ABB | FENA-21 | Avaa tiedosto

Avaa tiedosto
Joni Kivimäki
ACS880- ETÄTUETTAVUUS
Tekniikka ja liikenne
2014
VAASAN AMMATTIKORKEAKOULU
Sähkötekniikan koulutusohjelma
TIIVISTELMÄ
Tekijä
Opinnäytetyön nimi
Vuosi
Kieli
Sivumäärä
Ohjaaja
Joni Kivimäki
ACS880- etätuettavuus
2014
suomi
45 + 1 liitettä
Olli Tuovinen
Tämä opinnäytetyö tehtiin ABB:n Industry Solutions -yksikön toimesta ja sen tarkoituksena oli keskittyä ACS880- tuoteperheen taajuusmuuttajien etätuettavuuteen. Tavoitteena oli löytää paras tapa etävalvonnan toteuttamiseen niin toimivuuden kuin kustannuksienkin kannalta.
Tämän opinnäytetyön keskeisimmät havainnot liittyvät testauksesta ja haastatteluista saatuihin tuloksiin. Haastatteluiden avulla tavoitteena on selvittää etätukitarpeet sekä konkreettiset toteutustavat työmaalla. Testauksessa pyrkimyksenä on
löytää ohjelmien mahdolliset heikkoudet ja virheet toimivuudessa.
Lopputuloksena löydettiin oikea tapa ACS880- taajuusmuuttajien etätuen toteutukseen. Etäyhteyttä päästiin myös testaamaan ja se saatiin toimimaan halutulla
tavalla. Etätuki toteutettiin niin, että siinä on laajennusmahdollisuus myös muihin
laitteisiin. Loppuratkaisu saatiin myös optimaaliseksi kustannuksien kannalta.
Avainsanat:
etätuettavuus, taajuusmuuttaja, etäkäyttö, paikalliskäyttö, testaus
VAASAN AMMATTIKORKEAKOULU
UNIVERSITY OF APPLIED SCIENCES
Sähkötekniikan koulutusohjelma
ABSTRACT
Author
Title
Year
Language
Pages
Name of Supervisor
Joni Kivimäki
Remote Supporting of ACS880
2014
Finnish
45 + 1 Appendices
Olli Tuovinen
This thesis was made for ABB´s Industry Solutions and the purpose of thesis was
to concentrate on the remote supporting of ACS880- product family frequency
converters. The aim was to find the best way to complete the remote support regarding both the functionality and the costs.
The main observations in this thesis related to the findings obtained from testing
and interviews. The aim of interviews was to resolve the needs of remote support
and concrete methods of implementations at the site. The purpose of the testing
was to find the weaknesses and faults in the functionality of programs.
In the end the right result was found to complete the remote support of ACS880frequency converters. The testing was also made and the remote support was
made to work as required. The remote support was carried out so that there is a
possibility of extension to the other devices. The final solution was also optimal in
terms of costs.
Keywords
Remote supporting, frequency converter, remote use, local
use, testing
SISÄLLYS
TIIVISTELMÄ
ABSTRACT
KUVIO- JA TAULUKKOLUETTELO
LIITELUETTELO
LYHENTEET JA MERKINNÄT
1
JOHDANTO ..................................................................................................... 9
2
TAAJUUSMUUTTAJA ................................................................................. 11
2.1 Toiminta ja rakenne ................................................................................ 11
2.2 ACS880- taajuusmuuttaja ....................................................................... 12
2.2.1 Ulkoiset uudistukset .................................................................... 13
2.2.2 Sisäiset uudistukset ..................................................................... 14
2.2.3 Muita toimintoja .......................................................................... 14
3
ETÄVALVONTA .......................................................................................... 16
3.1 Etäyhteyden toteuttaminen ideatasolla ................................................... 17
3.2 Taajuusmuuttajaohjelmat ........................................................................ 18
3.2.1 Drive Window 2- ohjelma........................................................... 18
3.2.2 Drive composer pro- ohjelma...................................................... 19
3.3 Huoltoväylä ............................................................................................. 22
3.4 NETA-21 etävalvontatyökalu ................................................................. 23
3.5 Turvallinen etävalvontayhteys ................................................................ 26
3.6 Etävalvonnan toteutus ............................................................................. 27
3.6.1 Etäyhteyden muodostus .............................................................. 27
3.6.2 Taajuusmuuttajan ohjelma .......................................................... 28
3.6.3 Väyläratkaisu............................................................................... 28
4
TESTAUS....................................................................................................... 33
4.1 Testausvalmistelut................................................................................... 33
4.2 Etäyhteyden muodostus .......................................................................... 33
4.3 Etäyhteyden testaus käytännössä ............................................................ 35
5
ETÄVALVONNAN LISÄÄMINEN PROJEKTIIN ..................................... 38
6
KAUKOMONITOROINNINLAAJENNUSMAHDOLLISUUDET............. 39
6.1.1 PROFINET IO ............................................................................ 39
5
6.1.2 ABB MNS iS- älykäs moottorikeskus ........................................ 41
7
YHTEENVETO ............................................................................................. 42
LÄHTEET ............................................................................................................. 43
LIITTEET
6
KUVIO- JA TAULUKKOLUETTELO
Kuvio 1. Taajuusmuuttajan pääpiiri/11/ .......................................................... 12
Kuvio 2. ACS880- taajuusmuuttajasarja /5/..................................................... 13
Kuvio 3. ACS880- taajuusmuuttajan ohjauskäyttöliittymät /11/ ................... 15
Kuvio 4. Etäyhteys- ympäristö /10/ ................................................................... 17
Kuvio 5. Liitettävyys ACS880- taajuusmuuttajaan /10/ .................................. 19
Kuvio 6. Tapahtuma- ja vikaloki ....................................................................... 20
Kuvio 7. Taajuusmuuttajien liittäminen peräkkäin /9/ ................................... 21
Kuvio 8. NETA-21- etävalvontamoduuli /16/ ................................................... 23
Kuvio 9. NETA-21 liitäntämahdollisuudet /20/ ................................................ 25
Kuvio 10. ABB FOX Firewall AFF650- palomuurin toiminta/23/ ................. 27
Kuvio 11. PROFINET- kaapeli/19/.................................................................... 29
Kuvio 12. PROFINET Proxy /17/ ...................................................................... 30
Kuvio 13. FENA-11- moduuli taajuusmuuttajaan /22/.................................... 31
Kuvio 14. FENA-11 tukee kytkennässä tähtitopologiaa /22/........................... 31
Kuvio 15. FENA-21 tukee kytkennässä väylätopologiaa /22/ ......................... 32
Kuvio 16. Etäyhteyden salliminen ..................................................................... 34
Kuvio 17. Yhteyden muodostus etä- tietokoneelle Remote Desktop
Connection- ohjelmalla ....................................................................................... 35
Kuvio 18. Moottoriparametrit ........................................................................... 36
Kuvio 19. Käytön tilatiedot ................................................................................ 37
Kuvio 20. Yhteyden jakamisen salliminen Drive composer pro- ohjelmasta /9/
............................................................................................................................... 40
Kuvio 21. Laajennusmahdollisuus CODESYS- ohjelmoinnilla /20/ .............. 40
Kuvio 22. MNS iS- älykäs moottorikeskus /17/ ................................................ 41
gTaulukko 1. ACS880- ja ACS800- sarjan runkokokovertailu /12/ ............... 14
7
LIITELUETTELO
LIITE 1. Kustannussuunnitelma etätuen lisäämisestä projektiin
8
LYHENTEET JA MERKINNÄT
ABB
Asea Brown Boveri
COM
Tietokoneen sarjaliikenneportti
FDIO
Digitaalinen I/O-laajennusmoduuli
FTP
File Transfer Protocol, tiedostonsiirto- protokolla
HMI
Human Machine Interface, Ihmisen ja koneen välinen rajapinta
I/O
Inputs/Outputs, tulo- ja lähtökanavat
IP
Internet Protocol, Internet protokolla
OPC
OLE for Process Control, standardi rajapinta PLC:n ja valvomoohjelmiston väliseen likennöintiin
PC
Personal Computer, tietokone
PLC
Programmable Logic Controller, ohjelmoitava logiikkaohjain
SD
Secure Digital, muistikorttityyppi
STO
SafeTorqueOff, turvallisuusfunktio
TCP/IP
Transmission Control Protocol/ Internet Protocol, usean Internetliikennöinnissä käytettävän tietoliikenneprotokollan yhdistelmä
USB
Universal Serial Bus, tietokoneissa käytettävä sarjaväylä oheislaitteiden liitämiseen
VPN
Virtual Private Network, virtuaalinen erillisverkko
9
1
JOHDANTO
Tämä opinnäytetyö tehdään ABB Oy:n Industry Solutions- yksikön toimesta. Yksikkö kuuluu yhteen ABB:n organisaation viidestä divisioonasta ja se on erikoistunut erityisesti metsäteollisuuden erilaisiin järjestelmä- ja sähköistysratkaisuihin.
Yksiköllä on kokemusta energiahallinnan-, linjakäytön-, sähköistyksen-, ja instrumentointiratkaisujen toimituksesta jo kymmenien vuosien ajalta ja toiminta on
maailmanlaajuista. /4/
ABB Oy kuuluu maailmanlaajuisesti johtaviin sähkövoima- ja automaatioteknologiaan keskittyviin yrityksiin. Globaalisti yhtiön alaisuudessa työskentelee noin
150 000 henkilöä noin sadassa eri maassa, joista Suomessa työskentelee noin 5
400 henkilöä noin 30 paikkakunnalla. ABB:n tavoitteena on pysyä jatkossakin
johtavassa asemassa sähkövoima- ja automaatioteknologiassa, mikä taataan tutkimukseen ja tuotekehitykseen panostamalla. Lisäksi ABB pyrkii tulevaisuudessa
entistä energiatehokkaampiin ratkaisuihin. Asia on huomioitu muuallakin, sillä
ABB Oy voitti tänä vuonna arvostetun Zayed Future Energy Price 2014- palkinnon suurten yritysten luokassa. /1/, /2/, /6/
Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli laajentaa etävalvontaa sähkönjakelusta
pienjännitepuolen älykkäisiin laitteisiin. Etäyhteys antaisi mahdollisuuden päästä
käsiksi käyttöihin mistä päin maailmaa tahansa. Tavoitteena oli löytää paras ratkaisu niin käytettävyyden kuin kustannuksienkin puolesta. Työn tarve on todellinen, sillä taajuusmuuttajien määrä on tulevaisuudessa lisääntymässä entisestään,
mikä toisaalta taas lisää huoltotoimintaa. Pääasiassa työssä keskitytään ABB:n
uuden ACS880- taajuusmuuttajasarjanetätuettavuuteen.
Työn tutkimusosan alkuvaiheessa tutkimuskohteena ovat etäyhteyden toteutustavat. Tavoitteena on saada pohjatietoa etätuettavuudesta haastattelujen ja manuaaleista saatujen tietojen perusteella. Kerättyjen tietojen pohjalta pyrkimyksenä on
saada kokonaisvaltainen kuva työn toteutustavasta ja asioista, joita tulisi ottaa
huomioon työtä tehdessä.
10
Tutkimusosan toisessa osassa etäkäyttöön mahdollisesti tarvittavat osat tilataan ja
ohjelmat asennetaan, jonka jälkeen alkaa käytännön testaus Vaasan Technobotniatutkimuskeskuksessa. Tavoitteena on testata löytyykö toiminnallisuudessa eroa
paikallis- ja etäkäytön välillä.
Tämä opinnäytetyö rakentuu kuudesta luvusta pois lukien johdanto. Kaksi ensimmäistä lukua sisältävät työhön kuuluvaa teoriaa, millä on tarkoitus luoda pohja
opinnäytetyölle. Ensimmäinen luku sisältää yleisteoriaa taajuusmuuttajasta ja sen
toiminnasta. Toisessa luvussa taas syvennytään enemmän tämän opinnäytetyön
perimmäiseen tutkimuskohteeseen, etätukeen.
Neljäs luku kuuluu omaan kategoriaan, sillä se on työn konkreettinen osuus. Luku
käsittelee etäyhteyden testausta. Testauksessa tavoitteena on testata sekä paikallisettä etäyhteyttä ja etsiä mahdollisia toiminnallisia eroja käyttötapojen välillä. Testaus suoritetaan Vaasan Technobotnia- tutkimuskeskuksessa.
Kaksi viimeistä lukua ovat työn soveltava osuus ja niissä on tarkoituksena tutkia
etävalvonnan soveltuvuutta muihinkin älykkäisiin laitteisiin. Lisäksi lasketaan lisäkustannusten määrä lisäämällä etävalvonnan vaatimat laitteet ja suunnittelu projektiin. Lopussa esitetään yhteenveto, missä selviää kuinka hyvin tutkimus vastasi
odotuksia ja päästiinkö haluttuun lopputulokseen.
11
2
TAAJUUSMUUTTAJA
2.1 Toiminta ja rakenne
Taajuusmuuttaja on laite, jolla saadaan säädettyä sähkömoottorin pyörimisnopeutta portaattomasti. Taajuusmuuttaja kytketään moottorin ja sähköverkon väliin, jolloin pyörimisnopeuden muuttaminen onnistuu taajuutta ja jännitteen tehollisarvoa
säätämällä. Laitteen nimen perusteella voisi luulla, että pelkkä taajuuden säätäminen riittää, mutta näin ei kuitenkaan käytännössä ole, vaan taajuuden lisäksi joudutaan säätämään myös jännitteen tehollisarvoa. Tällä saadaan pidettyä moottorin
magnetointivirta ja -vuo vakiona. Toimenpiteellä ehkäistään ei- toivottuja muutoksia moottorin momentti- ja lämpenemisominaisuuksissa. Käytännössä asia on
yleensä toteutettu siten, että jännitteen ja taajuuden suhde pysyy vakiona aina nimellispisteeseen asti, jonka jälkeen jännite ei enää nouse taajuuden mukana. /15/
Taajuusmuuttaja rakentuu pääosin neljästä eri osasta: tasasuuntaajasta, välipiiristä,
vaihtosuuntaajasta sekä näitä kolmea ohjaavasta ohjauspiiristä. Taajuusmuuttajassa voi olla lisäksi jarrukatkoja välipiirin ja vaihtosuuntaajan välissä. Yksinkertaisuudessaan osien tehtävät ovat seuraavat: tasasuuntaaja muuttaa verkosta tulevan
sinimuotoisen jännitteen tasajännitteeksi. Jännite ei ole vielä puhdasta tasajännitettä, vaan sitä joudutaan tasoittamaan. Tätä varten taajuusmuuttajassa on välipiiri,
missä kondensaattorit toimivat jännitteen tasoittajina. Ne myös toimivat jännitteen
varaajina kommutointien yhteydessä ja näin ollen pitävät välipiirissä olevan tasajännitteen vakaana. Nyt jännite on valmista muutettavaksi takaisin vaihtojännitteeksi. Tätä varten tarvitaan vaihtosuuntausyksikkö, mikä muuttaa jännitteen halutun taajuiseksi vaihtojännitteeksi. Taajuusmuuttajan periaatteellinen rakenne on
esitetty kuviossa 1. /12/, /15/
Taajuusmuuttajakäyttöisellä moottorilla pystytään säästämään suuri määrä energiaa verrattuna suorakäyttöiseen moottoriin. Parhaassa tapauksessa taajuusmuuttajaan sijoitetut rahat voidaan säästää takaisin jo muutamassa kuukaudessa. ABB
arvioikin, että sen maailmalla käytössä olevat käytöt säästävät noin 115 miljoonaa
megawattituntia sähköä joka vuosi. Arvio on vuodelta 2008, joten voidaan päätel-
12
lä, että energiansäästö on lisääntynyt entisestään taajuusmuuttajien määrän lisäännyttyä. /3/
Kuvio 1. Taajuusmuuttajan pääpiiri/11/
2.2 ACS880- taajuusmuuttaja
Uusi ACS880- taajuusmuuttajasarja (Kuvio 2.) lanseerattiin vuonna 2012 ja sen
on tulevaisuudessa tarkoitus jatkaa vanhemman ACS800- malliston jalanjäljillä.
Tehoalue taajuusmuuttajissa pienjännitepuolella on 0,55 - 250 kW ja runkokokoja
taajuusmuuttajasarjassa on yhdeksän. Uuden ACS880- ja vanhan ACS800- taajuusmuuttajasarjan julkaisuiden välillä aikaa on kulunut kymmenen vuotta, joten
joitain muutoksiakin on tullut. /5/
13
Kuvio 2. ACS880- taajuusmuuttajasarja /5/
2.2.1
Ulkoiset uudistukset
Uusi ACS880- taajuusmuuttajasarja eroaa ulkoisesti vanhemmasta ACS800- taajuusmuuttajasarjasta muutenkin kuin pelkältä väritykseltään ja muotoilultaan. Uudistuksena on runkokokojen pienentyminen sekä niiden lisääntyminen. Käytännössä tehoalueeltaan suurempi taajuusmuuttaja saadaan uudessa ACS880- sarjassa
asennettua pienempään tilaan vanhaan ACS800- sarjaan verrattuna (Taulukko
1.). /8/, /7/
14
Taulukko 1. ACS880- ja ACS800- sarjan runkokokovertailu /12/
2.2.2
Sisäiset uudistukset
Sisäisinä muutoksina on kahden hitaimman väyläratkaisun poistaminen sekä tärkeimpänä ominaisuutena uuden turvallisuusfunktion lisääminen. Kyseinen funktio
on odottamattoman käytön estävä sisäänrakennettu STO (SafeTorqueOff)- toiminto, mikä toimii yhdessä muiden pysäytysfunktioiden kanssa. Yksinkertaisuudessaan se poistaa moottorin väännön sammuttamalla ohjauselektroniikan sähkönsyötön. Toiminnalla on saatu aikaan entistä turvallisemmat olosuhteet moottorin
käytölle sekä huollolle. Kyseisestä funktiosta on hyötyä myös etäkäytössä turvallisuutta silmällä pitäen. Taajuusmuuttajasarjaan on myös saatavilla FSO- 11- lisämoduuli, johon voidaan parametroida käyttöönottovaiheessa käyttöön otettavat
turvatoiminnot. /8/
2.2.3
Muita toimintoja
Taajuusmuuttajassa on toiminto, jolla parametrit saadaan tallennettua erilliselle
muistiyksikölle. Toiminnasta on hyötyä esimerkiksi taajuusmuuttajarikossa, jolloin vanhat parametrit saadaan ladattua uudelle taajuusmuuttajalle suoraan muistiyksiköstä. Parametrit voidaan lisäksi tallentaa erilliseen tiedostoon tietokoneelle,
mistä niiden lataaminen uudelle taajuusmuuttajalle onnistuu nopeasti. Ongelmatilanteissa oikeat parametrit voidaan lähettää asiakkaalle, jolloin ne saadaan ladattua nopeasti uudelle taajuusmuuttajalle. Tämä nopeuttaa työskentelyä työmaalla
huomattavasti. /8/
15
Taajuusmuuttajista löytyy lisäksi energian optimointi- toiminto, mikä säätää
moottorin magneettikenttää alhaisemmaksi kuorman ollessa pieni. Toiminnolla
saadaan pienennettyä moottorin häviöitä. Taajuusmuuttajan sisäänrakennetuista
energiatehokkuuslaskureista on apua prosessien analysoinnissa ja optimoinnissa.
/8/
Kuvio 3. ACS880- taajuusmuuttajan ohjauskäyttöliittymät /11/
Kuviossa 3 on kuvattu taajuusmuuttajan lisämoduulipaikat. Analogiset ja digitaaliset I/O- laajennukset sekä takaisinkytkentämoduulit voidaan asentaa korttipaikkoihin 1, 2 ja 3. Kenttäväylämoduulit ja FDIO voidaan asentaa korttipaikkoihin 1
ja 2. Tulevaisuudessa on mahdollista ohjata taajuusmuuttajaa molempien kenttäväylämoduulien kautta. Nykyisessä ohjelmaversiossa pelkkä monitorointi on
mahdollista toisen moduulipaikan kautta. Kahdella väylällä ohjausta voidaan käyttää kriittisissä prosesseissa varmennukseen. Turvamoduulin korttipaikaksi on annettu korttipaikka 2, mutta turvamoduuleille on lisäksi vaihtoehtoinen liitin, mikä
on merkitty numerolla 5. Numero 4 kuvaa muistiyksikköä, mihin parametrit voidaan tallentaa. /11/
16
3
ETÄVALVONTA
Etävalvonta on ajankohtainen aihe, puhuttiin sitten prosessiteollisuudesta tai arkipäiväisistäkin asioista. Etävalvontaa käytetään muun muassa julkisen juna- ja lentoliikenteen valvontaan sekä lukuisissa muissakin arkipäivän asioissa. Nykypäivän ratkaisut antavat mahdollisuuden jopa kodin etävalvontaan. Teollisuudessa
etävalvontaa voidaan käyttää esimerkiksi tuotantoprosessin tehokkuuden parantamiseen tai käyttö- ja huoltotoimiin, kuten tässä työssä. Teollisuudessa esimerkiksi nosturikäytössä etävalvonnan avulla voidaan lisätä myös turvallisuutta erilaisten turvallisuustoimien, kuten hätäpysäytysten raportoinnin johdosta. Tällä
voidaan välttää mahdolliset tapaturmat sekä laiterikot.
Teollisuudessa pienjännitepuolella taajuusmuuttajien määrä on lisääntymässä
vauhdilla, mikä taas lisää huoltotoimintaa entisestään. Etävalvonnan avulla huoltotoiminnasta saataisiin entistä tehokkaampaa ja asiakasystävällisempää. Käyttöjä
pystyttäisiin valvomaan etäyhteyden kautta, minkä ansiosta huoltotoimet pystyttäisiin toteuttamaan mahdollisesti ilman, että huoltomiehen tarvitsisi mennä fyysisesti käyttöjen luo. Etävalvonnalla on myös säästävä vaikutus, sillä ylimääräiset
huollosta johtuvat matkustelut voitaisiin karsia pois.
17
3.1 Etäyhteyden toteuttaminen ideatasolla
Etäyhteys oli tarkoitus toteuttaa niin, että yhteys otetaan yhteen pisteeseen, mistä
olisi mahdollista toteuttaa samat toiminnot sekä paikallisesti että etäyhteyden välityksellä. Yksinkertaisuudessaan etäyhteys- ympäristö rakentuu käyttäjästä, kahdesta tietokoneesta: etä- PC:stä ja paikallis- PC:stä, siirtotieväylästä sekä käytöistä
(Kuvio 4.).
Kuvio 4. Etäyhteys- ympäristö /10/
Etäyhteyden rakentamisessa tuli ottaa huomioon, että valmistuneissa projekteissa
suurimmassa osassa taajuusmuuttajien ohjaamiseen oli käytetty Profibus- väylää.
Ensimmäinen ajatus piti siis perustaa sen pohjalle, että taajuusmuuttajia ohjataan
Profibus- väylällä ja tiedonsiirto toteutetaan jollain toisella väyläratkaisulla.
Seuraavaksi tuli miettiä mitä tietoa taajuusmuuttajasta halutaan ja mitä toimintoja
halutaan käyttää etäyhteyden kautta. Tärkeimmiksi asioiksi osoittautuivat parametrien, oloarvojen ja vikarekisterin luku. Lisäksi mahdollisesti parametrien vaihtaminen oli taajuusmuuttaja- eksperttien toivelistalla. Pohdittavana oli, millä skenaariolla kyseiset toiminnot saataisiin etäyhteyden avulla toteutettua.
18
3.2 Taajuusmuuttajaohjelmat
Ensimmäisenä tutkimuksen kohteena oli, mitkä ohjelmat toimivat ACS880- taajuusmuuttajasarjan kanssa. Linjakäytöissä käytetään DriveWindow 2- nimistä ohjelmaa ACS800- pienjännitetaajuusmuuttajien käyttöön ja valvontaan, joten kyseinen ohjelma oli ensimmäisenä tutkimuksen kohteena.
3.2.1
Drive Window 2- ohjelma
Drive Window 2- ohjelma on pääasiassa ACS800- taajuusmuuttajasarjalle tehty
OPC- pohjainen käyttöönotto- ja ylläpitotyökalu. Ohjelma käyttää tiedonsiirtoprotokollana valokuitua ja siitä löytyy valmiina mahdollisuus etäyhteyden muodostamiseen. /10/
Drive Window 2- ohjelman manuaalista selvisi, että jotkin ohjelman funktioista
eivät toimi tai toimivat vain osittain uuden ACS880- sarjan kanssa. Lisäksi Drive
Window 2 ei toimi yksinään ACS880- taajuusmuuttajien kanssa, vaan se vaatii
lisäksi DriveDA OPC- serverin sisältävän ohjelman asennuksen. /10/
Ohjelman puutteet ACS880- taajuusmuuttajasarjassa /10/:

Ei systeemin ohjelmiston varmuuskopiointia, tallennusta tai latausta

Parametrien latausta pitäisi välttää

Vain englanti käyttökielenä

Käyttöjen nimet saavat sisältää pelkästään latinalaisia aakkosia

Ei dynaamista parametritukea

Dataloggeria ei voi konfiguroida, pelkkä ohjaus

Vain kuusi kanavaa dataloggerista voidaan näyttää kerrallaan

Vain kuutta kanavaa voidaan monitoroida kerrallaan.
Puutteista pahin oli parametrien lataus, mitä kehotettiin välttämään. Käytännössä
työmaalla parametrit ladataan suoraan taajuusmuuttajiin, eikä niitä ruveta yksitellen asettelemaan esimerkiksi sataan eri taajuusmuuttajaan näyttöpaneelien kautta.
Näin ollen ohjelman sopivuus ACS880- sarjaan näytti huonolta.
19
Drive Window 2- ohjelmasta löytyy erilaisia toimintoja taajuusmuuttajien käyttöön ja valvontaan liittyen. Perustoimintoina löytyy käyntiin/seis- toiminnot, signaalien monitorointi sekä parametrien tarkastelu ja muutokset. Lisäksi siitä löytyy
vikaloki, mikä mahdollistaa vikojen tarkastelun jälkeenpäin. Tiedonsiirtotienä
Drive Window 2 käyttää oletuksena optista kuitua. DriveDA OPC- serverin sisältävällä lisäohjelmalla, kuten esimerkiksi Drive composer pro:lla, saadaan tiedonsiirtovaihtoehdoiksi esimerkiksi PROFINET, jolloin siirtotienä voidaan käyttää
Ethernet- verkkoa. Aliohjelmalla ACS880- sarjan taajuusmuuttajat saadaan toimimaan ohjelman kanssa (Kuvio 5.). /10/
Kuvio 5. Liitettävyys ACS880- taajuusmuuttajaan /10/
3.2.2
Drive composer pro- ohjelma
Drive composer pro-ohjelma on OPC- pohjainen käyttöönotto- ja ylläpitotyökalu
ACS580- ja ACS880- taajuusmuuttajasarjoille. Ohjelma on tarkoitettu taajuusmuuttajien ohjaukseen ja valvontaan. Ohjelmasta on kaksi versiota: Drive composer entry ja Drive composer pro. Entry on ilmaisversio, minkä saa suoraan ladattua Internetistä ABB:n verkkosivuilta. Se on tarkoitettu kokeiluversioksi, eikä
siihen näin ollen pysty esimerkiksi liittämään kuin yhden taajuusmuuttajan. Proversio taas puolestaan on maksullinen versio ja se tukee kaikkia ominaisuuksia
20
mitä ohjelma tarjoaa. Molemmista versioista löytyy ohjelman demo, millä pystyy
esikatselemaan ohjelman toimintoja ilman, että tietokone on liitettynä käyttöihin.
Pro- versiossa on lisäksi mahdollista muokata parametritiedostoja offline- tilassa.
Ohjelma tunnistaa liitetyt käytöt automaattisesti, joten erillistä konfigurointia laitteille ei tarvita. /9/
Ohjelmasta löytyy useita toimintoja niin taajuusmuuttajien käyttöön kuin monitorointiinkin. Ohjaukseen ohjelmasta löytyy käyntiin, seis ja suunta- toiminnot. Lisäksi ohjelmalla pystytään säätämään taajuusmuuttajan nopeus-, momentti- tai
taajuusohjetta. Ohjelmalla pystyy perusmonitoroinnin ja käyttöjen tilatietojen luvun lisäksi lukea ja asettaa parametreja sekä monitoroida taajuusmuuttajista tulevia signaaleja joko numeerisessa tai graafisessa muodossa. Lisäksi ohjelmassa on
FSO- 11- turvallisuusfunktioiden konfigurointi- toiminto ja yhtenä tärkeänä ominaisuutena tapahtuma- ja vikaloki (Kuvio 6.). /9/
Kuvio 6. Tapahtuma- ja vikaloki
21
Ohjelmasta löytyy myös hyödyllisiä lisätoimintoja. Siihen pystyy luomaan käyttäjäkohtaisia työtiloja mieltymysten mukaan ja macroscriptienkin luominen onnistuu. Väyläprotokollista Drive composer pro tukee Ethernet- pohjaisia ratkaisuja,
kuten Ethernetiä ja PROFINETiä. Lisäksi ohjelma tukee taajuusmuuttajien liittämistä suoraan USB- väylän kautta. USB- liityntä tapahtuu suoraan taajuusmuuttajan ohjelmointipaneelista. /9/
Ohjelma tukee myös samanaikaista työskentelyä useiden käyttöjen kanssa (master/follower). Kytkentä tapahtuu linkittämällä käytöt toisiinsa RJ45- kaapelilla paneeliportin kautta (Kuvio 7.). Jokaiselle taajuusmuuttajalle tulee antaa ohjelman
parametriasetuksiin oma numero 1…32 väliltä. Maksimimäärä taajuusmuuttajia
yhteen solmuun on 32. Kytkemisen jälkeen jokaiselle taajuusmuuttajalle tulee lisäksi antaa oma nimi. /9/
Kuvio 7. Taajuusmuuttajien liittäminen peräkkäin /9/
22
3.3 Huoltoväylä
Seuraavaksi tutkittavana olivat eri tiedonsiirtovaihtoehdot. Vanhassa ACS800sarjan pienjännitetaajuusmuuttajien tiedonsiirtoon oli käytetty optista kuitua, mutta uudessa ACS880- sarjassa tätä mahdollisuutta enää ollut. Uuteen sarjaan löytyi
kuituliitäntää tukeva moduuli, mutta kuituyhteys oli tarkoitettu ainoastaan isäntä/orja- ohjaukseen tai ulkoiseen ohjaukseen. Vanha ratkaisu ei siis enää käynyt,
vaan tilalle piti löytää uusi. ACS880- taajuusmuuttajasarjaan on saatavana monia
eri tiedonsiirtoratkaisuja tukevia moduuleita. Suurimpana huoltoväylän kriteerinä
oli tiedonsiirron nopeus, sillä mitä nopeampi väylä, sitä enemmän taajuusmuuttajia pystytään kytkemään huoltoväylään. /18/
Alla on lista ACS880- taajuusmuuttajasarjaan saatavista sovitinmoduuleista ja
tuetuista tiedonsiirtoprotokollista /11/:

FCAN-01, CANopen- sovitinmoduuli

FCNA-01, ControlNet™- sovitinmoduuli

FDNA-01, DeviceNet™- sovitinmoduuli

FECA-01, EtherCAT- sovitinmoduuli

FEPL-01, Ethernet POWERLINK– sovitinmoduuli

FENA-11, Ethernet/IP™-, Modbus/TCP- ja PROFINET -sovitinmoduuli

FENA-21, kaksiporttinen Ethernet/IP™-, Modbus/TCP- ja PROFINET sovitinmoduuli

FLON-01, LonWorks®-sovitinmoduuli.
23
3.4 NETA-21 etävalvontatyökalu
Taajuusmuuttajille on myös olemassa etävalvontamoduuli nimeltään NETA-21
(Kuvio 8.). Sen avulla etävalvonta onnistuu web- selaimen välityksellä. NETA21:ssä on sisäänrakennettu web- palvelin ja sen toimii useimpien web- selainten
kanssa. Etävalvonta on mahdollista niin tietokoneella kuin muillakin selainpohjaisilla laitteilla, kuten tabletilla tai älypuhelimella. Moduulin avulla miehittämättömiä sovelluksia voidaan valvoa ja ylläpitää monilla teollisuudenaloilla, kuten vesi- ja tuulivoimaloissa, rakennusteollisuudessa, öljy- ja kaasuteollisuudessa. Älykkäässä työkalussa on tarvittavat ohjelmat käyttöliittymälle, tiedonsiirrolle sekä
tiedon säilytykseen. Palvelin mahdollistaa helpon pääsyn, reaaliaikaiset tiedot ja
kaksisuuntaisen tiedonsiirron taajuusmuuttajan kanssa. Moduulia voidaan käyttää
myös etä- PC:n korvaajana, joten paikallista tietokonetta ei välttämättä tarvita.
/16/
Kuvio 8. NETA-21- etävalvontamoduuli /16/
24
Etävalvonnan lisäksi NETA-21- etävalvontamoduulilla pystytään lukemaan ja tallentamaan tietoja menneistä tapahtumista tai sen hetkisestä tapahtumista. Sen
avulla pystytään muun muassa lukemaan ja säätämään taajuusmuuttajan parametriarvoja sekä lukemaan tilatietoja. NETA-21:sestä löytyy myös vikaloki, minkä
tiedot pystytään tallentamaan muistiin ja lähettämään esimerkiksi käyttäjän sähköpostiin. Muistipaikkana NETA-21 käyttää SD- muistikorttia, mistä tiedot voidaan tallentaa FTP (FileTransferProtocol)- serverille. Raportointi voidaan myös
toteuttaa niin, että raportit lähetetään suoraan sähköpostiin joko tietyin väliajoin
tai reaaliaikaisena. Lisäksi NETA-21 voidaan ohjelmoida raportoimaan esimerkiksi vian tai varoituksen seurauksena. Oletuksena NETA-21 tallentaa kaikki
muutetut käytön tapahtumat ja parametrit SD- muistikortille päivittäin. Sähköpostiraportointiin voi lisäksi itse vaikuttaa luomalla halutessa oman raportointiformaatin. /16/
Liitettävyysvaihtoehtoina NETA-21:seen olivat RJ45- liityntä taajuusmuuttajan
paneeliportin kautta tai FENA-11 moduulin kautta (Kuvio 9.) Ethernet- kaapelilla.
RJ-45- portteja NETA-21:sestä löytyy kaksi kappaletta ja yhteen porttiin on liitettävissä 32 käyttöä. Paneeliporttia käytettäessä ongelmaksi tulee se, että taajuusmuuttajan omaa paneelia ei pysty enää liittämään taajuusmuuttajaan, koska NETA-21 ”varastaa” taajuusmuuttajan paneeliporttipaikan. Näin ollen ohjelmointi
suoraan taajuusmuuttajan omasta näytöstä ei onnistu. /16/
25
Kuvio 9. NETA-21 liitäntämahdollisuudet /20/
Käyttöjen valvontaan pääsee kirjoittamalla selaimeen NETA-21- moduulin IPosoitteen, minkä jälkeen ohjelma avaa näkymän laitteisiin. Ohjelma vaatii käyttäjätunnuksen ja salasanan, millä estetään ulkopuolisten pääsy käyttöihin. Ohjelmaan on mahdollista tehdä eri käyttäjille erilaisia näkymiä ja niillä pystytään
myös rajoittamaan valtuuksia ohjelmaan. Esimerkiksi admin- käyttäjällä on valtuudet kaikkiin ohjelman toimintoihin, mutta user- käyttäjällä valtuuksia on rajoitettu pelkkään monitorointiin. Ohjelman avulla käyttöjen monitorointi on mahdollista useammasta paikasta yhtä aikaa. /16/
NETA-21:sen selainpohjaisella ohjelmalla käyttöjen ohjaus ei onnistu, vaan se on
tarkoitettu pelkästään käyttöjen monitorointiin. Monitorointiin ohjelmasta löytyykin paljon hyödyllisiä toimintoja. Ohjelmalla pystyy lukemaan ja asettamaan parametriarvoja sekä lukemaan tilatietoja ja sen hetkisiä arvoja käytöiltä. Ohjelmalla
pystyy myös kuittaamaan vikatiloja jos vika on jo poistunut. Lisäksi ohjelmasta
26
löytyy dataloggeri sekä vikaloki. Molemmista on mahdollista tallentaa tiedot suoraan omalle tiedostolle joko SD- muistikortille tai FTP- serverille. /16/
3.5 Turvallinen etävalvontayhteys
Turvallinen etäyhteys on tärkeä osa etäyhteyttä, sillä sen avulla varmistutaan siitä,
että käyttöihin pääsee käsiksi ainoastaan asianmukaiset henkilöt. Tietoturva on
tärkeässä osassa etäyhteyttä rakennettaessa, sillä ilman kunnollista salausta työmaalla on mahdollista saada aikaan suurta vahinkoa väärien tahojen päästessä käsiksi käyttöihin. Etäyhteydestä haluttiin saada mahdollisimman suojattu, joten
käyttöjen ja ulkopuolisen verkon välille laitettiin erillinen laite, joka luo oman virtuaalisen erillisverkon valvottaville laitteille.
Virtuaalista erillisverkkoa kutsutaan nimellä VPN (VirtualPrivateNetwork) ja sitä
käytetään paikoissa, joiden toiminta halutaan salata ulkopuolisilta. VPN käyttää
datayhteyden salaukseen erityistä tunneliprotokollaa. Yhteyden tunneloinnilla salataan kahden tai useamman pisteen välinen dataliikenne ulkopuolisilta ja yhteyden todennuksella varmistetaan VPN- yhteyden osapuolet oikeaksi. Virtuaalinen
erillisverkko saadaan luotua ABB:n FOX Firewall AFF650- nimisellä laitteella,
mikä asennetaan valvottavien laitteiden ja ulkoisen verkon väliselle osuudelle
(Kuvio 10.). /13/
27
Kuvio 10. ABB FOX Firewall AFF650- palomuurin toiminta /23/
3.6 Etävalvonnan toteutus
Lopullinen ratkaisu pyrittiin tekemään mahdollisimman järkevällä tavalla niin
toimivuuden kuin kustannuksienkin puolesta. Ratkaisu on myös mietitty tulevaisuutta silmällä pitäen ja siinä on myös huomioitu mahdolliset etävalvontamahdollisuudet muille älykkäille laitteille.
3.6.1
Etäyhteyden muodostus
Etäyhteyden muodostamiseen oli monia eri tapoja. Vaihtoehtoina oli etäyhteyden
muodostus NETA-21- etävalvontamoduuliin, erilliseen etäyhteys- moduuliin tai
suoraan tietokoneeseen. NETA-21:n käyttö olisi rajoittanut etävalvonnan pelkkiin
taajuusmuuttajiin, eikä sen lisäämisestä tässä ratkaisussa olisi ollut käytännössä
hyötyä toteutuksen kannalta. Parhaaksi vaihtoehdoksi osoittautui etäyhteyden ottaminen suoraan etä- PC:seen käyttämällä Windowsin omaa Remote desktop connection- ohjelmaa. Tällöin tietokoneisiin ei tarvitsisi asentaa erillisiä etävalvonta-
28
ohjelmia, eikä lisäkustannuksia tulisi erillisistä moduuleista. Ratkaisussa on lisäksi laajennusmahdollisuus muiden laitteiden valvontaan etäyhteyden kautta.
Ohjelma käyttää hyväksi tietokoneiden IP- osoitteita, joiden avulla yhteys koneiden välillä saadaan luotua. Ennen etäyhteyden luomista etä- PC:n etäyhteysasetuksista tulee sallia etäyhteyden muodostaminen.
3.6.2
Taajuusmuuttajan ohjelma
Ohjelmana päätettiin käyttää Drive composer pro- ohjelmaa, mistä löytyi kaikki
tarvittavat toiminnot taajuusmuuttajien valvontaan ja ohjaukseen. Ohjelma on tarkoitettu ACS880- taajuusmuuttajille, mikä takasi sen, että kaikki ohjelman toiminnot toimivat kyseisen taajuusmuuttajasarjan kanssa.
Aluksi työmaalta saattaa löytyä lisäksi ACS800- sarjan taajuusmuuttajia, jolloin
on myös pakollista käyttää lisäksi Drive Window 2- ohjelmaa, sillä Drive composer pro ei tue ACS800- taajuusmuuttajien liittämistä.
3.6.3
Väyläratkaisu
Aluksi ajatuksena oli rakentaa erillinen ”huoltoväylä” etä- PC:n ja käyttöjen välille. Lopullinen ratkaisu kuitenkin toteutettiin käyttämällä PROFINET- väylää
(Kuvio 11.), mikä tukee kaksisuuntaista tiedonsiirtoa. Kaksisuuntainen tiedonsiirto antaa mahdollisuuden sekä tiedonsiirtoon että ohjaukseen. Näin ollen ei tarvitse
rakentaa erillistä huoltoväylää, vaan molemmat toiminnot voidaan toteuttaa samaa
väylää pitkin.
PROFINET on tiedonsiirtokäytäntö, jossa Ethernetiin TCP/IP- liikenteen rinnalle
on lisätty teollisuussovellutusten edellyttämät ominaisuudet. Tiedonsiirtonopeudeltaan PROFINET tukee jopa 100 Mb/s tiedonsiirtonopeutta, mikä on noin
18 kertaa nopeampi kuin Profibus- väylän tiedonsiirtonopeus. PROFINETin kanssa käytettävien verkkokomponenttien pitää tukea 10/100 Mb/s Fast Ethernetiä sekä Full- duplex- tiedonsiirtoa. Full-duplex- tiedonsiirrossa verkkokomponentti
pystyy samanaikaisesti lähettämään ja vastaanottamaan samalla portilla, koska
sekä lähetykselle että vastaanotolle on oma linjansa. /17/
29
Työmaalla vanhoissa projekteissa tullaan luultavasti aluksi käyttämään niin sanottuja Proxy- muuntimia (Kuva 12.), mitkä kääntävät sanomat Profibusista PROFINETiin ja toisinpäin. Muuntimia voidaan käyttää esimerkiksi projekteissa, joissa pelkkä väyläratkaisu muutetaan PROFINETiin. Näin väyläratkaisu olisi tulevaisuutta ajatellen valmiiksi rakennettu ja esimerkiksi vanhojen taajuusmuuttajien
vaihto uusiin ACS880- sarjan taajuusmuuttajiin voidaan tehdä osissa. /17/
Kuvio 11. PROFINET- kaapeli /19/
30
Kuvio 12. PROFINET Proxy /17/
Taajuusmuuttajat tarvitsevat PROFINET- liityntään erillisen FENA-11- adapterin
(Kuvio 13.), mikä tukee Ethernet/IP™-, PROFINET- ja Modbus/TCP- protokollia. Jokaiselle moduulille tulee asettaa erillinen kiinteä IP- osoite, millä mahdollistetaan käyttöjen tunnistaminen. Drive composer pro- ohjelmassa jokaiselle käytölle pystyy antamaan oman nimen, mikä helpottaa tietyn taajuusmuuttajan etsimisessä. Drive composer pro – FENA-11 – PROFINET- yhdistelmällä käyttöjen liitettävyyden enimmäismäärä on 1000 kappaletta. Ainut rajoitus on käyttöjen ja
kytkimen välinen etäisyys, mikä saa olla maksimissaan 100 metriä. Kytkennässä
FENA-11 tukee tähtitopologiaa (Kuvio 14.). /9/, /22/
Drive composer pro ei vielä tue kaksiporttista FENA-21- moduulia, mutta se tulee
päivitysten myötä tulevaisuudessa toimimaan. Moduuli mahdollistaa taajuusmuuttajien peräkkäisen kytkennän (Kuvio 15.). /9/, /22/
31
Kuvio 13. FENA-11- moduuli taajuusmuuttajaan /22/
Kuvio 14. FENA-11 tukee kytkennässä tähtitopologiaa /22/
32
Kuvio 15. FENA-21 tukee kytkennässä väylätopologiaa /22/
33
4
TESTAUS
Testaus suoritettiin pääsääntöisesti Vaasan Technobotnialla. Technobotnia sijaitsee Vaasan kampusalueella ja se toimii yleisesti tutkimuskeskuksena Vaasan ammattikorkeakoulun, Vaasan yliopiston ja Yrkeshögskolan Novian opetuskäytössä.
Lisäksi se tarjoaa yrityksille mahdollisuuden testata ja tutkia uusia laitteita. Yhteistyö koulujen ja paikallisten firmojen kanssa onkin tiivistä, mistä kertoo se, että
laitoksesta löytyy useita paikallisten firmojen valmistamia laitteita. ABB on antanut opetuskäyttöön useita moottoreita sekä älykkään MNS iS- moottorikeskuksen,
mikä sisältää kaksi ACS880- taajuusmuuttajaa. Työolot olivat otolliset testaukseen, joten testaus päätettiin suorittaa siellä. /21/
Pieni testaus suoritettiin myös ABB:n tiloissa, missä testattiin toimintaa lisäämällä
AFF650 FOX Firewall- palomuuri ulkoisen verkon ja tietokoneen välille. Ainoa
huomio palomuurin lisäämisessä oli, että se lisää pientä viivettä toimintaan. Muuten toiminta oli moitteetonta.
4.1 Testausvalmistelut
Testaus aloitettiin lataamalla ABB:n sivuilta Drive composer entry- ohjelma. Entry- versio sopi täydellisesti testaustarkoitukseen, sillä se tukee vain yhden taajuusmuuttajan liittämissä, mikä oli tarpeeksi testauksessa ja siitä löytyy lisäksi
kaikki oleelliset toiminnot, kuten parametrien tarkastelu ja muuttaminen. Pro- versio ei olisi tuonut testaukseen mitään oleellista muutosta. Ohjelma tarvitsi ajurien
asennuksen tietokoneen COM- porttiin toimiakseen. Kyseiset ajurit olivat niin
ikään ladattavissa ABB:n sivuilta ja ohjeet niiden asennukseen löytyivät ohjelman
manuaalista.
4.2 Etäyhteyden muodostus
Seuraavaksi testauksen alla oli etäyhteyden muodostaminen tietokoneiden välillä.
Ensimmäisenä piti sallia etä- tietokoneesta etäyhteyden muodostus tietokoneen
asetuksista (Kuvio 16.).
34
Kuvio 16. Etäyhteyden salliminen
Koneet yhdistettiin toisiinsa Ethernet- kaapelilla, minkä jälkeen molemmille tietokoneille annettiin kiinteät IP- osoitteet. Toimenpiteellä tietokoneet saatiin samaan
verkkoon, mikä vaaditaan etäyhteyden muodostamisen mahdollistamiseksi. Käytännössä molempien tietokoneiden IP- osoitteen kaksi ensimmäistä osaa tulee olla
samat ja lisäksi aliverkon osoite tulee olla sama molemmissa tietokoneissa. Testauksessa tietokoneiden IP- osoitteet olivat197.168.72.30 ja 197.168.72.91 ja aliverkon osoite oli 255.255.255.0. Yhteyden muodostus Remote desktop connection- ohjelmalla on esitetty kuviossa 17.
35
Kuvio 17. Yhteyden muodostus etä- tietokoneelle Remote Desktop Connection- ohjelmalla
4.3 Etäyhteyden testaus käytännössä
Testausmoottorina oli ABB:n valmistama 2,2kW oikosulkumoottori. Taajuusmuuttajaan oli jäänyt muistiin vanhat moottoriparametrit, joten aluksi parametrit
tuli muuttaa oikeiksi. Parametrit vaihdettiin etäyhteyden kautta (Kuvio 18.), eikä
ongelmia ilmennyt.
36
Kuvio 18. Moottoriparametrit
Parametrien asettelun jälkeen alkoi testaus. Testauksessa tärkeimpänä asiana oli
testata ohjelman ulkoinen toimivuus etäyhteyden kautta, joten suurempiin testauksiin ei ryhdytty. Tarkastelun alla oli, tuleeko ohjelman toimintoihin viivettä etäyhteyden kautta käytettynä ja muuttuvatko tilatiedot reaaliajassa (Kuvio 19.).
37
Kuvio 19. Käytön tilatiedot
Lopputuloksena voi sanoa, että ohjelma toimi hyvin niin paikallisesti kuin etäyhteyden kauttakin. Huomattavia viiveitä tai virheitä toiminnallisuudessa ei löytynyt, vaan kaikki funktiot toimivat odotetusti. Valikoiden avaus oli ainut, missä
pieniä viiveitä oli, mutta ei kuitenkaan haitaksi asti.
38
5
ETÄVALVONNAN LISÄÄMINEN PROJEKTIIN
Etävalvonta oli aluksi tarkoitus toteuttaa vanhaan projektiin ideatasolla ja laskea
siitä koituvat kustannukset. Tulevaisuuden projekteista löytyi kuitenkin tapaus,
jossa etävalvonta voitaisiin toteuttaa tai mahdollisesti ainakin tarjota asiakkaalle,
joten laskelmat tehtiin kyseiseen projektiin.
Käytännössä laskennassa vertailtiin kustannuksellista eroa Profibus- ja PROFINET- väylätoteutusten välillä. Etävalvonnasta kun ei käytännössä tule lisäkustannuksia, jos projekti päätetään alun perin toteuttaa PROFINET- väyläratkaisulla,
vaan se tulee asiakkaalle ikään kuin ”kaupan päällisenä”. Koska valmiita lukuja ei
saa esittää, lopullinen laskelma jää ainoastaan ABB:n tietoon.
39
6
KAUKOMONITOROINNINLAAJENNUSMAHDOLLISUUDET
Periaatteessa kaukomonitoroinnin laajennusmahdollisuudet ovat rajattomat otettaessa etäyhteys suoraan etä- PC:seen. Seuraavaksi kuitenkin kaksi esimerkkiä,
kuinka PROFINETin avulla etävalvottavaa verkkoa voitaisiin mahdollisesti laajentaa. Ensimmäisen PROFINET IO- ratkaisu ja toisena etävalvonnan laajennus
älykkääseen MNS iS- moottorikeskukseen.
6.1.1
PROFINET IO
PROFINET IO- ratkaisulla voidaan liittää taajuusmuuttajien lisäksi monia muitakin laitteita ohjausväylään. Control Builder Plus- ohjelma tukee niin ACS880taajuusmuuttajasarjan kuin AC500 PLC CODESYS- ohjelmointia. Ohjelma sisältää Drive Management- lisäosan, jolla on mahdollista parametroida taajuusmuuttajia kenttäväylän läpi. Lisäksi sillä on mahdollista palauttaa ja vertailla parametria, monitoroida signaaleja. Kaikki onnistuu pelkällä yhdellä yhteydellä AC500
PLC:een. Liittäminen onnistuu joko Profibusin tai PROFINETin avulla. Ohjelma
on lisäksi yhteensopiva Drive composer pro:n kanssa (Kuvio 20.), joten molempien ohjelmien käyttö samanaikaisesti on mahdollista. Control Builder Plus- ohjelmalla voidaan konfiguroida ohjausjärjestelmiä, taajuusmuuttajia, ohjelmoitavia
logiikoita, paikallisia ja kauempana olevia I/O:ta sekä HMI:tä (Kuvio 21.). /19/
40
Kuvio 20. Yhteyden jakamisen salliminen Drive composer pro- ohjelmasta /9/
Kuvio 21. Laajennusmahdollisuus CODESYS- ohjelmoinnilla /20/
41
6.1.2
ABB MNS iS- älykäs moottorikeskus
Koska testaus tehtiin ABB:n älykkääseen MNS iS- moottorikeskukseen, tutkittavaksi tuli, olisiko etätuettavuus mahdollista laajentaa keskuksen muihinkin laitteisiin.
Toistaiseksi keskuksissa käytetään vielä kahta erillistä väylätyyppiä: Ethernet valvotaan ja Profibus ohjaukseen. PROFINETin avulla väyläjärjestelmästä saataisiin
yhtenäinen, mikä taas tekisi tiedonsiirrosta optimaalisemman. PROFINET poistaisi tarpeen käyttää omaa erikoisväyläänsä keskuksen kullakin eri tasolla. Väylä
voitaisiin suoraan liittää antureihin, logiikoihin, valvomoihin sekä raportointijärjestelmiin. Väylätasojen puuttumisen ansiosta tiedot saataisiin suoraan laitteista
ilman, että logiikan tarvitsee toimia välittäjänä. Lisäksi PROFINETin ansiosta automaatioverkko on mahdollista yhdistää tehdasverkkoon ja Internetiin. /17/
Älykkäässä MNS iS- moottorikeskuksessa (Kuvio 22.) etäyhteyden avulla voitaisiin periaatteessa ohjata ja monitoroida kaikkia keskuksen älykkäitä laitteita
PROFINET- väylää käytettäessä.
Kuvio 22. MNS iS- älykäs moottorikeskus /17/
42
7
YHTEENVETO
Etätuen lisääminen ACS880- taajuusmuuttajasarjaan onnistui varsin hyvin. Tavoitteena oli saada tarkasteltua parametriarvoja, tilatietoja ja vikarekisteriä etäyhteyden kautta. Lopullisessa ratkaisussa kaikkien edellä mainittujen toimintojen
lisäksi pystytään muun muassa ohjaamaan taajuusmuuttajia ja käytännössä tekemään kaikki samat asiat kuin paikalliskäytössä.
Ratkaisu oli kustannuksiltaan mahdollisimman halvaksi mietitty, mikä tulee olemaan tärkeässä roolissa tulevaisuudessa hintakilpailun ollessa kova. Uusissa projekteissa PROFINET- ratkaisulla toteutettuna etätuki tulee asiakkaalle ”kaupan
päälle”, sillä PROFINETiä käytettäessä erillistä huoltoväylää ei tarvitse rakentaa.
Lopullisessa ratkaisussa on myös laajennusmahdollisuus muihin älykkäisiin laitteisiin, sillä etäyhteyden avulla päästään suoraan käsiksi etä- PC:seen, mikä antaa
rajattoman mahdollisuuden laitteiden valvontaan. Käytännössä kaikkia työmaalla
valvottavia laitteita pystytään valvomaan myös etäyhteyden kautta.
43
LÄHTEET
/1/ ABB in brief. 2014. Viitattu 20.2.2014.
http://new.abb.com/about/abb-in-brief
/2/ ABB lyhyesti. ABB Suomessa. Viitattu 17.2.2014.
http://new.abb.com/fi/abb-lyhyesti/suomessa
/3/ ABB Oy, ABB Suomessa. Tuotteet & palvelut. Tuotteet ja järjestelmät. Mikä
taajuusmuuttaja on?. 2008. Viitattu 10.3.2014.
http://www.abb.fi/cawp/db0003db002698/d5b664f5dd909412c1257291003ef7cc.
aspx
/4/ ABB Oy, Industry Solutions. Viitattu 17.2.2014.
http://new.abb.com/fi/abb-lyhyesti/suomessa/yksikot/industry-solutions
/5/ ABB Oy, Tuotteet ja järjestelmät. Taajuusmuuttajat ja tasavirtakäytöt. Pienjännitetaajuusmuuttajat. Industrial drive- taajuusmuuttajat. ACS880 single
drives.ACS880-01. 2012. Viitattu 10.3.2014.
http://www05.abb.com/global/scot/scot201.nsf/veritydisplay/142fdc609905c745c
1257b9000274e2f/$file/FI_ACS880_single_drives_RevE.pdf
/6/ ABB Suomessa. Media. Lehdistötiedotteet 2014. 2014. Viitattu 26.2.2014.
http://www.abb.fi/cawp/seitp202/d1e84fdab866bd4ac1257c7e00273312.aspx
/7/ ACS800-01-laiteopas, ABB. Viitattu 10.3.2014.
http://www.auser.fi/data/attachments/FI_ACS800-01_hardware%20manual_1.pdf
/8/ ACS880-01-laiteopas, ABB. Viitattu 10.3.2014.
http://www05.abb.com/global/scot/scot201.nsf/veritydisplay/71ce8071e2a7ae2bc
1257bd70046ade1/$file/FI_ACS88001_0_55to250kW_HW_E_plus_update_notice_screen.pdf
/9/ Drive composer user`s manual. Viitattu 2.4.2014
http://www05.abb.com/global/scot/scot201.nsf/veritydisplay/6325912e35adaff5c1
257c9e004ed600/$file/Drive_composer_PC_Tool_user_manual.pdf
/10/ DriveWindow 2 user´s manual. Viitattu 2.4.2014.
44
http://www05.abb.com/global/scot/scot201.nsf/veritydisplay/c5bf8890c1312e72c
1257ad400498948/$file/User_Manual_EN.pdf
/11/ Hardware manual, ACS880-01 drives. Viitattu 7.3.2014.
http://www05.abb.com/global/scot/scot201.nsf/veritydisplay/968d5e287688b373c
1257cb4004009a5/$file/en_ACS880_01_HW_rev_H_scrres_plus_Update_notice.
pdf
/12/ Harju, J. Insinöörityö. 2013. ACS880 toiminnallisuus. Vaasan
ammattikorkeakoulu.Viitattu 27.2.2014.
/13/ Huuhka, R. Insinöörityö. 2011. Turvallisen etäyhteyden luominen.Oulun seudun ammattikorkeakoulu. Viitattu 24.3.2014.
https://www.theseus.fi/xmlui/bitstream/handle/10024/24740/Huuhka_Riku.pdf?se
quence=1
/14/ Industrial Ethernet book. Viitattu 15.4.2014.
http://www.iebmedia.com/index.php?parentid=39&showdetail=true&id=7519
/15/ Jokinen, K. Yliopettaja. Vaasan ammattikorkeakoulu. Luentomoniste. Moottorikäyttöjen ohjaus ja suojaus. Viitattu 20.02.2014.
/16/ NETA-21 user´smanual. Viitattu 18.2.2014
http://abblibrary.abb.com/global/scot/scot201.nsf/veritydisplay/d60fa18c0c3f5d8b
c1257bdb00225a78/$file/NETA_21_UM_rev_C_screen.pdf
/17/ Nieminen, J. Lehtori. Vaasan ammattikorkeakoulu. Luentomoniste. 2010.
Väyläjärjestelmät. Viitattu 29.4.2014.
/18/ Ohjelmointiopas, ACS880- perusohjausohjelma. Viitattu 11.4.2014.
http://www05.abb.com/global/scot/scot201.nsf/veritydisplay/3228b3935e696761c
1257c9200495231/$file/FI_ACS880_primary_control_program_FW_F_A5.pdf
/19/ PLC water brochure.AC500 PLC. Viitattu 29.4.2014
http://www05.abb.com/global/scot/scot397.nsf/veritydisplay/54122cd9e6ddae86c
1257c2100539daa/$file/1SBC125046B0201AC500%20PLC%20ideal%20solution%20for%20water_br.pdf
/20/ Salminen, A, Tuotepäällikkö, ABB Drives. Sähköpostikeskustelu. 18.3.2014
/21/ Technobotnia, Etusivu. Viitattu 10.3.2014.
http://www.technobothnia.fi/fi/
45
/22/ User`s manual, FENA-01/-11/-21 Ethernet adapter module. Viitattu
11.4.2014
http://www05.abb.com/global/scot/scot201.nsf/veritydisplay/8d15c812cd6c71a2c
1257c6f005f46e8/$file/EN_FENA01_11_21_UM_B_A4.pdf
/23/ Utility communications. ABB FOX Firewall AFF655. Viitattu 19.2.2014.
http://www05.abb.com/global/scot/scot221.nsf/veritydisplay/fc35d7b27d5a47cec
125797b0034f800/$file/ABB%20FOX%20Firewall%20AFF650.pdf
LIITE 1
Liite poistettu tilaajan pyynnöstä.
1(1)
Was this manual useful for you? yes no
Thank you for your participation!

* Your assessment is very important for improving the work of artificial intelligence, which forms the content of this project

Download PDF

advertising