Az EtherNet/IP csomópontkorlátok megértése az Allen-Bradley ControlLogix 5570 esetében

A rendszerintegrátorok gyakran érdeklődnek az Allen-Bradley ControlLogix 5570 sorozat konkrét kapacitásáról. Ez a nagy teljesítményű programozható automatizálási vezérlő (PAC) továbbra is alapvető elem a gyári automatizálásban. Azonban a pontos csomópontkorlát kiszámításához túl kell lépni magán a vezérlőn. A Ubest Automation Limited tapasztalatai szerint sok mérnök küzd hálózati torlódásokkal, mert figyelmen kívül hagyják a kommunikációs modulok finomságait.

A kommunikációs modulok szerepe a rendszerarchitektúrában

A ControlLogix 5570 család, beleértve olyan modelleket, mint a 1756-L71 és a 1756-L75, nem rendelkezik beépített Ethernet portokkal. Ennek következtében dedikált kommunikációs modulokat kell használni az EtherNet/IP hálózathoz való csatlakozáshoz. A legelterjedtebb választások közé tartozik a 1756-EN2T, 1756-EN2TR és a 1756-EN3TR. Mivel ezek a modulok kezelik a forgalmat, ők határozzák meg az ipari automatizálási hálózat elsődleges korlátait.

Maximális csomópontkapacitás meghatározása modulonként

Egyetlen 1756-EN2T vagy 1756-EN2TR modul elméletileg akár 256 EtherNet/IP csomópontot is támogat. Ebben az értelemben egy csomópont bármely olyan eszközt jelent, amely egyedi IP-címmel rendelkezik a hálózaton. Ez a lista általában a következőket tartalmazza:

• Távoli I/O állványok és adapterek.
• PowerFlex frekvenciaváltók.
• PanelView HMI-k és ipari számítógépek.
• Menedszelt switchek és intelligens érzékelők.

A csomópontok és a CIP-kapcsolatok megkülönböztetése

A tapasztalt mérnökök tudják, hogy a csomópontok száma gyakran „puha” korlát. A valódi korlát általában a Common Industrial Protocol (CIP) kapcsolatok száma. Míg egy modul akár 256 csomópontot is engedélyezhet, a 1756-EN2T modul szintén 256 CIP-kapcsolatot enged meg. Továbbá egy összetett eszköz, például egy többtengelyes mozgásvezérlő, egyszerre több kapcsolatot is igénybe vehet. Ezért a teljes kapcsolatigényt ki kell számítani, hogy elkerüljük a váratlan hálózati kieséseket.

A vezérlő CPU és memória erőforrásainak hatása

Bár az Ethernet modul kezeli a fizikai réteget, a ControlLogix 5570 CPU dolgozza fel a tényleges adatokat. Nagy léptékű DCS vagy összetett vezérlőrendszerek jelentős memóriát és gyors beolvasási időket igényelnek. Egy L71 vezérlő nehezen birkózhat meg 200 csomóponttal, még akkor is, ha az Ethernet modul támogatja azokat. Ezzel szemben a nagy memóriájú L75 hatékonyabban kezeli a sűrű adatcsomagokat. Mindig egyensúlyban kell tartani a hálózati terhelést a vezérlő rendelkezésre álló erőforrásaival.

Stratégiák a hálózati kapacitás növelésére

A rendszer könnyen bővíthető több Ethernet modul hozzáadásával a 1756 keretbe. Ez a megközelítés több előnnyel jár:

• Elválasztja az I/O forgalmat a HMI és vállalati forgalomtól.
• Jelentősen megnöveli az összes csomópont számát a 256-os korláton túl.
• Javítja a rendszer determinisztikáját a csomagütközések csökkentésével.
• Fizikai redundancia réteget biztosít kritikus folyamatok számára.

Gyakorlati mérnöki irányelvek és ajánlások

A maximális megbízhatóság érdekében az Ubest Automation Limited konzervatív tervezési filozófiát javasol. Bár a technikai korlát 256, a legtöbb ipari alkalmazás esetén 100–150 csomópont modulonkénti célozása ajánlott. A nagy sebességű alkalmazások, amelyek CIP Motion vagy biztonsági I/O-t használnak, még alacsonyabb csomópontsűrűséget igényelnek. Ez a tartalék biztosítja, hogy a rendszer reagálóképessége megmaradjon a csúcsforgalmi időszakok vagy diagnosztikai kitörések alatt.

Műszaki összefoglaló ellenőrzőlista

• Vezérlő sorozat: Allen-Bradley ControlLogix 5570 (1756-L7x).
• Elsődleges modulok: 1756-EN2T, 1756-EN2TR, 1756-EN3TR.
• Maximális csomópontok: 256 modulonként.
• Optimális terhelés: 100–150 csomópont a stabil működéshez.
• Fő korlát: Összes CIP kapcsolat és csomagsebesség (csomag/másodperc).

Valós alkalmazási példák

• Autóipari összeszerelés: Több 1756-EN2TR modul használata külön robotcellák és szállítószalagok kezelésére.
• Víztisztítás: Távoli telemetriai csomópontok elkülönítése a helyi SCADA megfigyelő rendszerektől.
• Élelmiszer- és italipar: Nagy sebességű csomagolósorok L75 vezérlőkkel a gyors I/O feldolgozás és mozgás szinkronizálás érdekében.

Gyakran Ismételt Kérdések (GYIK)

1. Befolyásolja-e a vezérlő beolvasási idejét, ha több csomópontot adok hozzá?
Igen. Minden EtherNet/IP kapcsolat esetén a CPU-nak időt kell szánnia az adatcserére. Bár a kommunikációs modul kezeli a „forgalmat”, a CPU-nak továbbra is feldolgoznia kell a beérkező adatcsomagokat. Túl sok csomópont növelheti a feladatok átfedését vagy a watchdog időzítők aktiválódását.

2. Keverhetek különböző Ethernet modulokat ugyanabban a keretben?
Természetesen. Kombinálhat egy 1756-EN2T modult szabványos I/O-hoz és egy 1756-EN3TR modult nagy kapacitású gerinchálózati kommunikációhoz. Ez a rugalmasság lehetővé teszi, hogy a hardvert az egyes hálózati szegmensek specifikus igényeihez igazítsa.

3. Mi történik, ha túllépem a 256 CIP kapcsolat korlátot?
A modul elutasítja az új kapcsolatkéréseket. Ez gyakran „IO Not Running” hibákhoz vagy HMI-k frissítési hibáihoz vezet. Mindig használja a Rockwell Automation Capacity Tool-t a tervezés validálásához a rendszer üzembe helyezése előtt.

Ubest Automation Limited szakértői véleménye

Tapasztalataink szerint az Ubest Automation Limitednél a rendszer stabilitása általában a „másodpercenkénti csomagok” (PPS) számától függ, nem csupán a csomópontok számától. Ha nagy adatforgalmat bonyolít le, már 50 csomópont is telítheti a modult. Mindig azt tanácsoljuk ügyfeleinknek, hogy figyeljék a „Requested Packet Interval” (RPI) beállításokat. Az RPI-k túl gyorsra állítása a leggyakoribb oka a 5570-es sorozatú rendszerek hálózati instabilitásának.

További műszaki útmutatókért vagy eredeti Allen-Bradley alkatrészek beszerzéséhez látogasson el weboldalunkra: www.ubestplc.com.