A 19. fejezet („Ipari buszrendszerek és hálózati topológiák") gyakorlatainak részletes megoldásai és a tudáspróba megoldókulcsa. Előbb dolgozd ki magad, csak utána ellenőrizz!
Gyakorlatok — megoldások
19.1. feladat — Számold ki a kábelmegtakarítást
Megoldás
Párhuzamos huzalozás:
- jelek száma: 120 DI + 60 DO = 180
- érpár jelenként: 2 ér × 25 m = 50 m
- összesen: 180 × 50 m = 9000 m ér
Buszmegoldás:
- a buszkábel: 60 m × 4 ér = 240 m ér
- ehhez jön a szigetek helyi bekötése: a jelek továbbra is két érrel csatlakoznak, de már csak néhány méteren belül (ez a gépen amúgy is szükséges huzalozás)
A törzskábelezés tehát nagyságrenddel rövidebb: 9000 m helyett 240 m.
Amit a számítás nem vesz figyelembe: az I/O-szigetek árát és tápellátását, a buszcsatlakozókat és a lezárásokat, a hálózat konfigurálásának mérnökóráit, a diagnosztika nyereségét, valamint azt, hogy a busz egyetlen hibapontot is bevisz a rendszerbe — amit redundanciával kell kezelni (19.5).
⚠ Gyakori hiba: csak a kábelhosszt hasonlítani. A busz valódi haszna a bővíthetőség és a diagnosztika; a kábelmegtakarítás csak a legjobban látható része.
19.2. feladat — Helyezd el a piramison
Megoldás
| Rendszer | Szint | Indoklás |
|---|---|---|
| induktív közelítéskapcsoló | mezőszint | terepi jeladó, közvetlenül a folyamathoz kapcsolódik |
| WAGO CC100 | vezérlési szint | itt fut a ciklikus program, amely a mezőszint jeleit feldolgozza |
| a CC100-on futó WebVisu | felügyeleti szint (kezelői felület) | megjelenítés és kezelői beavatkozás — attól még, hogy fizikailag a vezérlőn fut, funkciója szerint HMI |
| három gyártósor darabszámait gyűjtő szoftver | felügyeleti / tervezési szint | több gépet átfogó adatgyűjtés — SCADA-jellegű, MES felé mutató funkció |
| számlázórendszer | vezetési szint | vállalatirányítás (ERP) |
A harmadik sor a tanulságos: a szint nem attól függ, hol fut a szoftver, hanem attól, milyen feladatot lát el.
19.3. feladat — Topológiaválasztás
Megoldás
Gyűrűtopológia, mert a követelmény kifejezetten az, hogy egyetlen kábelszakadás ne állítsa le a sort — ezt a kábelredundancia adja. A könyv forrásai szerint a PROFINET támogatja ezt a média-redundancia protokollal (MRP).
Mi történik a szakadás pillanatában? Normál üzemben a gyűrű nem gyűrű: a redundanciakezelő (MRM) az egyik saját portját blokkolja, így a hálózat logikailag vonal. Szakadáskor a kezelő felnyitja a blokkolt portot, és a forgalom a másik irányban folytatódik.
Mennyi ideig tart a helyreállás? A forrás az újrakonfigurálási időre 200 ms-nál kevesebbet ad meg. Fontos, hogy ez nem nulla: a szakadás pillanatában rövid kiesés történik, amelyet a folyamatnak el kell viselnie.
⚠ Gyakori hiba: azt hinni, hogy a gyűrűben a jel „körbejár”, és ezért nincs kiesés. A gyűrű tartalék útvonal, nem körforgalom (19.5).
19.4. feladat — Az ellentmondás feloldása
Értékelési szempontok
A jó megoldás négy dolgot tartalmaz:
- a két forrás pontos megnevezése (dokumentumcím, verzió, letöltés dátuma);
- mindkettőnél a kiadás dátuma vagy verziószáma;
- annak eldöntése, hogy az eltérést magyarázza-e az időbeli különbség (a dátum a forráskritika első eszköze);
- ha nem magyarázza: melyik harmadik forrás zárná le a kérdést — jellemzően a gyártó aktuális, verziószámmal ellátott kézikönyve, vagy a leggyorsabb lezárás, a saját mérés.
Ez a feladat a H függelék H.14 pontjának gyakorlása: ott nyolc valódi forrásütközés szerepel a könyv anyagából, a feloldás menetével együtt.
19.5. feladat — Olvasd ki a firmware-verziót
Értékelési szempontok
A megoldásnak tartalmaznia kell a firmware verziószámát XX.XX.XX(YY) alakban, és az
EtherCAT-kérdésre a firmware-függő választ: a CC100 a 03.09.07 (21) vagy újabb
firmware-rel képes CODESYS EtherCAT Masterként működni — a korábbi kiadásokkal nem. A 19.13.
alfejezet éppen ezt az esetet dolgozza fel: két kézikönyvváltozat ellentmond egymásnak, és
a gyártó firmware-jegyzéke oldja fel. A tanulság, hogy az adatlap mindig egy adott
firmware-állapotra érvényes — ezért kell először a verziószámot kiolvasni.
A CODESYS eszközfájában is ellenőrizhető, milyen buszmesterek illeszthetők a vezérlő alá: ez a gyakorlatban a leggyorsabb, eszközön elvégezhető ellenőrzés.
Tudáspróba — megoldókulcs
| # | Válasz | Indoklás | Szakasz |
|---|---|---|---|
| 1 | a | A 0. szint a mezőszint: érzékelők és beavatkozók. | 19.2 |
| 2 | b | A PROFIBUS legnagyobb sebessége 12 Mbit/s. | 19.6 |
| 3 | c | Egy PROFIBUS-szegmensen 126 csomópont lehet. | 19.6 |
| 4 | d | Az MRP megszakítja a gyűrűt, és vonalként működteti — így nincs körbejáró keret. | 19.5 |
| 5 | a | Az MRP tipikus újrakonfigurálási ideje < 200 ms. | 19.5 |
| 6 | b | Az IRT CC-C osztályon 1 µs-nál kisebb ingadozást ad. | 19.7 |
| 7 | c | A „processing on the fly” lényege, hogy a csomópontok menet közben olvasnak és írnak az áthaladó keretbe. | 19.8 |
| 8 | d | SAFE-OP állapotban a bemeneti folyamatadat elérhető, a kimenetek biztonságos állapotban maradnak. | 19.8 |
| 9 | a | A PROFINET eszközleíró fájlja a GSDML (a GSD a PROFIBUS-é, az ESI az EtherCAT-é). | 19.10 |
| 10 | b | A determinisztikusságot a feldolgozási elv és a buszhozzáférés módja határozza meg — nem a sávszélesség. | 19.12 |