Artykuł ten jest rozwinięciem opisanych wcześniej najlepszych praktyk firmy Bihl+Wiedemann, a więc procedur ułatwiających planowanie, instalację, uruchomienie i późniejsze utrzymanie interfejsu AS-Interface. Sama koncepcja ASi bazuje na prostocie, więc procedury implementacji ASi są również proste. W naszej ofercie dostępny jest cały szereg narzędzi wspomagających użytkowników, nawet jeśli ich doświadczenie z interfejsem ASi jest początkowo niewielkie. Pakiety oprogramowania pozwalają na proste i przejrzyste planowanie nowej sieci i wspomagają inżynierów w procesie uruchomienia. Nowa jednostka adresująca ASi5/ASi3 umożliwia szybkie zaadresowanie wszystkich modułów podrzędnych, niezależnie do wersji ASi (pełna kompatybilność wsteczna + obsługa najnowszych standardów). Natomiast oprogramowanie diagnostyczne, będące częścią wspomnianych pakietów programów, pozwala na wykonanie testów i pomiarów w chwili odbioru systemu (przekazania użytkownikowi) jak również wspomaga proces utrzymania prewencyjnego wraz z dokładną detekcją błędów. 

Rys.1. Proste planowanie i konfiguracja sieci ASi przy użyciu katalogu sprzętowego dostępnego w pakietach oprogramowania Bihl+Wiedemann.

     Prostota jest najważniejsza – to stwierdzenie było wyznacznikiem dla producentów i pomysłodawców AS-Interface. Fraza ta odnosi się do każdej generacji interfejsu – od ASi 2.0, wprowadzonego do użytku w latach 90-tych ubiegłego wieku, przez najbardziej rozwiniętą generację ASi3, aż do najnowszej wersji, ASi5, która znacznie zwiększyła zakres możliwych obszarów zastosowań ASi. Na każdym etapie rozwoju projektu, zarówno projektanci, instalatorzy i inżynynierowpe korzystają z wielu zalet żółtego przewodu ASi i korzyści z nich wynikających:

jeden przewód dla zasilania i przesyłu danych – znacznie prostsze okablowanie

proste utrzymanie stanów magazynowych – jeden przewód na rolce; brak konieczności magazynowania różnych typów przewodów.

proste podłączenia modułów z wykorzystaniem technologii przebijania (piercing)

zabezpieczenie przed odwróceniem polaryzacji dzięki asymetrycznej geometrii przewodu ASi

pełna otwartość standardu ASi – wymienność urządzeń różnych producentów 

brak ograniczeń topologicznych budowanego systemu 

moduły są bardzo łatwo i szybko podłączane, wymieniane, dodawane i przenoszone – nawet w dużych ilościach

    Wszystkie wymienione wyżej cechy są tylo cechami podstawowymi. AS-Interface to jednak znacznie więcej niż sam przewód – chodzi raczej o to, co można dzięki danemu rozwiązaniu technicznemu osiągnąć. ASi umożliwia inteligentne i ekonomiczne połączenie czujników, urządzeń wykonawczych jak i sterowników maszyn i systemów sterownia. W tym celu firma Bihl+Wiedemann nie tylko włożyła bardzo dużo wysiłku w rozwój wysokowydajnych narzędzi sprzętowych i programowych, lecz także wykorzystuje doświadczenia zebrane z dużej liczby już wykonanych aplikacji. Głównym celem rozwoju naszych narzędzi było zaoferowanie użytkownikowi maksymalnego ułatwienia w planowaniu, parametryzacji, uruchamianiu, diagnostyce i konserwacji poszczególnych urządzeń składowych ASi, jak również całego systemu.

Intuicyjna i bezpieczna konfiguracja sieci ASi

    Aby maksymalnie ułatwić planowanie, konfigurację, parametryzację i uruchomienie sieci ASi, jak i przyspieszyć i zabezpieczyć ten proces, firma Bihl+Wiedemann oferuje dwa pakiety oprogramowania: ASi Control Tools360 i ASIMON360 – ten ostatni dodatkowo obsługuje funkcjonalność bezpieczeństwa, a więc przesyłanie sygnałów bezpiecznych tym samym przewodem ASi. Oba narzędzia programowe obsługują w równym stopniu komponenty ASi-3 i ASi-5 oraz umożliwiają prostą integrację i kompletną parametryzacje urządzeń IO-Link.

     Oba dostępne pakiety oprogramowania posiadają zintegrowany katalog sprzętowy, który znacznie ułatwia planowanie i konfigurację sieci ASi oraz parametryzację modułów ASi. Kolejne, wykorzystane w projekcie, moduły ASi-3 i ASi-5 są przenoszone metodą “drag-and-drop” z katalogu do tabeli graficznie odwzorowującej daną sieć ASi. To czy dane urządzenie jest w technologii ASi3 czy też ASi5 określa jego indywidualna funkcja, a samo oprogramowanie nie pozwala na popełnienie błędu podczas proces konfiguracji. Przykładowo dla standardowych sygnałów binarnych z kurtyny bezpieczeństwa wykorzystany zostanie standardowy i niedrogi moduł ASi3, ale wszędzie tam gdzie konieczne jest zdefiniowanie większej ilości donach, jak np. przy skomplikowanych przetwornicach częstotliwości czy tez Masterach IO-Link, skorzystać należy z nowych modułów ASi5. 

Rys.2. Proste podłączenie modułów ASi w szafie sterowniczej

    Podczas konfiguracji, bez fizycznie podłączonych urządzeń (offline), asystent konfiguracji dokonuje ciągłej kontroli poprawności wykonywanych czynności oraz parametrów. Kontrolowana jest zarówno ilość wykorzystanych adresów danej sieci ASi, zapotrzebowanie prądowe interfejsu (a dokładnie czy wydajność prądowa zasilacza ASi jest wystarczająca dla danej liczby urządzeń podrzędnych) jak również wymagana i oczekiwana ilość danych. W chwili przekroczenia wartości dopuszczalnych tych parametrów oprogramowanie natychmiast wyświetla ostrzeżenie, wraz z możliwymi rozwiązaniami (np. propozycją kolejnej sieci ASi). 

    Po aktywacji interfejsu użytkownik może skorzystać z funkcji “Online Bus Information”. Wyglądem przypominająca katalog sprzętowy, dostarcza nieocenionych informacji na temat zachowania interfejsu i poszczególnych uczestników wymiany danych. Wszelkie zmiany, zarówno parametrów konfiguracyjnych jak i zmiany sprzętowe, są natychmiast wyświetlane na ekranie. Z wykorzystaniem tej funkcji można również przeprowadzić test poprawności pracy poszczególnych modułów, ich wejść i wyjść, jak również zmienić wartości ich parametrów ASi. 

Moduły dedykowane dla określonych napędów dla uproszczenia integracji

    W zakresie modułów podrzędnych Bihl+Wiedemann można znaleźć pokaźną grupę urządzeń specyfikowanych do pracy z określonymi, dostępnymi na rynku, napędami. Co bardzo istotne, specyficzne profile takich urządzeń zostały również zapisane w katalogu sprzętowym każdego z naszych pakietów oprogramowania. Zdefiniowaliśmy również własne profile, uniwersalne i niezależne od określonych producentów. Dokładana parametryzacja jest szczególnie istotna z punktu widzenia użytkownika, ponieważ zapewnia dodatkowy zakres elastyczności przy doborze rozwiązania, zarówno na etapie projektowania jak i w przypadkach pojawienia się problemów na etapie dostawy określonych części i podzespołów. Profile sprzętowe są zakodowane w modułach ASi firmy Bihl+Wiedemann i są przesyłane pomiędzy urządzeniem ASi a czujnikiem lub elementem wykonawczym w momencie rozpoczęcia komunikacji. Każdy moduł ASi-5 zapewnia wystarczającą ilość miejsca na zakodowanie różnych profili. Dodatkowe profile mogą być dodawane poprzez aktualizację oprogramowania sprzętowego (firmware) każdego z modułów ASi5.

Rys.3. Prosta instalacja modułu ASi dzięki technologii przebijania (piercing)

     Kolejnym uproszczeniem jest przechowywanie w oprogramowaniu zestawów parametrów dla urządzeń ASi-5 i ich urządzeń peryferyjnych. Raz zapisane ustawienia poszczególnych parametrów mogą być skopiowane do innych modułów lub nawet użyte jako szablon, udostępniany pomiędzy różnymi projektami. Co bardzo istotne wszystkie parametry są zachowywane redundantnie: w czujniku lub urządzeniu wykonawczym, w samym urządzeniu ASi oraz w bramce ASi. Oznacza to, że w przypadku błędu – gdziekolwiek by on nie wystąpił – parametry są szybko i automatycznie ładowane do urządzenia zastępczego.

Maksymalny komfort obsługi z nową jednostka adresowania ASi3/ASi5

   Niezależnie od pozycji i zakresu obowiązków naszych klientów, firma Bihl Wiedemann zawsze konsultuje swoje pomysły dotyczące rozwoju bieżących i wdrażania nowych produktów ze wszystkimi stronami. Nasze prace rozwojowe opierają się na informacjach zwrotnych od projektantów, poprzez elektryków, programistów i instalatorów, kończąc na inżynierach ds. uruchomienia oraz  inżynierach ds. utrzymania ruchu.. Tak było również w przypadku naszej nowej jednostki adresującej ASi-5/ASi-3. Podczas gdy takie cechy jak atrakcyjny wygląd, przyjemne odczucia czy intuicyjna obsługa były praktycznie pomijane przy poprzednich urządzeniach do adresowania, nowa jednostka podkreśla wszystkie te aspekty: smukły wygląd zewnętrzny, wygodna użytkowania i duży komfort obsługi. W urządzeniu połączono kilka zaawansowanych cech. Natychmiast widoczny, kolorowy wyświetlacz OLED, zapewnia precyzyjną czytelność ustawień i informacji w każdym otoczeniu i przy każdym oświetleniu. 

   Wewnątrz urządzenia zainstalowany został superkondensator będący, charakteryzującą się wysoką wydajnością, baterią jednostki. W pełni naładowana jednostka adresująca pozwala na zaadresowanie około 120 modułów ASi. Proces ładowania, z uwagi na zastosowane komponenty, to jedynie 30 minut. Kiedy poziom naładowania zaczyna spadać, a konieczne jest dalsze korzystanie z jednostki adresującej, szybkie doładowanie (około 10 minut) zapewnia możliwość przypisania kolejnych 70 adresów. 

Rys.4. Proste adresowanie modułów ASi wszystkich generacji z wykorzystaniem nowej jednostki adresującej

     Jednostka może być podłączona do komputera PC z wykorzystaniem standardowego przewodu USB-C. To połączenie zapewnia nie tylko ładowanie baterii ale również pozwala na proste skorzystanie ze znanych funkcji oprogramowania Bihl+Wiedemann, a więc parametryzacji, diagnostyki i narzędzi testowych.  Sam interfejs USB pozwala również na rozszerzanie funkcjonalności jednostki adresowania poprzez ciągłe i darmowe aktualizacje oprogramowania układowego (firmware), zapewniając tym samym dłuższą przydatność urządzenia w przyszłości. 

    Tak więc każdy kto myśli o połączeniu zalet zdecentralizowanego adresowania urządzeń ASi z zaletami jakie niesie ze sobą centralna konfiguracja i parametryzacja sieci ASi, znajdzie rozwiązanie idealne w postaci nowej jednostki adresującej ASi-5 / ASi-3 i pakietów oprogramowania Bihl+Wiedemann.

    Gdy tylko urządzenia zostaną zainstalowane w miejscach docelowych i zaadresowane, odpowiednie oprogramowanie Bihl+Wiedemann może zostać wykorzystane do uruchomienia sieci ASi. Podczas tego procesu przeprowadzane są kompleksowe kontrole wiarygodności: Czy sieć zaplanowana w oprogramowaniu odpowiada sieci zainstalowanej i zaadresowanej na maszynie? Czy podłączono prawidłowe urządzenia? Czy urządzeń jest odpowiednia ilość? Czy prawidłowe urządzenia zostały usunięte z istniejącej maksymalnej konfiguracji lub dodane do bieżącej konfiguracji? Niezależnie od tego, czy użytkownik jest profesjonalistą czy nowicjuszem ASi,  niezależnie od tego, czy jest to pierwszy, czy kolejny projekt – Bihl+Wiedemann wspiera użytkowników na wiele sposobów podczas uruchamiania nowych aplikacji, bądź rozbudowy istniejących instalacji. Nie ma prostszego sposobu na planowanie, okablowanie, adresowanie i uruchamianie sieci ASi – nie wspominając o tym, że bieżący użytkownicy ASi-3 mogą po prostu pobrać najnowszą wersję programu, aby uaktualnić swoją instalację do ASi-5.

Narzędzia diagnostyczne zapewniają wysoką wydajność sieci ASi

    Diagnostyka jest warunkiem wstępnym zapewnienia dostępności i produktywności maszyn – jest to aspekt bezwzględnie niezbędny. Niezależnie od tego czy chodzi o uruchomienie, monitorowanie i konserwację, czy też rozwiązywanie problemów i usuwanie błędów – Bihl+Wiedemann oferuje wiele narzędzi diagnostycznych z szerokim zakresem możliwości prezentacji stanu instalacji i wyświetlania bieżących informacji. Narzędzie te zapewniają nie tylko precyzyjne analizy błędów, ale także dostarczają konkretnych sugestii dotyczących eliminacji usterek. Wszystko zaczyna się w procesie konfiguracji. Gdy, z wykorzystaniem katalogu sprzętowego, projektant dobiera odpowiednie urządzenia, automatycznie sprawdzane jest na przykład oczekiwane obciążenie sieci i magistrali polowej. Pozwala to zapobiec ewentualnym błędom w planowaniu na najwcześniejszym możliwym etapie. Kreator uruchomienia, który intuicyjnie prowadzi użytkownika przez adresowanie i konfigurację modułów ASi, natychmiast ostrzega o wszelkich rozbieżnościach między strukturą założoną i detektowaną oraz wszystkich błędach podczas procesu uruchomienia. 

     W ramach ciągłego monitorowania systemu sieć ASi jest zawsze sprawdzana pod kątem ewentualnych błędów. Informacje na temat jakości instalacji i transmisji danych są gromadzone i sprawdzane na przykład w celu wczesnego zapobiegania problemom związanym z pogarszającymi się właściwościami transmisji. Bufory błędów przeprowadzają ciągłe testy i rejestrację w celu śledzenia nawet tych najbardziej sporadycznych zdarzeń w sieci ASi. Listy błędów urządzeń peryferyjnych, konfiguracji i telegramów są odczytywane i przetwarzane cyklicznie za pomocą ww. buforów. 

    Z pomocą informacji “Online Bus Information”, będącego integralnym komponentem oprogramowania ASi Control Tools360 i ASIMON360, użytkownik może łatwo kontrolować pracę modułów jak i analizować bezpieczne wejścia i wyjścia. Również komunikacja bezpieczeństwa oparta na Safe Link (więcej TUTAJ), jest tutaj diagnozowana, a wszystkie nieprawidłowości natychmiast wyświetlane. Interfejs OPC-UA, który jest standardem we wszystkich bramkach ASi-5/ASi-3 firmy Bihl+Wiedemann, zapewnia dostęp do większości danych maszynowych i diagnostycznych oraz ich wykorzystanie za pomocą aplikacji w chmurze, lokalnego serwera MES lub dowolnego narzędzia do wizualizacji. Podobnej funkcjonalności dostarcza zintegrowany webserver umożliwiając szybką i szczegółową diagnostykę systemu, Co więcej, wyświetlacz każdej z bramki umożliwia spontaniczną diagnostykę na miejscu instalacji, bez konieczności stosowania jakiegokolwiek dodatkowego oprogramowania. Wiele modułów ASi firmy Bihl+Wiedemann jest również skonfigurowanych w taki sposób, że dane diagnostyczne odnoszą się do określonych kanałów. Pozwala to użytkownikowi szybko zlokalizować, zidentyfikować i usunąć błędy, takie jak zwarcie na wyjściu lub przeciążenie urządzenia.

Rys.5. Proste uruchomienie aplikacji z AS-Interface z wykorzystaniem kreatora uruchomienia. 

   Warto wspomnieć, że narzędzia diagnostyczne są wykorzystywane nie tylko do uruchamiania lub regularnych przeglądów i utrzymania produkcyjnego maszyn i linii produkcyjnych, ale także do kontroli i odbioru instalacji. Konfiguracje i instalacje mogą być sprawdzane pod kątem ewentualnych błędów przed dostarczeniem maszyny do użytkownika. Narzędzia te są również wykorzystywane do pomiarów zatwierdzających poprawność pracy: automatycznie generowane są szczegółowe raporty z testów, które mogą być dołączone do dokumentacji maszyny jako pliki PDF lub w postaci drukowanej.

Dzięki inteligentnym narzędziom sprzętowym i programowym, których funkcjonalność, bazująca na doświadczeniach użytkowników, jest stale ulepszana, Bihl+Wiedemann zapewnia doskonałe wsparcie w konfiguracji, obsłudze i utrzymaniu sieci ASi. ASi staje się proste.