суммарное потребление. При недостаточной мощности встроенного источника или превышении допустимого полевого тока в сборку добавляют модуль питания.
Подключение и настройка
Ethernet-адаптеры обычно имеют два разъёма RJ-45, что позволяет подключать их исходя из выбранного протокола. Допустимая длина линии зависит от интерфейса, скорости обмена, качества кабеля, экранирования и правильного согласования линии.
- Длина одного медного Ethernet-сегмента составляет до 100 м при использовании подходящего кабеля.
- Для Modbus RTU применяется линия RS-485. У адаптеров GN и M её длина может достигать 1200 м, у компактного GL-9073 — до 500 м.
PROFINET-адаптер GN-9587 поддерживает MRP (Media Redundancy Protocol) и FSU (Fast Start-Up / Prioritized Startup). MRP применяется для построения кольцевой сети с резервированием канала связи, FSU сокращает время запуска устройства. Эти функции не обеспечивают резервирование самого каплера.
Адрес и сетевые параметры задаются переключателями, через DHCP/BOOTP, средствами ведущего контроллера или в программе IOGuidePro. Способ настройки зависит от модели и используемого протокола.
Как подобрать адаптер (каплер)?
Основной критерий выбора каплера – промышленный протокол сети, который поддерживает головной ПЛК: PROFINET IO, EtherCAT, EtherNet/IP, Modbus TCP или другой требуемый протокол.
При подборе также учитывают:
- серию модулей CREVIS: адаптер должен быть совместим с модулями G или M;
- состав: типы модулей, количество установочных мест и объём входных и выходных данных;
- потребляемый ток: мощности встроенного источника каплера должно хватать для питания модулей;
- тип и длину линии: особенно для последовательных сетей RS-485;
- топологию сети: линейное, кольцевое или другое подключение;
- требования к резервированию: резервирование линии связи;
- совместимость с ПЛК: для контроллеров других производителей может потребоваться файл описания устройства для добавления станции в среду программирования.
При модернизации действующей системы желательно указать точную модель ПЛК и установленного коммуникационного модуля. Для новой станции потребуются модель контроллера, протокол, состав модулей ввода/вывода, длина линии и требования к резервированию.
Специалисты КРЕВИС помогут проверить совместимость оборудования, рассчитать нагрузку на питание и подобрать каплер для новой или действующей системы.
Серия S снята с производства в 2024 году после 24 лет присутствия на рынке. Вместо нее следует модернизировать системы на серию G, заменяя узлы целиком. При этом электрические схемы подключения, место монтажа останется прежним и не потребует изменений. Обратите внимание, что у вас должен быть доступ к ППО головного ПЛК для корректировки адресации станции. КРЕВИС продолжает поддерживать установленное оборудование этой серии: предоставляет техническую документацию, консультирует по эксплуатации и помогает подобрать замену при ремонте или модернизации системы.