B&R: servoazionamenti di ultima generazione, e non solo...

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1 B&R: servoazionamenti di ultima generazione, e non solo... Il motion control è uno dei temi centrali nella nuova proposta di soluzioni per l automazione introdotte da B&R. Ma le novità sono numerose anche in altri campi Iniziamo questa rassegna partendo dalla serie ACOPOSmulti, che rappresenta la nuova generazione di servoazionamenti digitali di B&R Automazione Industriale, in grado di rispondere a tutte le esigenze di controllo del movimento. La progettazione e lo sviluppo degli ACOPOSmulti si sono focalizzati sull ottimizzazione delle dimensioni e del cablaggio, sulla qualità e produttività e sulla semplicità di utilizzo dal punto di vista hardware e software senza tralasciare le componenti di sicurezza integrate. Macchine multiasse La serie ACOPOSmulti, pensata per macchine con un minimo di 4 assi (o anche di numero inferiore, nei casi di potenze superiori agli 8 kw), offre il più elevato grado di efficienza sulle macchine multiasse comunemente utilizzate nell industria del packaging, della stampa, del tessile e della plastica. Tra le principali peculiarità che caratterizzano gli ACOPOSmulti sono da evidenziare il design compatto e modulare, un circuito di alimentazione decisamente innovativo, la progettazione ideata per agevolare, a seconda delle necessità, la dissipazione del calore attraverso differenti sistemi di raffreddamento, così come l alimentazione 24 V e un interfaccia Ethernet Powerlink integrate nel dispositivo. Particolare attenzione è stata posta nell integrazione delle funzioni di sicurezza e nell implementazione della diagnostica per l analisi dei dati. Oggi il costruttore di macchine richiede al mercato di poter affrontare e superare le esigenze tecniche di motion con maggior semplicità e rapidità, soprattutto richiede soluzioni vantaggiose sia in termini economici, sia in termini di sicurezza dell investimento negli anni. Nello sviluppo del sistema di servoazionamenti ACOPOSmulti si è pensato anche e soprattutto alla sicurezza dell investimento: i risultati ottenuti permettono un integrazione semplice e immediata degli ACOPOSmulti in nuovi progetti di automazione come anche in sistemi già esistenti. Grazie alla completa compatibilità software con la generazione di servoazionamenti Acopos, già disponibile sul mercato, è possibile attingere a una numerosa serie di funzionalità tecnologiche già integrate e specifiche per le diverse esigenze di motion. La tendenza, nel mondo dell automazione, è quella di avere degli azionamenti compatti ad alte prestazioni: il motivo principale è la necessità di ottimizzare gli spazi di produzione attraverso la riduzione delle dimensioni delle macchine e dei quadri elettrici. Pensato secondo questa filosofia, ACOPOSmulti offre le massime prestazioni con ingombri ridotti al minimo. Le applicazioni possibili includono un ampio range di motori: brushless rotativi, lineari, lineari ironless ultradinamici, coppia, asincroni, ecc. In pratica, tutti i tipi di motore che sono comunemente necessari per il controllo del motion nelle macchine automatiche. Numerosi benefici Il prodotto è stato realizzato con grado di protezione IP20, come richiesto per l installazione su quadro elettrico e la potenza è variabile in un range da 1 a 120 kw. L idea alla base è stata quella di voler creare un sistema a rack altamente modulare in termini di design dell hardware: grande attenzione è stata posta

2 all ottimizzazione degli ingombri e dei cablaggi al fine di velocizzare le operazioni di installazione e manutenzione e ridurre di conseguenza i costi. In effetti, il sistema ACOPOSmulti è stato creato con tecnologie di collegamento che permettono il precablaggio dell intero quadro elettrico ideale per la produzione di macchine di serie, inoltre la sostituzione dei drive è estremamente rapida in quanto sono fissati attraverso un semplice ed efficiente sistema a baionetta. Il mercato richiede la corretta collocazione e individuazione del costo del prodotto finale. La flessibilità nelle macchine è perciò uno dei fattori decisivi su cui puntare nella competizione con la concorrenza. Il concetto alla base delle nuove macchine è quello di sostituire la tecnologia di processo meccanica con complessi concetti di meccatronica. Ne consegue che il ruolo del software sta costantemente aumentando di importanza. B&R dispone di un elevato numero di funzioni tecnologiche studiate appositamente per le diverse industrie al fine di facilitare la programmazione della parte di automazione anche nei processi più complessi. Questi blocchi funzione sono intuitivi e facili da utilizzare, garantiscono una soluzione veloce e redditizia. La nuova generazione ACOPOSmulti si basa sulla stessa tecnologia di controllo disponibile nella famiglia ACOPOS, corredata da nuove funzionalità e integrata con un elevato grado di sicurezza. Sono state, infatti, ottimizzate la comunicazione fra i moduli, le dimensioni dei moduli stessi e la possibilità del sistema di gestire la sicurezza, che in precedenza non era integrata all interno del servoazionamento (a meno dell inibizione alla ripartenza e alla gestione del freno di stazionamento, forniti invece come standard). Ciò ha permesso di ottenere un sistema molto dinamico e, nello stesso tempo, innovativo. Infine, gli azionamenti ACOPOSmulti utilizzano la rete di comunicazione standard e aperta Ethernet Powerlink, che risponde perfettamente alle esigenze di controllo tipiche delle macchine multiasse: tempi di ciclo estremamente brevi e altissime prestazioni. Innovazioni nell alimentazione I sistemi di azionamento convenzionali convertono in potenza meccanica reale, mediamente, soltanto la metà della potenza richiesta alla rete elettrica; il sistema di azionamenti ACOPOSmulti adotta un altra strategia. Essa si basa, in primo luogo, sulla correzione del fattore di potenza al fine di creare un rapporto unitario tra potenza attiva e potenza apparente (cosj = 1) ottenendo il completo annullamento della potenza reattiva, così che il carico collegato e l assorbimento di corrente e di energia della macchina sono ridotti approssimativamente di un fattore 2: ciò comporta un ulteriore ottimizzazione dei costi considerando una minore sezione dei cavi di collegamento e una minore potenza dei fusibili salvavita installati. L unità di alimentazione è disponibile in quattro taglie, rispettivamente da 10, 25, 60 e 120 kw con un unico filtro EMC. Le quattro taglie hanno larghezze che sono multipli di 53 mm, che è la misura base degli slot ACOPOSmulti. Anche in questo caso B&R ha introdotto un importante innovazione: i moduli di alimentazione del sistema sono in grado di rigenerare la potenza in rete. Infatti, l energia cinetica prodotta durante la fase di frenatura, viene convertita in energia elettrica e la parte non necessaria al sistema viene rigenerata in rete invece di essere dissipata sulle resistenze di frenatura (e conseguentemente trasformata in calore come avviene tipicamente). Considerando che anche il riscaldamento prodotto dalla commutazione degli Igbt, può essere dissipato all esterno del quadro elettrico, secondo alcune soluzioni innovative presenti, si ha il vantaggio di ridurre drasticamente o addirittura di poter eliminare i sistemi di raffreddamento forzato presenti all interno

3 dello stesso (aria condizionata, ventole, ecc.), minimizzando di conseguenza i costi e le esigenze di manutenzione di questi ultimi. È da notare che il sistema ACOPOSmulti funziona in condizioni di tensione stabilizzata. La tensione sul DC bus (fra l alimentazione e gli inverter) rimane, infatti, costante a 800 Vcc, indipendentemente dal valore della tensione applicata al circuito principale di alimentazione del quadro, che può variare da 3x220 V a 3x480 V ±10%. Ciò permette di ottenere, sempre e indistintamente, le massime prestazioni dai servoazionamenti e dai motori a prescindere dal Paese nel quale ci si trovi. Oltremodo, la velocità massima di rotazione dei motori è direttamente proporzionale alla tensione del DC bus, pertanto, con un DC bus stabilizzato e costante come quello dell ACOPOSmulti si evita il problema dei tradizionali sistemi di motion dove le fluttuazioni della tensione di alimentazione comportano una conseguente diminuzione delle prestazioni della macchina. Il sistema di alimentazione comprende anche un dispositivo ausiliario che genera una tensione di 24 Vcc sul backplane per la logica degli elementi di potenza e una o due tensioni di 24 Vcc in uscita dal modulo stesso. Ciò permette di alimentare direttamente PLC, PC industriali, I/O ecc. con tale tensione: il vantaggio è che può essere rimosso dal quadro elettrico il tradizionale alimentatore switch. Inoltre, tutte le unità di alimentazione sono intelligenti e dotate di collegamento in rete Ethernet Powerlink: ciò garantisce una diagnostica approfondita del sistema e permette di conoscere e analizzare tutti i dati relativi alla potenza consumata e all efficienza della macchina. Da sottolineare anche la gestione in sicurezza delle situazioni anomale che si possono verificare al circuito di alimentazione come guasti, fermate di emergenza, cadute di tensione, ecc. Le moderne macchine di produzione puntano sulla flessibilità e le ben note camme meccaniche sono spesso sostituite da profili di camma elettronici. Accanto ai chiari vantaggi di queste ultime, sia in termini di flessibilità (cambi formato, ecc.) che di mancanza di usura, vi è tuttavia lo svantaggio della perdita di sincronismo quando si verifica un interruzione dell alimentazione. Questo non avviene con il sistema di servoazionamento ACOPOSmulti: l alimentatore ausiliario integrato nel sistema a rack fornisce il 24 Vcc sia alla parte di motion che all utenza esterna (PLC, PC, ecc.) e, sfruttando l energia cinetica che ritorna dal campo, è possibile garantire un movimento coordinato gestendo perfettamente una fermata controllata e in fase anche in situazioni anomale. Unità di potenza (inverter) Per ottimizzare ulteriormente il design compatto, le unità inverter con potenza fino a 8 kw del sistema ACOPOSmulti hanno una larghezza di soli 53 mm e sono disponibili nelle versioni per il controllo di uno oppure di due assi indistintamente. A puro titolo di esempio, una macchina a 10 assi di potenza media 4 kw ciascuno, può essere controllata con un dispositivo ACOPOSmulti di soli 424 mm di larghezza. Oltre gli 8 kw, i dispositivi sono monoasse. Tutte le unità inverter sono dotate di ingressi digitali per il collegamento di fine corsa e sensori e sono protette contro i cortocircuiti e le messe a terra difettose. Gli Igbt controllano la potenza in uscita dagli inverter, segnali modulati in ampiezza di impulsi sono utilizzati per generare una tensione di uscita controllata in ampiezza, frequenza e fase. La temperatura e l aumento della stessa sui componenti rappresenta uno dei fattori più importanti nel determinare la vita media dell Igbt e l adesione rigorosa al rispetto dei propri limiti è segno di qualità di un inverter (anche durante le condizioni più sfavorevoli). B&R garantisce il massimo rispetto di tali limiti anche alla massima potenza in uscita, grazie all utilizzo di un sofisticato modello matematico derivato direttamente dalla struttura dell Igbt stesso. Questo

4 comportamento produce una serie di benefici per l utilizzatore. In primo luogo, operazioni dell inverter in sicurezza a prescindere dalla modalità di controllo e dalle condizioni ambientali. Inoltre, in caso di sovratemperatura, non viene tolto il controllo al motore collegato, ma viene applicata una forza frenante fino al raggiungimento della condizione di fermo in coppia, ciò senza sovraccaricare l Igbt. Infine, i modelli matematici elaborati nelle diverse zone del sistema, come Igbt e motore, rendono possibile prevedere il carico termico sul sistema di trasmissione dopo che tutti i componenti hanno generato calore nel ciclo. Questa funzione riduce considerevolmente i tempi tipici di parametrizzazione del processo termico e permette all operatore della macchina di ottimizzare il processo produttivo in maniera altamente efficiente. Tre opzioni di raffreddamento Innovativo è anche il sistema di raffreddamento dell ACOPOSmulti. L uso di ventilatori e di condizionatori all interno del quadro elettrico comporta un incremento dei costi, sia in termini di spese aggiuntive e relativa manutenzione necessaria, sia in termini di costo indotto dal maggior spazio richiesto per montare questi dispositivi. La soluzione ideale è quella di un servoazionamento che non permette nessuna dissipazione di calore all interno del quadro elettrico. Nel sistema ACOPOSmulti è stato quindi adottato un sistema di raffreddamento modulare, permettendo di scegliere anche a posteriori fra diverse possibilità. Il progettista ha, infatti, tre diverse alternative per la dissipazione del calore. La prima è la possibilità di un raffreddamento al di fuori del quadro tramite radiatori feed-through con protezione IP65: in questo caso il backplane del sistema ACOPOSmulti diventa parte integrante del quadro elettrico, rimanendo così la parte di potenza all interno del quadro, mentre esternamente vengono collocate le unità di dissipazione. La seconda possibilità è una variante estremamente innovativa con cold-plate per il collegamento a un sistema di raffreddamento idraulico che permette la circolazione di acqua o di olio (si ottiene in questo caso il vantaggio di un ingombro ridotto al minimo, eliminando totalmente le unità di dissipazione e le ventole, con conseguente massimizzazione dell efficienza). L ultima prevede invece l uso di classiche unità di raffreddamento tramite ventole all interno del quadro elettrico, per una configurazione più tradizionale. Funzioni integrate I servoazionamenti ACOPOSmulti offrono le stesse funzionalità oggi disponibili come stato dell arte nell evoluzione della famiglia ACOPOS. In particolare, sono disponibili processori molto potenti all interno dell unità inverter che permettono di eseguire calcoli in real-time e reagire immediatamente agli eventi del campo. Questo permette di gestire al meglio sistemi che hanno necessità di prestazioni notevolmente elevate. Le interfacce encoder estremamente precise, per resolver, EnDat 2.1 ed Endat 2.2 così come per encoder con segnali di uscita sinusoidali, giocano un ruolo determinante per ottenere un risultato eccellente nella rete di controllo. La memoria parametrizzabile presente negli EnDat viene utilizzata da B&R per il salvataggio dei dati del motore, oltre che di altri dati. In questo modo, le unità inverter ACOPOSmulti sono sempre a conoscenza dei parametri corretti e dei limiti del motore che controllano. Inoltre, tale memoria permette al costruttore di macchine di salvare anche valori di inizializzazione relativi all applicazione. I PLCopen motion control function block (FB), conformi alle norme IEC , aiutano l utente durante l implementazione sia fornendo indipendenza dal sistema di controllo, sia riducendo i tempi di sviluppo. I FB sono suddivisi in due aree distinte per il controllo di movimenti in asse singolo o in modalità di interpolazione. Oltre ad avere implementati i classici movimenti assoluti e relativi, la prima delle due aree di FB ha la

5 possibilità di generare movimenti sovrapposti. Nell area dei FB relativi alle interpolazioni multiasse, sono implementate funzioni come gear, profili di camma, sincronizzazioni, shift di fase master/slave, ecc. È inoltre integrata una serie di FB specifici ad alto contenuto tecnologico che garantiscono un immediato approccio a complessi problemi di motion. Funzioni di sicurezza Nel sistema ACOPOSmulti possono essere integrate anche numerose funzioni di sicurezza, secondo la categoria più alta CAT4 -SIL3. Esistono diversi approcci su questo argomento, spesso influenzati da bus proprietari e lunghi tempi di risposta. Il sistema ACOPOSmulti è diverso: attraverso un unica rete standard e aperta (Ethernet) è possibile integrare la comunicazione di dati applicativi e di sicurezza, grazie ai relativi protocolli EPL ed EPLsafety (si veda il box in merito). Utilizzando questa architettura standard, il sistema di servoazionamenti ACOPOSmulti, assieme ai safety-component proposti da B&R, ha innalzato le possibilità di integrazione nell area relativa alle soluzioni di automazioni in sicurezza. L attivazione di funzioni come posizionamento sicuro, velocità sicura, coppia sicura ecc., avviene facendo transitare l informazione direttamente sulla rete, normalmente utilizzata per collegare i dispositivi di automazione. Cablare fisicamente con un architettura parallela il circuito di sicurezza è quindi cosa del passato: l informazione viene acquisita dalla sorgente attraverso segnali di ingresso o di uscita digitali collegati a opportuni moduli certificati, integrati nel sistema di I/O tradizionale B&R X20 e quindi distribuita ai sensori e attuatori interessati attraverso la stessa rete di comunicazione Ethernet. Come abbiamo citato, nel sistema ACOPOSmulti, la sicurezza comprende in opzione le seguenti funzioni certificate CAT4 - SIL 3: stop controllato e non, stop in sicurezza e Operation Halt, posizionamento relativo in sicurezza, posizionamento assoluto in sicurezza, velocità limitata in sicurezza e direzione di rotazione in sicurezza. Le funzioni di base come stop fuori controllo o gestione del freno in sicurezza (anch esse in accordo con CAT4 - SIL 3) sono fornite invece come standard. Generic Motion Control Nell area del motion, in B&R, si segue un approccio software che cerca di coprire la totalità delle esigenze per quanto riguarda la movimentazione. Il concetto, definito Generic Motion Control, è quello di avere un sistema operativo estremamente potente e flessibile che permette di integrare funzionalità di motion non solo per macchine con esigenze di interpolazione master-slave, multimaster o multislave, ma anche per controlli numerici e robot: questi, per loro natura, identificano la necessità di avere un generatore di traiettoria intelligente, potente e flessibile, con un architettura basata indistintamente su tradizionale PLC o più moderno SoftPLC, che permetta di integrare movimenti tipici del controllo numerico piuttosto che della robotica. Quindi, un sistema operativo in grado di gestire tutti i tipi di cinematica più comuni presenti nel mercato dell automazione e che permette di avere la massima apertura in termini di configurazione dell hardware e modalità di controllo. Con la libreria dedicata Generic Motion Control, B&R mette quindi a disposizione un architettura software aperta ed estremamente potente: all utente basta definire la traiettoria finale del punto controllato (come ad esempio la mano di un robot) e il sistema operativo è in grado di calcolare autonomamente le diverse traiettorie dei motori definiti durante la descrizione cinematica del sistema.

6 Il concetto di base è quello di avere un decoder che, utilizzando un linguaggio ISO, è in grado di interpretare la traiettoria nello spazio tridimensionale: ciò permette di semplificare estremamente la programmazione e fornisce all utente una grande flessibilità. In particolare, è possibile definire fino a nove oggetti con cinematica diversa tra loro in un unico sistema di controllo. La cosa molto interessante è che l interfaccia tra il sistema operativo generatore di traiettorie e l azionamento è aperta e versatile, ciò permette di utilizzare non solo i servoazionamenti B&R ACOPOS e ACOPOSmulti, ma anche per esempio, moduli X20 o X67 atti al controllo di motori passo-passo o ancora uscite analogiche per il controllo diretto di azionamenti brushless, inverter o componenti idraulici generici evitando l utilizzo di hardware dedicato. Nuova generazione di CPU Ma le recenti novità introdotte da B&R non finiscono qui. Troviamo, infatti, la nuova generazione di CPU X20, basate su un evoluzione della famiglia di prodotti X20, già introdotta con grande successo sul mercato. Si tratta di CPU estremamente potenti, con processori intercompatibili in tre diverse classi: 266, 400 e 650 MHz con un massimo di 64 MB di RAM dinamica e 1 MB di RAM statica. Le tre CPU, che di fatto sono dei veri e propri PC embedded sotto forma di PLC, permettono di raggiungere in maniera scalabile quelle che sono attualmente le esigenze delle macchine automatiche più sofisticate. Il controllore dispone di una Compact Flash di tipo industriale per salvare completamente l applicazione. Sulla CF risiedono quindi le parti di interfaccia operatore, di logica e di motion, che condividono un unico database di variabili. Il vantaggio di avere visualizzazione, controllo e motion in un unico dispositivo è evidente nel caso in cui si verifichi una necessità di service in qualsiasi parte del mondo: l accesso a un unico punto permette di intervenire su tutte le parti del progetto in teleassistenza. È anche possibile spedire un unico programma tramite con tutto residente o spedire fisicamente un solo oggetto (la Compact Flash). Nel caso particolare del motion, questo significa che, nel momento in cui si verifica la necessità di intervenire su un asse, è sufficiente spedire un azionamento a prescindere dalla sua revisione firmware o hardware. Infatti, nel momento in cui l azionamento viene installato, la CPU provvede ad allinearlo con il firmware presente in tutti gli altri azionamenti, senza richiedere alcun ambiente di sviluppo. Nello stesso modo, la configurazione di particolari schede di I/O remoti o locali sul bus non deve essere ridefinita nel caso di sostituzione di un modulo, perché risiede all interno della CF insieme a tutti i dati storici. Le nuove CPU X20 hanno anche una connettività USB e di tipo Ethernet con due porte: una Ethernet Powerlink sempre disponibile, che può essere convertita anche in una porta Ethernet standard e una seconda porta Ethernet standard. Vi è inoltre la possibilità di espansione direttamente sulla CPU, con moduli di interfaccia RS-232, RS-485, Profibus master o slave, CANopen o Devicenet. Le CPU possono essere espanse sul proprio rack nativo con altri moduli X20. Sull ultimo si può aggiungere un bus transmitter per la remotazione su diverse isole I/O in formato IP20 o IP67, direttamente dalla dorsale X2X o dalla rete Powerlink presente sulle CPU in funzione delle specifiche esigenze. Sulla dorsale X2X, il fatto che i moduli siano accanto alla CPU o remoti non comporta differenze in termini di prestazioni, perché il tempo di ciclo sul bus è sempre di 200 msec ed è possibile collegare comunque un massimo di 255 moduli IP20 o IP67. Questo offre al cliente la flessibilità necessaria per decidere in qualsiasi momento (anche a posteriori) se remotare in IP20 o in IP67.

7 Oltre ai tre nuovi modelli descritti, sono disponibili nuove Compact CPU con ingombri estremamente ridotti (36 mm di base) e alimentazione a 24 V. Queste CPU hanno una porta seriale, una porta Ethernet e una CAN e, pur avendo prestazioni ovviamente inferiori, possono essere espanse nello stesso modo delle CPU di gamma superiore. Esse rispondono alla filosofia B&R di offrire architetture scalabili, in modo da potere sempre trovare la soluzione ottimale per ogni esigenza applicativa. I sistemi operativi presenti di default sulle CPU B&R permettono di avere sistemi deterministici real-time multitasking configurabili in termini di tempi di ciclo. Le CPU hanno inoltre un Web server integrato, un FTP server per scambiare dati attraverso la rete Internet o Intranet di stabilimento e infine un VNC server integrato. Le nuove CPU forniscono diverse soluzioni per l implementazione di un interfaccia operatore. L applicazione video risiede, infatti, nella Compact Flash inserita in esse e viene trasferita sui media fisici dei vari display in modo che questi non abbiano una loro memoria, ma siano dei semplici visualizzatori. E questo sempre nell ottica di avere un unico punto di accesso e di controllo per la dichiarazione delle variabili: nel momento in cui si dichiara una variabile nella logica di controllo, essa diventa disponibile su tutti i display del sistema in modo estremamente veloce. Nuovi componenti distribuiti su backplane decentralizzato X2X Importanti novità vanno ad arricchire la gamma, ormai consolidata, di componenti in bus di campo integrabili in architetture hardware B&R e non. L integrazione della dorsale X2X nelle reti e bus di campo di maggior diffusione avviene tramite i bus controller, moduli di accoppiamento tra i diversi protocolli di comunicazione e il mondo B&R, che permettono di poter avere un solo bus controller collegato a moduli eterogenei fra loro. La gamma è stata espansa includendo BC per l accoppiamento con protocolli: Modbus/TCP, EtherNet/IP, Profinet RT ed Ethernet Powerlink a un Gigabit, queste novità si vanno ad affiancare agli accoppiatori CANOpen, DeviceNet, Profibus DP ed Ethernet Powerlink già introdotti nel mercato. La maggior parte delle novità sono state implementate sia in versione X20 (protezione IP20) che X67 (protezione IP67) con dispositivi multifunzione, per esempio per il controllo di motori passo-passo con integrata la parte di potenza per un collegamento diretto dei motori stessi, moduli per controllo in PWM di motori in corrente continua, di valvole idrauliche o proporzionali e di carichi resistivi, moduli di ingressi analogici a 16 bit e moduli per la gestione di celle di carico con convertitore a 24 bit. Queste due ultime schede hanno la particolarità di permettere la registrazione del profilo di acquisizione sulla memoria locale di cui tali di-spositivi sono dotati, con tempi di campionamento inferiori a 50 msec e di trasferirli poi a tempo non critico nell ambiente di sviluppo Automation Studio; qui si può effettuare un analisi approfondita del segnale rispetto ai disturbi, applicare i filtri opportuni e poi riscaricare l algoritmo di filtraggio progettato nella memoria permanente del modulo, al fine di ottenere un segnale di riferimento già pulito durante il normale processo di controllo.un ulteriore novità è rappresentata dai Key Ring, che rispondono alle esigenze della remotazione di pulsanteria. Tipicamente, i pulsanti sono dispositivi elettromeccanici che devono essere cablati direttamente e singolarmente, offrono limitate capacità diagnostiche e, soprattutto, hanno uno spessore notevole. I Key Ring, estremamente compatti e di diametro 22 mm (per conformità di larghezza ai tradizionali tasti elettromeccanici) sono personalizzabili singolarmente mediante label e possono essere aggregati in pannelli customizzabili con il logo e la forma richiesta dal cliente. Essi esistono nelle varianti con interfaccia X2X che ne permette la gestione a livello applicativo come ingressi (la pressione del tasto) e uscite (fino a due LED multicolore ed estremamente luminosi in un unico tasto), oppure nella versione con collegamento elettrico

8 diretto o con entrambe le tecnologie. Gli XV, in IP20 o IP67, sono invece moduli di uscite digitali dedicati al controllo di batterie di valvole. Pur presentandosi come semplici connettori D-Sub nelle versioni a 8, 16 o 24 uscite, si tratta di moduli intelligenti, che permettono di collegare direttamente batterie di valvole senza richiedere la presenza di un interfaccia fieldbus sulla batteria stessa. Si ottiene quindi una netta riduzione dei costi di materiali e di cablaggio rispetto all opzione fieldbus del costruttore di valvole (quando disponibile). La dorsale X2X e i moduli X20, X67, XV e Key Ring danno la possibilità all utente di mantenere una periferia decentralizzata molto versatile, eterogenea, performante e univoca, indipendentemente dalla rete di comunicazione o bus di campo principale che sarà utilizzato sulla macchina. Il tipo di collegamento principale sarà implementato, semplicemente inserendo a monte e in un solo punto di tutta la catena di I/O remoti il relativo bus controller (in IP20 o IP67, indistintamente) che farà da ponte tra il bus stesso e il backplane decentralizzato X2X. Tutte le altre stazioni remote che compongono l impianto rimarranno invariate, permettendo un precablaggio comune dell impianto e una personalizzazione della rete attraverso l inserzione, come ultima azione, del bus controller richiesto per quella particolare macchina. PC industriali ad alte prestazioni La proposta di PC industriali B&R è composta fondamentalmente da APC620 e dal Panel PC, caratterizzati da processori a elevate prestazioni, fanless e che supportano la remotazione di numerose unità display (fino a 8 display remotabili dal controllore e fino a 160 m senza ripetitore). Recentemente B&R ha affiancato a queste famiglie consolidate un nuovo oggetto, denominato APC620 Embedded. Esso copre la fascia di applicazioni che richiedono tipicamente architetture SoftPLC in un sistema che permetta di avere accesso ai bus di campo per il controllo. Il controller B&R a livello di PC può essere sempre un controllo SoftPLC installato sul PC industriale. In questo caso, sono disponibili le interfacce per accedere al campo direttamente incorporate sul controllore, mentre sull APC620 tradizionale sarebbe necessario inserire delle schede PCI dedicate. Il nuovo oggetto ha già a bordo due porte USB, una Ethernet Powerlink, una Fast Ethernet, due porte RS-232, l interfaccia X2X per il collegamento degli I/O con il backplane decentralizzato e un interfaccia CAN. Si ottiene in questo modo il migliore rapporto qualità/prezzo in quelle applicazioni che hanno la necessità di controllo e visualizzazione in un unico dispositivo. Il nuovo modello APC810 con processore Core Duo, che sarà disponibile nel corso del 2007, permetterà di raddoppiare le prestazioni dell APC620 di gamma più elevata (nel caso della versione core due L2400 da MHz). Il top della gamma sarà rappresentato dal modello Core 2 duo L7400, con addirittura 4MB L2 Cache. Oltre a questa straordinaria potenza di calcolo, il nuovo chipset che B&R è in procinto di mettere in commercio offrirà una porta Ethernet a 1 Gbit nativa (oltre a una classica 10/100) e potrà supportare bus come il PCI Express. Ciò permetterà di ottenere le massime prestazioni anche per esigenze di elaborazione video particolarmente spinte, normalmente soddisfatte con schede grafiche dotate di processori paralleli ed elevate quantità di RAM. Molto importanti saranno anche l interfaccia di tipo Serial ATA verso l hard disk o la Compact Flash. Evoluzione del Power Panel Concludiamo con un cenno ai nuovi membri della famiglia Power Panel. I Power Panel B&R sono oggetti che si inseriscono sulla fascia di costo di un pannello operatore, ma rappresentano dei veri e propri PC industriali tagliati per le applicazioni di HMI o SoftPLC.

9 In funzione dei modelli hanno la possibilità di avere sistemi operativi classici come Windows XP o CE o sistemi operativi embedded real-time B&R per il controllo della macchina in termini di logica, programmazione e visualizzazione. Recentemente, anche la famiglia Power Panel si è evoluta in termini di potenza di calcolo con i nuovi modelli Power Panel 300 e 400. Il primo offre un processore AMD ALX800 a 500 MHz in diverse configurazioni di RAM e con diverse risoluzioni del display, da 5,7 a 15 touch screen con o senza tastiera. Completano la configurazione la Compact Flash, una porta Ethernet per l integrazione in rete, due porte USB e una RS-232. Esso è quindi l oggetto ideale per avere una visualizzazione su Windows del proprio impianto o della propria macchina, con la possibilità di evolvere contestualmente alle ultime esigenze di controllo nel mondo Windows a prezzi comunque estremamente competitivi. Il Power Panel 400 ha le stesse caratteristiche in termini di processore e di RAM, ma oltre alla visualizzazione, si occupa anche del controllo diretto della macchina attraverso un collegamento in bus di campo con I/O remoti ed eventuali azionamenti digitali. Ha, infatti, un architettura PC + PLC, con sistema operativo real-time B&R e visualizzazione attraverso VisualComponents. Grazie al backplane X2X, come alla rete Ethernet Powerlink, le prestazioni di queste architetture decentralizzate sono assolutamente assimilabili a quelle di un sistema centralizzato. Di Valerio Alessandroni