Leistungsfähigkeit der SPS / Programmcodemenge

[jaz]

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Guten Morgen

Ich beginne zur Zeit mit meinem ersten großen Steuerungsprojekt und entwerfe das Design.
Ich habe über alle Formen, von Computer und Soft-SPS über Panels bis zu kompakt und modular SPS nachgedacht. Am liebsten würde ich alles mit einer SPS (mit CoDeSys) machen und dazu ein leistungsfähiges modulares Modell wählen.

Ich möchte allerdings sichergehen, dass die SPS nicht überfordert ist.
Wie kann ich dies herausfinden?
Es sind in Summe etwa 80 analog/digital Sensoren/Aktoren und zwei CANopen-Netze mit je 80 Teilnehmern (Motoren) zu steuern. Hinzu kommt noch eine OPC Schnittstelle zu Kontrollrechnern mit Visualisierung.

Die Algorythmen und Berechnungen, welche in der SPS zur Steuerung durchgeführt werden müssen sind teilweise recht komplex.
Wie finde ich heraus, ob der Programmcode innerhalb eines Zyklus abgearbeitet werden kann, oder wie ich ihn andernfalls sinnvoll auf mehrere Zyklen aufteile?

Möglicherweise ist die Frage so generell, dass man das an sich wissen sollte. Dann entschuldige ich mich und hoffe ihr macht mich klüger...
Gruß, jaz

 

[MasterOhh]

Einfach mal bei den Herstellern der verschiedenen Steuerungen nachfragen? Die sollten doch am besten wissen was ihre Geräte leisten können.

 

[repök]

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Beckhoff TwinCat

Ich würde zu TwinCat mit EtherCat greifen. Das sollte dir allemale genügen.

 

[cm_code]

hi jaz

was willst denn mit den Achsen machen?
Sollen die alle sammt gekoppelt, syncronisiert sein?
Point TO Point Aufgaben oder CNC Geschichten?

Was sollen das für Achsen sein, Servos, Stepper oder DC-Motoren;

Wenn Servos würde ich bei der Anzahl EtherCat nehmen und logischer weise auch die Antriebe von Beckhoff (AX5xxx).
Bei sovielen Antrieben machen die Dir sicher eine spitzen Preis.

Als Steuerungsrecher würde ich einen IPC verwenden.

Als Visualisierung würd ich eine Web-Visu verweden, dann hat jeder Rechner im Netz (natürlich nicht das Internet) zugriff auf die Visu.
OPC geht natülich auch !

Die Werte in irgentwelche Datenbanke zuschreiben ist dank ADS und TCDataBaseServer von Beckhoff auch kein Problem.


Aber etwas noch am Rande:

Wenn du nicht auf die CAN - "Antriebe" verzichten willst dann gibt die Möglichkeit mehrere CAN-Netzwerke aufzubauen und die mit EtherCat zu verbinden, mit der EL6751.
Aber dabei nicht vergessen dass das Ganze nicht die ganze Performance von EtherCat hat, also bei Achsenkopplungen, Syncronisierungen kann es kleine Probs geben!
Bei Anwendungen mit viele Achsen die syncron fahren sollen, sollte man in 99% der Fälle die Steuerung, Software und Antriebe vom selben Hersteller nehmen.


TwinCat + EtherCat + DriveManager im System-Manager + MC2-Lib = Perfek, auch für Anfänger!!!!!



schöne Grüße und Mahlzeit

 

[jaz]

Danke für die Antworten.
Ich habe mir zusätzlich über Referenzprojekte ein Bild von der Leistungsfähigkeit einiger Geräte gemacht.

@cm_code:
Es handelt sich um DC Motoren, die fertig mit CANopen Controller vom Lieferanten gestellt werden. Sie müssen nicht synchronisiert werden, sondern jeweils, generell unabhängig voneinander, bestimmte Positionen anfahren.

Aufgrund der Modularität und der lokalen Entfernung habe ich entschieden an jedem CANopen Netzwerk eine SPS/PLC zu setzen, sowie eine zusätzliche SPS/IPC für die übergeordnete Steuerung zu verwenden. Diese werden alle ans OPC-Netz gehängt an dem wiederum auch der Visualisierungs-PC hängt. OPC bevorzuge ich aus dem Grund, um auch nach Monaten/Jahren noch Komponenten von anderen Herstellern hinzufügen zu können.

Auch soll die Ausführung möglichst Hardware/Hersteller-unabhängig sein, um nicht auf Dauer gebunden zu sein. Beckhoff mit EtherCat und TwinCat bietet zwar ein gutes leistungsfähiges System, allerdings bin ich dann an Beckhoff gebunden scheint mir. (Zb. bekomme ich sicher leicht ein zusätzliches Panel mit OPC-Schnittstelle und weniger leicht eines mit EtherCat. Sicher gibt es für alles Gateways, aber darauf sollte man ja möglichst verzichten.)
Eine weitere Frage ist mir dabei aufgekommen: Gibt es eine Obergrenze von Teilnehmern an einem TCP/IP-OPC-Netz oder würde auch eine Kommunikation mit zb.über 1000 Steuerungen problemlos funktionieren?

Danke für eure Gedanken
Gruß, jaz

 

[JesperMP]

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[..]allerdings bin ich dann an Beckhoff gebunden scheint mir. (Zb. bekomme ich sicher leicht ein zusätzliches Panel mit OPC-Schnittstelle und weniger leicht eines mit EtherCat.

Ein Panel oder ein PC schliesst sich nicht an ein EtherCat Strang, sondern an ein 'normales' Ethernet Schnittstelle auf der Beckhoff IPC. Es ist also dasselbe als bei andere SPS Herstellern. Wichtig ist nur das der Panel oder PC der Beckhoff Protokoll ADS, oder OPC unterstützt.

Gibt es eine Obergrenze von Teilnehmern an einem TCP/IP-OPC-Netz oder würde auch eine Kommunikation mit zb.über 1000 Steuerungen problemlos funktionieren?

Ich glaube das der begrenzung liegt nicht in das TCP/IP Netz. Es gibt ein begrentzte menge verbindungen das die veschiedene Teilnehmern unterstütst. Ich habe keine erfahrung mit Beckhoff, aber z.b. Siemens OPC Server haben 8-16-64 verbindungen, abhängig auf genau welche software version. Und Siemens SPSen haben zwisschen 8-64 Verbindungen. Wie es ist mit Beckhoff weiss ich nicht, aber ich glaube nicht es hat unbegrenzte verbindungen.

 

[trinitaucher]

Aufgrund der Modularität und der lokalen Entfernung habe ich entschieden an jedem CANopen Netzwerk eine SPS/PLC zu setzen, sowie eine zusätzliche SPS/IPC für die übergeordnete Steuerung zu verwenden.

Kannst du was über dein "Konzept" zur Modularität scheiben? Was sollen die einzelnen SPSen machen? Oder könnten ggf. auch die SPSen zu einer zusammengefasst werden? (denk an die Kosten)

Schreib doch mal um welche "Entfernungen" es bei dir geht?
Wenn du z.B. EtherCAT einsetzt, kannst du zwischen den einzelnen CanOpen-Mastern (EL6751) ca. 100 Meter überbrücken.

Diese werden alle ans OPC-Netz gehängt an dem wiederum auch der Visualisierungs-PC hängt. OPC bevorzuge ich aus dem Grund, um auch nach Monaten/Jahren noch Komponenten von anderen Herstellern hinzufügen zu können.
[...]
Auch soll die Ausführung möglichst Hardware/Hersteller-unabhängig sein, um nicht auf Dauer gebunden zu sein.

OPC ist ja kein "Netz", sondern ein Protokoll. Vernetzt wird's sicherlich mit TCP/IP, das kann quasi jeder Hersteller.
Ist auch ganz sinnvoll, wenn's um Interperabilität mit anderen Herstellern geht.

Beckhoff mit EtherCat und TwinCat bietet zwar ein gutes leistungsfähiges System, allerdings bin ich dann an Beckhoff gebunden scheint mir. (Zb. bekomme ich sicher leicht ein zusätzliches Panel mit OPC-Schnittstelle und weniger leicht eines mit EtherCat. Sicher gibt es für alles Gateways, aber darauf sollte man ja möglichst verzichten.)

EtherCAT ist quasi einfach ein "Feldbus" (ein sehr leistungsfähiger) auf Basis des Ethernet. Es muss immer einen EterhCAT-Master geben. "Gleichberechtigte" Vernetzung zwischen Steuerungen (MAster <=> Master) ist über EtherCAT nicht möglich.
Beckhoff bietet zwar zur Zeit den besten EtherCAT-Master, aber du bekommst auch andere Master und, noch viel wichtiger, jede Menge Slaves von Fremdherstellern. In Zukunft wird EtherCAT sich bestimmt so etablieren wie Profibus oder CANopen:

Master:
http://www.ethercat.org/en/master_devices.html
Slaves:
http://www.ethercat.org/en/slave_devices.html

Eine weitere Frage ist mir dabei aufgekommen: Gibt es eine Obergrenze von Teilnehmern an einem TCP/IP-OPC-Netz oder würde auch eine Kommunikation mit zb.über 1000 Steuerungen problemlos funktioniere

Kommt auf den OPC-Server an.

Mit dem Beckhoff-System kannst du aber auch eine der Steuerungen als Visualisierungs-PC nehmen (an der Maschine). Das ist der Vorteil, wo du dann keine extra SPS mehr bräuchtest.

 

[jaz]

hi Jesper und Trinitaucher
Mir ist klar, dass OPC nur ein Protokoll für eine Ethernet-Schnittstelle ist. Dennoch muss dies ja vom Gerät für die Schnittstelle unterstützt werden.
Den Punkt der maximalen Anzahl von OPC-Verbindungen habe ich mal als Frage an Hersteller weitergegeben.

Zur Modularität bzw. dem Design: Es handelt sich jeweils um CAN (CANopen) Netze mit 100 Teilnehmern und gut 100m Entfernung. An jedes Netz soll ein Controller als Master. Das Design soll möglichst bis zu einer sehr großen Anzahl solcher Controller bzw. CANopen-Netze skalierbar sein. Zwischen jedem Controller liegen wiederum auch gut 100m.
Diese Controller sollen beispielsweise über Ethernet mittels OPC kommunizieren bzw. ihre Daten einer übergeordneten Steuerung zur Verfügung stellen, welche wiederum Befehle für die Controller ausgibt. Hinzu kommen ggf. noch andere Geräte/SPS in diesem Netz mit unterschiedlichen Aufgaben, wie beispielsweise Sensordatenaufnahme.

Wie mir scheint macht es doch Sinn alle CANopen-Master-Controller in einem Subnetz zu bündeln und deren Daten nur über eine extra dafür verwendete Steuerung an das übergeordnete Ethernet-Netz per OPC weiterzugeben. Ein Ethernet-Netz mit OPC brauche ich wohl in jedem Fall weil auch Daten mit einem weit entfernten (LWL...) PC ausgetaucht werden und dort u.a. visualisiert werden.