Maskindirektivet. Standarder, der opfylder disse krav er bl.a. DS/EN ISO 12100

Transkript

1 Maskindirektivet Alle maskiner i Danmark og resten af Europa, skal overholde maskinderiktivet. Makinderiktivet er vedtaget i EU (EUROPA-PARLAMENTETS OG RÅDETS DIREKTIV 2006/42/EF af 17. maj 2006 om maskiner og om ændring af direktiv 95/16/EF (omarbejdning) (EØS-relevant tekst) og implementereti de enkelte landes lovgivning. I Danmark er dette sket ved Bekendtgørelse om indretning m.v. af maskiner bekendtgørelse Nr. 693 af 10 juni 2013 Det betyder at alle maskiner, der sælges skal være så sikre som det er muligt fremstille dem 4. Maskiner m.v. må kun bringes i omsætning, gøres tilgængelige på markedet eller ibrugtages, hvis de ikke udgør en risiko for personers sikkerhed og sundhed, og i givet fald for husdyr, formuegoder og for miljøet, hvis de installeres og vedligeholdes på passende vis, og anvendes til den forudsatte anvendelse eller under forhold, der med rimelighed kan forudses. Stk. 2. Maskiner m.v. skal endvidere opfylde bestemmelserne i bilag 1. Følgende definitioner finder anvendelse: a)»maskine«en samling af indbyrdes forbundne dele eller komponenter, hvoraf mindst en er bevægelig, forsynet med eller beregnet til at blive forsynet med et andet drivsystem end den menneskelige eller animalske kraft anvendt direkte, og samlet således, at de er indbyrdes forbundne med henblik på en nærmere fastlagt anvendelse en samling som omhandlet i første led, som kun mangler tilslutningselementer til anvendelsesstedet eller for tilslutning til energikilder og drivkraft en samling som omhandlet i første og andet led, der er installationsklar, men som først er funktionsklar efter montering på et transportmiddel eller installation i en bygning eller en konstruktion samlinger af maskiner som omhandlet i første, andet og tredje led eller delmaskiner som omhandlet i litra g), som for at opnå et bestemt resultat er anbragt og styres således, at de er indbyrdes forbundne i deres funktion en række dele eller mekaniske komponenter, hvoraf mindst en er bevægelig, som er indbyrdes forbundne, bestemt til løft af byrder, og som udelukkende drives ved menneskelig kraft For at overholde disse krav, vil det ofte være nødvendigt at anvende standarder, når der anvendes standarder kan man formode at reglerne er overholdt: Artikel 7 Formodning om overensstemmelse og harmoniserede standarder 1. Medlemsstaterne skal gå ud fra, at maskiner, der er forsynet med CE-mærkning, og som ledsages af en EF-overensstemmelseserklæring, hvis indhold er anført i bilag II, afsnit 1, del A, opfylder bestemmelserne i dette direktiv. 2. En maskine fremstillet i overensstemmelse med en harmoniseret standard, hvis reference er blevet offentliggjort i Den Europæiske Unions Tidende, formodes at være i overensstemmelse med de væsentlige sikkerheds- og sundhedskrav, der er omfattet af den pågældende standard. Standarder, der opfylder disse krav er bl.a. DS/EN ISO 12100

2 Maskinsikkerhed Generelle principper for konstruktion Risikovurdering og risikonedsættelse DS/EN ISO :2015 Maskinsikkerhed Sikkerhedsrelaterede dele af styresystemer Del 1: Generelle principper for konstruktion DS/EN Maskinsikkerhed Funktionssikkerhed i sikkerhedsrelaterede elektriske, elektroniske og programmerbare elektroniske styresystemer DS/EN :2015 Elektriske motordrev med variabel hastighed Del 2: Generelle krav Specifikationsdata for lavspændingsvekselstrømsmotordrev med variabel hastighed DS/EN Elektriske motordrev med variabel hastighed Del 5-2: Sikkerhedskrav Funktionsbestemte DS/EN Maskinsikkerhed Elektrisk udstyr på maskiner Del 1: Generelle krav

3 Risikovurdering For at overholde maskindirektivet, skal der foretages en risikovurdering, der sikre at maskinen overholder alle sikkerheds og sundhedsmæssige krav, der stilles I bilag 1 til maskindirektivet En risikovurdering kan foretages efter ISO Risikovurdering omfatter a) risikoanalyse: 1. fastlæggelse af maskinens begrænsninger 2. identificering af farekilder 3. risikoskøn b) risikobedømmelse

4 Risikobedømmelse (risikoevaluering) Opnåelse af tilstrækkelig risikonedsættelse Tretrinsmetode 1. Konstruktion Under konstruktionsfasen skal forhold, der har med maskinsikkerhed tages med i det omfang, det er teknologisk muligt 2. Beskyttelses foranstaltninger Foranstaltninger, der sikre sikkerheden i en grad at maskinen er sikker samtidig med at produktionen er mulig 3. Oplysning Oplysning om de farer, det ikke har været mulig at fjerne på anden måde

5 Såfremt der skal laves en risikoreduktion v.h.a. kontrolsystem med sikkerhedskreds, skal denne sikkerhedskreds opfylde visse krav,disse krav kan opfyldes ved at benytte sig af standarden DS/EN ISO :2015 Maskinsikkerhed Sikkerhedsrelaterede dele af styresystemer Del 1: Generelle principper for konstruktion Denne norm benytter flere udtryk: SRP/CS : Safty-Related Part of a Control System PL : Performance Level PLr : (required)performance Level MTTF : Mean Time To Failure MTTFd : Mean Time To (dangerous) Failure DC : Diagnostic Coverage Dcavg : (average) Diagnostic Coverage CCF : Commen Cause Failure Categori Design af sikkerhedskreds 1. Fastlæg nødvendig PL (PLr) 2. Fremstil sikkerhedskreds 3. Kontroller sikkerhedskreds 1. Kategori 2. MTTFd 3. DC : Diagnostic Coverage 4. CCF : Commen Cause Failure 4. PL > PLr

6 Fastlæg nødvendig PL (PLr) S1 S2 F1 F2 P1 P2 Lille skade Stor skade Sjælden hændelse Ofte hændelse Stor mulighed for at undgå farlig hændelse Lille mulighed for at undgå farlig hændelse

7 Vælg, hvilken kategori sikkerhedskredsen skal have Category B DC avg Ingen Ingen Lav Mellem Lav Mellem Høj MTTF d for hver kanal Lav PL=a - PL=a PL=b PL=b PL=c - Middel PL=b - PL=b PL=c PL=c PL=d - Høj - PL=c PL=c PL=d PL=d PL=d PL=e Fremstil sikkerhedskreds, efter valgt kategori Kontroller sikkerhedskreds Opbygning af sikkerhedskreds (struktur) Struktur og Kategori hænger sammen. En sikkerhedskreds kategori kan opdeles i 5 kategorier Kategori B og 1 ligner hinanden i opbygningen (MTTFd er højere for kategori 1). I i m L i m O I m : forbindelse I: Indgang f.eks. føler L: Logik O: udgang f.eks. kontaktor Kategori 2 I i m L i m O m TE i m OTE I m : forbindelse I: Indgang f.eks. føler L: Logik m: Overvågning

8 O: udgang f.eks. kontaktor TE: Testudstyr OTE: udgang fra testudstyr Kategori 3 & 4 (katagori 4 kræver at DC avg og MTTF d skal være høj) I1 i m L1 m i m O1 c I2 i m L2 i m m O2 I m : forbindelse c: Overvågning begge veje I1 & I2: Indgang f.eks. føler L1 & L2: Logik m: Overvågning O1 & O2: udgang f.eks. kontaktor

9 Regler for sikkerhed er de samme om der benyttes traditionelt sikkerhedskreds eller om der benyttes en netværksløsning Den traditionelle løsning kan se således ud: PLC IE/Profinet Frekvensomformer Motor Kontaktor Alm. nødstop Forsyning Netværksløsningen kan se således ud: Sikkerheds PLC IE/Profinet Frekvensomformer med sikkerhedsfunktioner I/O med sikkerhedsmoduler Motor Nødstop Forsyning

10 Opbygning af softwarearkitekturmodel Indgang Behandling Udgang Indgangsblokke Behandlingsblokke Udgangsblokke Indsamling af oplysninger om de forskellige sikkerhedsfølere ved hjælp af sikkerhedsindgange Nødvendig behandling til at udføre de sikkerhedsfunktioner, der fører til en sikker tilstand Styring af aktuatorer ved hjælp af sikkerhedsudgange Sensor evaluering Oversigt Der er to måde at evaluere sensoer "1oo1 evaluering" "1oo2 evaluering" 1oo1 evaluering ved 1oo1 evaluering, er der en sensor, der er forbundet til modulet på en kanal(indgang). 1oo2 evaluering Ved 1oo2 evaluering, bliver der benyttet to indgangskanaler på følgende måde: En en-kanal sensor En to kanals sensor To en-kanal sensors Ved 1oo2 evaluering, to kanaler er sammenkoblet I par. Det betyder at antallet af kanaler er reduseret tilsvarende. Følgende sikkerhedsniveauer kan opnåes: SIL2/Cat.3/PLd med "1oo1 evaluering" SIL3/Cat.4/PLe med "1oo2 evaluering"

11 Input tager udgangspunkt i siemens moduler Diagram af indgangsmodul En funktion ved sikkerhedsindgange er at forsyningen til sensorer skifter således at det bliver muligt at detektere en evt. kortslutning til den normale forsyning L+ M Vs

12 Standard mode Safety mode Nej Safety mode? Ja Krævet PL / SIL SIL3/PL e SIL2/PL d Modul redundant Modul redundant Modul redundant Nej Ja Nej Ja Nej Ja Eksempel 1 Eksempel 2 Eksempel 3 Eksempel 4 Eksempel 5 Eksempel 6 Fortrådning til elsempel 1 Eksempel 1 : Standard Mode

13 Eksempel 2 : Standard operation with high availability Ledningsføring for eksempel 2 med enkelt -kanals tilslutning af en sensor Ledningsføring for eksempel 2 med enkelt -kanals tilslutning af to redundante sensorer

14 Eksempel 3: Safety mode SIL2/Cat.3/PLd Sensor skal være godkendt til sikkerhedsfunktion og ingangsmodul skal være sikkerhedsmodul Uddrag af siemens manual One sensor is connected via one channel for each process signal (1oo1 evaluation). The sensors can also be connected to an external sensor supply. Fail-safe signal modules Installation and Operating Manual, 01/2010, A5E

15 Eksempel 4: Safety mode SIL2/Cat.3/PLd with high availability Ledningsføring for eksempel 4 med single -kanals tilslutning af en sensor Ledningsføring for eksempel 4 med single -kanals tilslutning af to redundante sensorer Uddrag af siemens manual Two redundant sensors are each connected via one channel to the two analog modules for each process signal (1oo1 evaluation). Fail-safe signal modules Installation and Operating Manual, 01/2010, A5E

16 Eksempel 5: Safety mode SIL3/Cat.4/PLe one sensor singlechannel connection one two-channel sensor two-channel connection Fail-safe signal modules Installation and Operating Manual, 01/2010, A5E

17 Eksempel 6: Safety mode SIL3/Cat.4/PLe with high availability Forbindelsesdiagram for eksempel 6 two redundant, singlechannel sensors single-channel Fail-safe signal modules Installation and Operating Manual, 01/2010, A5E

18 Forbindelsesdiagram for eksempel 6 two two-channel, redundant sensors two-channel connection Fail-safe signal modules Installation and Operating Manual, 01/2010, A5E

19 Udgange tager udgangspunkt i siemens moduler Diagram af udgangsmodul Kendetegnet ved sikkerheds udgangsmoduler er at der er switch i både P og M terminalen Eksempler på montering af udgangsmoduler, begge muligheder kan give SIL3/Kategori4/PLe

20 Vær opmærksom på at alle de muligheder, der angives i manualerne er forslag, der kræver at der tages stilling til forudsætningerne for de oplyste sikkerhedsniveauer. For at udgangene kan opfylde sikkerhedsniveau PLe kræver det at DCavg er høj, hvilket igen medfører at der skal være overvågning af kontaktorer o.l.. For at en sikkerhedskreds opbygget med safe-plc kan opfylde kravene skal alle komponenter i sikkerhedskredsen opfylde kravene Når der skal kommunikeres med andre enheder på netværket benyttes de samme signaler til alm. Signaludveksling som til udveksling af sikkerhedsinformationer, sikkerheden ligger i en udbygning af standardprotokollen med et ekstra lag Sikkerheds avendelse Standard anvendelse Sikkerheds avendelse Standard anvendelse PROFIsafe layer PROFIsafe layer Standard protocol Standard protocol Industrial Ethernet (IE) ; PROFINET IO eller PROFIBUS-DP

21 Eksempel:. Copyright by PROFIBUS Nutzerorganisation e.v All rights reserved

22 Frekvensomformere og andet udstyr Andet udstyr, der også kan benyttes på sikkerhedsnetværk er frekvensomformere og andet udstyr til motorstyring servo o.l. De fleste frekvensomformere kan i dag fås med sikkerhedsfunktioner, således at det ikke er nødvendigt at fjerne forsyningen til dem. Denne sikkerhedsfunktion kan enten være som digitale indgange fra en sikkerheds PLC eller som netværksprotokol fra Profinet eller Ethernet/IP Når der vælges sikkerhed v.h.a netværk skal man være opmærksom på de sikkerhedsniveauer, der kan opnås Rockwell PowerFlex 527 Certified to ISO SIL3/PLe with embedded Safe Torque-Off function Certified to ISO and EN SIL3/PLe with Network Torque-Off function Siemens SINAMICS G120 STO with control via terminals STO_A and STO_B in the SINAMICS G120 PM240-2 Power Module, FSD and FSE Category 3 and Performance Level (PL) e according to EN ISO : 2006 Safety integrity level 3 (SIL 3) to IEC 61508: 2010 EC Declaration of Conformity All other safety functions of the SINAMICS G110M, G120,G120C, G120D and SIMATIC ET 200pro FC-2 inverters Category 3 and Performance Level (PL) d according to EN ISO : 2006 Safety integrity level 2 (SIL 2) to IEC 61508: 2010 EC declaration of conformity Fælles for de to systemer er det telegram, der styrer de simple funktioner Kontrolbit (vær opmærksom på at siemens benytter sig af Byte, medens rockwell benytter word) Rockwell PowerFlex 527 Siemens SINAMICS G120 Bit 0 Bit 0 STO 0= Torque OFF STO 0= Torque OFF 1= Torque ON 1= Torque ON Bit 7 Bit 7 Reset 0 1 = Reset STO Fault Internal event ack Acknowledge serious safety function faults with a signal change 1 0

23 Andre systemer EtherNet/IP Dette system ligner profinet og bygge på de samme standarder, d.v.s. opbygning og lign. Er det samme. Systemet benyttes af bl.a. Rockwell (Allen-Bradley). EtherNet/IP benytter TCP/IP protokol til alm. Informationsudveksling og UDP/IP til I/O moduler Device net Devicenet er opbygget over RS 485 protokollen (4 ledersystem, hvor de 2 ledere bruges til kommunikation og 2 til forsyning af slaver) Eksempel på devicenetsystem taget fra SICK manual DeviceNet Safety Configurator /PB94/

24 AS-i net Safety Integrated Application Manual - ASIsafe 20 Function Manual, 04/2008, A5E Opbygning af sikkerhedssystem v.h.a. AS-i Der kan opnås et sikkerhedsniveau svarende til SIL3 ifølge IEC / PLe ifølge EN ISO AS-i bussen kan integreres i andre bussystemer: Safety Integrated Application Manual - ASIsafe 20 Function Manual, 04/2008, A5E

25 Regulatoren og dens egenskaber Blokdiagram for regulator Der findes flere opbygninger af regulatorer, her beskrives serieregulatoren og halvserieregulatoren Serieregulator P I D SP + - e Kp Ti Td Y PV halvserieregulatoren SP + - e Kp Y PV Ti Td Udgangssignal (Y) Udgangssignalet fra en regulator kan være kontinuert eller on/off som enten 2 punkt eller 3 punkt Ved 2 punktudgang vil udgangen enten være on eller off således at udgangen vil ændre forholdet mellem on og off alt efter, hvor stort et signal der skal til processen

26 ON 25% ON 50% ON 75% 2 punktsregulering er meget brugt til varmestyring, hvor et varmelegeme tændes og slukkes efter behov. Det skal sikres at periodetiden er meget mindre end tidskonstanten for processen således at procesværdien kan holdes konstant Ved 3 punktsudgang er der 3 tilstande OP INGEN NED OP INGEN NED OP NED Denne form kan benyttes til motorventilstyring eller anlæg med varme/køl Det kontinuerte signal kan være et analogt signal 4-20ma til ventilstyring eller frekvensomformer, i dag vil meget af signal overførslen være via busforbindelser, hvor signalet er bestemt af protokollen for den benyttede busforbindelse, ved brug af profibus eller profinet vil et signal til en frekvensomformer være fra 0000 HEX til 4000 HEX

27 Proportional led Et proportional led benævnes også som et P-led eller en P-funktion. e Y P-leddet er en forstærker, hvor der er ligefrem proportionalitet mellem udgang og indgang. For et led med P-funktion gælder ligningen: Y = Kp e (Xw) Y angiver udgangsstørrelsen, e (Xw) angiver indgangsstørrelsen Kp angiver forstærkningen Stepresponse for et P-led Δe Δe*Kp Når P-leddet tilføres et step på indgangen, reagerer leddet med et ikke forsinket step på udgangen. Den ændring der sker på udgangen er afhængig af indgangsværdien samt leddets forstærkning. Tegningen herover viser et eksempel på en proportionalforstærkers stepresponse. Der findes også regulatorer hvor man angiver arbejdsområdet for regulatoren, benævnes proportionalbånd Xp, i stedet forstærkningen. Proportionalbånd angives i % og er lig med: XX pp = 1 KK pp 100[%] Indsvingning med en Kp =8

28 Indsvingning med en Kp =1

29 Kurven viser et indsvingningsforløb for en proces, der reguleres af en P-regulator. På en P-regulator vil der altid være en stationær blivende afvigelse. Denne afvigelse bliver mindre hvis forstærkningen Kp øges til gengæld vil en forøgelse af Kp medføre at processen har en tendens til at gå i selvsving. En P-regulator har følgende fordele: Hurtig svartid når der sker ændringer i processen Stabil regulering hvis Kp er valgt korrekt En P-regulator har følgende ulemper: Blivende afvigelse når der opstår forstyrrelser

30 Integralled Et integralled benævnes også som et I-led. e Y Et integralled er et led uden udligning, hvilket betyder, at der ikke eksisterer en ligevægtstilstand. Et I-led bruges til at udregulere procesafvigelser. Så længe der er en afvigelse vil leddet integrere en ændring på udgangen. e Når indgangssignalet e (Xw) er positiv integreres udgangen Y i positiv retning. Når e (Xw) er lig med nul, holdes værdien på Y konstant. Vendes polariteten på e (Xw), integrerer udgangssignalet ned igen. Hastigheden hvormed udgangen ændrer sig er afhængig indgangssignalet e (Xw) samt I-tiden. I- tiden benævnes enten Ti eller Tn og kan justeres på den enkelte I-regulator. Ved en kort Ti (Tn) sker ændringen på udgangen hurtigere, og omvendt ved en stor Tn sker ændringen langsommere. Δe ΔY Ti Tiden Ti er den tid som I-ledet skal bruge for at ændre udgangen det samme som fejlen er ændret. Hvis man sammenligner en I-regulator og en P-regulator så er Iregulatoren langsommere, fordi den først skal integrere udgangssignalet i henholdsvis positiv eller negativ retning. Til gengæld kan en I- regulator udregulere afvigelser så Xw bliver lig med nul. Hvis I-tiden, Tn justeres til en kort værdi, så vil udgangen reagere hurtig, hvilket igen vil medføre at regulatoren går i selvsving og processen bliver herved ustabil.

31 Ti = 0,5sek Ti = 7,5 sek Indsvingningsforløbet viser at ved stor Tn så bliver processen langsom, men den er hurtig og får tendens stil selvsving ved lille Tn. Fordelen ved en I-regulator:

32 Har ingen blivende afvigelse Ulempen ved en I-regulator: Meget træg ved stor Tn En lille Tn medfører ustabil proces og kan gå i selvsving

33 Differentialled Et differentialled benævnes også som et D-led. e Y Et D-led s udgangsstørrelse er proportional med indgangsstørrelsens ændringshastighed. Dette medfører at D-leddet leverer signal på Y så længe indgangssignalet Xw ændrer sig. Når Xw er konstant så bliver Y lig med nul. Stepresponse Δe ΔY Et D-led er meget hurtigere end fx et P-led, ved den mindste afvigelse gives der fuldt signal ud, til gengæld kan et D-led ikke udregulere en afvigelse uanset hvor stor den er. Dette medfører at et D- led ikke kan anvendes som regulator alene, den vil altid være i kombination med de andre reguleringsled. Ved hurtige reguleringssystemer skal der udviser påpasselighed med brug af D-led, idet D-ledet kan gøre reguleringen ustabil.

34 Valg af regulator En procesregulering skal være i stand til to ting: Indregulere til en ønsket setpunktsværdi efter eventuelle forstyrrelser Indregulere til en ny værdi efter ændring af setpunktsværdien Dette skal normalt ske således, at procesværdien PV indtager den ønskede værdi efter nogle få dæmpede svingninger omkring setpunktet. Regulator type Offset Justering af arbejdsområde Svartid P ja anbefalet høj PD ja anbefalet meget høj I nej - lav PI nej - høj PID nej - Meget høj Tabellen viser en oversigt over de vigtigste data for de forskellige regulator typer. Valg af regulatortype vælges ud fra følgende faktorer: Er processen baseret på P- eller I-egenskaber (med eller uden selvregulering) Hvor stor er forsinkelsen i processen (tidskonstanter/dødtider) Hvor hurtig skal en afvigelse udreguleres Er det acceptabel med en blivende afvigelse (offset) En P-regulator anvendes i processer, hvor der ønskes en simpel regulator, og hvor en blivende afvigelse kan accepteres. En PD-regulator anvendes i processer med store forsinkelser, og hvor en afvigelse kan accepteres. D-leddet mindsker svartiden fra regulatoren, hvilket forbedrer dynamikken i forhold til P-regulatoren. En I-regulator anvendes i processer med små krav til procesdynamik, og hvor tidsforsinkelsen er forholdsvis lille. En I-regulator har den fordel at en afvigelse udreguleres total.

35 En PI-regulator kombinerer fordelene ved en P- og en I-regulator. En PI-regulator giver en høj procesdynamik og er i stand til at udregulere afvigelser. Mange processer kan reguleres optimalt med en PIregulator. Hvis det er et krav at svartiden skal være så lille som muligt så bør man anvende en PID-regulator. En PID-regulator anvendes i processer med store tidsforsinkelser som skal reguleres så hurtig som muligt. I forhold til PI-regulatoren medfører tilføjelsen af et D-led at procesdynamikken øges væsentlig. I forhold til PD-regulatoren har den ingen blivende afvigelse. Optimal indsving Ved en god regulering må der normalt ikke forekomme mere end 3 til 4 registrerbare svingninger. Erfaringer viser, at man almindeligvis kan tolerere et oversving på 15 til 30% af setpunktsændringen, denne værdi vil være meget afhængig af processens krav. Et mindre oversving vil give en langsommere regulering, mens et større oversving giver risiko for pendling. Eks. På indsving

36

37 OPTIMERING AF REGULATOR Optimering, dvs. korrekt indstilling af en regulators forskellige andele, er i praksis et af de væsentlige reguleringstekniske problemer. Problemet kendetegnes ved, at mange af de inden for industrien opstillede regulatorer aldrig har været optimalt indstillet, men har, ved mere eller mindre tilfældige, ofte langvarige og gentagne optimeringsforsøg, lige akkurat kunnet klare at holde processen indenfor acceptable rammer. En rent forsøgsvis optimering af en regulators P-, I- og D-andele vil derfor være meget tidskrævende og aldrig kunne føre til et optimalt resultat. Det er derfor nødvendigt, hvis der skal opnås den bedst mulige optimering, at have det fornødne kendskab til en række grundlæggende reguleringstekniske principper, som vi vil se nærmere på i det følgende. P-, I- og D-andelenes indflydelse Før indstillingen af en regulator, må man erindre sig, hvilken indflydelse P-, I- og D-andelene har på den regulerede proces, således at man, udfra processens reaktion, kan afgøre, om regulatorens P-, I- og D-andele skal forøges eller formindskes. 1. Bredt proportionalbånd (lille forstærkning) giver ufølsom og meget langsom regulering med stor afvigelse (offset) fra sætpunkt. 2. Smalt proportionalbånd (stor forstærkning) giver følsom og hurtig regulering, men risiko for ustabilitet og sving. 3. Lang integraltid giver lille integralvirkning, og lang tid inden fejlen er udlignet. 4. Kort integraltid giver stor integralvirkning og hurtig udligning af fejlen. For kort tid giver fare for ustabilitet og sving. 5. Kort differentialtid giver lille indgriben på fejlen. 6. Lang differentialtid giver hurtig og kraftig indgriben på fejlen. For lang tid giver ustabilitet og sving. Indregulering med lukket sløjfe Ziegler/Nichols metode Ziegler og Nichols har baseret deres metode på de mere generelle industrielle processer, der forekommer i stort antal. Erfaringer har dog vist, at metoden også giver et brugbart grundlag for optimering af vanskelig regulerbare processer. Fremgangsmåden er følgende: 1. Med lukket reguleringssløjfe indstilles regulatoren som ren P-regulator med lav forstærkning, dvs. Kp er lille (bredt proportionalbånd Xp). Integraltiden Tn stilles på max., eller I-andelen frakobles, om muligt. Differentialtiden Tv stilles på nul, eller D-andelen frakobles hvis muligt. 2. Forstærkningen Kp øges, (svarende til et smallere proportionalbånd), indtil det registreres, at processen går i sving. For at undgå, at den grænse hvor processen går i sving uforvarende passeres, kan dette konstateres ved en hurtig påvirkning af sætpunktet. Går processen herved i sving, er forstærkningen for høj, forstærkningen må derfor formindskes, og proceduren gentages, indtil den kritiske forstærkning hvor processen lige akkurat går i sving, er fundet. Den kritiske forstærkning Kp kan noteres.

38 t kritisk tid 3. Tiden tkr (t-kritisk), for en periode af processens udæmpede svingning, måles og noteres. 4. Derefter kan en beregning af regulatorens parametre foretages, som angivet i tabellen Regulator Kp Ti (Tn) Td (Tv) P 0,5*Kpkritisk PI 0,45*Kpkritisk 0,83*tkritisk PID 0,6*Kpkritisk 0,5*tkritisk 0,125*tkritisk Forsøgsmetoden Regulatoren kobles i automatik. Regulatoren indstilles til ren P-regulator, dvs. Ti (Tn)= Størst mulige værdi og Tv (Tv)= mindst mulige værdi. Forstærkningen Kp forøges, indtil regulatorens udgangssignal Y bliver uroligt. Kp indstilles herefter på halvdelen af værdien. Hvis der ønskes en I-virkning, skrues Tn ned, indtil styresignalet bliver uroligt. Tn indstilles herefter på en værdi, der er lig med den dobbelte værdi. Hvis der ønskes en D-virkning, skrues Tv op, indtil styresignalet bliver uroligt. Tv indstilles herefter på en værdi, der er med den halve værdi. Efter indstilling skal der foretages en optimering af de enkelte parametre.

39 Indregulering med åben sløjfe Procesreaktionsmetoden Reaktionsmetoden anvendes ved processer, som indeholder forholdsvis store tidskonstanter. TT TR TIC Proces Procesværdien PV registreres med en skriver. Når processen er i balance, stilles regulatoren i stilling»manuel«. Udgangssignalet Y til ventilen ændres hurtig et par procent.

40 Y tid PV tid Tu Tg Diagrammet viser stepresponse for en proces med udligning Tidsforsinkelsen Tu og Tg aflæses på udskriften Indstilling af P-regulator: Indstilling af PI-regulator KKKK = TTTT TTTT 0,3 KKKK = TTTT TTTT 0,34 TTTT(TTTT) = TTTT 1,2 Indstilling af PID-regulator KKKK = TTTT TTTT 0,59 TTTT(TTTT) = TTTT

41 TTTT (TTTT) = TTTT 0,5 Denne indstillingsmetoden kan være problematisk at anvende i praksis. Optagelsen af stepresponsen for en proces kan være vanskelig at udføre så man kan aflæse resultatet tydelig. Alle de viste metoder til optimering af reguleringssløjfer tager udgangspunkt i en simplificering af virkeligheden (mange af modellerne bygger på et 2 ordens system), det betyder at det er nødvendigt at tilpasse de fundne værdier. De beregnede værdier skal kun tages som et kvalificeret gæt. Når værdier til optimering skal findes skal det ske med et niveau som processen normalt vil have såfremt processen vil befinde sig i et stort område kan det være nødvendigt at udføre optimeringen flere gange med værdier over store dele af området f. eks ved 33%, 50% og 67% og benytte forskellige værdier alt efter, hvor processen befinder sig. For at få en god regulering er det nødvendigt at alle elementer i reguleringssløjfen er afstemt efter opgaven således at der ikke er elementer, der arbejder i ydregrænsen. Registrering af kurver Kurverne har ofte være optaget v.h.a. en skriver, der kan registrere analoge signaler. I dag vil mange anlæg være forbundet i et netværk og tilsluttet et HMI panel eller et SCADA system, disse systemer har muligheder for tegning af kurver, således at optimeringen kan foretages og værdierne kan gemmes til senere dokumentation Optagelse af trendkurver v.h.a. HMI panel: I det følgende tages udgangspunkt i Profinet og siemensudstyr. Opsætning af forbindelse mellem plc og HMI panel PLC (S7 1214DC/DC/DC) tildeles IP adresse: /24 HMI panel (TP700) tildeles IP adresse /24 Cooection vælges til HMI connection

42 Herefter er der oprette en forbindelse mellem plc og panel. Herefter er det muligt at anvende alle de variable, der findes i PLC en Eks. Program i PLC:

43 Åben HMI og indsæt new screen Trendkurver Indsæt en trendkurve på en ny screen

44 På visse paneler er der mulighed for en række knapper (Toolbar), hvis denne findes ind denne Det er en fordel, hvis alle værdier er omregnet (scaleret) til det samme niveau f.eks % således at kurverne kan sammenlignes

45 Der indsættes 3 kurver: SP, PV og Y alle signaler er her omregnet til 0-100% således at alle signaler kan sammenlignes. Det er vigtigt at tiden på x-aksen er afpasset til processen og at samplingstiden passer, idet der kun kan være 999 punkter på kurven så opdateringstiden skal passe med at antal punkter * opdateringstiden = totaltid for kurven. For at kurven skal kunne bruges er det nødvendigt at, der findes mulighed for at stoppe skrivning og gemme den så beregninger kan udføres i ro og mag. Ekempel på kurve optaget I lukket sløjfe optimering efter Ziegler og Nichols De kurver, der normalt forekommer vil ikke være pæne og symmetriske kurver, det er også vigtigt at kurverne ikke når grænserne, der betyder at nogle elementer i sløjfen er over grænsen for deres virkeområde 12:26:02:992

46 12:27:19:992 Tid ved første kurve aflæses kl. 12:26:02 Efter 3 kurver aflæses 12:27:19 Tid for 3 svingninger 77 sekunder => T Kritisk=25,7sekunder Dette betyder at Integraltiden for en PI regulator skal være 0,83* T Kritisk = 0,83*25,7sek=21,3 sekunder Og at Integraltiden for en PID regulator skal være 0,5* T Kritisk = 0,5*25,7sek=12,85 sekunder Differentialtiden for en PID regulator skal være 0,125* T Kritisk = 0,125*25,7sek = 3,2sekunder Hvis det ikke er muligt at få tegnet en kurve i systemet kan der opsamles værdier v.h.a. datalogning til et regneark, hvor det er muligt at tegne kurven udfra de loggede værdier Logning af værdier: Når værdier skal logges til et system, der også skal have regnearkprogrammer benyttes of en form for SCADA på PC I TIA-portal indsættes en PC

47 Opsætning af device Indsæt kommunikation vælg IE general (netkort i pc en) opsæt netkort i pc en så det har samme netid som resten af netværket Gå tilbage til Network view og forbind pc en til systemet som en HMI forbindelse

48 Åben Historical data Opret en datalog og ændre Storage location til CSV file (ASCII) der en kommasepereret fil, der kan læses af excel Indsæt de tags der ønskes logge i Logging tags og bestem, hvor hurtigt der skal logges Når logningen er ovre vil indholdet af logningen se ud som følger: VarName TimeString VarValue Validity Time_ms sin_db_kurve : ,26E+10 sin_db_kurve : ,26E+10 sin_db_kurve :14-5,66E ,26E+10 sin_db_kurve :14-0, ,26E+10 sin_db_kurve :14-0, ,26E+10 sin_db_kurve :14-0, ,26E+10 sin_db_kurve :14-0, ,26E+10 sin_db_kurve :14-0, ,26E+10

49 sin_db_kurve :14-0, ,26E+10 sin_db_kurve :14-0, ,26E+10 sin_db_kurve :14-0, ,26E+10 sin_db_kurve :14-0, ,26E+10 sin_db_kurve :14-0, ,26E+10 sin_db_kurve :14-0, ,26E+10 sin_db_kurve :14-0, ,26E+10 sin_db_kurve :14 0, ,26E+10 sin_db_kurve :14 0, ,26E+10 sin_db_kurve :14 0, ,26E+10 sin_db_kurve :14 0, ,26E+10 Denne logning er udført 1 gang pr sekund. For at gøre det nemmere at afløse kurven laves en ekstra kolonne der angiver tiden VarName TimeString VarValue Validity Time_ms sekunder sin_db_kurve : sin_db_kurve : sin_db_kurve :14-5,66E sin_db_kurve :14-0, sin_db_kurve :14-0, sin_db_kurve :14-0, sin_db_kurve :14-0, sin_db_kurve :14-0, sin_db_kurve :14-0, sin_db_kurve :14-0, sin_db_kurve :14-0, sin_db_kurve :14-0, sin_db_kurve :14-0, sin_db_kurve :14-0, sin_db_kurve :14-0, Herefter kan kurven tegnes, vælg punktdiagram med jævne kurver

50 1,5 kurve1 1 0, ,5-1 -1,5 Indsæt hjælpelinier tiden mellem de to linier T Kritisk De to tider aflæses til 31,6sek og 6,3sek, hvilket giver en T Kritisk på 25,3sekunder, herefter kan T i (T n) og T d (T v) bestemmes Når der skal tegnes kurver for åbne systemer skal man sikre sig at de ikke er integrerende, hvilket en niveauregulering normalt er. Det der desuden nødvendigt at finde en ændring af signalet til aktunuatorerne der har en passende størrelse således at tilbagesvaret giver en kurve, der kan bruges Når der laves datalogning på åbnen sløjfe er det vigtigt at både Y og PV signal logges for at få det korrekte starttidspunkt for ændringen. Ved åben sløjfe skal man huske at tage en kurve for både en ændring op og en kurve for ændring ned idet reguleringssløjfer ofte har forskellige tidskonstanter, det gælder specielt for temperaturregulering.

51 HMI Operatørpaneler og grafiske brugerflader (HMI) Hvad er HMI HMI står for Human Machine Interface, hvilket betyder den måde vi betjener maskiner på og hvor vi også får informationer fra maskinen. Den simpleste form for HMI En start / stop med lampeindikering En touchskærm

52 SCADA (Supervisory control and data acquisition ) Der finds I dag mange leverandører af HMI systemer grundlæggende kan de det samme, men brug og programmering et ofte forskellig Alle HMI skal have forbindelse til PLC en således at der kan udveksles informationer forbindelsen vil ofte være et bussystem. I dag benyttes ofte en form for industrial ethernet (IE) De mest benyttede protokoller er: PROFINET, EtherNet/IP, EtherCAT, SERCOS III og POWERLINK.

53 I det følgende tages udgangspunkt i Profinet og siemensudstyr. Opsætning af forbindelse mellem plc og HMI panel PLC (S7 1214DC/DC/DC) tildeles IP adresse: /24 HMI panel (TP700) tildeles IP adresse /24 Cooection vælges til HMI connection Herefter er der oprette en forbindelse mellem plc og panel. Herefter er det muligt at anvende alle de variable, der findes i PLC en

54 Eks. Program i PLC: På HMI panel ønskes at kunne betjene start, stop & timertid samt indikation af drift, delay & resterende tid for timer

55 Åben HMI og indsæt new screen Elementer, der kan benyttes:

56 Basic objects, er almindelige tegnefunktioner, der ikke kan bruges til at ændre varable i plc en, kan gøres dynamiske Elementer kan vise værdier og de kan ændre værdier i plc en Controls er mere avancerede elementer, der benyttes til bl.a. alarmvisning, recepter og tegning af kurver

57 På første screen indsættes to knapper og et regtangel Tekst på knapper ændres til start & stop Herefter angives funktionen (event) Event-> Press-> Edit bits -> SetBit While Key Pressed Tag finds I PLC program, her I DB til funktionsblokken

58 Regtanglet gøres dynamisk således at det kun er synligt når drift er aktiv Her bruges animations Add new animations -> vsibility Find driftbit I datablok hereafter angives om værdien, der er angivet skal vise elementet eller skjule det.

59 Afprøv v.h.a. simulering ( kræver at PLC har firmware 4.0 eller højre) Indlæsning af timerværdi: Der er flere muligheder for indtastning af variable til plc en: I/O field, Slider og hvis der skal vælges mellem faste værdier symbolic i/o field

60 Tag vælges, Mode angiver om værdien skal kunne læses/skives til plv eller om det kun skal være muligt at enten skrive eller læse værdien Display vælges med 3 decimaler idet værdien til timer er i ms. Udlæsning af timertid kan gøres med I/O field eller bargraf

61 En meget vigtig funktion i HMI er status & Alarm meddelelser, således at fejl hurtigt og sikker kan identificeres og rettes Statusvisning Til visning af status kan der laves screens der viser ind & udgange på plc en Status kan vises på mange måder, den simpleste er en udlæning af ind/udgangsbyte som binær Eller der kan vises en lampe for hver indgang med kort tekst Følere kan også pladceres på en oversigtstegning af anlægget Der kan vises, hvilket sekvenstrin processen er i og, hvilke betingelser der skal være opfyldt før procesen kan komme videre

62 Taller indikerer, hvilket sekvenstrin procesen er i og teksten fortæller hvad der skal ske Teksten laves i en tekstliste, der forbinder et tal med en tekst her er text list tekst1 forbundet med register sekvens ( sekvens er defineret i plc son en integer)

63 Ved proces regulering kan der vises kurver over processen Trendkurver Indsæt en trendkurve på en ny screen På visse paneler er der mulighed for en række knapper (Toolbar), hvis denne findes ind denne Tilføj de analoge værdier der ønskes udlæst ( det bliver hurtigt uoverskueligt med for mange kurver på en skærm) Det er en fordel, hvis alle værdier er omregnet (scaleret) til det samme niveau f.eks % således at kurverne kan sammenlignes

64 Det er en god ide at antal punkter er det samme som tiden på X-aksen

65 Alarmer Der er 2 typer alarmer foruden system alarmer, der skelnes mellem digitale og analoge alarmer. De digitale alarmer (Discrete alarms) skal angives i PLC en som bit, der samles til ord(word) i HMI panalet Eksempel på alarmliste i plc På HMI panelet oprettes en global screen, hvor alarmlisten placeres

66 Der oprettes 2 knapper Acknowledge og Tooltip Acknowledge benyttes til at kvittere for fejl så de slettes af listen Tooltip viser en tekst til den enkelte alarm, kan fungere som en manual Herefter indsættes de enkelte alarmer Først oprettes et alarmtag, der indeholder de alarmer, der er defineret i plc en

67 Alarmliste i HMI panel

68 Alarmer analog signaler: Analoge indgange defineret i plc I Panelet åbnes analog alarm og de analoge signaler, der skal give alarm indsættes Det er ikke nødvendigt at navnene er de samme i plc og i panal

69 Det er muligt at scalere signalet fra plc en således at der kan benyttes mere forståelige størrelser i dette eksempel er analog2 scaleret PLC værdi på (værdi for alle analoge kort på siemens plc er) er det rå signal i plc en, der her ændres til 100 Adgangsbegrænsning Der er visse værdier eller sider, hvor det ikke er hensigtsmæssigt at alle kan ændre værdier. Derfor er der muligheder for at begrænse adgangen med koder på indtastningsfelter og knapper Først åbnes User administration Opret evt. en ny administrator med et kortere navn og giv det et password Hvis der ikke gøres noget vil login være gældende i 5 min før der automatisk logges af

70 Herefter markeres de objekter der ønskes at skulle være omfattet af adgangskode Når der skal laves ændringer af værdier vil følgende billede poppe op Når korrekt user og password er indtastet kan der fortsættes, der er automatisk logout efter tid som bliver under definitionen af user der normalt er sat til 5 minutter.

71 REGULERING Regulering kontra styring Styring Ved styring sættes den værdi man ønsker, og håber på at systemet gør som man ønsker. F.eks. hastighed af en motor Frekvensomformer Motor Ønsket hastighed Reel hastighed Den reelle hastighed bliver ikke målt, hvilket betyder at vi ikke ved om motoren kører med den hastighed, som vi ønsker. Det viste system kaldes for en åben sløjfe, idet der ikke er nogen kontrol eller feedback.

72 Regulering Ved regulering sætter vi en ønsket værdi og samtidig måler vi den værdi som systemet/processen frembringer, hvis der er uoverensstemmelse foretages en korrektion. Eksempel regulering af niveau i en tank: Tegningen viser en beholder, hvor niveauet skal holdes konstant, uanset hvor stort forbruget er. Vandet pumpes frem til beholderen, hvor ventilen bruges til at regulere, hvor stor den tilførte vandmængde er. Niveauet i beholderen måles med en radarmåler, som er placeret i toppen. For at holde et konstant niveau i beholderen skal den tilførte vandmængde være lige så stor som den mængde, der bortledes.

73 Reguleringskreds Skematisk kan det tegnes således: Niveauregulator (LC) Niveautransmitter (LT) Ventil Pumpe Tilgang Afgang For at sikre et konstant niveau i tanken skal processen forsynes med en transmitter, der måler vandstanden i beholderen og sender signalet til regulatoren. Regulatorens udgangssignal styrer ventilen. Herved opnås mulighed for at ændre på den tilførte vandmængde. Hvis vandstanden falder i tanken, giver niveaumålingen (LT) en tilbagemelding til regulatoren (LC). Regulatoren registrerer en afvigelse, mellem setpunkt og aktuel niveau og på grundlag af denne ændres udgangssignalet. Udgangssignalet påvirker en ventil, som dermed ændrer på den tilførte vandmængde. Ventilen åbner, så den tilførte mængde igen er lig med den, der bortledes. Et procesreguleringskredsløb er et lukket kredsløb, som indeholder en tilbageføring fra processen.

74 Blokdiagram Belastning forstyrelse Ventil Proces Transmitter Regulator PID + - Procesværdi PV Ønsket værdi Setpunkt SP Diagrammet viser et blokdiagram for processen. Beholderens niveau måles med en transmitter og måleværdien benævnes PV (ofte ses også betegnelsen X). Det ønskede setpunkt angives som SP (ofte ses også betegnelsen W), regulatorens udgangssignal, styreværdien, benævnes med bogstavet Y. PID regulatoren indeholder nogle regneregler, som bestemmer hvorledes regulatoren skal reagere på en reguleringsafvigelse. Der findes en række forskellige typer af regulatorer, i dette eksempel er der valgt en PID regulator. PID regulatoren modtager signalet fra sammenligningen, ud fra afvigelsens størrelse ændrer PID regulatoren udgangssignalet og dermed styreværdien Y. En PID regulator indeholder et forstærkerled benævnt P og to tidsforholdsled, der benævnes henholdsvis I og D. De enkelte led s indflydelse på regulatorens reaktion indstilles med en række parametre på PID regulatoren. P-leddets indflydelse indstilles med forstærkningen Kp (antal gange), I-leddets indflydelse indstilles med I-tiden Her bruges ofte 2 forskellige betegnelser Ti eller Tn tiden angives i sekunder. D-leddet indstilles med D-tiden Her bruges ofte 2 forskellige betegnelser Td eller Tv tiden angives i sekunder. Det er vigtigt at parameterne for de enkelte led er indstillet korrekt, ellers reagerer PID regulatoren ikke korrekt.

75 Kontinuerlig regulator SP + - e PID Y PV Diagrammet viser et blokdiagram af regulatoren. Regulatoren indeholder et sammenligningsled og en regulatoralgoritme der skal beregne størrelsen af udgangssignalet. Sammenligningsleddet er et led, hvor udgangssignalet er lig med differencen mellem sætpunktet SP (W) og måleværdien PV (X). e=sp-pv (Xw = W X) e (Xw) benævnes fejlen eller reguleringsafvigelsen. Når regulatoren anvendes i en proces er det regulatorens opgave at sikre at reguleringsafvigelsen er lig med nul, hvilket betyder at måleværdien er på den ønskede setpunktsværdi. Regulatoren indeholder en algoritme, der bestemmer, hvorledes regulatoren skal reagere på en reguleringsafvigelse. Den indeholder et forstærkerled og et tidsforholdsled. Hvor meget indflydelse, de enkelte led skal have, bestemmes af variablerne, forstærkningen Kp, integraltiden Ti (Tn) og differentialtiden Td (Tv).

76 Procesdiagrammer Standarder LIC PC LT PI PI PT SY Afgang Tilgang Diagrammet viser et procesinstrumenteringsdiagram for en tryk og niveau reguleringssløfer Diagrammet kaldes også et PI-diagram. De enkelte komponenter indtegnes i PI-diagrammet med en bogstavkode. Instrumentsymboler Lokal monteret Tavle monteret i front Tavle monteret i bag

77 Bogstavkoden beskrives følgende: Første bogstav angiver procesvariablens art Supplerende bogstaver angiver instrumenttype eller funktion Første bogstav Supplerende bogstaver A Analyse Alarm B C Ledningsevne Regulator D Massefylde E Elektrisk variabel Følerelement F Flow Forhold G Position eller længde H Håndbetejning I Visning J K Tid eller tidsprogram L Niveau M Fugtighed N O P Tryk eller vakuum Q Kvalitet, analyse Summering R Radioaktiv stråling Registrering S Hastighed eller frekvens Kontaktfunktion T Temperatur Transmitter U Multivariabel V Viskositet Vebtil W Masse eller kraft X Y Signalomformer/konverter Z Nød- eller sikkerhedsfunktion LT LIC PI SY L= Niveau; T=Transmitter LT=Niveautransmitter L=Niveau; I=Visning; C=Regulator LIC= Niveauregulator med visning P= Tryk; I= Visning PI= Manometer S=Hastighed/frekvens; Y=Signalomformer/konverter SY= Frekensomformer

78 Procesværdi For at kunne få en reguleringssløjfe til at fungere optimalt, er det nødvendigt at vi kan måle den øjeblikkelige procesværdi med passende nøjagtighed. Føler Føleren eller transduceren måler på den regulerede størrelse. Den omdanner en fysisk størrelse til en anden fysisk størrelse, fx. tryk, niveau, flow, temperatur eller en elektrisk størrelse Transmitter Transmitterens opgave er, at omdanne følersignalet til et transmissionsegnet standardsignal. Afhængig af den regulerede størrelses art kan transmitteren enten være en særskilt komponent eller være bygget sammen med føleren. I transmitteren sidder oftest en cpu, som kan indeholde lineariseringsalgoritme for følertypen. Elektriske standardsignaler er fx 0-5V, 0-10V, 0-20mA, 1-5V, 2-10V og 4-20mA Målenøjagtighed En af de væsentligste parametre ved valg af den rigtige målemetode er kravet til nøjagtighed. Der findes to grundlæggende forskellige måder at angive nøjagtighed på, disse er: Nøjagtighed angivet i % af måleområdet eller fuld skala Nøjagtighed angivet i % af aktuel værdi. Den samlede målenøjagtig er summen af alle unøjagtigheder og angiver forskellen mellem den ideelle/sande værdi og den målte værdi. De stiplede

79 De stiplede linier angiver grænserne for max afvigelse fra det ideelle måleresultat Statisk nøjagtighed Ved målenøjagtighed skelnes der mellem statisk og dynamisk nøjagtighed. Statisk nøjagtighed kan deles op i fire grupper: Linearitet Gentagelses nøjagtighed Hysterese Opløsning Linearitet Begrebet linearitet skal kun anvendes ved en måler, der har en lineær karakteristik. Lineariteten angiver, hvordan udgangssignalet forandres i forhold til indgangssignalet og kurven vil derfor være en ret linie såfremt der ikke er tale om en linearitetsafvigelse Gentagelses nøjagtighed Gentagelsesnøjagtigheden, eller reproducerbarheden / repeterbarhed, er evnen til at ramme i samme punkt hver gang -også selvom det er lidt ved siden af. Hysterese Det samme indgangssignal kan give forskellige udgangssignaler ved forskellige målinger, hvis indgangssignalet i det ene tilfælde er stigende, og i det andet er faldende. Dette fænomen kaldes for hysterese Opløsning Opløsnings evnen er et udtryk for den mindste ændring af indgangssignalet, der skal til for at dette kan registreres på udgangssignalet. Altså, hvor meget skal indgangssignalet ændres før der sker en ændring af udgangssignalet Opløsningen kaldes også for følsomhed og på engelsk anvendes udtrykket resolution.

80 Dynamisk nøjagtighed Den dynamisk nøjagtighed kan ikke beskrives så simpel som den statisk nøjagtighed. Ved dynamisk nøjagtighed forstås, hvor nøjagtigt en følers udgangssignal følger indgangssignalet i forhold til tiden. Ved en stepændring på indgangssignalet, vil der gå en tid, før udgangssignalet igen har antaget en ny statisk værdi. Da der indgår mange variable faktorer ved procesmålinger når den dynamiske nøjagtighed skal beskrives er det meget vanskeligt at angive generelle nøjagtigheder men her følger et eksempel på en temperatur er det svært at stor forskel på de enkelte følertyper og deres reaktion

81 Temperaturtransmitter Til måling af temperature benyttes normalt 2 måder Modstandsmåling Termoelement For de fleste rene metaller gælder det, at deres elektriske modstand stiger med temperaturen. Til modstandstermometre foretrækker man materialer, som let lader sig trække i tråde, og som har en stor temperaturkoefficient. (α). For de materialer, som ofte anvendes til modstandstermometre er temperaturkoefficient: Platin (Pt-100) 0,00385 /C -1 Nikkel (Ni 100) 0,0066 /C -1 Platinføleren Pt-100 I platinføleren er modstandsændringen dog ikke helt liniær. I den efterfølgende figur er der vist en karakteristik for en Pt-100 føler, sammen med den liniære α = 0,00385 / C -1. Det ses her, at der er en uliniaritet. Dette bliver der dog kompenseret for i de målekredsløb, der skal bruges til Pt-100 følere.

82 Nikkelfølere (Ni 100) Modstandsændringen i nikkelføleren er heller ikke liniær, men liniariteten er her dårligere end for platinføleren, men til gengæld er temperaturkoefficienten her bedre, nemlig 0,0066 /C-1. Følgende kurve viser den faktiske modstand ved en given temperatur, og tilsvarende temperaturkoefficient

83 Temperaturmåling med termoelement Princip: Hvis to forskellige metaller forbindes i et kredsløb, og det ene loddested opvarmes til temperaturen to, vil der gå en strøm i kredsen. Den elektromotoriske kraft, som driver strømmen, kan anvendes til at måle temperaturforskellen mellem to loddesteder. Dette arrangement kaldes et termopar. I praksis ændres kredsløbet lidt, når spændingen måles. Pt t t 0 Pt-Rh I nedenstående figur er termoparret, bestående af en platin-rhodiumlegering som den ene leder og patin som den anden leder - blevet åbnet ved det kolde loddested. Herfra er det forbundet til instrumentet med kobberledninger. Den målte spænding E er et udtryk for temperaturforskellen t - to. Pt-Rh Cu t Pt Cu Transmitter Materialer Utallige materialekombinationer har i tidens løb været anvendt til fremstilling af termopar. Syv kombinationer har fundet så stor anvendelse, at der laves en international standard IEC for deres bogstavsbetegnelse og sammenhæng mellem spænding og temperatur. De syv internationale normerede termopar er: T kobber - konstantan (CU-CuNi) J jern - konstantan (Fe-CuNi) K chromel - alumel (NiCr-Ni) E chromel - konstantan (NiCr-CuNi) R platin 13 % rhodium - platin S platin 10 % rhodium - platin 6 % rhodium t 0

84 Måling med termoelementer Som tidligere nævnt er termospændingen et mål for temperaturforskellen mellem målested og referencested. Pt-Rh t x SPX Cu t Transmitter Pt SNX Cu t 0 Hvis man som i omstående figur ved tx var gået direkte over i kobberledninger, ville målingen være et udtryk for tx - tx. Da tx måske er følerhovedets høje og ukendte temperatur, siger målingen ikke ret meget om den temperatur t, vi ønsker at kende. Man har derfor forlænget termoelementet med et kompensationskabel. Trådene i dette er ikke af Pt- Rh og Pt på grund af prisen, men er lavet af to legeringer, som tilsammen giver samme termospænding som af type S op til 200 /C.tx bør derfor være mindre en 200 /C. Det største problem ved temperaturmåling er at det tager tid før føler og det den skal måle har samme temperatur, det har desuden stør betydning om der skal måles i væsker eller i luft. Når der sker en ændring vil det tage nogen tid før føleren registrere den korrekte værdi. Derfor er det nødvendigt at tage hensyn til forsinkelsen På temperaturtransmittere opgives normalt en tidskonstant, der viser svar på en trinændring Ændring Svar Svar 2 En del fabrikanter opgiver både tider i luft og i væsker Eks. Typical reaction time: water with flow 0.2 m/s t0.5 after 20 s / t0.9 after 28 s Typical reaction time: air with flow 1 m/s t0.5 after 60 s / t0.9 after 180 s

85 T T

86 Trykmåling Tryk er kraft divideret med areal. Således er den afledte SI-enhed tryk newton pr. kvadratmeter, og denne enhed benævnes pascal og er opkaldt efter den franske matematiker og fysiker Blaise Grundenheden for kraft F er ifølge SI systemet 1 Newton for et på 1 m 2. Derved bliver enheden for tryk opgivet som 1N/1m 2 ; SI-enheden for tryk er pascal og svarer til 1 newton per kvadratmeter. I mange sammenhænge er pascal en ret lille enhed, og derfor anvendes ofte kilopascal (kpa) og megapascal (MPa) ofte. Et instrument der måler trykket i beholderen, kaldes et manometer. Ofte anvendes flg. udtryk i forbindelse med trykbegreber: Absolut tryk er det tryk, som eksisterer i universets lufttomme Relativt tryk eller Atmosfæretryk er omgivelsernes øjeblikkelige tryk Overtryk er tryk, som er større end omgivelsernes tryk. Undertryk er tryk, som er mindre end omgivelsernes tryk. Det tryk som Jordens atmosfære øver ved havniveau, varierer med vejret og kan måles med et barometer. Den gennemsnitlige værdi er 101 kpa. Til sammenligning er trykket fra en vandsøjle på én meter (ved standard-tyngdeacceleration) på cirka 10 kpa. 1 pascal er som sagt en meget lille enhed; men på nyere udstyr indenfor reguleringsområdet er trykket opgivet i pascal. Der er dog stadig meget udstyr i brug hvor det kan være nødvendigt at foretage en omregning. Omregning mellem forskellige trykenheder: SI-enheder Andre enheder bar Pa mmhg mh 2O PSI Atm 1 1* ,062 10, ,5038 0, * ,501*10-3 1,01972*10-4 1,45038*10-4 9,86923*10-6 1,33322* , ,35951*10-2 0, ,31579*10-3 0, ,80665* , , , , ,76 51,7149 0, , , ,01325* , , Trykmåling er en af de mest udbredte parametre til styring og regulering i dagens procesindustri. Der findes mange forskellige typer af transmittere til måling af tryk - alle har de fordele og ulemper, som bør vurderes inden de vælges til, installeres og tages i brug i den aktuelle applikation.

87 Transmitter Tryk er en af de mest målte parametre i dagens proces industri, hvilket samtidig har resulteret i et meget stort udbud af forskellige transmittertyper. Principielt opdeles de alle i 3 grupper, nemlig : Transmittere til måling af absolut tryk (måler i forhold til absolut 0- punkt/vakuum). Transmittere til måling af relativt tryk (måler i forhold til atmosfæretryk). Transmittere til måling af differenstryk.

88 Niveaumåling Ved niveaumåling forstås måling af væskehøjden i en beholder. Niveaumåling kan udføres ved hjælp af en række forskellige principper. Der findes næppe en fysisk effekt, der ikke anvendes som niveaumålingsprincip. Derfor er antallet af måleprincipper stort og det er det ikke let at finde den mest gunstige metode til den aktuelle måleopgave. Statisk trykmetode Med denne metode måles direkte trykket af væskesøjlen med en tryktransducer eller en differenstrykstransmitter. Måleomformeren bliver derfor indbygget så lavt som muligt i tanken. Hvis der måles på beholdere under tryk anvendes en differenstrykstransmitter, hvorved den ene side af målemembranen måler summen af beholdertryk og væskesøjlens tryk, og den anden side kun overtrykket. Andre metoder Vejemetode Denne indirekte niveaumålemetode kan anvendes til såvel væsker som faste stoffer, idet hele tanken eller siloen monteres på såkaldte vejeceller. Kapacitiv målemetode Mellem en målesonde og tank- eller silovæg dannes en kondensator hvis kapacitet afhænger af mediet mellem sonde og væg. Når der kun er luft tilstede (tanken er tom) er "kondensatorens" kapacitet lav. Så snart en del af sonden er dækket af produkt måles en højere kapacitet. Denne kapacitetsændring omsættes via en forstærker til et relæ signal eller et analogt udgangssignal. Reflektionsmetode: Reflektions-eller ekkomåling beror på måling af løbetiden for en lydeller microbølgeimpuls udsendt af en sensor. Denne impuls (bølge) reflekteres af overfladen, og detekteres af sensoren. Den medgåede tid (Time Of Flight) er et mål for den tilbagelagte vej i den tomme del af tanken. Ved nu at trække denne værdi fra den totale tankhøjde, opnås niveauhøjden der, via en forstærker, omsættes til et kontaktsignal eller et analogt udgangssignal.

89 Flowmåling Flowmåling med differenstrykmålere Måleblænde r Måleblænder har været brugt i mange år og har vundet meget stor udbredelse. I dag er måleblænder så veldokumenterede under de forskellige driftsforhold, at der findes internationale normer m.h.t. udformning og montage af disse. Pitotrør Det midlende Pitotrør måler det statiske tryk og det dynamiske tryk på forsiden, og det statiske tryk på bagsiden.

90 Flowmåling med Vortexmålere Flowmåling med magnetisk induktive flowmålere Det mest udbredte måleprincip til flowmåling af væsker indenfor industrien, er den magnetisk induktive flowmåler. Måleprincippet fungerer uden bevægelige dele og har ingen restriktioner i målerøret.

91 Tilslutning af transmittere. Der findes 2 typer af transmittere: 4 tråds 2 tråds 4 trådstransmitteren har separat forsyning og signal Strømforsyning Transmitter Regulator Denne type af transmittere kan benyttes til alle signaler både spænding og strøm 2 trådstransmitteren forbindes i et strømloop således at den forsynes v.h.a. strømkredsen Transmitter V DC + Regulator - +0V DC Når der anvendes en 2 trådstransmitter skal man være klar over at der kun er muligt at benytte 4-20mA som analogt signal, transmitteren skal have en strøm på ca. 3,5mA for at elektronikken kan arbejde, hvis der skal være flere elementer i strømkredsen skal man sikre sig at det maksimale spændingsfald for alle elementer er mindre end 24V. Transmitteren har ofte et spændingsfald på 10V 12V. Indgangsmodstanden på analoge signalindgange svinger fra 50Ω til 500Ω

92 Kalibrering af transmittere Ved lineære måling skal 0 punkt (zero) og maks.(span)måleværdi indstilles, dette gøres på forskellig måde alt efter transmitter. Indstilling på transmitter Indstilling v.h.a. bussystem o.l. Indstilling på transmitter Forbind transmitteren i procesen eller i en prøvestand med en fysisk værdi der svarer til min. Indstil udgangssignal til 0% (0V, 1V, 0mA eller 4mA) Giv transmitteren et fysisk signal der svar til maks. Indstil udgangssignal til 100% (10V, 5Veller 20mA) Gentag proceduren indtil både 0% og 100% stemmer Indstilling v.h.a. bussystem o.l. Med det korrekte software indstilles alle vædier I mange reguleringssystemer vil det være en fordel at dæmpe udsvingene fra tranmitterne f.eks ved trykregulering. For at gøre reguleringen mere rolig vil transmitteren ofte have et tidsled, der dæmper de små udsving. transmittersignal Uden dæmpning transmittersignal med dæmpning tid tid

93 Regulatoren og dens egenskaber Blokdiagram for regulator Der findes flere opbygninger af regulatorer, her beskrives serieregulatoren, halvserieregulatoren og parallelregulatoren Serieregulator P I D SP + - e Kp Ti Td Y PV halvserieregulatoren SP e + - Kp Y PV Ti Td Parallelregulator SP + - e Kp Y PV Ti Td

94 Udgangssignal (Y) Udgangssignalet fra en regulator kan være kontinuert eller on/off som enten 2 punkt eller 3 punkt Ved 2 punktudgang vil udgangen enten være on eller off således at udgangen vil ændre forholdet mellem on og off alt efter, hvor stort et signal der skal til processen ON 25% ON 50% ON 75% 2 punktsregulering er meget brugt til varmestyring, hvor et varmelegeme tændes og slukkes efter behov. Det skal sikres at periodetiden er meget mindre end tidskonstanten for processen således at procesværdien kan holdes konstant Ved 3 punktsudgang er der 3 tilstande OP INGEN NED OP INGEN NED OP NED Denne form kan benyttes til motorventilstyring eller anlæg med varme/køl Det kontinuerte signal kan være et analogt signal 4-20ma til ventilstyring eller frekvensomformer, i dag vil meget af signal overførslen være via busforbindelser, hvor signalet er bestemt af protokollen for den benyttede busforbindelse, ved brug af profibus eller profinet vil et signal til en frekvensomformer være fra 0000 HEX til 4000 HEX

95 Proportional led Et proportional led benævnes også som et P-led eller en P-funktion. e Y P-leddet er en forstærker, hvor der er ligefrem proportionalitet mellem udgang og indgang. For et led med P-funktion gælder ligningen: Y = Kp e (Xw) Y angiver udgangsstørrelsen, e (Xw) angiver indgangsstørrelsen Kp angiver forstærkningen Stepresponse for et P-led Δe Δe*Kp Når P-leddet tilføres et step på indgangen, reagerer leddet med et ikke forsinket step på udgangen. Den ændring der sker på udgangen er afhængig af indgangsværdien samt leddets forstærkning. Tegningen herover viser et eksempel på en proportionalforstærkers stepresponse. Der findes også regulatorer hvor man angiver arbejdsområdet for regulatoren, benævnes proportionalbånd Xp, i stedet forstærkningen. Proportionalbånd angives i % og er lig med: XX pp = 1 KK pp 100[%] Indsvingning med en Kp =8

96 Indsvingning med en Kp =1

97 Kurven viser et indsvingningsforløb for en proces, der reguleres af en P-regulator. På en P-regulator vil der altid være en stationær blivende afvigelse. Denne afvigelse bliver mindre hvis forstærkningen Kp øges til gengæld vil en forøgelse af Kp medføre at processen har en tendens til at gå i selvsving. En P-regulator har følgende fordele: Hurtig svartid når der sker ændringer i processen Stabil regulering hvis Kp er valgt korrekt En P-regulator har følgende ulemper: Blivende afvigelse når der opstår forstyrrelser

98 Integralled Et integralled benævnes også som et I-led. e Y Et integralled er et led uden udligning, hvilket betyder, at der ikke eksisterer en ligevægtstilstand. Et I-led bruges til at udregulere procesafvigelser. Så længe der er en afvigelse vil leddet integrere en ændring på udgangen. e Når indgangssignalet e (Xw) er positiv integreres udgangen Y i positiv retning. Når e (Xw) er lig med nul, holdes værdien på Y konstant. Vendes polariteten på e (Xw), integrerer udgangssignalet ned igen. Hastigheden hvormed udgangen ændrer sig er afhængig indgangssignalet e (Xw) samt I-tiden. I- tiden benævnes enten Ti eller Tn og kan justeres på den enkelte I-regulator. Ved en kort Ti (Tn) sker ændringen på udgangen hurtigere, og omvendt ved en stor Tn sker ændringen langsommere. Δe ΔY Ti Tiden Ti er den tid som I-ledet skal bruge for at ændre udgangen det samme som fejlen er ændret. Hvis man sammenligner en I-regulator og en P-regulator så er Iregulatoren langsommere, fordi den først skal integrere udgangssignalet i henholdsvis positiv eller negativ retning. Til gengæld kan en I- regulator udregulere afvigelser så Xw bliver lig med nul. Hvis I-tiden, Tn justeres til en kort værdi, så vil udgangen reagere hurtig, hvilket igen vil medføre at regulatoren går i selvsving og processen bliver herved ustabil.

99 Ti = 0,5sek Ti = 7,5 sek Indsvingningsforløbet viser at ved stor Tn så bliver processen langsom, men den er hurtig og får tendens stil selvsving ved lille Tn. Fordelen ved en I-regulator:

100 Har ingen blivende afvigelse Ulempen ved en I-regulator: Meget træg ved stor Tn En lille Tn medfører ustabil proces og kan gå i selvsving

101 Differentialled Et differentialled benævnes også som et D-led. e Y Et D-led s udgangsstørrelse er proportional med indgangsstørrelsens ændringshastighed. Dette medfører at D-leddet leverer signal på Y så længe indgangssignalet Xw ændrer sig. Når Xw er konstant så bliver Y lig med nul. Stepresponse Δe ΔY Et D-led er meget hurtigere end fx et P-led, ved den mindste afvigelse gives der fuldt signal ud, til gengæld kan et D-led ikke udregulere en afvigelse uanset hvor stor den er. Dette medfører at et D- led ikke kan anvendes som regulator alene, den vil altid være i kombination med de andre reguleringsled. Ved hurtige reguleringssystemer skal der udviser påpasselighed med brug af D-led, idet D-ledet kan gøre reguleringen ustabil.

102 Valg af regulator En procesregulering skal være i stand til to ting: Indregulere til en ønsket setpunktsværdi efter eventuelle forstyrrelser Indregulere til en ny værdi efter ændring af setpunktsværdien Dette skal normalt ske således, at procesværdien PV indtager den ønskede værdi efter nogle få dæmpede svingninger omkring setpunktet. Regulator type Offset Justering af arbejdsområde Svartid P ja anbefalet høj PD ja anbefalet meget høj I nej - lav PI nej - høj PID nej - Meget høj Tabellen viser en oversigt over de vigtigste data for de forskellige regulator typer. Valg af regulatortype vælges ud fra følgende faktorer: Er processen baseret på P- eller I-egenskaber (med eller uden selvregulering) Hvor stor er forsinkelsen i processen (tidskonstanter/dødtider) Hvor hurtig skal en afvigelse udreguleres Er det acceptabel med en blivende afvigelse (offset) En P-regulator anvendes i processer, hvor der ønskes en simpel regulator, og hvor en blivende afvigelse kan accepteres. En PD-regulator anvendes i processer med store forsinkelser, og hvor en afvigelse kan accepteres. D-leddet mindsker svartiden fra regulatoren, hvilket forbedrer dynamikken i forhold til P-regulatoren. En I-regulator anvendes i processer med små krav til procesdynamik, og hvor tidsforsinkelsen er forholdsvis lille. En I-regulator har den fordel at en afvigelse udreguleres total. I praksis findes en ren I regulator ikke, idet den vil have en fejl at regulere på således at det i princippet bliver en PI regulator med en forstærkning på 1

103 En PI-regulator kombinerer fordelene ved en P- og en I-regulator. En PI-regulator giver en høj procesdynamik og er i stand til at udregulere afvigelser. Mange processer kan reguleres optimalt med en PIregulator. Hvis det er et krav at svartiden skal være så lille som muligt så bør man anvende en PID-regulator. En PID-regulator anvendes i processer med store tidsforsinkelser som skal reguleres så hurtig som muligt. I forhold til PI-regulatoren medfører tilføjelsen af et D-led at procesdynamikken øges væsentlig. I forhold til PD-regulatoren har den ingen blivende afvigelse. Optimal indsving Ved en god regulering må der normalt ikke forekomme mere end 3 til 4 registrerbare svingninger. Erfaringer viser, at man almindeligvis kan tolerere et oversving på 15 til 30% af setpunktsændringen, denne værdi vil være meget afhængig af processens krav. Et mindre oversving vil give en langsommere regulering, mens et større oversving giver risiko for pendling. Eks. På indsving

104

105 OPTIMERING AF REGULATOR Optimering, dvs. korrekt indstilling af en regulators forskellige andele, er i praksis et af de væsentlige reguleringstekniske problemer. Problemet kendetegnes ved, at mange af de inden for industrien opstillede regulatorer aldrig har været optimalt indstillet, men har, ved mere eller mindre tilfældige, ofte langvarige og gentagne optimeringsforsøg, lige akkurat kunnet klare at holde processen indenfor acceptable rammer. En rent forsøgsvis optimering af en regulators P-, I- og D-andele vil derfor være meget tidskrævende og aldrig kunne føre til et optimalt resultat. Det er derfor nødvendigt, hvis der skal opnås den bedst mulige optimering, at have det fornødne kendskab til en række grundlæggende reguleringstekniske principper, som vi vil se nærmere på i det følgende. P-, I- og D-andelenes indflydelse Før indstillingen af en regulator, må man erindre sig, hvilken indflydelse P-, I- og D-andelene har på den regulerede proces, således at man, udfra processens reaktion, kan afgøre, om regulatorens P-, I- og D-andele skal forøges eller formindskes. 1. Bredt proportionalbånd (lille forstærkning) giver ufølsom og meget langsom regulering med stor afvigelse (offset) fra sætpunkt. 2. Smalt proportionalbånd (stor forstærkning) giver følsom og hurtig regulering, men risiko for ustabilitet og sving. 3. Lang integraltid giver lille integralvirkning, og lang tid inden fejlen er udlignet. 4. Kort integraltid giver stor integralvirkning og hurtig udligning af fejlen. For kort tid giver fare for ustabilitet og sving. 5. Kort differentialtid giver lille indgriben på fejlen. 6. Lang differentialtid giver hurtig og kraftig indgriben på fejlen. For lang tid giver ustabilitet og sving. Indregulering med lukket sløjfe Ziegler/Nichols metode Ziegler og Nichols har baseret deres metode på de mere generelle industrielle processer, der forekommer i stort antal. Erfaringer har dog vist, at metoden også giver et brugbart grundlag for optimering af vanskelig regulerbare processer. Fremgangsmåden er følgende: 1. Med lukket reguleringssløjfe indstilles regulatoren som ren P-regulator med lav forstærkning, dvs. Kp er lille (bredt proportionalbånd Xp). Integraltiden Tn stilles på max., eller I-andelen frakobles, om muligt. Differentialtiden Tv stilles på nul, eller D-andelen frakobles hvis muligt. 2. Forstærkningen Kp øges, (svarende til et smallere proportionalbånd), indtil det registreres, at processen går i sving. For at undgå, at den grænse hvor processen går i sving uforvarende passeres, kan dette konstateres ved en hurtig påvirkning af sætpunktet. Går processen herved i sving, er forstærkningen for høj, forstærkningen må derfor formindskes, og proceduren gentages, indtil den kritiske forstærkning hvor processen lige akkurat går i sving, er fundet. Den kritiske forstærkning Kp kan noteres.

106 t kritisk tid 3. Tiden tkr (t-kritisk), for en periode af processens udæmpede svingning, måles og noteres. 4. Derefter kan en beregning af regulatorens parametre foretages, som angivet i tabellen Regulator Kp Ti (Tn) Td (Tv) P 0,5*Kpkritisk PI 0,45*Kpkritisk 0,83*tkritisk PID 0,6*Kpkritisk 0,5*tkritisk 0,125*tkritisk Forsøgsmetoden Regulatoren kobles i automatik. Regulatoren indstilles til ren P-regulator, dvs. Ti (Tn)= Størst mulige værdi og Tv (Tv)= mindst mulige værdi. Forstærkningen Kp forøges, indtil regulatorens udgangssignal Y bliver uroligt. Kp indstilles herefter på halvdelen af værdien. Hvis der ønskes en I-virkning, skrues Tn ned, indtil styresignalet bliver uroligt. Tn indstilles herefter på en værdi, der er lig med den dobbelte værdi ved PID regulator ved en PI regulator indstilles Tn til en værdi der er ca. 50% større. Hvis der ønskes en D-virkning, skrues Tv op, indtil styresignalet bliver uroligt. Tv indstilles herefter på en værdi, der er med den halve værdi. Efter indstilling skal der foretages en optimering af de enkelte parametre.

107 Indregulering med åben sløjfe Procesreaktionsmetoden Reaktionsmetoden anvendes ved processer, som indeholder forholdsvis store tidskonstanter. TT TR TIC Proces Procesværdien PV registreres med en skriver. Når processen er i balance, stilles regulatoren i stilling»manuel«. Udgangssignalet Y til ventilen ændres hurtig et par procent.

108 Y tid PV tid Tu Tg Diagrammet viser stepresponse for en proces med udligning Tiderne for dødtid Tu og opvoksningstid Tg aflæses på udskriften Procesforstærkningen =G=ΔPV/ΔY Valg af beregning, der findes flere modeller, derfor findes der også flere løsninger, generelt kan man sige at Cohen-Coon bedst egner sig når dødtiden er lang i forhold til opvoksningstiden Indstilling af P-regulator: Ziegler-Nichols KKKK = TTTT TTTT 0,3 KKKK = TTTT GG TTTT Cohen-Coon KKKK = TTTT GG TTTT 1 + TTTT 3 TTTT

109 Indstilling af PI-regulator KKKK = TTTT TTTT 0,34 TTTT(TTTT) = TTTT 1,2 Ziegler-Nichols Cohen-Coon 0,9 TTTT KKKK = KKKK = TTTT GG TTTT GG TTTT 0,9 + TTTT 12 TTTT TTTT(TTTT) = TTTT TTTT 0,3 TTTT TTTT(TTTT) = TTTT TTTT TTTT Indstilling af PID-regulator Ziegler-Nichols KKKK = TTTT 4 TTTT 0,59 KKKK = TTTT 3 GG TTTT TTTT(TTTT) = TTTT TTTT (TTTT) = TTTT 0,5 Cohen-Coon KKKK = TTTT GG TTTT TTTT 4 TTTT TTTT TTTT TTTT TTTT TTTT(TTTT) = TTTT 0,5 TTTT(TTTT) = TTTT TTTT (TTTT) = TTTT 0,5 4 TTTT (TTTT) = TTTT TTTT TTTT Denne indstillingsmetoden kan være problematisk at anvende i praksis. Optagelsen af stepresponsen for en proces kan være vanskelig at udføre så man kan aflæse resultatet tydelig. Alle de viste metoder til optimering af reguleringssløjfer tager udgangspunkt i en simplificering af virkeligheden (mange af modellerne bygger på et 2 ordens system), det betyder at det er nødvendigt at tilpasse de fundne værdier. De beregnede værdier skal kun tages som et kvalificeret gæt. Når værdier til optimering skal findes skal det ske med et niveau som processen normalt vil have såfremt processen vil befinde sig i et stort område kan det være nødvendigt at udføre optimeringen flere gange med værdier over store dele af området f. eks ved 33%, 50% og 67% og benytte forskellige værdier alt efter, hvor processen befinder sig. For at få en god regulering er det nødvendigt at alle elementer i reguleringssløjfen er afstemt efter opgaven således at der ikke er elementer, der arbejder i ydregrænsen.

110 Bussystemer & Netværk Kendskab til forskellen mellem bussystemer og netværk. Her er det vigtigt at kender forskellen mellem typen af komminikations systemet på, hvad er det man vil lave, et netværk er som ordet hedder et nærværk af mange en heder med en baggrund for at snakke sammen, hvor det industrielle netværk er indelt på flere måder alt efter type af netværk. Ligesom mange er produktafhængine, dog har udviklingen været at produktet spiller en mindre og mindre rolle og standarder sætter grænser og rammer for hvordan bussystmere og netværk skal køre i forhold til de protokolder der er tale om. Protokoller er netop isensen her, hvordan fungere de enkelte netværk, basisen er den samme, man vil gerne at enhederne taler sammen, men så mange data som muligt og så hurtigt som muligt, men størst mulighed for sikkerhed. Sikkerhed betyder at man er sikker på de data der kommer i mellem enheder en er valide. I tiden bliver data mængderne større og kravene til at hastigheden skal være i top, stiger kravene også til at vælge det rigtige netværk. Der er en klar tendens til at opdeling af netværk der tidligere har været mellem det administartive netværk og det industrielle netværk, bliver mere og mere flydende. Alle data der er muligt at få frem skal være tilgængelig over det hele på netværket. Data som er vigtige på komponent niveau er også vigtig i dat i relation til det administartive. Det ses i realtion til planlagt vedligehold, eks. Vi har en data struktur der kan fortælle at en motor har kørt i 100 timer og motoren er lige stå stille begyndt at bruge en højere strøm, det kan betyde at lejerne er slidt. Når denne information kommer op i det det administartiev system, kan der planlægges et drift stop, hvor motoren får nye lejer. På den måde mindskes muligheden for pludselige drift stop og produktionen bliver mere stabil.

111 Opbygning af systemer, teknisk, fortrådning, opsætning. Ilustrationen her over viser en graduering over netværk, til bus systemer. Nederest ligger bus systmere, det kunne være mange bus systemer, som AS-i bus, Profibus, Canbus. Når vi kommer længere op i pyamiden saå ligger egentlige netværk, på baggrund af forskellige protokolder. Dette betyder hvordan enhederne snakker sammen, hvordan data køre på netværket. Der kan være master/slave princippet, hvor masteren bestemmer. Dette er ofte en meget simpel struktur, hvor masteren spørger slaveren om informationer, dette betyder også at man kontrollere hvor mange data der løber på busen, derfor behøver hastigheden, kaldet buraten, ikke være særlig høj. Sikkerheden for valide data er ofte også høj på disse bus systemer. Data informationerne ligger en nogle faste sammensætninger, hvor bit strukturen er sammensat af et fast struktur. Denne struktur beskriver leverandøren af bussystemet, men overordnet beskrives rammerne i standarder. Derfor kan mange forskellige fabrikater også snakke sammen på et bussystem, fordi fabrikanterne skal følge en standard på protokolden. Dog er teori og praksis ikke altid den samme, mange produkter kan sættes op med 1000 parmeter og dette kan i praksis betyde udfordringer i at få dem til at kominiker. Når vi kommer op i pyamiden kommer vi op i egentlige netværk, dette gør det måske nemmere at få data på tvers af fabrikater og komonenter. Men der skal der også tags hensynt hvilke typer netværk vi taler om. Som bussystemer ikke bare er bussystemer er netværk heller ikke bare netværk. Her betyder protokolder også hele verden til forskel. Vi har Profibus, profibus DP, Modbus TCIP som måske nogle af de største. Her forlader vi ikke helt tanken omkring master/slave for profibus køre med master/slave, men går vi op i Modbus TCIP er vi måske ude over Master/slave, men heller ikke her kan vi helt forlade det, eller valg mulighederne bliver friere, for i disse netværk kan vi selv have en større selv bestemmelse. Vi kan selv sammensætte strukturen på en egen måde, en anden måde at se det på, er at vi kan priotere, enheder, eller data om vi vil. Generelt kan man sige at valg mulighederne for struktor bliver friere jo mere komplexs protokollerne bliver, eller ksla vi

112 hellere sige jo højere båndbreden bliver, båndbreden er hastigheden. Jo højere hastighed jo flere data. For data strukturen i den enkelte bit struktur er stadig bestemt i en standard, i forhold til protokolden. Fabrikanten af udstyret kan jo stadig lave sig egen programmering af udstyret.

113 Netværtkstyper: - Modbus TCIP Modbus-protokollen er en kommunikationsprotokol, der er baseret på en master/slave- resp. en client/server-arkitektur. Der er tale om en åben protokol, der blev udviklet i 1979 af Gould-Modicon til kommunikation mellem programmerbare logiske styringer. Siden 2007 har versionen Modbus TCP været en del af standarden IEC Et Modbus-netværks opbygning Oprindeligt blev Modbus-protokollen udviklet til seriel kommunikation mellem moduler. I et Modbusnetværk kan en master og flere slaves forbindes med hinanden. Der skelnes her mellem tre driftstyper: Modbus ASCII Modbus RTU Modbus TCP Hver deltager har en entydig adresse, hvor adressen 0 er reserveret til broadcast. Deltagerne sender deres meddelelser via bussen. Protokollen er enkel og robust, er den siden blevet en de facto standard kommunikationsprotokol, og det er nu en almindeligt tilgængelig måde at forbinde industrielle elektroniske enheder. Modbus anvendes primært i proces -og industrianlæg. De vigtigste årsager til brugen af Modbus i det industrielle miljø er: -Det er blevet udviklet med industrielle applikationer i tankerne -Det er bredt offentliggjort og royalty -Fri Det er nemt at installere og vedligeholde Den bevæger rå bits eller ord uden at placere mange restriktioner på sælgere Modbus giver mulighed for kommunikation mellem mange(op til ca. 240) enheder, der er tilsluttet det samme netværk, fx et system, der måler temperatur og fugtighed og meddeler resultaterne til en computer. Ibygningsautomatik anvendes Modbus bl.a. ved køleanlæg, måleropsamling og nogle ventilationsanlæg med autonom automatik med kommunikation. Udviklingen og opdatering af Modbus protokoller er blevet forvaltet af Modbus-organisationensiden april 2004, hvor Schneider Electric overførte rettigheder til denne organisation, og signalerer en klar forpligtelse til åbenhed. Modbus Organisationen er en sammenslutning af uafhængige brugere og leverandører af Modbus-kompatible enheder, der søger at drive vedtagelsen af Modbus kommunikationsprotokoller på tværs af flere markedssegmenter. Links:

114 Profibus Type netværk Fysiske medier netværkstopologi Bus enhed Adressering Styrende organ Internet side protokol Information Device Bus, Process Control Twisted pair, fiber DIP switch eller hardware / software PROFIBUS & PROFINET International (PI) Profibus elektrisk konnektor PROFIBUS (Process Field Bus) er en standard for feltbus kommunikation i automatisering teknologi og blev først fremmes i 1989 af BMBF (tysk afdeling for uddannelse og forskning) og derefter bruges af Siemens. Det bør ikke forveksles med PROFINET standard for Industrial Ethernet. PROFIBUS er bredt offentliggjort som en del af IEC Oprindelse Historien om PROFIBUS går tilbage til en offentligt forfremmet plan for en forening, der startede i Tyskland i 1986, og for hvilke 21 virksomheder og institutter udtænkt en mester projektplan kaldet " feltbus ". Målet var at implementere og udbrede brugen af en bit-seriel feltbus baseret på de grundlæggende krav i marken enhed grænseflader. Til dette formål medlemsvirksomheder enige om at støtte en fælles teknisk koncept for produktion (dvs. diskret eller fabrikken automation ) og procesautomation. Først den komplekse kommunikationsprotokol Profibus FMS (Fieldbus Message Specification), som var skræddersyet til krævende kommunikationsopgaver, blev angivet. Efterfølgende i 1993 blev specifikationen for den enklere og dermed betydeligt hurtigere protokol PROFIBUS DP (Decentrale tilbehør) afsluttet. Profibus FMS bruges til (ikke-deterministisk) kommunikation af data mellem Profibus Masters. Profibus DP er en protokol lavet til (deterministisk) kommunikation mellem Profibus-mestre og deres remote I / O-slaver. Der er to varianter af PROFIBUS i brug i dag; den mest anvendte PROFIBUS DP, og den mindre udbredte, applikationsspecifikke, PROFIBUS PA: PROFIBUS DP (Decentral tilbehør) bruges til at betjene sensorer og aktuatorer via en centraliseret controller i produktion (fabrik) automation applikationer. De mange standard diagnostiske muligheder, især er fokuseret på her.

115 PROFIBUS PA (Process Automation) bruges til at overvåge måleudstyr via en proces kontrolsystem i processen automatisering applikationer. Denne variant er beregnet til brug i eksplosion / farlige områder ( Ex-zone 0 og 1). Det fysiske lag (dvs. kablet) i overensstemmelse med IEC , som giver magt til at blive leveret i løbet af bussen til feltinstrumenter og samtidig begrænse strømmen løber så eksplosive betingelser ikke er oprettet, selv om der opstår en fejl. Antallet af enheder tilsluttet en PA segment er begrænset af denne funktion. PA har en datatransmissionshastighed på 31,25 kbit / s. Men PA bruger den samme protokol som DP, og kan være knyttet til en DP netværk ved hjælp af en kobling enhed. Den meget hurtigere DP fungerer som et backbone-netværk til transmission af processignaler til styreenheden. Det betyder, at DP og PA kan arbejde tæt sammen, især i hybride applikationer, hvor proces og fabrik automation netværk opererer side om side. I over 30 millioner PROFIBUS nodes blev installeret ved udgangen af millioner af disse er i procesindustrien. Teknologi PROFIBUS Protocol ( OSI referencemodel ) OSI-lag PROFIBUS 7 Anvendelse DPV0 DPV1 DPV2 6 Præsentation 5 Session - 4 Transportere Ledelse 3 Netværk 2 data Link FDL 1 Fysisk EIA-485 Optisk MBP Ansøgning lag For at udnytte disse funktioner blev forskellige serviceniveauer i DP-protokollen definerede: DP-V0 for cyklisk udveksling af data og diagnose DP-V1 til acykliske dataudveksling og alarmhåndtering DP-V2 for isokrone mode og dataudveksling broadcast ( slave -til-slave kommunikation) Sikkerhed lag Sikkerheden lag FDL (Fieldbus Data Link) arbejder med en hybrid adgang metode, der kombinerer token passerer med en master-slave-metoden. I et PROFIBUS DP-netværk, controllere eller proces kontrolsystemer de er mestre og sensorerne og aktuatorerne er slaverne. Der anvendes forskellige telegram typer. De kan differentieres ved deres start skilletegn (SD): Ingen data: SD1 = 0x10

116 SD1 DA SA FC FCS ED Variabel længde data: SD2 = 0x68 SD2 LE ler SD2 DA SA FC DSAP SSAP PDU FCS ED Fast længde data: SD3 = 0xA2 SD3 DA SA FC PDU FCS ED Polet: SD4 = 0xDC SD4 DA SA Kort anerkendelse: SC = 0xE5 SC SD Start Afgrænser LE Længde af protokol data enhed, (inkl. DA, SA, FC, DSAP, SSAP) ler Gentagelse af længden af protokoldataenheden, (Hamming afstand = 4) FC Funktion kode DA Destination Adresse SA kildeadresse DSAP Destination service Access Point SSAP Kilde service Access Point SAP (Decimal) SERVICE Standard 0 Cyklisk Data Exchange (Write_Read_Data) 54 Master-til-Master SAP (MM Communication) 55 Skift Station Adresse (Set_Slave_Add)

117 56 Læs indgange (Rd_Inp) 57 Læs udgange (Rd_Outp) 58 Kontrol Kommandoer til en DP Slave (Global_Control) 59 Læs Configuration Data (Get_Cfg) 60 Læs Diagnostic data (Slave_Diagnosis) 61 Send Parametrering data (Set_Prm) 62 Tjek Configuration Data (Chk_Cfg) Bemærk: SAP55 er valgfrit og kan deaktiveres, hvis slaven ikke giver ikke-flygtigt lager hukommelse til stationen adresse. PDU: Protocol Data Unit (protocol data) FCS: Frame Kontrol Sequence ED: End Afgrænsningstegn (= 0x16!) Den FCS beregnes ved blot at sammenlægge de bytes inden for den angivne længde. En overløb ignoreres her. Hver byte gemmes med en lige paritet og overføres asynkront med en start og stop bit. Der kan ikke være en pause mellem en stopbit og følgende startbit når bytes af et telegram transmitteres. Master signaler er indledt en ny telegram med en SYN pause på mindst 33 bit (logisk "1" = bus tomgang). Bit-transmission lag Tre forskellige metoder er angivet for bit-transmission lag: Med elektrisk transmission i henhold til EIA-485, parsnoede kabler med impedanser på 150 ohm anvendes i en bus topologi. Bithastigheder fra 9,6 kbit / s til 12 Mbit / s kan anvendes. Kablet længde mellem to repeatere er begrænset fra 100 til 1200 m, afhængigt af den bithastighed anvendes. Denne transmission metode anvendes primært med PROFIBUS DP. Med optisk transmission via fiberoptik, star, bus- og ring-topologier anvendes. Afstanden mellem repeatere kan være op til 15 km. Ringen topologi kan også udføres redundant. Med MBP (Manchester Bus Powered) transmission teknologi, data og feltbus magt fødes gennem samme kabel. Den effekt kan reduceres på en sådan måde, at bruge i eksplosionsfarlige miljøer er mulig. Bussen topologi kan være op til 1900 m lang og tillader forgrening til feltenheder (max. 60 m brancher). Bithastigheden her er et fast 31,25 kbit / s. Denne teknologi er specielt oprettet til brug i procesautomation til PROFIBUS PA. For dataoverførsel via glidende kontakter til mobile enheder eller optisk eller radiotransmission af data i åbne rum, kan der opnås produkter fra forskellige producenter, men de ikke svarer til nogen standard. PROFIBUS DP bruger to core skærmet kabel med en violet kappe, og kører med hastigheder mellem 9.6kbit / s og 12Mbit / s. En særlig hastighed kan vælges til et netværk for at give tilstrækkelig tid til kommunikation med alle enhederne er til stede i netværket. Hvis systemer ændrer langsomt derefter lavere kommunikation hastigheden er passende, og hvis systemerne ændre sig hurtigt så effektiv kommunikation vil ske gennem hurtigere hastighed. RS485 balanceret transmission anvendes i PROFIBUS

118 DP kun tillader 126 enheder, der skal tilsluttes på én gang; imidlertid kan flere enheder forbindes eller netværket udvidet med anvendelse af hubs eller repeatere. PROFIBUS PA er langsommere end PROFIBUS DP og kører med fast hastighed af 31.2kbit / s via blå beklædt to core skærmet kabel. Kommunikationen kan indledes for at minimere risikoen for eksplosion eller for de systemer, der reelt har brug for sikkert udstyr. De meddelelsesformater i PROFIBUS PA er identiske med PROFIBUS DP. Bemærk: PROFIBUS DP og PROFIBUS PA bør ikke forveksles med PROFINET. Profiler Profiler er foruddefinerede konfigurationer af de funktioner og funktioner til rådighed fra PROFIBUS til brug i bestemte enheder eller programmer. De er specificeret af PI arbejdsgrupper og udgivet af PI. Profiler er vigtige for åbenhed, interoperabilitet og udskiftelighed, så slutbrugeren kan være sikker på, at lignende udstyr fra forskellige leverandører udfører på en standardiseret måde. Bruger valg fremmer også konkurrence, der driver leverandører retning forbedret ydeevne og lavere omkostninger. Der er PROFIBUS profiler til encodere, Laboratory instrumenter, Intelligente pumper, robotter og numerisk styrede maskiner, f.eks. Profiler findes også for applikationer såsom at bruge HART og trådløs med PROFIBUS og proces automatisering enheder via PROFIBUS PA. Andre profiler er blevet specificeret for Motion Control (PROFIdrive) og Functional Safety ( PROFIsafe ). Standardisering PROFIBUS blev defineret i 1991/1993 i DIN 19245, blev derefter medtaget i EN i 1996 og siden 1999 etableret i IEC / IEC

119 PROFINET Teknologi Tre protokol niveauer er defineret: TCP / IP for ikke tidskritiske data og idriftsættelse af et anlæg [2] med reaktionstider i intervallet 100 ms RT (real-time) protokol for PROFINET IO applikationer [2] op til 1 ms cyklus gange IRT ( isokrone Real-Time) til PROFINET IO applikationer i drivsystemer [2] med cykler på mindre end 1 ms Protokollerne kan optages og vises ved hjælp af et Ethernet- analyseværktøj PRONETA [3] som Wireshark. [2] Tilbehør Grænseflade til periferiudstyr gennemføres af PROFINET IO. [2] [4] Den definerer kommunikationen med felt tilsluttet perifere enheder. Dens udgangspunkt er en cascading real-tid koncept. PROFINET IO definerer hele dataudveksling mellem controllere (enheder med "master-funktionalitet"), og de (enheder med "slave funktionalitet"), samt parametrering og diagnose. PROFINET IO er designet til den hurtige udveksling af data mellem Ethernet-baserede feltenheder og følger udbyderen forbruger model. [2] Felt enheder i en underordnet PROFIBUS linje kan integreres i PROFINET IO-systemet uden nogen indsats og problemfrit via en IO- proxy (repræsentativ for en underordnet bussystem). En enhed udvikler kan implementere PROFINET IO med enhver kommercielt tilgængelig Ethernet controller. [2] Det er velegnet til udveksling af data med bus cyklustider på nogle få ms. Konfigurationen af en IO-System har været holdt ligner PROFIBUS. PROFINET IO indeholder altid real-tid koncept. En PROFINET IO-system består af følgende enheder: IO Controller, som styrer automatisering opgave. IO Device, som er et område enhed, overvåges og kontrolleres af en IO-controller. En IO Device kan bestå af flere moduler og undermoduler. IO tilsynsførende er software typisk baseret på en PC til indstilling parametre og diagnosticering individuelle IO enheder. [4] En Application Relation (AR) er etableret mellem en IO-controller og en IO Device. Disse ARs bruges til at definere Kommunikation Relations (CR) med forskellige karakteristika for overførsel af parametre, cyklisk udveksling af data og håndtering af alarmer. [2] Der henvises til PROFINET IO-forbindelse livscyklus for en mere detaljeret beskrivelse. Kendetegnene for en IO-enhed, er beskrevet af producenten enhed i en General Station Beskrivelse (GSD) fil. Sproget anvendes til dette formål er GSDML (GSD Markup Language) - en XML-baseret sprog. GSD-fil indeholder tilsyn software med et grundlag for planlægning af konfigurationen af en PROFINET IO-system. [2] [4] IO adressering

120 Hvert modul i et PROFINET netværk har tre adresser: Mac-adresse IP-adresse Enhedens navn, et logisk navn til modulet inden for den samlede konfiguration Fordi PROFINET bruger TCP / IP en MAC og IP-adresse anvendes. En MAC-adresse ændres, hvis enheden udskiftes. En IP-adresse er en form for dynamisk adressering. Fordi der var et behov for en fast adresse et enhedsnavn bruges. For tildeling af IP-adressen, undernetmasken og standard-gateway to metoder er defineret: DCP: Discovery og Configuration Protocol DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol Real time Inden PROFINET IO, er procesdata og alarmer altid sendes i realtid (RT). Realtid i PROFINET er baseret på definitioner af IEEE og IEC, som tillader kun en begrænset tid til udførelse af real-time-tjenester inden for en bus cyklus. RT kommunikation udgør grundlaget for udveksling af data for PROFINET IO. Real-time data behandles med en højere prioritet end TCP (UDP) / IP-data. RT danner grundlag for tidstro kommunikation inden for distribueret periferi og for PROFINET komponentmodel. Denne type dataudveksling tillader bus cyklustider i området på et par hundrede mikrosekunder. Isokrone kommunikation Isokrone dataudveksling med PROFINET er defineret i isokrone realtid (IRT) koncept. Enheder med IRT funktionalitet har switch-porte integreret i feltet enhed. De kan være baseret fx på Ethernet-controllere ERTEC 400/200. De dataudveksling cyklusser er normalt i området på et par hundrede mikrosekunder op til et par millisekunder. Forskellen til real-time kommunikation er i det væsentlige den høje grad af determinisme, således at starten af en buscyklus opretholdes med stor præcision. Starten på en bus cyklus kan afvige op til 1 s (jitter). IRT er påkrævet, for eksempel til motion control-applikationer (positionering kontrol processer). Profiler Profiler er foruddefinerede konfigurationer af de funktioner og funktioner til rådighed fra PROFINET til brug i bestemte enheder eller programmer. De er specificeret af PI arbejdsgrupper og udgivet af PI. Profiler er vigtige for åbenhed, interoperabilitet og udskiftelighed, så slutbrugeren kan være sikker på, at lignende udstyr fra forskellige leverandører udfører på en standardiseret måde. Der er PROFINET profiler til kodere, f.eks. Andre profiler er blevet specificeret for motion control (PROFIdrive) og Functional Safety (PROFIsafe). En særlig profil for tog også eksisterer. En anden profil er PROFIenergy der omfatter tjenester til tidstro overvågning af energiefterspørgslen. Dette blev anmodet om i 2009 af AIDA gruppe af tyske bilproducenter ( Audi, BMW, Mercedes-Benz, Porsche og VW), der ønskede at have en standardiseret måde aktivt at styre energiforbruget i deres anlæg. Høje enheder energi og delsystemer såsom robotter, lasere og endda male linjer er målet for denne profil, hvilket vil medvirke til at reducere en anlæggets energiomkostninger ved intelligent at skifte enhederne i

121 »sleep" modes at tage hensyn til produktions- pauser, både planlagt (f.eks weekender og lukke-downs) og uforudsete (f.eks nedbrud). Links:

122 Devicenet DeviceNet er et netværk, der anvendes i automatisering industrien til at sammenkoble styreanordninger for dataudveksling. Det udnytter Common Industrial Protocol over en Controller Area Network media lag og definerer en applikationslaget at dække en række enhedsprofiler. Typiske anvendelser omfatter informationsudveksling, sikkerhedsanordninger, og store I / O-kontrol netværk. [1] Historie DeviceNet blev oprindeligt udviklet af amerikanske selskab Allen-Bradley (nu ejet af Rockwell Automation ). Det er et program lag protokol oven på CAN ( Controller Area Network ) teknologi, som er udviklet af Bosch. [2] DeviceNet tilpasser teknologien fra Common Industrial Protocol og udnytter CAN, hvilket gør det billigt og robust i forhold til den traditionelle RS-485 baserede protokoller. For at fremme brugen af DeviceNet verdensplan, har Rockwell Automation vedtaget den "åbne" koncept og besluttede at dele teknologien til tredjepartsleverandører. Derfor er det nu administreres af ODVA, en uafhængig organisation beliggende i Nordamerika. ODVA fastholder specifikationer af DeviceNet og fører tilsyn med forskud til DeviceNet. Desuden ODVA sikrer overensstemmelse til DeviceNet standarder ved at give overensstemmelsesprøvning og leverandør overensstemmelse. ODVA senere besluttede at bringe DeviceNet tilbage til sin forgængers paraply og kollektivt refererer til teknologi som Common Industrial Protocol eller CIP, som omfatter følgende teknologier: EtherNet / IP ControlNet DeviceNet ODVA hævder høj integritet mellem de tre teknologier på grund af den fælles protokol tilpasning, hvilket gør industrielle kontrol langt enklere i forhold til andre teknologier. DeviceNet er standardiseret som IEC [3]

123 Arkitektur Teknisk oversigt Definer OSI syv-lags arkitektur model det fysiske lag, data link laget og applikationslaget 1. Netværk i tillæg til det signal, men også herunder magt, selv-drevne støttenetværk funktion (normalt anvendes i små enheder, såsom foto detektorer, endestop eller nærhedsafbrydere osv) [2] 2. Giver tre bit-hastigheder: 125 Kbit / s, 250 Kbit / s og 500 Kbit / s, hovedstammen under forskellige bithastigheder (trunk) er omvendt proportional med længden og bitrate 3. Flad kabelnet kan anvendes 4. Enkelt netværk kan have op til 64 noder, node adresse (MAC-ID i DeviceNet tilkaldt) ved Duplicate node adresse afsløring funktion 6. Support mester - slave (master-slave) og end-to (peer-to-peer) kommunikation arkitektur, men de fleste af udstyret fungerer i det tidligere netværksarkitektur 7. Multiple netværk tillader en enkelt master-funktion 8. Kan bruges i miljøer med højt støjniveau Fysisk lag Nodes er fordelt langs et DeviceNet-netværk ved hjælp af en bylinie-dropline topologi. Denne topologi giver mulighed for let i ledninger og adgang til nettet fra flere vandhaner. Desuden kan knudepunkter let fjernes og sættes til at reducere produktionen nedetid, øge fleksibiliteten netværk, og mindske fejlmelding tid. Da det fysiske lag er optisk isoleret fra enheden, kommunikation magt og enhed magt kan dele den samme bus (yderligere at reducere kompleksiteten af netværket og komponenter i). (Introduktion [4] ) DeviceNet understøtter 125 kbit / s, 250 kbit / s og 500 kbit / s datahastigheder. Afhængig af den valgte kabeltype, kan DeviceNet understøtte kommunikation op til 500 meter (under anvendelse runde, stor diameter kabel). Typisk rundt kabel understøtter op til 100 meter, mens fladskærms-stil kabel understøtter op til 380 meter på 125 kbit / s og 75 meter på 500 kbit / s. (Physical Layer [4] ) Data link laget DeviceNet anvender en differentiel seriel bus ( Controller Area Network ) som dets Data Link Layer. Ved hjælp af CAN som en rygrad, DeviceNet kræver minimal båndbredde til at sende og pakke beskeder. Desuden kan en mindre processor vælges i udformningen af enheden takket være data rammeformat og den lethed, hvormed processoren kan parse data. Se nedenfor for fuld format. (Data Link Layer [4] ) CAN dataramme Format 1 bit => Start af rammen 11 bit => Identifier 1 bit => RTR bit 6 bits => Styrefelt 0-8 bytes => Datafelt 15 bits => CRC sekvens 1 bit => CRC afgrænser 1 bit => Kvittere 1 bit => Ack afgrænser 7 bit => Slut på rammen

124 > 2 bit => interframe space Reference: Tabel:. Data Frame Format [4] Ved at overføre den første pakke af data, er starten på Frame bit sendt til at synkronisere alle modtagere på netværket. CAN-id (angivet 0-63) og RTR bit kombineres for at sætte prioritet, hvor dataene kan tilgås eller ændres. Lavere identifikatorer har højere prioritet end højere identifikatorer. Ud over at overføre disse data til andre enheder, enheden overvåger også data, der sendes. Denne redundans validerer de indberettede data og eliminerer samtidige transmissioner. Hvis et knudepunkt transmitterer på samme tid som en anden node, vil knudepunktet med den nedre 11 bit identifikator fortsat fremsende mens enheden med den højere 11 bit identifikator vil stoppe. (Introduktion & Physical Layer. [4] ) De næste seks bit indeholder oplysninger til angivelse af Kontrol Field. De første to bits er faste, mens de sidste fire er bruges til at angive længde inden for datafelt. Data Field indeholder fra nul til otte bytes af brugbare data. (Physical Layer. [4] ) Følgende dataramme er CRC feltet. Rammen består af 15 bits til at detektere rammefejl og opretholder talrige format adskillere. Grundet lettere at gennemføre og immunitet over for de fleste støjende netværk, kan giver en høj grad af fejlkontrol og fejl indespærring. (Physical Layer. [4] ) Netværk DeviceNet inkorporerer en forbindelse-baseret netværk. En forbindelse skal indledningsvis etableres ved enten en UCMM ( Ikke tilsluttet Message Manager ) eller en gruppe 2 Ikke tilsluttet Port. Derfra kan eksplicitte og implicitte budskaber sendes og modtages. Eksplicitte meddelelser er datapakker, der generelt kræver en reaktion fra en anden enhed. Typiske meddelelser er konfigurationer eller ikke-tid indsamlingen følsomme data. Implicitte meddelelser er pakker af data, der er tidskritiske og generelt kommunikere realtime data over netværket. En udtrykkelig besked Connection skal anvendes til etableret først, før en Implicit Message forbindelse. Når forbindelsen er oprettet, de CAN identifikator ruter data til den tilsvarende node. (Netværket og transportlaget. [4] ) Links:

125 CAN-bus En Controller Area Network (CAN-bus) er en bil bus standard designet til at tillade microcontrollere og enheder at kommunikere med hinanden i applikationer uden en værtscomputer. Det er en besked-baseret protokol, der er designet oprindeligt til multiplex elektriske ledninger inden biler, men bruges også i mange andre sammenhænge. Udvikling af CAN-bussen startede i 1983 på Robert Bosch GmbH. [1] Protokollen blev officielt udgivet i 1986 på Society of Automotive Engineers (SAE) konference i Detroit, Michigan. De første CAN controller-chips, produceret af Intel og Philips, kom på markedet i BMW 8-serien var den første produktion køretøj til funktionen en CAN-baserede multiplex ledninger system. Bosch udgivet flere versioner af CAN specifikation og de nyeste er CAN 2,0 offentliggjort i Denne specifikation har to dele; del A er for standard format med en 11-bit identifikator, og en del B er til den udvidede format med en 29-bit identifikator. En CAN enhed, der bruger 11-bit identifikatorer kaldes almindeligvis CAN 2.0A og en CAN enhed, der bruger 29-bit identifikatorer kaldes almindeligvis CAN 2.0B. Disse standarder er frit tilgængelige fra Bosch sammen med andre specifikationer og hvidbøger. [2] I 1993 International Organization for Standardization (ISO) udgivet CAN standard ISO 11898, som senere blev omstruktureret i to dele; ISO som dækker data link laget, og ISO som dækker CAN fysiske lag for high-speed CAN. ISO blev udgivet senere og dækker CAN fysiske lag for lav hastighed, fejltolerant CAN. Kan i Automation (CIA) standard bruges som basis for flere store (7-lag) protokol udvikling. De fysiske lag standarder ISO og ISO er ikke en del af Bosch CAN 2.0- specifikationen. Disse standarder kan købes fra ISO. [3] Bosch er stadig aktiv i forlængelse af CAN-standarder. I 2012 udgivet Bosch KAN FD 1.0 eller CAN med Flexible data-rate. Denne specifikation bruger en anden ramme format, der tillader andre data længde samt eventuelt at skifte til en hurtigere bit sats efter voldgiften besluttes. CAN FD er foreneligt med den gældende CAN 2,0 netværk, så nye CAN FD enheder kan sameksistere på samme netværk med eksisterende CAN-enheder. CAN-bus er en af fem protokoller, der anvendes i on-board diagnostik (OBD) -II køretøj diagnostik standard. OBD-II standarden har været obligatorisk for alle biler og lette lastbiler, der sælges i USA siden 1996, og EOBD standarden har været obligatorisk for alle benzindrevne køretøjer, der sælges i EU siden 2001, og alle dieselkøretøjer siden [4] Arkitektur CAN er en multi-mester seriel bus standard for tilslutning af elektroniske kontrolenheder [ECU] også kendt som noder. To eller flere knudepunkter er påkrævet på CAN-netværket til at kommunikere. Kompleksiteten af knudepunktet kan spænde fra en simpel I / O-enhed op til en indlejret computer med en CAN interface og sofistikeret software. Den knude kan også være en gateway tillader en standard computer til at kommunikere over en USB- eller Ethernet-port til enheder på et CAN-netværk. Alle knuder er forbundet med hinanden gennem en totråds bus. Ledningerne er 120 Ω nominelle twisted pair.

126 High Speed CAN Netværk. ISO ISO , også kaldet høj hastighed CAN, bruger en lineær bus afsluttet i hver ende med 120 Ω modstande. Lav hastighed Fault Tolerant CAN Network. ISO ISO , også kaldet lav hastighed eller fejltolerant CAN, anvender en lineær bus, stjerne bus eller flere stjerne busser forbundet med en lineær bus og afsluttes ved hvert knudepunkt med en brøkdel af den samlede termineringsmodstand. Den overordnede opsigelse modstand bør være omkring 100 Ω, men ikke mindre end 100 Ω. Høj hastighed CAN er normalt bruges i bilindustrien og industrielle applikationer, hvor bussen kører fra den ene ende af miljøet til den anden. Fejltolerant CAN bruges ofte, hvor grupper af knudepunkter skal forbindes sammen. ISO specifikationer kræver bussen holdes inden for et minimum og maksimum common mode bus spænding, men ikke definerer, hvordan man holder bussen inden for dette område. CANbus Node Hvert knudepunkt kræver en: Centralenhed, mikroprocessor, eller værtsprocessor

127 o Værten processor afgør, hvad de modtagne beskeder betyder, og hvilke budskaber det ønsker at sende. o Sensorer, aktuatorer og styreenheder kan tilsluttes værtsprocessoren. CAN controller; ofte en integreret del af microcontroller o Modtagelse: CAN controller lagrer den modtagne serielle bit fra bussen, indtil en hel besked er tilgængelig, som derefter kan hentet af værtsprocessoren (normalt ved CAN controller udløser en interrupt). o Sender: værtsprocessoren sender sende- meddelelse (r) til en CAN controller, der videregiver bits serielt på bussen, når bussen er fri. Transceiver Defineret af ISO / 3 Medium Access Unit [MAU] standarder o Modtagelse: det konverterer datastrømmen fra CANbus niveauer til niveauer, CANcontrolleren bruger. Der er normalt beskyttende kredsløb for at beskytte CAN controller. o Transmission: det konverterer datastrømmen fra CAN controller til CANbus niveauer. Hver node er i stand til at sende og modtage beskeder, men ikke på samme tid. En meddelelse eller Frame består primært af ID (identifier), som repræsenterer prioritet af meddelelsen, og op til otte databytes. En CRC, anerkender slot [ACK] og anden overliggende er også en del af beskeden. Den forbedrede CAN FD udvider længden af afsnittet data til op til 64 bytes per ramme. Beskeden sendes serielt på bussen ved hjælp af en ikke-tilbagevenden-til-nul (NRZ) format og kan modtages af alle noder. De enheder, der er forbundet med en CAN-netværk er typisk sensorer, aktuatorer og andre enheder kontrol. Disse enheder er forbundet med bussen via en værtsprocessor, en CAN controller, og en CAN transceiver. En afsluttende bias kredsløb er strøm og formalet billede sammen med de data signalering for at tilvejebringe elektrisk forspænding og terminering ved hver ende af hver bus segment at undertrykke refleksioner. ID tildeling Besked id'er skal være entydigt på en enkelt CAN-bus, ellers to knudepunkter ville fortsætte fremsendelse ud over enden af voldgift felt (ID) forårsager en fejl. I begyndelsen af 1990'erne, blev valget af id'er til meddelelser gjort blot på grundlag af at identificere typen af data og den afsendende knude; Men som ID også bruges som prioritet beskeden, førte dette til dårlig real-time performance. I de scenarier, blev en lav CAN-bus udnyttelse af ca. 30% som der er behov for at sikre, at alle meddelelser ville opfylde deres deadlines. Men hvis id'er er i stedet bestemmes på basis af fristen i meddelelsen, jo lavere numeriske id og dermed højere prioritet beskeden, kan typisk opnås derefter bus anvendelser på 70 til 80%, før nogen besked deadlines savnet. Lag CAN-protokollen, ligesom mange netværksprotokoller, kan opdeles i følgende indvinding lag : applikationslaget og Object-lag Message filtrering Meddelelse og status håndtering

128 Det meste af CAN standard gælder for overføringslaget. Overføringslaget modtager beskeder fra det fysiske lag og transmitterer disse meddelelser til objektet lag. Overførslen lag er ansvarlig for bit timing og synkronisering, besked indramning, voldgift, kvittering, fejlfinding og signalering, og fejlen indespærring. Det udfører: Fejl Indespærring Fejl Detection Message Validering Anerkendelse Voldgift Message Framing Transfer Vurder og timing Information Routing Fysisk lag CAN-bus elektriske prøve topologi med terminator modstande CAN-bus ( ISO : 2003) oprindeligt angivet link layer protokol med kun abstrakte krav til det fysiske lag, fx hævde brugen af et medie med multiple-adgang på bit-niveau gennem anvendelse af dominerende og recessive stater. De elektriske aspekter af det fysiske lag (spænding, strøm, antal ledere) blev specificeret i ISO : 2003, som nu er bredt accepteret. Men de mekaniske aspekter af det fysiske lag (stik type og antal, farver, etiketter, pin-outs) har endnu ikke formelt specificeret. Som et resultat, vil en bil ECU typisk har en særlig-ofte custom-stik med forskellige former for kabler, hvoraf to er CAN buslinjer. Ikke desto mindre har flere de facto standarder for mekanisk implementering dukket op, de mest almindelige er den 9-polet D-sub typen hanstik med følgende pin-out: pin 2: CAN-Low (CAN-) ben 3: GND (Jord) pin 7: CAN-High (CAN +) pin 9: CAN V + (Power) En mandlig DE-9 stik (plug).

129 Denne de facto mekanisk standard for CAN kunne implementeres med node har både mandlige og kvindelige 9-pin D-sub-stik elektrisk kablede til hinanden parallelt inden for node. Bus-strøm fødes til en node hanstik og bussen strøm fra knudepunktets hunstik. Dette følger den elektroteknik konvention, strømkilder termineres ved hunstik. Vedtagelse af denne standard undgår behovet for at fabrikere brugerdefinerede splittere til at forbinde to sæt bus ledninger til en enkelt D-stik på hver node. Sådanne ikke-standard (brugerdefineret) ledninger (splittere), der slutte ledere uden for node reducere bus pålidelighed, fjerne kabel udskiftelighed, reducere kompatibilitet ledningsnet, og øge omkostningerne. Fraværet af en fuldstændig fysisk lag specifikation (mekanisk foruden elektrisk) befriet CAN bus specifikation fra de begrænsninger og kompleksitet fysiske gennemførelse. Men det efterlod CAN bus implementeringer åbne for interoperabilitet grundet mekaniske uforenelighed. Sikkerhed CAN er et lavt niveau protokol og understøtter ikke sikkerhedsfunktioner uløseligt. Der er også ingen kryptering i standard CAN implementeringer, der efterlader disse netværk er åbne for man-in-the-middle pakke aflytning. I de fleste implementeringer, forventes ansøgninger om at anvende deres egne sikkerhedsmekanismer; fx at autentificere indgående kommandoer eller tilstedeværelsen af visse enheder på netværket. Manglende gennemførelse af passende sikkerhedsforanstaltninger kan medføre forskellige former for angreb, hvis modstanderen formår at indsætte meddelelser på bussen. [11] Selv om der findes adgangskoder til nogle sikkerhedskritiske funktioner, såsom at ændre firmware, programmering nøgler, eller styring Antiblokeringssystem aktuatorer disse systemer er ikke implementeret universelt og har et begrænset antal frø / nøglepar. Udviklingsværktøjer Ved udvikling og / eller fejlfinding CAN-bussen, kan undersøgelsen af hardware signaler være meget vigtigt. Logic analysatorer og bus analysatorer er værktøjer, der indsamler, analyserer, afkode og gemme signaler, så folk kan se high-speed kurver i deres fritid. Der er også specialiserede værktøjer samt CAN bus-skærme. En CAN-bus-skærm er et analyseværktøj, ofte en kombination af hardware og software, der anvendes under udvikling af hardware at gøre brug af CAN-bussen. CAN-bus-skærmen typisk lytte til trafikken på CAN bussen for at vise det i en brugergrænseflade. Ofte CAN bus monitor giver mulighed for at simulere CAN-bus-aktivitet ved at sende CAN frames til bussen. CAN-busskærm kan derfor anvendes til at validere forventet CAN trafik fra en given enhed eller til at simulere CAN trafik for at validere reaktionen fra en given enhed tilsluttet til CAN-bussen.

130 ISO serien specificerer fysiske og datalink lag (niveau 1 og 2 i ISO / OSI -modellen) af seriel kommunikation teknologi kaldet Controller Area Network, der understøtter distribuerede real-time kontrol og multiplexing til brug inden road køretøjer. [9] Der er flere CAN fysiske lag og andre standarder: ISO : 2015 specificerer data link laget (DLL) og fysisk signalering af Controller Area Network (CAN). [10] Dette dokument beskriver den generelle arkitektur CAN i form af hierarkiske lag i henhold til ISO referencemodel for åben sammenkobling af systemer (OSI) etableret i ISO / IEC og giver de egenskaber for at oprette en udveksling af digital information mellem modulerne gennemføre CAN DLL med detaljeret specifikation af logiske link kontrol (LLC) underlag og medium adgangskontrol (MAC) underlag. ISO : 2003 specificerer højhastighedsforbindelse (transmissionshastigheder på op til 1 Mbit / s) medium adgang enhed (MAU), og nogle medium afhængig grænseflade (MDI) funktioner (i henhold til ISO ), der omfatter fysiske lag af controller area Network. ISO anvender en to-wire balanceret signalering ordning. Det er den mest anvendte fysiske lag i bil drivaggregatet applikationer og industrielle netværk kontrol. ISO : 2006 specificerer lav hastighed, fejltolerant, medium-afhængige interface til opsætning af en udveksling af digital information mellem elektroniske kontrolenheder af køretøjer udstyret med CAN ved transmissionshastigheder over 40 kbit / s op til 125 kbit / s. ISO : 2004 specificerer tid-udløst kommunikation i CAN (TTCAN). Det er gældende for oprettelse af en tid-udløst udveksling af digital information mellem elektroniske kontrolenheder (ECU) af køretøjer, der er udstyret med CAN, og angiver rammen synkronisering enhed, der koordinerer driften af både logiske link og medier adgangskontrol i overensstemmelse med ISO , at give den tid-udløst kommunikation tidsplan.

131 ISO : 2007 specificerer CAN fysiske lag for transmissionshastigheder på op til 1 Mbit / s til brug inden for road køretøjer. Den beskriver mellemstore adgang til enheds- funktionerne samt nogle mellemstore afhængige grænseflade funktioner i henhold til ISO Dette svarer til en udvidelse af ISO , der beskæftiger sig med ny funktionalitet til systemer, der kræver lavt energiforbrug funktioner, mens der ikke er nogen aktiv bus kommunikation. ISO : 2013 specificerer CAN fysiske lag for transmissionshastigheder på op til 1 Mbit / s til brug inden for road køretøjer. Den beskriver mellemstore adgang til enheds- funktionerne samt nogle mellemstore afhængige grænseflade funktioner i henhold til ISO Dette svarer til en udvidelse af ISO og ISO , angive en selektiv wake-up mekanisme ved hjælp af konfigurerbare CAN frames. ISO : 2004 giver den metode og abstrakte test suite nødvendige for at kontrollere overensstemmelsen af enhver CAN implementering af CAN specificeret i ISO ISO : 2014 etablerer testcases og testkrav at realisere en testplan kontrollere, om CAN transceiver med gennemførte selektive wake-up funktioner i overensstemmelse med de angivne funktionaliteter. Den slags test defineret i ISO : 2014 er navngivet som overensstemmelsesprøvning.

132 AS-I AS-interface (Aktuator Sensor Interface AS-i) er en industriel netværksløsning (fysiske lag, dataadgangsmetode og protokol), der anvendes i PLC, DCS og PC-baserede automationssystemer. Den er designet til at forbinde simple felt I / O-enheder (f.eks binære ON / OFF enheder såsom aktuatorer, sensorer, roterende enkodere, analoge ind- og udgange, trykknapper og ventil positionssensorer) i diskrete fremstilling og proces applikationer ved hjælp af en enkelt 2 -conductor kabel. AS-Interface er en»åben«teknologi understøttes af et væld af automation udstyr leverandører. Ifølge AS- International Association der i øjeblikket (2013) over 24 millioner AS-interface feltenheder installeret globalt, vokser med omkring 2 millioner om året. [1] AS-Interface er en networking alternativ til den hårde ledningsføring af feltenheder. Det kan bruges som et partnernetværk for højere niveau feltbus netværk såsom Profibus, DeviceNet, Interbus og Industrial Ethernet, for hvem det giver en billig remote I / O-løsning. Det anvendes i automatisering applikationer, herunder transportbånd kontrol, pakkemaskiner (f.eks Schuberts), proces reguleringsventiler, tappeanlæg, elektriske distributionssystemer, lufthavn bagage karruseller, elevatorer, flaskepåfyldningslinjer og fødevarer produktionslinjer (f.eks 2SFG). AS-interface giver et grundlag for Functional Safety i maskinsikkerhed / nødstop applikationer. Sikkerhedsanordninger kommunikerer over AS-interface følge alle de normale AS-interface data regler. Det krævede niveau af kontrol data er leveret af dynamiske ændringer i dataene. Denne teknologi kaldes sikkerhed på arbejdspladsen og giver sikkerhedsanordninger og standard, ikke-sikkert udstyr, der skal tilsluttes til det samme netværk. Brug passende sikker input hardware (f.eks lysgitre, e-stop knapper og dør interlock switche), AS-interface kan give sikkerhed understøtter op til SIL (Safety Integrity Level) 3 i henhold til EN 62061, CAT 4 ifølge EN954-1 som samt performance Level e (PL e) i henhold til EN ISO

133 AS-interface specifikationen ledes af AS-International, et medlem finansieret non-profit organisation beliggende i Gelnhausen / Tyskland. Flere internationale datter organisationer findes rundt omkring i verden. Overblik AS-Interface er et system, der kræver fire grundlæggende komponenter: Præcis ét netværk mester, i de fleste tilfælde i form af en gateway til et højere niveau industrielt netværk eller en PLC backplane-kort, En række netværk slaver, i de fleste tilfælde indgangs- og udgangsmoduler, Præcis en strømforsyning, der anvendes til at drive netværket slaver og muliggør kommunikation med netværket mester, og Ledningsnettet infrastruktur, i de fleste tilfælde opnås ved anvendelse af den gule flade kabel. Ved hjælp af disse komponenter en AS-interface-segmentet kan konstrueres. Proceduren for underliggende kommunikation er en Master-Slave metode, hvorved skibsføreren indleder dataudveksling med en slave og kræver slaven til at reagere inden for sit definerede maksimale tid, hvilket gør AS-interface en deterministisk netværksløsning. Overensstemmelsesprøvning af et uafhængigt certificeringsorgan lab forsikrer, at certificerede produkter fra alle producenter vil kommunikere på et givet net. Leverandører, der ønsker at få deres produkter overensstemmelse testet skal kontakte AS- International. AS-interface-dataudveksling er baseret på en Master-Call, hvor dataene ramme består af en 5-bit enhedsadresser, 4-bit datapakker (f.eks digital udgang information) og indramning bits. Den samlede længde af Master-Call er 14 bit. Den resulterende Slave-respons er 7 smule lang, indeholdende 4 bit af brugeroplysninger (f.eks værdierne af slaver input). Spændingsniveauer på netværket intervallet mellem 29,5.. 31,6 V DC og databeskyttelse, ud over de rammeinddelingsbit opnås via Manchester-II kodning, en meget symmetrisk, flydende layout med Skiftende Pulse Modulation. Den netværk bit tid er 6 mikrosekunder. Segmentlængde er begrænset til 100 meter. [2] flere segmenter kan kombineres for at danne længere net. I dette tilfælde er det nødvendigt at sikre, at enhver slave er kun to repeatere 'væk' fra netværket master. Dette er nødvendigt på grund af tidsforsinkelsen indføres, når en besked pakke overgange repeateren. Under visse betingelser en såkaldt Terminator og / eller Tuner kan anvendes til at forlænge den tilladte segment længde til 200 m eller 300 m, henholdsvis. Historie AS-interface blev udviklet i slutningen af 1980'erne og begyndelsen af 1990'erne af en gruppe (konsortium) af 11 virksomheder for det meste kendt for deres udbud af industrielle ikke-kontakt sensing enheder som induktive følere, fotoceller, kapacitive sensorer og ultralydssensorer. Når udvikling blev afsluttet konsortiet blev løst, og en medlemsorganisation, AS-International, blev grundlagt. Den første operationelt system blev vist på Hannover messen 1994 ( Hannover Messe ). Original specifikation (1994, Version 2.04)

134 I sin oprindelige form netværket var i stand til at understøtte op til 31 binære I / O-enheder / moduler, hvor hver enhed kunne udveksle 4 bit af input og 4 bit af output-data, hvilket resulterer i alt 124 indgange og 124 udgange på en enkelt netværk. Vigtige funktioner som automatisk Single Node Udskiftning var allerede en del af systemet. Netværket Opdateringstiden let beregnes ved at gange antallet I / O noder med den deterministiske opdatering for hver node (ca. 150 mikrosekunder), for en maksimal opdatering på 5 ms. Betyder Denne forenklet beregning ikke omfattet ledelsesberetningen Fase som er ubetydelig for typiske installationer. Det er også omfatter ikke kommunikation forsøg. Forbedringer (1998, Version 2.11) Efter introduktionen brugerne hurtigt vedtaget AS-interface, driver efterspørgslen for yderligere funktionalitet og funktioner. Som følge heraf blev disse krav behandlet med visse specifikationer forbedringer tillader oprettelse af analoge input / output-enheder og øge antallet af mulige binære I / O- enheder til 62. Diagnosticering funktionalitet blev også forbedret ved oprettelsen af Peripheral Fault Bit. For at bevare fuld fremad og bagud kompatibilitet, størrelsen af rammen data, der udveksles mellem netværket master ( Acanners [ flertydig behov ] og Gateways ) blev ikke øget. I stedet blev en af de fire outputbit benyttes til at vælge mellem de såkaldte A- og B-knuder. Dette gjorde det muligt hver af de 31 adresser, der skal bruges to gange. Adressen plads blev øget til 1A til 31A plus 1B til 31B. Som en konsekvens af anvendelse af et output bit som A / B selector, den fjerde output bit var ikke tilgængelig for brugeren og binære I / O noder bygget til denne profil tilbydes maksimalt 4 indgange og 3 udgange, hvilket øger den totale mængde af i / O på et enkelt netværk til 248 indgange og 186 udgange. Den maksimale opdatering tid af en fuldt lastet netværk er 10 ms. Yderligere funktioner (2005/2007, version 3.0) I 2005 blev det nødvendigt at tage fat yderligere brugerbehov. Også den øgede brug af Ethernet-baserede industrielle protokoller opfordrede til et lavt niveau løsning, der overvandt de iboende mangler Ethernet (f.eks begrænset topologi, stor data frame, dyre brug af switche...) Denne specifikation rettet brugernes krav ved at definere nye kommunikation profiler til binære og analoge data plus indførelsen af en seriel datatransmission profil. Følgende er en ufuldstændig liste over de nye funktioner Binære I / O noder understøtter A / B adressering med 4 indgange og 4 udgange Binære I / O noder understøtter A / B adressering med 8 indgange og 8 udgange Konfigurerbar (8, 12 eller 16 bit) hurtig analog kanal Fuld Duplex bit serielle kanal Med disse nye kapaciteter, AS-interface bliver den ideelle partner netværk for nogen af de i øjeblikket tilgængelige Ethernet-baserede industrielle protokoller. Gateways til EtherNet / IP TM, PROFINET, Modbus / TCP, SERCOS III og andre er tilgængelige. Nogle kontrol eksperter har givet udtryk for den opfattelse, at inden for de næste 10 år netværksløsninger placeret mellem AS-interface og Ethernet ikke vil blive anvendt i en ny installation. [ Redigér ] I et worst-case scenario, hjælp 62 knudepunkter med 4 indgange og 4 udgange hver opdateringen er 10 ms for input og 20 ms for udgangene. Komponenter En AS-interface netværk kræver kun nogle få grundlæggende komponenter falder ind under følgende overordnede kategorier: Scannere / Gateways (også kaldet skibsførere)

135 Strømforsyninger og repeatere Moduler (også kaldet slaver) Netværkskabel, installation hardware og nyttigt værktøj (infrastruktur) Scannere og gateways Scanner / Gateway to funktioner. Med hensyn til AS-interface netværk er en mester, der udfører dataudveksling med modulerne og opdatering sin interne I / O-billede. Funktionaliteten af master er defineret i Master Profil af AS-interface specifikationen. Som en del af specifikationen version 3.0 er blevet defineret M4 Master Profile. Enhver given netværk kan kun have én scanner / Gateway. Med hensyn til en tilsluttet PLC / DCS eller PC Scanner / Gateway er en slave. AS-interface samfund bruger typisk ordet Gateway når AS-interface mester forbinder til en øvre niveau netværk som DeviceNet, Profibus eller nogen af de industrielle Ethernet-varianter. På den anden side, hvis den befinder sig på backplane af en PLC er det normalt omtales som en scanner. Da AS-interface kommunikation er baseret på master-slave kommunikationsmetode, skal ethvert netværk har kun en mester på et tidspunkt. Strømforsyning Enhver AS-interface segment skal drives. Dette opnås typisk forbinde en AS-interface strømforsyning. Disse leverancer har visse unikke egenskaber vedrørende interne kredsløb og udgangsspænding. Standard 24VDC strømforsyninger kan ikke anvendes til direkte at drive et segment, skal 31.5VDC anvendes i stedet. Den samlede længde AS-interface netværkskabel i en enkelt segment må ikke være mere end 100m. Hvis den samlede netværk længde skal være længere, kan repeatere anvendes. Som repeateren galvanisk isolerer to segmenter, skal en ny strømforsyning bruges på den anden side af repeateren. En almindelig misforståelse eksisterer med hensyn til antallet af repeatere i et netværk. Det er blevet oplyst, at den maksimale længde af et AS-interface netværk kan være 300m, oprettet ved hjælp af to repeatere. Dette er ikke tilfældet. Det afgørende er ikke, hvor mange repeatere bruger, men snarere hvor mange repeatere enhver datapakke med oprindelse i en scanner eller Gateway, har til at krydse før de når I / O-node. På grund af de stramme timing begrænsninger defineret hver pakke kan højst rejse på tværs af to repeatere, før de når en ASinterface node. Dette har følgende konsekvenser: 1. Lineære netværk med Scanner / Gateway monteret i den ene ende kan være 300 m lang 2. Lineær netværk med 500m længde kan konstrueres når Scanner / Gateway er monteret i det midterste segment 3. En stjerne formet netværk med næsten ingen længde begrænsning er mulige Moduler Dette er langt den største gruppe af komponenter og omfatter binære og analoge I / O-moduler, stack lys, trykknapper, sensorer med integreret ASIC, ventil kontrolbokse, nødstop, lysgitre; generelt enhver enhed, der kan udveksle data med PLC'en. Hvert modul på netværket skal have en unik adresse. For AS-interface de adresseområde varierer fra 0 til 31, hvor 0 ikke kan bruges, men er forbeholdt Automatisk Single Node Udskiftning. Siden vedtagelsen af specifikationen 2.11 denne adresse rum er yderligere opdelt i A og B udvidet adresser. Som følge heraf ved hjælp af et modul designet til at understøtte denne adresseringstilstand, er det muligt at have to moduler på hver adresse; en på A halvdelen og en på B halvdel. (Eks. 1A og 1B, 17A og 17B) Den nuværende specifikation Version 3.0 har tilføjet muligheden for at konstruere mange nye typer af I / O- kombinationer, herunder binære moduler med 4 indgange og 4 udgange understøtter A / B adressering.

136 Netværkskabel Langt størstedelen af AS-interface installationer udnytte AS-interface fladkabel, defineret som en del af ASinterface specifikationer. Et forholdsvis lille antal brancher (f.eks ventilstyring i procesautomation) bruger et rundt kabel, mest fordi det er lettere at trække gennem kanalen. Mens formen af kablet er ligegyldigt (en anden kabel kan bruges) de elektriske egenskaber for de udvalgte kabel spørgsmål meget. For at undgå problemer som følge af forkert kabel, de fleste fagfolk foreslå AS-interface fladkabel. Dette kabel er designet til at gøre brug af et kabel piercing teknologi. Når en AS-interface-modulet er installeret på netværket, piercing nåle trænge ind i kablet jakke og fortrænge de interne kobber tråde uden at skære dem. Dette tillader AS-interface moduler, der skal installeres hvor som helst på netværket uden at skære og forberedelse (dvs. fjerne kabel jakke, stripning isolering og eventuelt anvende en ferule) kablet først. Resultatet er en hurtigere installation uden risiko for utilsigtede shorts mellem lederne. Her er et fladt kabel tegning Der findes flere typer af kabler til rådighed. Gul kabel er normalt bruges til at drive AS-interface-moduler og muliggøre kommunikation mellem feltenheder og scanneren eller Gateway. Dette kabel tilbydes i flere jakke materialer til at løse specifikke applikationer behov. AS-interface sorte kabel bruges typisk til at levere moduler med 24VDC AUX magt. Ingen kommunikation foregår på dette kabel. Svarende til det gule kabel, er det sorte kabel også produceret ved hjælp af diverse jakke materiale til at løse de specifikke behov i ansøgningen. En rød-kappeforsynet kabel er blevet defineret, men er stort set ikke anvendes. Dens påtænkte anvendelse var i applikationer, hvor vekselstrøm leveres til feltet noder. De to ledninger inde i AS-interface-kablet er brune (+ bly) og blå (- bly) uafhængig af materiale makeup og ydre kappe farve. Design af et netværk En AS-interface netværk er en samling af netværk segmenter. Der er meget få regler, der skal være opfyldt, når designe en AS-interface-netværk: 1. Der kan ikke være nogen dubletter adresser på et netværk 2. Hvert segment skal være 100 m eller mindre totalt kabellængde, medmindre der anvendes en tuner, i hvilket tilfælde segment kabellængde må ikke overstige 200m 3. Hvert netværk skal magten præcis én mester 4. Hvert segment skal magten præcis én AS-interface strømforsyning 5. Når der anvendes repeatere, kan en slave ikke være mere end "to repeater overgange" fra master 6. Formen (dvs. topologi) af et segment er vilkårlig (ubegrænset)

137 Ved hjælp af disse grundlæggende regler bør det være klart, at En lineær netværk, med master i den ene ende af nettet, kan være 300 m lang En lineær netværk, med master "i midten" af nettet, kan være 500m lang I nogle programmer længere netværk er ønskelige (f.eks Process Automation applikationer). Dette er muligt ved hjælp af installation af Terminator og tunere. Programmering af udstyr

138 Indledning: Vi kan dele anvendelsen op i flere områder, I dette kompendie vil jeg arbejde inden for 2 hoved områder, Industri applikationer og speciel applikationer. Opdelingen er for at skabe et bedre overblik, over krav og muligheder inden for dette område. Når vi arbejder med billede genkendelse, som det hedder på dansk, så er der rigtigt mange faktore der spille ind, men de faktore har en meget forskellig og afgørende rolle, i forhold til opgaven der skal arbejdes med. For at kunne belyse alle de faktore Teknik: Inden for dette område med billede genkendeles spiller ringtig mange ting en rolle i at få tekniken til at virke, mange virksomheder får lavet deres eget system, i den forstand at deres tenkokologi er meget komplex, da hastighed, lys, emner, placering osv. Derfor laver de et system der passer lige netop til deres anlæg. Når vi arbejder med visionssystemer, er hver opgave, et nyt system skal bygges op, der skal defineres alle grænser, udfordringer i processen, systemet osv. Jeg vil herunder opliste nogle vigtige punkter, man skal have opmærksomhed på: - Belysning - Placering af camara, i forhold til billedebehandling - Hastighed på process - Antal af billeder, behandling - Opkobling af camara på process udstyr, plc, pc osv. Anvendelse: Generelt. Visio teknik eller billede genkendelse som det også kan hede, kan bruges til ufatteligt mange formål, lige fra en kvalitets kontrol, til sortering, måling oa. Men det er meget vigtigt at arbejde med visio i forhold ti opgaven og når man så skal tage fat på en ny oggave, ja så er det også en ny opgave med visio. I dette kompindie arbejdes der med grundlaget, relatert til nogle principielle værktøjer, for udviklingen også inder for dette område går med kvanta skidt, derfor er det nødvendigt at bruge en leveandør med på sidelinien i forhold til opgaverne. Opstillinger: Når vi ser på de opgaver der kan anvendes vivio teknik til, er de mangfoldige, der er noglr grupper de kan delses op i, der er: Roterende objekter Opjekter på et transport bånd Sillestående objekter Det nogle af de muligheder som der kan arbejses med, ud fra den enkelet opgave skal camara, linse, montage, lys og udstyr på prcessen vælges. Camarat tager et eller flere billeder i løbet af ganske få sekunder eller miliskunder, man hvad skal reager, prosessen skal sortere gåde fra dårlige eller store fra små. Men hvordan er

139 processen bygget op, det skal der arbejses med i hverenkelst opgave, der er I det følgende beksrevet hvordan de enkelst punkter er vigtige i forhiold til det færdige resultat. Camara typer: Der findes rigtigt mange camara typer på markedet, så spørgsmålet om hvilken man skal vælge er svært. Der spille mange faktore ind, pris, anlæg osv. Camarane er delt ind 4 kat. - Maskine Visiosystmer - Ident systenmer - Måle sensores. - Posision detektion Desuden deles camara typerne op i enkelt dele, - Camara - Lys giver - Linse - Hardware - Software - Indputs/Outputs. Valget af type, er helt aførende for hvordan visio systemet og hele porcessen kommer til at virke, det er netop derfor at hver visio opgave, er en ny opgave. Hvor man skal igennem en process, for at kunne vælge det rigtige udstyr til netop den opgave. Sort/Hvid eller farver Dette er jo et helt grundlæggende valg i forhold til opgaven. Mange camara opgaver kan fint løses i sort/hvid hvor andre kræver farver. Desuden ser vi også camara i dag digital farve opløsning. Men som som tidligere skrevet er det meget forskelligt det er 100% opgaven der beskriver omkring valget. Men prisen på camarat er også en faktor, det er indlysende at den billigeste teknikoligi også der den mest sinple. Men hver visio opgave er forskellig, og hver opgave er individuel.

140 Pixel data i camaraet Ordet pixel er noget vi alle har hørt om, når vi køber en ny mobil telefon, så sidder der et camara i telefonen. Camaret er i dag med så stor opløsning, 2 megapixel er ikke unormalt. Pixel er små punkter der difiner opløsning på det billede vi kan arbejde, så jo højre nøjatighed, jo højre krav til antal af pixel. Det er ikke alle opstillinger der kræver en super pixel opløsning, det er processen der afgøre dette, men man kan også arbejde med linsen. Så er det muligt at zoome ind på et område, for at se på det nøjaktig område, i forhold til det store billede. Camara typerne er delt op i 2 typer, CCD eller CMOS, CCD Charged Coupled device CMOS Complentary metal oxide semiconduter Inden for Vision verdenen har vi 3 main camara typer pixel o 512(H) x 480(V) o 640(H) x 480 (v) - 2 mega- pixel o 1024 (H) x 960 (V) o 1600 (H) x 1200 (V) - 5 maga- pixel o 2432 (H) x 2050 (v) Det er vigtigt man overvejer omkring billedbehandlingen, at jo flere pixel, jo større processerkraft kræver det,

141 Hastigheden på opdateringe Som i alle andre opsætninger af teknik, er der stor forskel på opdatering af data, fra opjektet er sat i pos. Til billedet kan behandles i det tekniske afsnit er utrolig forskelligt. Desuden er hastigheden meget afhængig af følgende forhold: - Camara type - Antal af pixel i camarat - Antal af fokus data - Alntal af objekt punkter. Dette er blot nogle af de punkter der er meget afgørende for data hastigheden på denne behandling, der til kommer så de udstyr det er koblet op på, er det via en pc, eller en plc eller direkte i et drev, til processen? for at forkorte den opdaterings hastighed skal alle disse punkter overvejes. Kilde: Omron. Her ses en af mulighederne for at lave en data vej, et er jo camarates opdatering et andet er processen. Det enkelte Camara har sin kommikation, dette vil sige at når man laver en opsætning på camarat så køre det over en, oftest, Ethernet komminikation. Da alle camara skal have en basis opsætning. Derudover kan camara kommniker endten over et netværk eller digitalt. Men opsætningen betyder rigtig meget på opdateringshastigheden, dette betyder i praksis, at jo flere detaljer opgaven sætter krav om, jo længere tid tager det også camaraet at behandle. I dette system har kominikations hastigheden en sekundær betydning, ikke at den ikke kan være vigtig. Men databehandlingen i camaret og opgaven har størst indflydelse. Emne typer Her kan listes en helt række emne typer op, for listen er næsten utømmelig, der er ikke ret mange ting Visio teknik ikke kan bruges til. Alt stort set, det er faktisk næsten ingen grænser. Der kan arbejdes med næsten alt, det udgangspunkt man har for en opgave, er at hver opgave en ny opgave. Der er emnetyper der er nemmere at arbejde med end andre, nogle emnetyper og opsætninger kan kræve feler camara i samme opsætning da emnerne skal ses fra flere vinkler. Emner som skinner eller giver refleksion, der skal der tags særlige forbehold omkring belysningen, der kan arbejdes med mange former for belysning, direkte eller indirekte, infredrød og mange andre. Emner der flytter sig eller rotere kan være udfordrene oa arbejde med, men der kan laves forskellige opsætninger, det vigtigtste når emnet flytte sig er til i relation til opdateringer. Dette sætter også sin naturlige begrænsning omkring fokus punkter, jo flere fokus punkter og jo længere bearbejdnings tid. Når emnet flytter

142 sig er dette jo opgaven, da man ikke har meget tid. Det er derfor meget vigtigt at antalet af fokus punkter er meget gennem tænkt, så opdateringstiden i camarat kan blive så lav som muligt. Det kan også være nødvendigt at arbejde med flere camara i en opstilling da hastigheden hvor med enmer flytter sig er for stor i forhold til billedebehandlingen. Men udviklingen inden for visio teknik går lige så stærkt som alt andet elektroniks udvikling, så vi vil også se en mega udvikling på opdateringen i camara i årene fram over. Pacering af camara i forhold til objekt. I forbindelse med valg af camara, linse og placering af camaraet, er det vigtigt at definer hvor stort billede område, vi gerne vil arbejde med, for område størelsen afhænger af afstanden mellem camara og objekt område. Når vi har valgt camara og linse, kan vi beregne afstanden fra objektet til camareat, ud fra neden stående: Minimum detectabel flaw size = BB xx CC AA A: No. pixels in the Y direction af the camara CCD B: Field of wiew ( y direction) I mm. C: Minimum antal af pixels.

143 Kilde: Omron Grafen oven for viser relationen mellem, afstanden fra Camaraet til fladen som camarat kan tage billede af, i dette tilfælde har Omron lavet en relation til deres camara typer, så når camaraet skal vælges kan denne bruges. Alle leverandør har disse relationer og denne graf er et godt udtryk for den grundlæggende relation. Man kan også lave er række beregninger, som er vist tidliger i dette kompendium.

144 Kilde: Omron Denne tegninger skal bruges til netop at definier grundlaget for valget af camara. Belysning: Det vigtigste punkt i din brug eller installation af visio systemer er belysningen, du kan bruge masser af penge på camara, med mange pixel og en super dyr linse. Desuden bruge masser af timer på beregninga af afstande til objektet, som skal arbejdes med, men uden den rigtige belysning, kommer du ingen vejne. Med den rigtige belysning, så får du også det rigtige resultat. Der er 3 områder du skal tage stilling til: 1. Typer af belysning - Specular refleksion - Diffuse refleksion - Transmittet light 2. Udforming og størelse af lyset - Ring, eller firkaktet - Dome, Coxial 3. Farve (bølgelængde) på lyset - Rød, hvid, blå (LED) - UV, IR Alle lys typer er desuden defineret i sammenhæng med camarat, om det eksl være direkte beslyning eller indirekte belysning. De forskellige former for belysning er også afhængig om du skal lave en opsætning der skal være kontrol eller en del af en operation(forarbejdnings process). Samt natuligvis hvilket emne du arbejder med. I dette kompenduim har jeg arbejdet meget med camara typer og der skal arbejde lige så meget med belysningen, men jag har beskrvet de 3 ovenstående grundlags punkter som man skl for holde sig til. Grundlaget er at alle visio opgaver en nye hver gang, dvs. du sjal bearbejde det som en ny opgave hver gang, for der er nye facetter i alle opgaver. Du kan bruge de grundlæggen relationer i dette kompendum, men det skal sammenholdes med en leveandør, for at få den rigtige løsning til opgaven. Desunen sker udviklingen også inden for dette område så hurtigt så vi kan ikke følge med til at beskrive alle detalier og muligheder. Links til mere info: Oa

145 Krav til fysisk installation. Leverandøren beskriver hvordan camaaret skal installaeres, det er lige fra IP klasser, milijø, og en lang række andre karv. Når der arbejdes med billede handling er der naturligvis mange forhold der spiller ind, det er alt lige fra lys, rystelser, vand, agræsige væsker, luft arter, røg, ja listen kan blive meget længere. Når man planlægger en Visio opgave skal man starte med at definer de begrænsninger de fysiske rammer sætter. Nogle meget vigtige punkter der skal overvejes: - Lys sætning - Rystelser - Væsker - Bevægende emner - Farver Denne liste er kun en lille del af de krav der kan være i forhold til en opgave. Camaraet skal naturligvis vælges ud fra de fysiske krav, installation stiller. Samspillet mellem installationen, og alle de andre parmeter, skal giver den bedste opgave løsning. Kontrol/Kvalitet Emnet kontrol og kvalitet i visio opgaver, det er den enkelte opgaver der definier disse grænser, hvilke krav bliver der stillet i opgaven. At opstille nogle generelle rammer for disse emner giver ingen mening, for det er 100% opgaver der stiller krav til kontorl/kvalitet. Fejfinding Da opsætningen opftest sker over en komminikation, giver det også en god mulighed for at meget af fejl retningen sker i relation til programmeringsværktøjet. De fleste gange man kan udlæse en fejl kode i relation til problemet. Naturligvis kan det være en anden type fejl, men i de tilfælde skal man gribe opgaven an på en skematisk tilgang. Lave et overblik og gå systematisk frem. Ofte har leverandøren en beskrivelse hvilke fejl der kan frem kommer eller hvordan fejfindingen kan foregå, lige på deres produkt. Dokumentation af opsætning og fejl At dokumentere opsætninger og fejl, kan netop være en udvikligende process, i den enkelte opgave er det vigigt at lave en grundlæggende dokumentation, for at kunne lave en fejretning eller en fejfinding. Men da visio opgaver er så induduelle kan det også være svært at sætte mange rammer op for hvordan opgaven skal dokumteres, men hver opgave, installation skal dokumenteres.

146 Krav, Standarder, EMC, DS/EN :2013 Elektrisk udstyr til måling, styring og laboratoriebrug - EMC-krav - Del 2-3: Særlige krav - Prøvningskonfigurationer, driftsbetingelser og ydeevnekriterier for transducere med integreret eller fjernstyret signalbehandling Skal udstyret bruges i andre lande kan der kommer krav omkring standarder. Dog ikke i Europa, men foreksempel USA, der vil der være krav om UL godkendelse. Mange leverandør går udover standarderne, IEC/EN osv. Det er fordi at på dette område er standarder ikke altid nok, en standard beskriver hvad Camarat skal leve op til, dette vil sige at man stiller krav omkring opbygning, påvirkning i for holdt til EMC, temperatur, fugt og en lang række ting. Men leverandøren vil gå du over dette, de vil have deres camara type prøvet i forhold til spefikationer. At deres camara lever op til opløsning i forhold til lys, i forhold til opdaterings hastighed og en lang række andre ting. Derfor er mange camara mærket med VDE, TYF og andre uafhængige test instituter. DS/EN Denne serie stiller krav omkring EMC. Dette være omkring forstyrrelser og forstyrende. Desuden stiller det retninger omkring installation. Men når camarat er CE mærket overholder det også kravene i denne standard. Fabirikantens anvisninger Alle standarder som er revante skal naturligvis overholdes, men over disse standarder ligger naturligvis fabrikantesn krav til installation og indbygning. Disse er over krav fra standerne og kan altid overholdes 100 %. CE mærkning Selve camaraet er naturligvis CE mærket, i forhold til installationen hvordan denne skal CE mærkes er helt indviduel, i forhold til opgaven, installationen, indbygningen. Det er en opgave man skal tage stilling til i hver enkelt opgave. Det kan være at det er nok med camaraet CE mærkning, det kan også være at selve installationen, maskinen, eller andet kræver der er en overordnet CE mærkning. På den baggrund kan selve camaraets CE mærkning, måske ikke stå alene. Men dette skal undersøges i hver enkelt opgave.