pobierz (PDF, 7.4 MByte) - Control Engineering Polska

Transkrypt

ISSN 1731-5301
64 Jak to się robi: Zmniejszenie zużycia energii przy małych obciążeniach
Nr 7 (70)
Rok VIII
Międzynarodowe źródło informacji o sterowaniu i automatyce
WRZESIEŃ 2010
Integracja sieciowych
systemów sterowania 30
Kontrola procesu
Symulatory procesów 52
Sieci i komunikacja
Sieci bezprzewodowe oczami
użytkownika końcowego 62
Raport
Ciągły rozwój IPC – polski rynek
komputerów przemysłowych 40
www.controlengpolska.com
Pepperl+Fuchs Sp. z o.o. · Marsa 56B · 04-242 Warszawa
Tel. +48 22 2569 770 · Fax: +48 22 2569 773
[email protected] · www.pepperl-fuchs.com
Podwoiliśmy nasze możliwości w dziedzinie czujników ultradźwiękowych
Dzięki nowym technologiom odkrywamy nowe obszary zastosowań
Przejęci specjaliści przynieśli ze sobą nową wiedzę i umiejętności
www.pepperl-fuchs.com/bero
Od 1 lipca 2010, Pepperl+Fuchs dostarcza wszystkie czujniki BERO:
indukcyjne, optyczne i ultradźwiękowe
Pepperl+Fuchs przejął dział czujników zbliżeniowych Siemensa
BERO
PRZEPROWADZA SIĘ
OD REDAKCJI
CONTROL ENGINEERING POLSKA
REDAKCJA POLSKA
Redaktor naczelny
Tomasz Kurzacz
[email protected]
Redakcja merytoryczna
mgr inż. Józef Czarnul
dr inż. Paweł Dworak
dr inż. Andrzej Ożadowicz
dr inż. Krzysztof Pietrusewicz
mgr inż. Łukasz Urbański
Współpraca
mgr inż. Izabela Cieniak
[email protected]
Redaktor witryny internetowej
Paweł Szczepański
[email protected]
Redakcja stylistyczna
Małgorzata Wyrwicz
Niebezpieczne systemy
Opracowanie graficzne i skład
Grzegorz Solecki
[email protected]
Key Account Manager
Agnieszka Gumienna
[email protected]
Marketing
Aleksander Poniatowski
[email protected]
Administracja / prenumerata
Anna Jedlińska
[email protected]
Druk i oprawa
Drukarnia Taurus
www.drukarniataurus.com.pl
REDAKCJA USA
Mark T. Hoske, Peter Welander,
Patrick Lynch, Bob Vavra,
Amara Rozgus, Sara Arami
WYDAWNICTWO
Trade Media International
Holdings sp. z o.o.
ul. Wita Stwosza 59a
02-661 Warszawa
tel. 022 852 44 15
www.trademedia.us
Prezes zarządu
Michael J. Majchrzak
[email protected]
Redakcja zastrzega sobie prawo do adiustacji
i skracania tekstów oraz zmiany ich tytułów.
Nie zwracamy tekstów niezamówionych.
Nie odpowiadamy za treść reklam i ogłoszeń.
Magazyn wydawany jest na licencji
Reed Business Information.
O
kazuje się, że systemy przemysłowe nie są bezpieczne. Dowodem tego są doniesienia o lukach w systemach, umożliwiających ataki na systemy SCADA. Już
w lipcu firma Trend Micro TrendLabs informowała o zagrożeniu użytkowników
Microsoft Windows związanym z luką w zabezpieczeniach. Szkodliwe oprogramowanie,
które jako pierwsze skorzystało z tej luki, wydawało się nastawione w szczególności na systemy SCADA. Luka ta powoduje, że użytkownik oglądający zawartość folderu, gdzie znajduje się pewien skrót, jest narażony na infekcję, nawet jeśli nie kliknie tego skrótu dwukrotnie ani nie wyświetli kryjącego się pod nim dokumentu. Niebezpieczeństwo wynika
zwłaszcza z funkcji automatycznego uruchamiania urządzeń USB, ponieważ samo włożenie dysku USB powoduje automatyczne wyświetlenie folderów i stwarza zagrożenie dla
użytkownika.
Z kolei Reuters w swoim komentarzu pisał, że to bardzo nietypowy robak. Wykorzystuje specyficzne cechy atakowanego systemu, więc podejrzewa się, że autor jest związany ze szpiegostwem przemysłowym. Jego znaczenie polega przede wszystkim na tym, że
jest to bodaj pierwszy rzeczywisty przykład ataku na systemy przemysłowe i infrastruktury. I nie jest to czczy wymysł, ale realne zagrożenie – i to mimo że zwykle nie są one podłączane do Internetu!
Ale nie tylko systemy przemysłowe mogą być celem ataku – nie tak dawno temu prasę
obiegła wiadomość, że niebezpieczne są systemy w… samochodach, bazujące głównie na
szynach CAN i bezprzewodowych czujnikach (np. ciśnienia w oponach). Sygnały z takich
czujników nie są szyfrowane ani weryfikowane przez komputer pojazdu i mogą być w łatwy sposób modyfikowane. Jak może wpłynąć na zachowanie samochodu wyposażonego
w ESP informacja o nagłej zmianie ciśnienia w jednej z opon? Aż strach pomyśleć. A niestety fantazja ludzi, ich beztroska i głupota nie zna granic. Przykładem może być choćby
pamiętna historia nastolatka z Łodzi, który korzystając z pilota do telewizora zmieniał położenie zwrotnic pod tramwajami, powodując kilka wypadków (pisaliśmy o tym w marcowym wydaniu Control Engineering Polska na str. 42).
Warto więc zabezpieczyć swoje systemy, pobierając wszelkie aktualizacje używanych
systemów, oraz korzystać z odpowiedniej infrastruktury. Temat zabezpieczenia systemów
kontroli obecny jest także na naszych łamach w artykule „Integracja sieciowych systemów
sterowania” (str. 30). Autor skupia się na kwestiach bezpieczeństwa i niezawodności systemów sieciowych, wszechobecnych w przedsiębiorstwach.
Zadbajmy zatem o bezpieczeństwo, dla naszego własnego… bezpieczeństwa.
Tomasz Kurzacz
redaktor naczelny
[email protected]
l
CONTROL ENGINEERING POLSKA WRZESIEŃ 2010
l
1
Nr 7 (70)
Rok VIII
WRZESIEŃ 2010
ISSN 1731-5301
64 Jak to się robi: Zmniejszenie zużycia energii przy małych obciążeniach
Nr 7 (70)
Rok VIII
30
WRZESIEŃ 2010
Temat z okładki
Integracja sieciowych systemów
sterowania
Spośród wykorzystywanych obecnie w zakładach
przemysłowych sieciowych systemów sterowania tylko
niewielka ich część dysponuje zintegrowanymi, wbudowanymi
procedurami i narzędziami zabezpieczającymi poprawność
transmisji i bezpieczeństwo przesyłanych danych. Wiele
z nich instalowano jeszcze przed okresem burzliwego rozwoju
popularnych dziś sieci teleinformatycznych typu Ethernet
czy Internet, niosących ze sobą wiele dobrodziejstw, ale
również i nieznanych wcześniej niebezpieczeństw. Czy
systemy, o których mowa, mogą zatem stać się integralną
częścią nowoczesnych sieciowych systemów sterowania
i monitoringu? Czy można je tak zabezpieczyć, by nie była
konieczna ich wymiana, a jednocześnie, by były odporne na
współczesne sieciowe zagrożenia?
Integracja sieciowych
systemów sterowania 30
Kontrola procesu
Symulatory procesów 52
Sieci i komunikacja
Sieci bezprzewodowe oczami
uǏytkownika koŷcowego 62
Raport
CiČgųy rozwój IPC – polski rynek
komputerów przemysųowych 40
40
Temat z okładki:
Integracja sieciowych systemów sterowania
str. 30
Raport
komputerów przemysłowych
Sprzedaż na rynku komputerów przemysłowych wciąż rośnie.
Najpopularniejszymi urządzeniami są według dostawców
płyty 3,5” i 5,25” (wbudowane) oraz IPC obudowane typu
Box PC (kompaktowe). W komputerach przemysłowych
najczęściej zainstalowane są procesory Intel i AMD oraz
systemy operacyjne – Windows CE, Windows XP oraz
Windows XP Embedded.
 Produkty: Balluff
– IO-Link Analog Plug
str. 71
 Produkty: Twinhead T7M
– lekki tablet PC
str. 69
 Produkty: SKF
– Nowe bezdotykowe termometry
SKF TKTL 10 I TKTL 20
str. 72
2
l
WRZESIEŃ 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA
l
 Produkty: Newtech
– Niezwykły czujnik wizyjny
str. 69
1
12
18
24
30
40
52
62
64
Od redakcji
Nowości
Niebezpieczne systemy
4
Coraz więcej absolwentów Energy
University
4
5
ASTOR dla szkoły w Sulechowie
5
5
Konkurs labview.pl
6
„Laserowa” współpraca FARO
i Autodesk
6
WattStation – inteligentna ładowarka
do samochodów elektrycznych
8
komputerów przemysłowych
Finisz konkursu ASTORA na najlepszą
pracę dyplomową
8
Ventia nowym dystrybutorem firmy
KOMFOVENT
Kontrola procesu
9
Roboty KUKA nagrodzone w konkursie
„red dot award”
9
Phoenix Contact na targach
Wod-Kan 2010
9
10
Strefa Projektanta Danfoss
11
VISION – Międzynarodowe
Specjalistyczne Targi Przetwarzania
Obrazu
Automatyka
Graficzne interfejsy do programowania
w automatyce
Automatyka
Części na wizji
Safety Over EtherCAT – międzynarodowy
standard bezpieczeństwa
10 lat centrum technicznego Delphi
w Krakowie
Automatyka
Efektywny system wizyjny
Temat z okładki
Integracja sieciowych systemów sterowania
Raport
Symulatory procesów
Sieci i komunikacja
Sieci bezprzewodowe oczami użytkownika
końcowego
Jak to się robi
Zmniejszenie zużycia energii przy małych
obciążeniach
Zielone technologie Schneider Electric
na EXPO 2010
Produkty
71
71
72
Balluff – IO-Link Analog Plug
Phoenix Contact – Telemetria
i telesterowanie poprzez sieć GSM
72
Eltron – System wizyjny Cognex serii
In-Sight firmy o rozdzielczości 5 Mpix
69
70
Twinhead T7M – lekki tablet PC
72
Introl – Termowizyjny system kontroli
transportu paliwa na podajnikach
taśmociągowych LAND HotSpot IR
70
70
Turck – Stacje zdalnych I/O do stref Ex
68
68
Zamel – Regulator temperatury RTM-30
69
69
Newtech – Niezwykły czujnik wizyjny
71
CSI – FOX-151 – w pełni wodoodporny,
15-calowy panel z Intel Atom 1,6 GHz
FARO – Nowa wersja SCENE dla skanerów
FARO Photon
Guru – Nowe zastosowania kontrolerów
ISaGRAF
Siemens – Zintegrowanie oprogramowania
NX CAM z CNC SINUMERIK solution Line
Kuka Robotics – Plug & automate
SKF – Nowe bezdotykowe termometry
SKF TKTL 10 I TKTL 20
Tłumaczone teksty zostały zamieszczone w niniejszym wydaniu za zgodą redakcji czasopisma
„Control Engineering Magazine USA” wydawanego przez firmę CFE Media. Wszelkie prawa zastrzeżone. Żadna część niniejszego wydania nie może być powielana i rozpowszechniana w jakiejkolwiek formie
i w jakikolwiek sposób, w części lub w całości, w jakimkolwiek języku — bez pisemnej zgody CFE Media.
Control Egineering jest zastrzeżonym znakiem towarowym, należącym do CFE Media.
l
l
3
NOWOŚCI
Coraz więcej absolwentów
Energy University
latforma internetowa Energy University, założona
z inicjatywy Schneider Electric, globalnego specjalisty
w zarządzaniu energią, gromadzi coraz większą rzeszę
studentów. Już ponad 26 tys. osób ze 115 krajów skorzystało
z centrum edukacyjnego www.myenergyuniversity.com.
Energy University to niezależne, internetowe centrum
edukacyjne, którego celem jest zwiększenie świadomości społecznej w zakresie efektywnego zarządzania energią. Program edukacyjny – poprzez przedstawienie w przystępny
sposób złożonych kwestii dotyczących zarządzania energią – dostarcza wiedzę niezbędną do skutecznego wdrażania efektywnych energetycznie rozwiązań dla biznesu. Szkolenie daje konkretną wiedzę, dzięki której można zaoszczędzić nawet do 30%
energii. Efektywne planowanie i wykorzystanie proponowanych
rozwiązań pozwala na znaczne ograniczenie kosztów oraz osiągnięcie wymiernych korzyści dla środowiska naturalnego. Kursy
kierowane są do osób odpowiedzialnych za zarządzanie, planowanie, projektowanie i tworzenie przestrzeni wykorzystujących
energię. Materiały dostępne na Energy University zostały opracowane przez ekspertów Schneider Electric. O sukcesie programu
i przekazywanych w nim informacji może świadczyć fakt, że aż
87% uczestników szkolenia zadeklarowało, że wykorzysta zdobytą wiedzę w praktyce.
P
ASTOR dla szkoły
w Sulechowie
irma ASTOR dostarczy swoje rozwiązania do laboratorium energetyki odnawialnej, budowanego przez Państwową
Wyższą Szkołę Zawodową w Sulechowie. Projekt ma za zadanie
wspomagać wdrażanie nowoczesnych technologii oraz wspierać przygotowanie kompetentnej kadry inżynierskiej dla przedsiębiorstw projektujących, wytwarzających i wdrażających urządzenia odnawialnych źródeł energii.
Obiekt składać się będzie z Laboratorium Cieplnej Energetyki Odnawialnej, Laboratorium Elektroenergetyki i Maszyn Elektrycznych oraz Laboratorium Przemysłowych Systemów Informatycznych. Na placu laboratoryjnym zlokalizowane będą pompy
ciepła, generatory wiatrowe, kolektory słoneczne, panele fotowoltaiczne, a na dachu – układ solarny. W obiekcie zamontowany zostanie również system trigeneracji.
Całość instalacji sterowana będzie za pomocą dostarczonego
przez ASTOR kontrolera GE Intelligent Platforms z rodziny PAC-
F
4
l
l
Kursy dostępne na platformie Energy University
nie promują konkretnych
produktów, lecz skupiają
się na kluczowych koncepcjach i najlepszych praktykach niezbędnych do osiągnięcia wysokiego stopnia
sprawności w zarządzaniu
energią. Od początku działania internetowego centrum edukacyjnego zostało
uruchomionych 25 kursów. Wśród tematów znajdują się m.in.:
• System HVAC – ogrzewanie, wentylacja, klimatyzacja
• Podstawy efektywności energetycznej
• Ekonomia efektywności energetycznej
• Wdrażanie „zielonych” technologii w energetyce i środowisku
w oparciu o standardy LEED (Leadership in Energy and Environmental Design)
• Alternatywne źródła energii
• Audyt energetyczny
• Technologie alternatywnego zasilania
• Efektywność centrum danych: redukowanie poziomu zużycia
energii elektrycznej
Kursy Uniwersytetu Energetycznego dostępne są na żądanie ze
strony www.myenergyuniversity.com.
www.schneider-electric.com
Systems RX3i, pracującego w systemie
Hot Standby Redundancy. Redundancja
zapewniona będzie na poziomach jednostek nadrzędnych, łączy sterujących i synchronizacji oraz sieci Ethernet.
Stały monitoring sterowania i badania, źródłeł energii oraz obiektu zapewnią czujniki wielkości elektrycznych
i nieelektrycznych. Utworzy system pomiarowy, pozwoli na badanie oraz ocenę parametrów zastosowanych urządzeń
oraz na analizę efektywności opracowywanych algorytmów sterowania. System automatyki i system pomiarowy zintegrowany
będzie za pomocą nadrzędnego systemu BMS, realizowanego za
pomocą oprogramowania Wonderware. Z jego poziomu będzie
się odbywać zarządzanie obiektem. Do systemu BMS włączone zostaną jednostki centralne redundantnego układu sterowania, stacje operatorskie, przemysłowe panele operatorskie, mierniki parametrów sieci oraz systemy: pomiarowy, EIB, dozorowy
i oświetlenia zewnętrznego. Oprogramowanie zapewni możliwość zarządzania systemem ciepłowniczym i elektrycznym oraz
badania różnych źródeł energii w obiekcie rzeczywistym.
www.astor.com.pl
NOWOŚCI
Safety Over EtherCAT – międzynarodowy
standard bezpieczeństwa
łosami komitetów IEC z 27 krajów protokół Safety over EtherCAT został włączony do normy
IEC 61784-3, stając się międzynarodowym
standardem bezpieczeństwa w komunikacji przemysłowej.
W normie tej protokół Safety over
EtherCAT zdefiniowano jako FSCP typ 12
(Functional Safety Communication Profile), czyli przykład systemu komunikacji odpornego na zakłócenia i ewentualne
błędy w transmisji danych. Protokół spełnia również restrykcyjne wymagania bezpieczeństwa informacji stopnia SIL3 stawianie przez normę IEC 61508. Nie musi
G
on być stosowany wyłącznie z technologią
EtherCAT.
Bezpieczeństwo transmisji z wykorzystaniem protokołu potwierdzone zostało certyfikatem TÜV SÜD. Pakiety danych
mogą być wysyłane nie tylko wewnątrz
sieci, w której znajduje się urządzenie, ale
również – z wykorzystaniem bram lub routerów – do sieci sąsiednich, z zachowaniem standardu bezpieczeństwa przesyłu
danych. Cała instalacja działa wtedy w jednym tylko systemie bezpieczeństwa.
Wydanie drugie normy IEC 61784-3 ma
się ukazać wkrótce.
www.beckhoff.pl
10 lat centrum
technicznego Delphi
w Krakowie
elphi Automotive obchodzi dziesiątą rocznicę krakowskiego Centrum Technicznego – wiodącej jednostki badawczo-rozwojowej w kraju pod względem swojej historii oraz osiągnięć.
W krakowskim centrum inżynierowie pracują nad rozwojem innowacyjnych technologii
proekologicznych oraz zapewniających bezpieczeństwo. Obszary specjalizacji to: projektowanie elektroniki i oprogramowania dla systemów
wbudowanych, architekturę elektryczną-elektroniczną, produkty kontroli emisji oraz testowanie
i walidację.
Wśród technologii, nad których rozwojem pracują krakowscy inżynierowie, są: elektroniczny
radar skanujący (ESR) dla pojazdów, bezhalogenowy kabel o ultracienkich ściankach, moduł
pochłaniacza par paliw dla pojazdów hybrydowych, urządzenie monitorujące stan akumulatora, systemy klasyfikacji wagi pasażera (PODS),
systemy Złączy Delphi.
Znaczna część z 600 pracowników krakowskiego ośrodka badawczo-rozwojowego rozpoczęła swoją przygodę z branżą motoryzacyjną
podczas praktyk studenckich w Delphi.
www.delphi.com
D
Konkurs labview.pl
erwis Polskie Centrum LabVIEW
zaprasza do udziału w konkursie
LabVIEW Tool 2010. Aby wziąć
w nim udział, należy napisać w środowisku LabVIEW dowolny dodatek, narzędzie lub zestaw bibliotek z funkcjami
przydatnymi w codziennym użytkowaniu
środowiska. Tegoroczna edycja konkursu to również kilka nowości, m.in. możliwe jest zgłoszenie prac przez maksymalnie
3-osobowe grupy programistów. Każdy
uczestnik będzie miał możliwość wygrania
atrakcyjnych nagród, w tym karty pomiarowe lub licencje LabVIEW ufundowane
przez National Instruments, CIT Engineering oraz Veritech.
www.labview.pl
S
NOWOŚCI
„Laserowa” współpraca FARO i Autodesk
utodesk, dostawca oprogramowania do projektowania,
konstruowania oraz wizualizacji w 2D i 3D, oraz FARO,
dostawca przenośnych systemów pomiarowych oraz rozwiązań do obróbki obrazów 3D, poinformowały o nawiązaniu
współpracy. Jej celem jest umożliwienie bezpośredniej integracji
danych w postaci chmur punktów z oprogramowaniem AutoCAD
2011. FARO i Autodesk zawarły również umowę, w ramach której
firma FARO będzie reklamować oprogramowanie AutoCAD Plant
3D jako preferowaną aplikację do modelowania trójwymiarowego stosowaną w projektowaniu zakładów produkcyjnych.
Ponadto firma Autodesk poinformowała, że skaner laserowy
FARO Photon jest preferowanym sprzętem do rejestrowania danych w postaci chmur punktów zakładów produkcyjnych, wykorzystywanych później w oprogramowaniu AutoCAD Plant 3D.
Dzięki wspólnej pracy inżynierów i programistów w programie AutoCAD 2011 jest możliwe bezpośrednie importowanie binarnych danych skanów z FARO Scene – oprogramowania firmy
FARO, służącego do przetwarzania skanów ze skanera laserowego FARO. Wprowadzenie specjalnej platformy do przetwarzania chmur punktów, która została bezproblemowo zintegrowana
z oprogramowaniem AutoCAD, oznacza jeszcze większe możliwości dla klientów. Program AutoCAD 2011 może przetwarzać
do 2 bln punktów, które za pomocą zaawansowanych narzędzi
mogą być użyte do modelowania trójwymiarowego, osiągając
A
przy tym niezwykle wysoką skuteczność wykorzystania danych
skanów.
Firmy Autodesk i FARO oferują technologie i zaawansowane rozwiązania zwiększające możliwości klientów oraz skracające proces pracy. Dzięki funkcji bezpośredniego importowania
binarnych danych skanów do oprogramowania AutoCAD 2011,
użytkownicy produktów firmy Autodesk będą mogli korzystać
z bardziej zaawansowanego modelowania trójwymiarowego. Natomiast użytkownicy skanerów laserowych FARO nie będą musieli już korzystać z dużych, zajmujących wiele miejsca plików
w neutralnym formacie, ponieważ wszystkie dane zarejestrowane skanerem będą przesyłane bezpośrednio do oprogramowania
AutoCAD 2011.
W przypadku klientów z branży produkcyjnej i sektora energetycznego udostępnienie obsługi chmur punktów w programie
AutoCAD 2011 istotnie przyspieszy proces konwersji informacji
o istniejących budynkach na modele trójwymiarowe. Opierająca się na oprogramowaniu AutoCAD aplikacja AutoCAD Plant 3D
oferuje sprawdzone funkcje projektowania w oparciu o modele
dla największych projektów budów zakładów produkcyjnych. Została ona specjalnie stworzona do projektowania, modelowania
i opracowywania dokumentacji zakładów produkcyjnych.
www.faro.com/poland
www.autodesk.com
WattStation – inteligentna ładowarka
do samochodów elektrycznych
irma GE przedstawiła inteligentną stację ładowania pojazdów elektrycznych WattStation. Ten
łatwy w obsłudze terminal powstał z myślą
o szybszym upowszechnieniu pojazdów elektrycznych ładowanych bezpośrednio z sieci.
Do największych zalet WattStation należą: znacznie krótszy czas
ładowania akumulatorów, a także umożliwienie dostawcom energii zarządzanie wpływem pojazdów elektrycznych na lokalne i regionalne sieci energetyczne.
GE WattStation to przede wszystkim szybkie i wygodne ładowanie akumulatorów. Nowy terminal zaprezentowany przez GE
skraca średni czas ładowania pojazdu elektrycznego z 1218 godzin do zaledwie 48 godzin w porównaniu ze standardowym ładowaniem do „poziomu 1”, przy założeniu pełnego cyklu ładowania akumulatora 24 kWh. Ciekawym rozwiązaniem jest również
system diod wskazujących dostępność stacji.
F
6
l
l
GE WattStation łączy funkcjonalność z przyjazną dla użytkownika formą opracowaną przez znanego projektanta przemysłowego Yvesa Behara.
Stacja GE WattStation będzie dostępna w sprzedaży na całym
świecie w 2011 r. Jeszcze w 2010 r. GE opracuje specjalną wersję przeznaczoną do przydomowego użytku i montażu np. w garażach.
Firma GE poinformowała także o dwóch nowych sojuszach
partnerskich mających na celu szybsze upowszechnienie pojazdów elektrycznych. W kwietniu 2010 r. Project Get Ready, organizacja non profit kierowana przez Rocky Mountain Institute, wybrała firmę GE na doradcę technicznego w sprawach związanych
z projektowaniem i planowaniem regionalnych sieci energetycznych dostosowanych do ich obsługi.
W maju 2010 r. firmy GE Global Research i Nissan podpisały trzyletnie porozumienie, które ma na celu określenie nowych
technologii niezbędnych do zbudowania niezawodnej i dostosowanej do potrzeb użytkowników infrastruktury sprawnego ładowania pojazdów.
www.ecomagination.com/wattstation
Nowa www.INTROL.pl
Zobacz Ją
z lepszej strony
• porównaj z Nią modele
• dobierz z Nią parametry i funkcje
• zapytaj Ją o radę
Przedsiębiorstwo Automatyzacji i Pomiarów Introl Sp. z o.o.
www.introl.pl
NOWOŚCI
Finisz konkursu ASTORA
na najlepszą pracę dyplomową
eszcze tylko do 30 września można nadsyłać prace do konkursu „ASTOR na
Najlepszą Pracę Dyplomową”. Na zwycięzców czekają nagrody pieniężne
i ciekawe możliwości rozwoju zawodowego.
Konkurs „ASTOR na Najlepszą Pracę Dyplomową” jest prestiżowym i uznanym
w kręgach studenckich przedsięwzięciem, które z każdą edycją przyciąga więcej
uczestników. Pomysłodawcą i organizatorem konkursu jest firma ASTOR – dystrybutor nowoczesnych technologii dla przemysłu.
Prace zgłaszane do konkursu muszą być wykonane w oparciu o produkty z oferty ASTOR. Tematyka może być związana m.in. z systemami sterowania linią produkcyjną, monitoringiem i wizualizacją pracy procesów przemysłowych, automatyzacją procesów produkcyjnych lub stanowiskami zrobotyzowanymi. Studenci
przygotowujący takie prace mogą liczyć na wsparcie i konsultacje merytoryczne
ze strony specjalistów z firmy ASTOR.
Rozstrzygnięcie konkursu nastąpi pod koniec roku.
www.edukacja.astor.com.pl
J
Ventia nowym
dystrybutorem firmy
KOMFOVENT
becne od kilku lat na polskim rynku centrale wentylacyjne i rekuperacyjne KOMFOVENT mają nowego dystrybutora.
Przedstawicielem marki KOMFOVENT na terenie Polski została warszawska firma Ventia. Oferuje ona szereg produktów dla branży HVAC,
jednak urządzenia KOMFOVENT są produktem
wiodącym w ofercie spółki.
Firma Ventia oferuje pełne wsparcie techniczne dla firm wykonawczych, projektantów
oraz firm dystrybucyjnych. Ze strony internetowej spółki: www.ventia.pl lub strony producenta:
www.komfovent.com/pl można pobrać materiały marketingowe w postaci katalogów technicznych, ulotek, instrukcji obsługi oraz programów
doboru.
Podstawowy typoszereg central KOMFOVENT Ventia oferuje prosto z magazynu. W ciągłej ofercie magazynowej dostępne są centrale nawiewne OTD oraz OTK, jak również
centrale nawiewno-wyciągowe z odzyskiem
ciepła – REGO 200, 400, 500, 700, 900, 1200
oraz RECU 350, 400, 700, 900, 1200. Pozostałe urządzenia, dystrybutor oferuje z terminem
realizacji 24 tygodnie. Firma Ventia przejmuje wszelkie zobowiązania gwarancyjne, z tytułu
już funkcjonujących urządzeń na terenie Polski.
– Zamierzamy wprowadzić zupełnie nową strategię marketingową dla marki KOMFOVENT. Stawiamy na aktywną współpracę z projektantami,
wsparcie dla firm wykonawczych oraz promocję
lokalnych dystrybutorów. Mamy ściśle określoną
strategię sprzedaży oraz systemu rabatowania, której będziemy bezwzględnie przestrzegać, aby budować dobre relacje z naszymi klientami. Dodatkowo mamy zaplanowane działania marketingowe,
wzmacniając pozycję marki KOMFOVENT na
polskim rynku – mówi wiceprezes zarządu Piotr
Wiśniewski.
Do końca 2010 roku firma Ventia planuje nawiązać współpracę z lokalnymi firmami dystrybucyjnymi na terenie całej Polski. Docelowo powstanie również sieć autoryzowanych serwisów,
aby zapewnić szybką reakcję na potrzeby użytkowników.
www.komfovent.com/pl
www.ventia.pl
O
NOWOŚCI
Roboty KUKA nagrodzone w konkursie
„red dot award”
olejny raz kilka robotów firmy
KUKA wygrało docenianą na całym
świecie nagrodę „red dot award”.
Trzy produkty Bawarskiego producenta robotów przemysłowych znalazły się wśród
zwycięzców tegorocznych nagród: roboty
KR 5 arc HW i KR 700 PA zostały odznaczone nagrodą „red dot”, a robot KR 5 arc
został nawet odznaczony „red dot: best of
the best” dla znakomitych projektów.
Podczas oficjalnej uroczystości w Aalto Theater w Essen uhonorowano projektanta Mario Selicia i cały zespół odpowiedzialny za rozwój produktów firmy KUKA,
za zaprojektowanie znakomitego robota
K
KR 5 arc. „Zredukowany i zaprojektowany do określonych działań, robi wrażenie
silnego i atletycznego” – taki był werdykt
najwyższej klasy sędziów w stosunku do
robota KR 5 arc, który jest przede wszystkim używany do zadań spawania łukowego. „Jego płynne ruchy fascynują obserwatorów”.
Od 1995 r. Design Zentrum Nordrhein-Westfalen nagradza wybitne przykłady
międzynarodowych projektów przemysłowych odznaką „red dot”. „Red dot award”
jest nadawana przez grupę ekspertów produktom odznaczającym się wysoką jakością. Najważniejszymi kryteriami oceny
Phoenix Contact na
targach Wod-Kan 2010
dniach 1820 maja 2010 roku na terenie Centrum Wystawienniczo-Targowego w Myślęcinku-Bydgoszczy odbyły się
XVIII Międzynarodowe Targi Maszyn i Urządzeń
dla Wodociągów i Kanalizacji WOD-KAN. Organizowane przez Izbę Gospodarczą „Wodociągi Polskie” targi są nie tylko okazją do zaprezentowania
najnowocześniejszych rozwiązań technicznych,
technologicznych, urządzeń, usług, ale stwarzają również możliwości do wymiany doświadczeń,
poglądów, twórczych dyskusji. Po raz kolejny również firma Phoenix Contact skorzystała z okazji do
zaprezentowania swoich produktów przeznaczonych do tego przemysłu. Ponadto impreza ta stała się okazją do poszerzania świadomości i utrwalenia wizerunku firmy jako dostawcy rozwiązań do
gospodarki wodno-ściekowej.
www. phoenixcontact.pl
W
są: stopień innowacyjności, aspekt ergonomiczny oraz wpływ produktu na środowisko (ekologiczność).
Nowe odświeżone produkty powstały
w wyniku połączenia projektowania know-how i sztuki inżynierskiej. Konstruktor
Mario Selic od samego początku uczestniczył w rozwoju nowych produktów KUKA.
Rezultatem tej współpracy jest to, że te roboty nie tylko dobrze wyglądają, ale co
ważniejsze, są najlepsze z najlepszych, jeśli
chodzi o konstrukcję mechaniczną. Kształt
projektu daje robotom wysoką stabilność
i sztywność konstrukcji, co jest często bardzo istotne dla klientów firmy KUKA. Technolodzy z Augsburga pokazali, że połączenie funkcjonalności i dobrego wyglądu się
nie wyklucza.
www.kukarobotics.pl
Strefa Projektanta Danfoss
irma Danfoss uruchomiła serwis dla projektantów – www.strefaprojektanta.pl.
Projektanci znajdą tam
kompendium
projektanta:
baza informacji o produktach
Danfoss, baza aplikacji i referencji, biblioteka plików CAD
oraz wytyczne projektowe.
Dodatkowo projektanci mogą na stronie znaleźć oprogramowanie, które ułatwi im ich codzienną pracę, kontakty z doradcami technicznymi oraz forum, na
którym będą mogli prowadzić dyskusje i wymieniać się spostrzeżeniami.
Kolejnym modułem serwisu jest baza projektów, w której projektanci mogą zarówno pochwalić się swoimi projektami, dodając je do bazy, jak też obejrzeć projekty innych specjalistów. Każdy projektant odwiedzający witrynę odnajdzie tam
również bazę wiedzy, która jest bogatą biblioteką literatury produktowej składającą się z katalogów, poradników, ulotek i artykułów.
Dodatkową atrakcją strefy projektanta są konkursy z ciekawymi nagrodami.
www.danfoss.pl
F
“POLNA” S.A. – wiodący krajowy producent poszukuje partnerów handlowych
na terenie województw: podlaskiego, lubelskiego, mazowieckiego i warmińsko-mazurskiego.
Oczekujemy: znajomości rynku, podstawowej wiedzy z zakresu: automatyki przemysłowej
i ciepłowniczej, zaangażowania i rzetelności.
Oferujemy:
specjalistyczne szkolenia, atrakcyjne rabaty, korzystne terminy płatności,
wsparcie doradczo-techniczne, materiały reklamowe.
Więcej informacji o ofercie: www.polna.com.pl
Kontakt:
tel. 16 678 66 01 wew. 379,
693 920 446,
e-mail: [email protected]
NOWOŚCI
Zielone technologie Schneider Electric na EXPO 2010
chneider Electric wykorzystuje swoje umiejętności, doświadczenie i innowacyjne technologie w czterech pawilonach międzynarodowej wystawy EXPO 2010 w Szanghaju:
Shanghai Corporate Pavilon, Rhône-Alpes Pavilion, Belgium-European
Union Pavilion oraz Paris Ile-de-France Pavilion.
W pawilonie Shanghai Corporate Pavilion
Schneider Electric opracował, zainstalowany
w ekologicznym domu
EcoHome, system zarządzania budynkiem (BMS – Building Management System). EcoHome zaprojektowany przez Instytut Shanghai Research Institute of Building Sciences jest prototypem budynku przyszłości, który
łączy na powierzchni prawie 5000 m2 najnowsze energooszczędne technologie i wykorzystuje odnawialne źródła energii.
Z kolei dla ekspozycji Rhône-Alpes Pavilion firma opracowała inteligentne rozwiązania, które pozwalają m.in. na stałą kontrolę i monitoring zużycia energii, regulację natężenia oświetlenia
oraz sterowanie temperaturą i elektryką znajdującą się w budynku. Schneider Electric jest także partnerem Paris Ile-de-France
Pavilion, w którym prezentowane są nowoczesne rozwiązania pozwalające na realizowanie idei zrównoważonego rozwoju w regionie.
S
W belgijskim Belgium-European Union Pavilion Schneider
Electric i International Polar Foundation (IPF) zaprezentowały
„Princess Elisabeth”, pierwszą zainstalowaną na Antarktyce stację
badawczą „Zero Emission”. Innowacyjna technologia zastosowana w projekcie pozwala na pozyskanie całości energii z odnawialnych źródeł, m.in. ze światła słonecznego (panele fotowoltaiczne), oraz z siły wiatru. Proces ten całkowicie eliminuje emisję CO2
oraz innych gazów odpowiedzialnych za efekt cieplarniany.
Schneider Electric jest również zaangażowany w część wydarzeń towarzyszących szanghajskiej wystawie, m.in. w Tydzień Innowacji oraz Tydzień Zrównoważonego Rozwoju w pawilonie
Rhône-Alpes Pavilion. Firma była również sponsorem niedawno
rozstrzygniętego konkursu Shanghaj 2010 Award, który wygrał
projekt Solar Change zaprojektowany przez drużynę UCD Michael Smurfit Graduate Business School z Irlandii.
Celem projektu Solar Change było rozwiązanie problemu dostarczania energii elektrycznej w slumsach. Zwycięski Team zaprojektował innowacyjny system SCTree, który jest bezpieczny,
niedrogi, „zielony” oraz przystosowany do środowiska i problemów doświadczanych przez ludzi ubogich. Model biznesowy oferuje wsparcie lokalnych przedsiębiorców z mikrofinansowania
zakupu SCTree i pokrycie kosztów ze sprzedaży energii elektrycznej dla mieszkańców w oparciu o miesięczny abonament. Jednym
z czynników, który zadecydował o wygranej Solar Change, była
ponadto bezpośrednia korelacja projektu z programem BipBop
(Business, Investment and People at the Bottom of the Pyramid)
zainicjowanego przez Schneider Electric.
www.schneider-electric.pl
NOWOŚCI
VISION – Międzynarodowe Specjalistyczne
Targi Przetwarzania Obrazu
dniach 911 listopada 2010 r.
na terenie Targów Stuttgarckich
odbędą się 23. Międzynarodowe
Specjalistyczne Targi Przetwarzania Obrazu VISION.
W tegorocznych targach swoją ofertę na
powierzchni 20 tys. m2 zaprezentuje prawie 300 wystawców z 24 krajów Europy,
Ameryki Płn. i Azji. Wśród wystawców będzie obecna jedna firma z Polski – Adaptive
Vision z Bytomia. Organizatorzy spodziewają się, wzorem lat poprzednich, około 6
tys. zwiedzających z blisko 50 krajów.
Na targach co roku prezentowane są najnowocześniejsze rozwiązania i liczne premiery. W tym roku zwiedzający będą mieli okazję zobaczyć nowości prezentowane
m.in. przez firmy: COGNEX (system In-Sight 5605), LEUTRON VISION (CheckSight PC-Kamera), VISION COMPONENTS
(Smart-Kamera VC6210 nano), BASLER
VISION TECHNOLOGIES (CMOS-Sensor), MIKROTRON (MotionBLITZ LTR1),
STEMMER IMAGING (4 CCD line camera LQ-200CL wyprodukowana przez duńską firmę JAI).
W
Zakres tematyczny targów obejmuje:
• systemy: systemy przetwarzania obrazu
i inteligentne kamery,
• komponenty: oświetlenie, optyka, lasery, kamery, kamery na podczerwień, kamery odchylenia poziomego, kamery
high-speed, czujniki optyczne, procesory, przyrządy pomiarowe do obróbki obrazu, oprogramowanie komputerowe
i inne,
• usługi: dokumentacja techniczna, konstruowanie, prototypy, badania, prasa
fachowa i doradztwo.
Targi VISION są także platformą wymiany know-how między naukowcami prowadzącymi prace badawcze, producentami
a użytkownikami. Wymianie wiedzy służy
program ramowy targów obejmujący m.in.
forum Industrial Vision Days organizowane przez VDMA (Niemiecki Związek Producentów Maszyn i Urządzeń), w tym roku
poświęcone wykorzystaniu nowoczesnych
metod przetwarzania obrazu w ochronie
środowiska i efektywności energetycznej,
forum Integration Area, pokaz specjalny
Międzynarodowe Standardy Przetwarzania Obrazu, wspólne stoisko młodych firm
przygotowane przez Niemieckie Ministerstwo Gospodarki i Technologii, pokaz Bild
Application Park (ponad 30 firm zaprezentuje, przy wykorzystaniu figurek Playmobil, zastosowanie systemów przetwarzania
obrazu w procesie produkcyjnym), pokaz
Bild VISION COMPONENTS. Wzorem
lat poprzednich nastąpi wręczenie nagród
dla szczególnie innowacyjnych rozwiązań
i technologii w zakresie przetwarzania obrazu – ViSION Award (5 tys. euro).
Przedstawicielstwo Targów Stuttgarckich
w Polsce:
tel. 22 620 71 98, 620 72 98,
e-mail: [email protected],
[email protected]
AUTOMATYKA
Graficzne interfejsy
do programowania w automatyce
Większość przemysłowych programistów IT zna graficzne interfejsy do programowania
(nie mamy na myśli języka drabinkowego).
Renee Robbins
G
raficzne metody programowania
od dawna znajdują zastosowanie
w przemyśle, automatyce i wizualizacji. Środowiska programistyczne, takie jak LabView National Instruments czy
Simulink firmy MathWorks, oraz dedykowane
aplikacje do programowania wybranych modeli
PLC i systemów DCS w niczym nie przypominają klasycznych kompilatorów C czy Cobol. Programowanie z użyciem graficznych interfejsów
(zwane dalej programowaniem graficznym) ma
wiele zalet i jest bardzo często wykorzystywane
przy tworzeniu systemów automatyki.
Graficzne interfejsy zawierają siatkę, na której użytkownik umieszcza wybrane przez siebie
elementy i tworzy połączenia między nimi odzwierciedlające ideę programu. Kiedy graficzna
reprezentacja programu jest gotowa, utworzony
diagram może być przetłumaczony lub skompilowany w standardowy wykonywalny program
lub po prostu uruchomiony bezpośrednio.
Christian Fritz, menedżer produktów napędowych i mechatronicznych w National Instruments, mówi: – Narzędzia graficznej reprezentacji
nadają się idealnie do opisywania i programowania skomplikowanych systemów automatyki,
w których coraz częściej występuje jednocześnie
logika sekwencyjna i iteracyjna połączona z równoległym wykonaniem. Napisanie tego typu programu sterowania lub warstwy MES przy użyciu
sekwencyjnych tekstowych języków programowania byłoby bardzo trudne.
Dennis Brandl, prezes BR&L Consulting,
mówi: – programowanie graficzne jest sforma12
l
l
 LabView National Instruments – graficzne narzędzie
do programowania przepływu danych ukazujące
przepływ danych
lizowaniem tego, co robimy, tworząc diagramy
przepływów pracy i przebiegu procesów. W obszarze wytwórczym IT stosujemy to od dawna, a inne
gałęzie przemysłu to podchwyciły.
W artykule traktującym o graficznym programowaniu, zamieszczonym w serwisie Labautopedia, Mark F. Russo stwierdza: – Wielu nie-programistów potwierdza zaskakująco duży poziom
frustracji związany z wielogodzinnymi próbami
rozwiązania zwykle małego, dobrze sformułowanego problemu w czasie pracy z tekstowymi językami programowania. Przedmiotem badań jest
taki sposób przedstawiania algorytmów działania złożonych systemów, który byłby przystępny
nie tylko dla specjalistów.
AUTOMATYKA
Trzy przepływy
– Graficzne środowiska programistyczne różnią
się tak, jak różnią się koncepcje i założenia przy
ich tworzeniu – mówi Russo. Dodatkowo wyróżnia on trzy podstawowe przepływy, które podlegają wizualizacji: przepływ danych, przepływ
materiału i przepływ sterowania (sterowanie).
Języki tekstowe służą do manipulacji wybraną ilością danych, przez co rzeczywisty przepływ danych jest raczej ukryty. – Inaczej zachowują się programy, z założenia koncentrujące się
na przepływie danych, które są głównym obszarem zainteresowań i ciągle nim pozostają. Operacje na danych stają się efektem ubocznym przepływu danych przez program – wyjaśnia Russo.
Fritz z National Instruments mówi: – LabView
jest wysokopoziomowym graficznym narzędziem
programistycznym przedstawiającym przepływ danych, oferującym zaawansowane biblioteki funkcji operacji na wejściach/wyjściach, logowania danych, sterowania i monitorowania aplikacji.
Przepływ materiałów koncentruje się na surowcach i gotowych produktach. Jego analiza
nie jest zwykle realizowana przez środowiska
graficznego programowania ogólnego przeznaczenia, ale przez wyspecjalizowane narzędzia
tworzone specjalnie w tym celu dla przemysłu
wytwórczego.
Russo mówi, że graficzne narzędzia programowania przepływu sterowania są znacznie
bardziej porównywalne ze standardowym imperatywnym oprogramowaniem niż z narzędziami sterowania przepływem danych czy materiałów. Najbardziej znanym narzędziem z tej grupy
jest schemat blokowy. Inne drogi do graficznej
reprezentacji kontroli przepływu to diagram
stanów i diagram czynności – obie będące fragmentem większej grupy diagramów stanowiącej
standard UML (Unified Modeling Language).
Brandl wskazuje jeszcze jedną metodę programowania, która łączy w sobie cechy graficznego i matematycznego określania przepły-
Programowanie przy użyciu graficznych interfejsów:
perspektywa dla programisty HMI
B
ridget Fitzpatrick jest jednym z kierowników działu HMI i zarządzania w nietypowych
sytuacjach w Mustang Engineering. Mustang ma duże doświadczenie
w wyspecjalizowanych narzędziach HMI, dostarczając co rok 5000–10 000 pracujących
paneli operatorskich. – Staramy się używać dedykowanych platform programistycznych tam, gdzie
jest to możliwe, zamiast tworzyć od początku własną aplikację, która stanowi jedynie interfejs dla
warstwy sterowania – mówi Bridget.
Mustang używa dedykowanych narzędzi do rysowania w Microsoft Visio i konwertowania
powstałych obrazów na wizualizacje, mimo że nie jest to najbardziej popularne rozwiązanie.
– Po prostu nowe, otwarte systemy HMI tworzą nową generację interfejsów i możliwości – dodaje.
– Przenoszalność danych wewnątrz systemu jest znacznie łatwiejsza w wielu sytuacjach.
– Nawiązując do graficznej metody „przeciągnij i upuść” i sposobów wykonywania połączeń
w nowoczesnych, otwartych językach programowania, główną zaletą jest widoczna łatwość
użytkowania połączona z łatwością wyszukiwania błędów. Kopiowanie i klonowanie na potrzeby
nowo tworzonej podobnej aplikacji wydaje się również znacznie łatwiejsze – dodaje. – W dużych
projektach staramy się stworzyć jeden szablon dla każdego głównego typu sterowania, a następnie
wybieramy metodę – importowania rozwiązania z innego projektu lub tworzenia go od początku.
Jeśli chodzi o wady, w rzeczywistości graficzne narzędzia do programowania wydają się być
łatwe, ale mogą zawierać niewidoczne na pierwszy rzut oka pułapki ukryte wewnątrz nie zawsze
czytelnych okien dialogowych. Czasami zdarzają się problemy z kompatybilnością formatów danych
wejściowo-wyjściowych, które mogą stanowić problem dla mniej zaawansowanych użytkowników.
Treść informacji o błędach może być bardziej niejasna i zagadkowa niż w typowych środowiskach
programistycznych.
Fitzpatrick mówi: – Czasami programowanie graficzne jest zdecydowanie najlepszą opcją.
Czasem jego zbytnie uproszczenie nie pozwala zarządzać efektywnie. Jeśli problem jest
skomplikowany, będzie konieczne poszukiwanie rozwiązań i rozmowa z operatorem.
l
CONTROL ENGINEERING POLSKA WRZESIEŃ
l
13
AUTOMATYKA
 Zrzut ekranu pokazujący
model wykonany w Simulinku
(górne okno) wraz z algorytmem
sterowania (dolne okno)
Źródło: MathWorks
wów – sieci Petriego. Były one używane przez
długi czas do modelowania i symulowania zachowania się rozmaitych złożonych systemów,
w których wiele działań wykonywanych jest
współbieżnie, jak ma to miejsce np. w zautomatyzowanych systemach wytwarzania. Brandl
mówi, że oprogramowanie do zarządzania wytwarzaniem Siemens Simatic IT bazuje na koncepcji sieci Petriego.
Narzędzia do modelowania i symulacji wyższych rzędów stanowią inną klasę programów
z rozbudowanym graficznym interfejsem. Tony
Lennon, menedżer ds. automatyki przemysłowej i przemysłu maszynowego w MathWorks,
mówi, że chociaż Simulink treściwie prezentuje model obiektu i logikę sterowania nim za pomocą diagramu, a także wykonuje w tym czasie
inne zadania, czyni to bez użycia sieci Petriego.
– Simulink pozwala nie tylko na symulację,
wczesną weryfikację i szybkie rozwiązanie problemów, ale także na automatyczne generowanie
kodu programu w języku C, VHDL, a także opisanego w normie IEC-61131 języka tekstu strukturalnego ST dla sterowników PLC – mówi Lennon.
– Sieci Petriego dają bardzo abstrakcyjną i uogólnioną reprezentację współbieżności i przebiegu
procesu. Są one jednak zdecydowanie zbyt abstrakcyjne, by reprezentować dynamiczne systemy
i sterowanie nadrzędne.
Lennon wskazuje podobieństwo: – Wyobraź
sobie tworzenie całego świata, wykorzystując tylko jeden atom w danym czasie, brak molekuł i jakichkolwiek większych tworów. W przeciwieństwie
do tego Simulink oferuje graficzną platformę dla
symulacji dynamicznych systemów oraz różne
bloki wysokiego rzędu, podsystemy, a także całe
14
l
l
narzędzia, takie jak Stateflow. Stateflow pozwala
wykorzystywać hierarchiczne skończone maszyny
stanu, tabele prawdy i diagramy przepływu. Semantyka Stateflow jest z natury deterministyczna,
pozwalając użytkownikowi definiować algorytmy
w prosty i zwarty sposób.
– Simulink i Stateflow to narzędzia kształtujące przepływ sterowania (lub sygnałów) – mówi
Lennon. Stateflow ma zdolność symulowania
maszyny stanów podobną do tej w standardzie
UML, ale umożliwia także pracę z tablicami
prawdy, diagramami przepływów wraz z Simulinkiem z systemami ciągłymi. Semantyka Stateflow jest deterministyczna. To użytkownik określa kolejność przetwarzania stanów systemu.
Bridget Fitzpatrick, jeden z kierowników
działu HMI w Mustang Engineering, mówi, że
liczba interfejsów zbliżonych do sieci Petriego
wciąż rośnie. – Dobrze zrobiony interfejs pozwala łatwo ocenić aktualny przepływ. Interfejs nieczytelny bądź zagadkowy może sprawić ogromne problemy. Przepływy przedstawione w postaci
wykresu Gantta znajdują się chociażby w dobrze
znanym Microsoft Project i Microsoft Outlook.
Mogą być użyteczne i intuicyjne, jeśli są wykonane poprawnie.
William „Bill” Gilbert, menedżer ds. rozwoju
narzędzi przemysłowo-biznesowych w Siemens
Industry, mówi, że w czasie programowania
i monitorowania aplikacji reprezentującej proces preferuje języki graficzne. – Główną korzyścią jest unikatowa możliwość graficznego podglądu przebiegu procesu i jednoczesna możliwość
generowania czytelnej dokumentacji stanowiącej
po prostu program.
– Wszystkie języki mają swoje zastosowania –
mówi Gilbert. – Wybór jednego z nich musi odpowiadać wymogom aplikacji. Język schematów
drabinkowych (LAD) np. jest niezastąpiony, gdy
na podstawie bitów wejściowych formujemy bity
wyjściowe. Język sekwencji działań (SFC) jest odpowiedni do maszyn, które pracują w cyklach. Języki programowania graficznego najlepiej nadają
się do sterowania złożonymi procesami. Sterowniki, które przeznaczone są do wielu aplikacji, mogą
być programowane przy użyciu wielu języków.
Artykuł pod redakcją mgr. inż. Łukasza
Urbańskiego, doktoranta w Katedrze Automatyki
Przemysłowej i Robotyki Wydziału Elektrycznego
Zachodniopomorskiego Uniwersytetu
Technologicznego w Szczecinie.
CASE STUDY
Pomiar przepãywu wodoru gazowego
Zastosowanie bezinwazyjnych przepãywomierzy ultradıwiēkowych
W jednym z zakładów należących do polskiego koncernu naftowego istniała potrzeba dokładnego pomiaru wodoru gazowego. Z uwagi na to, że wodór należy
do „trudnych” w pomiarze mediów, wszelkie inwestycje wymagały przeprowadzenia wcześniejszych testów w określonych
warunkach aplikacyjnych:
• Medium: 100% wodór
• Ciśnienie: 28-29 barg
• Temperatura: 20 do 40°C
• Gęstość: ok. 2,5 kg/m3
• Rurociąg: 114,3 x 6,3 mm
• Materiał rurociągu: stal węglowa
• Zakres przepływu: od 100 do 1500 m3/h
• Atex strefa 1
Pierwotnie zaproponowaliśmy pomiar
przepływomierzem wirowym, który pasował w zakresie wymagań obiektowych
(temperatura, ciśnienie i przepływ) i spełniał wymagania strefy Ex. To rozwiązanie miało jedną, ale niestety istotną
wadę. Przepływomierze wirowe wymagają ingerencji w rurociąg (cięcia lub wiercenia), a w razie ewentualnych problemów/
/uszkodzeń, wymagają rozszczelnienia
rurociągu.
W czasie ustalania szczegółów dotyczących montażu przepływomierza, nawiązaliśmy współpracę z producentem przepływomierzy bezinwazyjnych – firmą Flexim,
która w swoim ofercie posiada – poza
przepływomierzami do cieczy – również
wersje do pomiaru przepływu gazów. Ponieważ problemy aplikacyjne, które występują przy zastosowaniu przepływomierza wirowego nie istnieją w przypadku zastosowaniu bezinwazyjnych przepływomierzy ultradźwiękowych, zaproponowaliśmy Klientowi testy zastosowania ultradźwiękowca. Argumentem jaki przekonał
specjalistów zakładu był fakt, iż instalacja
przepływomierza ultradźwiękowego odbywa się bez konieczności opróżniania rurociągu czy nawet zmniejszania ciśnienia
medium. Co więcej, sensory pomiarowe
montowane są na zewnątrz rurociągu, nie
mając jakiegokolwiek kontaktu z medium
i przez to nie są narażone na ścieranie.
Problemem w zastosowaniu tego przepływomierza mogła natomiast okazać
się gęstość medium. Wodór jest gazem
o bardzo małej gęstości i mimo, że w rurociągu było 29 bar nadciśnienia, metr
sześcienny wodoru ważył tylko 2,5 kg.
Ta własność może być problemem w pomiarach bezinwazyjnych gazu ze względu na to, że sygnał musi przejść przez
ściankę rurociągu, wniknąć w medium
i ponownie przejść przez ściankę. Przy tak
małej gęstości, fala ultradźwiękowa chętniej rozchodzi się w ściance rury niż przechodzi przez medium do drugiego sensora. Rozwiązaniem jest zastosowanie specjalnych sond, które dodatkowo wykorzystują częstotliwość rury.
Ze względu na to, że rurociągi są poddozorowe i znajdują się w strefie zagrożonej wybuchem, klient przyjął naszą propozycję z entuzjazmem. Koszt układu pomiarowego był porównywalny z układem
w oparciu o przepływomierz wirowy, a zastosowanie przepływomierza nie wymagało jakichkolwiek prac spawalniczych,
cięcia, wiercenia, a także – co niezmiernie
ważne – nie wymagało wykonywania specjalnego projektu, co zawsze przyczynia
się do wydłużenia całego procesu opomiarowania.
Testy wykonywaliśmy przenośnym przepływomierzem bezinwazyjnym G601.
Czas montażu i uruchomienia przepływomierza nie przekroczył 30 minut i nie wymagał zmniejszania ciśnienia czy przepływu medium. Po zamontowaniu sond pomiarowych uzyskaliśmy silny i stabilny sygnał. Przepływomierz pracował kilka godzin rejestrując przepływ, a następnie
dane z przepływomierza przekazaliśmy
klientowi w celu porównania go z danymi
ze sterowni. Po analizie wyników, okazało
się, że przepływomierz sprawdził się znakomicie i jego stacjonarna wersja G800
została zakwalifikowana do zakupu.
Wojciech Wydra
Kierownik Działu pomiaru przepływu
INTROL Sp. z o.o.
[email protected]
l
l
15
CASE STUDY
Bezpieczny transport i kontrola
Systemy szaf kompaktowych Rittal CM w instalacji
transportu bagaĳu Fraport
Instalacja transportująca bagaż jest podzielona na trzy obszary. Terminal 1 i 2 oraz obszar lotniskowy, które są połączone poprzez tunele o długości sześciu kilometrów. Na torach transportowych przemieszczane są ze znaczną szybkością pojemniki. Składają się one z metalowej ramy z rolkami prowadzącymi do wymuszonego prowadzenia w instalacji oraz nałożonej skorupy ze sztucznego tworzywa przyjmującej bagaż do transportu. Odpowiednie numery pojemników są rejestrowane w punktach odczytu i – odpowiednio
do informacji o lotach i przeznaczeniu – przy pomocy zwrotnic są prowadzone możliwie szybko i pewnie do miejsca docelowego.
Kontrole bezpieczeństwa na przesuwających
się taśmach
Aby spełnić obowiązujące obecnie najwyższe standardy kontroli bagażu także w terminalu 1, Fraport AG we współpracy z SEAP Automation GmbH – firmą z Langen specjalizującą się w transporcie bagażu zainstalowały nowoczesną instalację do transportu bagażu z kompleksowymi wielostopniowymi urządzeniami do kontroli bagażu podróżnego. W pełni automatycznie wszystkie walizki i torby podróżne są przepuszczane przez różne urządzenia prześwietlające w poszukiwaniu niebezpiecznych substancji, jak np. materiały wybuchowe.
Hans-Robert Koch, Rittal
Łatwy montaż systemów sterowania
Fraport AG zalicza się w skali międzynarodowej do wiodących przedsiębiorstw lotniskowych i obsługuje wraz z frankfurckim lotniskiem jeden z najważniejszych węzłów lotniczych na świcie. W szczytowych dniach Fraport AG odprawia
ponad 120 000 sztuk bagażu, co stanowi niezwykłe wyzwanie logistyczne. Bagaże muszą być podawane pewnie i bez
opóźnień jak również automatycznie i gruntownie sprawdzane zgodnie z obowiązującymi najwyższymi standardami bezpieczeństwa. Podczas tego procesu 200 szaf kompaktowych
Rittal CM oraz liczne system szaf sterowniczych TS 8 w instalacjach transportu bagażu dbają o ochronę i optymalną obsługę najnowocześniejszych systemów sterowniczych.
Lotnisko frankfurckie uchodzi na całym świecie za wzór dla
doskonale zorganizowanej odprawy bagażu. Szczególnym
wyzwaniem jest gwarantowany czas przesiadki pasażerów
wraz z bagażem, który wynosi tylko 45 minut. Jest to możliwe
przede wszystkim dzięki ekstremalnie szybkiej instalacji transportu bagażu, kolejce o długości ok. 73 km. Taśma transportowa gwarantuje płynny transfer bagaży odlatujących i przesiadających się pasażerów. Dyspozycyjność tej gigantycznej
instalacji wynosi 99,65. – Taki wysoki współczynnik pewności
jest znaczną zaletą frankfurckiego lotniska w kontekście konkurencyjności – tłumaczy Hubert Grünewald. szef działu eksploatacji i procesów w firmie Fraport.
´ Kompatybilność z komponentami zabudowy TS 8
powodują, że nowa, kompaktowa szafa systemowa Rittal
Compact-Medium otwiera nowe pole do zastosowań
w zakresie zabudowy wnętrza i wprowadzania kabli.
16
l
l
Niezakłócony transport bagażu gwarantuje działające w tle
nowoczesne sterowanie napędu. Aby je chronić, w łącznie
200 systemach szaf kompaktowych CM firma Rittal wbudowała i rozdzieliła wyjścia SPS dla elementów wykonawczych
i czujników, które zostały ustawione w sposób zdecentralizowany i przyporządkowane różnym segmentom instalacji.
Dzięki umieszczonym po bokach szaf szynom CM do zabudowy wewnętrznej możliwy stał się bezpośredni montaż systemów okablowania Lütze bez koniecznej konstrukcji ramowej i obróbki mechanicznej.
CASE STUDY
¸ „Dla nas musiało to być kompletne rozwiązanie. Dzięki
dostarczonemu systemowi w zakresie techniki obudów
mamy pewnego partnera na pokładzie". Hubert Grünewald,
szef działu eksploatacji/procesów instalacji bagażowych
w firmie Fraport
Elastyczne uszczelnienie wprowadzenia kabli w dolnym
obszarze szafy jest zapewnione dzięki profilom wprowadzającym, które można po prostu zatrzaskiwać w blachach podłogowych i obudowie. Przy pomocy składanych uchwytów
CM w drzwiach możliwy jest dostęp do szaf poprzez zwykłe
wkładki zamkowe.
– Systemy szaf kompaktowych CM firmy Rittal pasowały
idealnie do naszej koncepcji automatyzacji. Mogliśmy w nich
komfortowo i łatwo zamontować systemy okablowań Lütze.
Był to ważny powód podjętych przez nas decyzji – wyjaśnia
Anton Pajonk, prezes SEAP Automation GmbH.
Wyłącznik awaryjny z najkrótszym
czasem reakcji
Codziennie jednak w takich kompleksowych instalacjach bagażu może dojść do groźnych i krytycznych w aspekcie czasowym zdarzeń. Zagrożeń takich – również powodowanych
przez osoby – można uniknąć przy pomocy bezpiecznych
sieci i szybki Safety-SPS. Odpowiednie wyłącznik awaryjne
zamontowane w obudowach AE Rittal jako panele obsługowe na szafach CM gwarantują szybki czas reakcji. Po urucho-
¸ Aby chronić system sterowania, w łącznie 200 systemach
szaf kompaktowych CM firma Rittal wbudowała i rozdzieliła
wyjścia SPS dla elementów wykonawczych i czujników,
które zostały ustawione w sposób zdecentralizowany
i przyporządkowane różnym segmentom instalacji.
mieniu wyłącznika instalacja jest wyłączana w odpowiednim
obszarze. Dzięki technologii sieciowej usterka może być natychmiast zlokalizowana i przeanalizowana w centralnej sterowni. Systemy HiMatrix firmy HIMA, umieszczone w szafach
sterowniczych Rittal TS 8 z przeszklonymi drzwiami zapewniają możliwość wydania szczegółowych wskazówek przez
komunikaty alarmowe oraz natychmiastowego usunięcia
usterki na miejscu przez odpowiedni personel. Tym samym
można znacznie zminimalizować czasy przestoju.
Od przeszło 15 lat SEAP Automation GmbH stawia na
technikę obudów Rittal. Przy czym aktualnie w nowych instalacjach do transportu bagażu stosowane są także liczne
systemy szaf sterowniczych TS 8 z chłodziarkami TopTherm
oraz komponenty rozdziału prądu RiLine60. Poprzez wykorzystanie systemów CM i TS 8 producent instalacji posiada
dostęp do wszystkich, kompatybilnych z systemem TS 8 akcesoriów i może tym samym oszczędzić czas i koszty magazynowania.
Rittal Sp. z o.o.
ul. Królewska 6
05-825 Grodzisk Mazowiecki
tel.: (0 22) 310 06 00
fax.: (0 22) 310 06 16
email: [email protected]
³ Obok systemów szaf kompaktowych CM we Fraport
zainstalowano także liczne szafy sterownicze TS 8
z chłodziarkami TopTherm
l
l
17
AUTOMATYKA
Części na wizji
Co się dzieje, kiedy za wybranie odpowiedniego przedmiotu spośród setki innych dla
robota pick and place odpowiada wibracyjny podajnik bębnowy z systemem wizyjnym?
Produktywność wzrasta o 20 procent.
Mark T. Hoske
U
życie wibracyjnego podajnika bębnowego to ekonomiczna i niezawodna metoda podawania małych
elementów z żądaną orientacją.
Niestety jego główną słabością jest zastosowanie
mechanicznych kanałów i prowadnic do orientowania części. Ogranicza to użycie tej metody
do podawania jednej części lub podobnych części należących do tej samej rodziny. Ładowanie
do prasy przeznaczonych dla lotnictwa elementów złącznych wydaje się idealnym zadaniem
do zautomatyzowania przy użyciu wibracyjnego podajnika bębnowego i robota typu „pobierz
i ułóż” (pick and place). Problematyczne było-
 Przedmioty są prezentowane na tacy podajnika
(lewa dolna część zdjęcia; nie było możliwe
pokazanie na zdjęciu przedmiotów faktycznie
biorących udział w procesie, wobec czego
wykorzystano cukierki o podobnych rozmiarach)
18
l
l
by jednak sortowanie 415 wykorzystywanych
w tym procesie detali, ponieważ wymagałoby to
zastosowania kilkudziesięciu podajników.
Na szczęście postępy w dziedzinie szybkości, dokładności i niezawodności systemów wizyjnych pozwoliły zastąpić kanały i prowadnice czujnikiem wizyjnym. Jak zapewnia Stephen
Harris, prezes firmy Rixan Associates, w ten
sposób skonstruowano uniwersalny wibracyjny
podajnik bębnowy. – Rozwiązanie to może obsługiwać praktycznie nieskończoną liczbę przedmiotów w określonym przedziale wielkości – przekonuje Stephen Harris.
Zgłoszony do opatentowania elastyczny system wibracyjnego podajnika bębnowego Rixan
RFS-1000 kosztuje 45 tys. USD, ale za to przy-
 System wizyjny Cognex In-Sight 5401 (u góry po środku) uzyskuje
do 60 8-bitowych obrazów na sekundę
nosi 20-procentowy wzrost produktywności. Umożliwia
on także skierowanie jednego operatora do innych zadań, dzięki czemu w większości zakładów inwestycja ta
zwraca się w czasie krótszym niż jeden rok. Zasada działania tego systemu polega na wykorzystaniu wibracyjnego
podajnika bębnowego do losowego prezentowania w dowolnej orientacji znajdujących się w bębnie elementów.
Gdy system wizyjny „zobaczy” odpowiedni detal w prawidłowym położeniu, zatrzymuje podajnik i wysyła współrzędne detalu do robota, który następnie ładuje wskazany
przedmiot do prasy.
Skąd wzięła się idea takiego rozwiązania? Producent
części dla przemysłu lotniczego chciał zautomatyzować
proces pobierania i układania części. Było to konieczne z uwagi na potencjalne niebezpieczeństwo związane
z pracą operatora przy prasie do tłoczenia. Ponadto powtarzalny charakter tego zadania oraz ryzyko urazów rąk
i nadgarstków wymuszały częste przerwy w pracy operatora, co ograniczało produktywność.
Inżynierowie Rixan Associates, pod kierownictwem
dyrektora technicznego Marka Battistiego, przygotowali
projekt specjalnego, uniwersalnego podajnika. Wykorzystano w nim tor w bębnie wibracyjnym o średnicy 60 cm,
pozbawionym przeszkód i wycięć.
AUTOMATYKA
Każdy przedmiot docierający do górnej części
bębna jest prezentowany na podniesionej półprzezroczystej tacy. Jednocześnie zamontowany
powyżej system wizyjny rozpoznaje rodzaj poszczególnych detali wraz z ich orientacją. Odpowiednie elementy są następnie pobierane przez
robota, a pozostałe są przemieszczane z powrotem do bębna.
Zintegrowane oprogramowanie robota i systemu
wizyjnego ułatwia konfigurację i przyspiesza
uruchomienie procesu lokalizacji i kontroli
przedmiotów
Projektanci Rixan Associates wybrali system wizyjny Cognex In-Sight 5401 oraz robota Mitsubishi Electric RV-6SL-S11. Urządzenia te zintegrowano w ramach wspólnych prac
firm Cognex i Mitsubishi Electric. Z kolei oprogramowanie Mitsubishi Melfa-Vision obejmuje
system programowania robotów oraz program
Cognex In-Sight Explorer, co umożliwia jednoczesne konfigurowanie robota i systemu wizyjnego.
Wybór robota padł na model Mitsubishi Electric RV-6SL-S11 ze względu na jego duży zasięg (97+380+425=902 mm) oraz prędkość do
6 metrów na sekundę. Według danych technicz-
nych tego sześcioosiowego robota cykl pobrania
i ułożenia trwa 0,37 s, czyli krócej niż w przypadku większości robotów typu SCARA. Z kolei
wybór systemu wizyjnego Cognex In-Sight 5401
był podyktowany blisko siedmiokrotnie większą
mocą obliczeniową w porównaniu z innymi modelami, a także możliwością uzyskiwania do 60
w pełni 8-bitowych obrazów na sekundę.
W celu przygotowania aplikacji inżynierowie
Rixan Associates wykonali następujące czynności:
• Uruchomienie kreatora Melfa-Vision do skalibrowania robota względem podajnika.
• Umieszczenie detalu w chwytaku robota w położeniu idealnym do pobrania.
• Przemieszczenie robota nad podajnikiem
i ustawienie detalu na tacy. W procesie tym
robot uczy się pobierać detal w określonej
orientacji w konkretnym punkcie na tacy.
• Wybór kreatora Melfa-Vision uruchamiającego narzędzie do lokalizacji obiektów Cognex
PatFind i narysowanie prostokąta wokół detalu na ekranie. Narzędzie PatFind rozpoznaje detal w orientacji pod kątem zerowym. Proces ten (trwający zaledwie kilka minut) ma na
celu zaprogramowanie podajnika do podawania jednego detalu.
W przypadku przedmiotów wymagających
rozpoznawania wzoru stosuje się oświetlenie
górne. Pewne rodzaje przedmiotów wymagają
światła białego, a inne światła spolaryzowanego, pozwalającego unikać
odblasków. Omawiany system podajnika działa nieco
wolniej niż operator pracujący z maksymalną szybkością, ale za to bez przerwy.
Dzięki temu ma on zapewniać produktywność o 20%
większą niż w przypadku
pracy człowieka. Ponadto, jak przekonuje Stephen
Harris, system wizyjny eliminuje ewentualne błędy
przy ręcznym podawaniu,
mogące skutkować uszkodzeniem oprzyrządowania
i przestojem.
Artykuł pod redakcją
Michała Andrzejczaka
 W kompletnym gnieździe produkcyjnym z systemem wizyjnym wykorzystano
robota Mitsubishi Electric RV-6SL-S11
20
l
l
Inteligentne kompaktowe
systemy wizyjne
firmy Festo
Kompaktowe systemy wizyjne SBOx-M
o dużej prędkości zapisu to innowacyjna i ekonomiczna alternatywa dla tradycyjnych kamer. Przeznaczone są do
obsługi, diagnostyki i uruchamiania układów produkcyjnych, a także monitorowania szybkich sekwencji ruchów. System
SBOx-M ma kompaktową konstrukcję
z możliwością stosowania różnych obiektywów w zależności od warunków otoczenia. Charakteryzuje się dużą szybkością nagrywania – do 2000 klatek/s. Dzięki
innowacyjnej technologii kompresji nagrane sekwencje zajmują maksymalnie
do 30 MB/1 film. System umożliwia synchronizację czasową wielu kamer, które
mogą pracować w sieci Ethernet. Istnieje
też możliwość zdalnego monitorowania
procesu technologicznego dzięki wbudowanemu przyłączu Ethernet i oprogramowaniu Web-Server.
Zalety systemu:
• rejestracja, zapis itd. sekwencji ruchów
przy użyciu zintegrowanych układów
elektronicznych,
• wysoka szybkość zapisu: 185-2000 klatek/s,
• kompaktowa konstrukcja odpowiednia
dla zastosowań przemysłowych, stopień ochrony IP 65/67,
• uniwersalność – zastosowania mobilne
lub stacjonarne.
Korzyści z wykorzystania systemu:
• skrócenie czasu i obniżenie kosztów
uruchamiania oraz konserwacji układów
produkcyjnych,
• bezpieczeństwo procesów produkcyjnych przy dużych częstotliwościach cykli,
• rozszerzenie funkcji w wyniku aktualizacji oprogramowania,
• proste uruchamianie za pomocą oprogramowania FCT.
Więcej informacji na www.festo.pl
Działanie szybkiego systemu sortowania jest monitorowane przez inteligentny, kompaktowy
system wizyjny SBOC-M/SBOI-M. Sortowanie odbywa się za pomocą szybkich zaworów
MHE2, terminala CPX z zintegrowanym sterownikiem PLC i przez czujniki koloru SOEC.
FIRMA PREZENTUJE
APM – innowacji ciąg dalszy
3DLevelScanner znajduje zastosowanie przy
nych prac ze strony utrzymania ruchu). Z regu-
pomiarze wypełnienia dla materiałów syp-
ły to właśnie oblepiona antena uniemożliwia po-
kich. Urządzenie jest odpowiednie zarówno dla
prawną pracę przetworników radarowych. Aby
zbiorników zamkniętych jak i otwartych miejsc
uniknąć niedogodności z tym związanych czę-
składowania. Innowacyjność urządzenia opiera
sto stosuje się pneumatyczny przedmuch an-
się na kilku unikalnych cechach:
ten. Rozwiązanie to jest idealne w sytuacji gdy
taka instalacja już istnieje, natomiast w przy-
• Wykorzystanie niskiej częstotliwości sygna-
padku jej braku staje się ono zarówno skom-
łu dźwiękowego – ograniczenie częstotliwości
plikowane technicznie jak i drogie. W przypad-
sygnału do maksymalnie 10 kHz zaowocowa-
ku czujnika 3DLevelScanner problem ten nie
ło doskonałą odpornością czujnika na zapyle-
występuje. Zdjęcie obok przedstawia wygląd
nie (sprawdza się doskonale w silosach z ce-
anten naszego czujnika po półrocznej pracy
mentem lub popiołem lotnym umożliwiając po-
w zbiorniku z sodą przemysłową.
miar nawet w momencie napełniania) jak również umożliwiło uzyskanie 70 stopniowego kon-
Standardowe wersje czujnika 3DLevelScanner
ta widzenia czujnika (zgodnie z zasadą: wyższa
to (przy czym opisy odnoszą się każdorazowo
Rys. 1. Wizualne przedstawienie kąta widzenia
częstotliwość = bardziej skoncentrowana wiąz-
do przypadku osiągnięcia danych z kart kata-
urządzenia
ka dźwięku);
logowych):
• Pomiar 3-D – w praktyce oznacza to uprzed-
• 3DLevelScanner S – podstawowa wersja czuj-
nio pomiar wielopunktowy (w zakresie 70 stop-
nika; bardzo dobra dokładność pomiaru (przy-
ni widzenia czujnika) a tym samym wyjątkową
kładowa aplikacja: zbiornik do 4 m szeroki i do
dokładność pomiaru i określenie nie poziomu
12 wysoki); kąt widzenia czujnika 30°
materiału, jak to ma miejsce w przypadku urządzeń opierających się na pojedynczym punk-
• 3DLevelScanner M – wersja wyposażona
cie, a wartości wypełnienia zbiornika;
w funkcję mappingu; doskonała dokładność
pomiaru (przykładowa aplikacja: zbiorniki do
• Trójwymiarowa mapa zawartości zbiornika
15 szerokości); kąt widzenia 70°
– opatentowany algorytm jest w stanie przełożyć wszystkie informacje zebrane przez czujnik
• 3DLevelScanner MV – czujnik charakteryzują-
i przedstawić je w formie wizualnej jako mapę
cy się dokładnością taką jak wersja M, ale wy-
wypełnienia zdefiniowanego uprzejmie zbior-
posażony w narzędzie odwzorowujące rzeczy-
nika;
wisty rozkład materiału w zbiorniku; kąt widzenia czujnika to również 70°
• Budowa mechaniczna z funkcją “samoczyszczenia” – dzięki specjalnej budowie an-
Ostatnio firma APM Automation Solutions za-
ten, utrzymanie czujnika ogranicza się do mini-
proponowała indywidualne rozwiązanie dla
mum (większość przypadków nie wymaga żad-
wszystkich aplikacji gdzie dokładność pomiaru
Rys. 2. Czyste anteny po pół roku pracy
czujnika
22
l
l
jest sprawą nadrzędną, a szerokość zbiornika
możliwe w przypadku pozostałych typów, ale
(czy też punktu składowania innego typu) prze-
nie jest też możliwe do osiągnięcia przy za-
kracza 15 m (do 30 m). Rozwiązaniem tym jest
stosowaniu standardowych urządzeń pomia-
3DLevelScanner MVL. System takie składa się
rowych, opierających się zawsze na jednym
z dwóch czujników 3DLevelScanner MV (mon-
punkcie odniesienia.
towanych jak na rysunku poniżej) oraz komputera przemysłowego klasy IPC z preinstalowanym
Widoczny na rysunku moduł 3DLinkPro umoż-
programem użytkowym 3DVision. Komputer
liwia nawiązanie zdalnej komunikacji z urządze-
jest odpowiedzialny za synchronizację pracy
niem (bądź urządzeniami – do 64 czujników jed-
dwóch czujników, zbieranie z nich danych po-
nocześnie) z wykorzystaniem standardu GSM
miarowych oraz stworzenie jednej, przejrzystej
lub, dużo wygodniejszego, GPRS.
mapy wypełnienia danego zbiornika.
Przykład instalacji przedstawiony na rysunku
Więcej informacji udzielamy pod kontaktowym
obok odzwierciedla typową aplikację. Zasto-
numerem telefonu (032) 237 61 98. Zapraszamy
sowanie rozwiązania 3DLevelScanner MVL po-
do zapoznania się z oferowanymi przez naszą
zwala na uzyskanie katalogowej dokładności
firmę rozwiązaniami, zarówno z zakresu auto-
również w górnej części zbiornika. Z uwagi na
matyki procesowej jak i standardowych rozwią-
ograniczony kąt widzenia czujnika nie było to
zań przemysłowych.
Rys. 3. Przykład systemu opartego
o 3DLevelScanner MVL
AUTOMATYKA
Efektywny system wizyjny
Bradley Weber
D
ostrzeżenie zalet, jakie z punktu widzenia środowiska automatyki dostarczają systemy wizyjne maszyn,
nie jest trudne. Inspekcja produktów na linii produkcyjnej pozwala na oszczędność kosztów i unikanie skutków ponownego
przeglądania elementów. Właściwe etykietowanie przedmiotów przed ich wysłaniem zapewnia odbiorcy otrzymanie właściwego produktu
– a jest to zagadnienie krytyczne w przemyśle
spożywczym i farmaceutycznym.
Tym, co może być kłopotliwe, jest wybór właściwego systemu wizyjnego spełniającego wymagania odnośnie prędkości i niezawodności.
Spośród szerokiego spektrum opcji, jakie występują dziś w systemach wizyjnych dostępnych
na rynku, należy wybrać te, które niezawodnie
zapewnią dużą szybkość produkcji.
Odpowiednie połączenie inteligentnej kamery, oświetlenia i oprogramowania z zaawan-
 Do rozróżnienia jednej felgi aluminiowej od innej system optyczny
maszyny może być użyty do sprawdzania całych wzorców,
które odróżniają każdy model felgi
24
l
l
sowanymi narzędziami wizyjnymi powoduje,
że dla wielu przypadków zadań kontroli można z łatwością rozwiązać wiele powszechnych
problemów.
Biznes na kołach
W procesie produkcyjnym felg aluminiowych
identyfikowanie każdego modelu felgi może
sprowadzać się do zmian, z minuty na minutę,
całego wzorca. Jednym z najlepszych sposobów
odróżnienia jednej felgi od innej, kiedy wciąż
przemieszczają się one za pomocą przenośnika,
i potwierdzenie przed transportem, że każda felga umiejscowiona jest w odpowiednim pojemniku, jest identyfikacja jej wzoru.
Wyzwaniem jest nie tylko rozpoznanie, który wzór należy do którego modelu felgi, ale także znalezienie kamery z odpowiednio wysoką
precyzją wewnątrz konkretnego pola widzenia.
Dla przykładu wzorce mogą być tak podobne,
że system wizyjny będzie musiał zapewnić wysoką precyzję rozdzielczości w nadzorowanym
obszarze stanowiącym kilkaset milimetrów szerokości.
Znalezienie rozwiązania dla tego zadania rozpoczyna się od wybrania obu składników: odpowiedniej kamery/kamer oraz techniki ich montażu. Ze względu na ich zalety można użyć dwóch
kamer z odpowiednim polem widzenia. W takim przypadku obie inteligentne kamery dostarczające przechwytywany obraz przetwarzają
i analizują ten obraz w pojedynczym pakiecie.
Są one zamontowane na stałym, sterowanym
urządzeniu wieloosiowym. Kamery te znajdują
się pod podajnikiem tak, aby – gdy wjedzie aluminiowa felga – pierwsza kamera z ustawionym
odpowiednio polem widzenia mogła przechwycić obraz otworów na śruby, a następnie wyliczyć współrzędne tych otworów.
Te współrzędne są przesyłane do komputerowego systemu kontroli urządzenia wieloosiowe-
 Połączenie inteligentnej kamery z odpowiednim oświetleniem
i wielopłaszczyznowym systemem optycznym zapewnia
wszechstronne rozwiązanie do zadań inspekcji
go, który powoduje przesunięcie drugiej kamery na pozycję, gdzie możliwe będzie obserwowanie każdego otworu
na śrubę osobno i zmierzenie punktu środka każdego
z nich.
Kolejnym szczególnie ważnym krokiem jest wykorzystanie odpowiedniego oprogramowania. Choć montaż kamery jest bez wątpienia najważniejszy, oprogramowanie
jest tym, co czyni kamerę inteligentną.
Stosując dedykowane algorytmy pomiaru kołowego
(Circle Gauging), oprogramowanie odnajduje wszystkie
punkty krawędziowe otworów śrubowych i oblicza najlepiej dopasowany okrąg. Wymiar tego dopasowanego
okręgu jest następnie używany do określenia modelu felgi. Taki system nadzoru i weryfikacji potrzebuje jedynie
10 sekund na felgę, a stanowi ekonomiczną alternatywę
w stosunku do najnowocześniejszych precyzyjnych systemów pomiarowych.
Pakowanie etykiet odporne na błędy
Wszystkie dobra konsumenckie muszą być odpowiednio
etykietowane dla zapewnienia bezpieczeństwa oraz w celach informacyjnych i estetycznych. W sytuacji gdy różnorodne (ale podobne) etykiety są produkowane na tej samej
linii, zastosowanie systemu wizyjnego z oprogramowaniem dla maszyny do cięcia etykiet może być niewystarczające.
Po butelkowaniu i pakowaniu etykiety są drukowane,
a przed transportem mogą być składowane. Podczas procesu składowania etykiety podobne z wyglądu mogą zostać niecelowo wymieszane. Potencjalnie może to prowadzić do pomylenia produktów. Połączenie technologii
inteligentnych kamer z autonomicznymi podajnikami
AUTOMATYKA
i odpowiednim oświetleniem dostarcza automatycznego rozwiązania inspekcyjnego.
Podajnik transportuje etykiety za kamerą, która używa rozproszonego światła LED dostarczającego równomiernego rozjaśnienia i tworzącego duży kontrast pomiędzy cechami etykiety
i podłoża, ułatwiając kamerze identyfikowanie
subtelnych różnic pomiędzy różnorodnymi etykietami.
Pozycja kamery jest tak dopasowana, żeby
konkretny obszar etykiety – ten, który lekko różni się od innych w grupie podobnych etykiet, był
widziany przez kamerę. To maksymalizuje możliwości kamery do identyfikacji jednej konkretnej etykiety spośród pozostałych. Dodatkowo
system pozwala dopasować wysokość tak, aby
lokalizować stertę etykiet o różnej wysokości.
System ma własny panel kontrolny, który pozwala operatorowi na konfigurację i „przyuczanie” systemu do identyfikacji każdej etykiety,
używając kombinacji narzędzi inspekcyjnych,
takich jak optyczne rozpoznawanie znaków
OCR (Optical Charakter Recognition), rozpoznawanie wzorców i porównywanie obrazów.
Podczas procesu inspekcji system sprawdza,
czy wszystkie etykiety w każdej stercie są identyczne. Przed pakowaniem poprawne etykiety
są wybierane pod konkretne zamówienie.
Połączenie systemu
Czasami inspekcja dużych produktów za pomocą systemu optycznego maszyny wymaga
czegoś więcej, niż tylko przeciętnych narzędzi
wizyjnych. Wymaga także oprogramowania,
które może przejąć kilka obrazów i przetworzyć je w jeden. Na przykład wtyczka musi być
dokładnie sprawdzona i pomierzona w celu
upewnienia się, że dobrze sparuje się z innymi
komponentami podczas ostatecznego montażu.
To kolejne zadanie, gdzie system pomiarowy
o wysokiej precyzji i wysokim koszcie może być
zastosowany tradycyjnie. Ale system optyczny
maszyny z kamerą i oprogramowaniem może
dostarczyć rozwiązanie bardziej ekonomiczne.
Źródło: Banner
Używając
technologii systemu wizyjnego maszyny do sprawdzenia
montażu wtyczki, inteligentna kamera
musi umieć przybliżyć wybrany fragment wtyczki tak, aby zidentyfikować
każdy komponent z wysoką precyzją.
W przypadku gdy ostrość dopasowywana jest do fragmentu, kamera ma
zbyt wąskie pole widzenia, aby móc
objąć całą długość wtyczki.
W celu przezwyciężenia tej ujemnej
cechy kamera wysokiej rozdzielczości jest początkowo dostrajana w taki
sposób, aby tylko 1/6 długości złącza
była widziana przez kamerę w polu
widzenia w danym czasie. Po tym, jak
złącze zostanie zmontowane, jest kładzione na przenośniku w celu sprawdzenia i podczas gdy przemieszcza się
ono do następnego punktu przenośnika, kamera wykonuje nowe zdjęcia
każdej jego sekcji, pozwalając kamerze na testowanie każdej sekcji z wysoką dokładnością.
Po tym, jak wszystkie sześć obrazów zostanie dostarczone, pełen obraz połączenia jest uzyskiwany przy
użyciu narzędzia programowego Multiple Image Switch, które identyfikuje
nachodzące na siebie cechy w każdym
z obrazów i używa ich do uzyskania
pełnego widoku. To narzędzie jest podobne do staromodnych sposobów
stosowanych w kamerach komercyjnych: pobierają one kilka osobnych
obrazów w serii, a następnie łączą je
razem.
Całe złącze może być
teraz oglądane jako jeden obraz na całej długości, tak aby mógł być
wykonany odpowiedni
pomiar. Pozwala to potwierdzić, że każde
zmontowane połączenie spełnia wymagane
kryteria, włączając w to wysokość, kąt nachylenia i liniowość trzpienia/końcówki.
Jednym z kluczy do zrobienia rozwiązania o niskim koszcie i łatwego
do użytkowania jest zastosowany interfejs programowy. Zaletą systemu
optycznego maszyn, z odpowiednimi
narzędziami, jest to, że użytkownik
może widzieć bieżące zadania inspekcyjne w czasie, kiedy one przebiegają.
Wiele systemów jest dostępnych
z interfejsami użytkownika, które pozwalają na wybranie i ustawienie bezpośrednio z poziomu panelu kontrolnego nowej części, która będzie
sprawdzana. Taki interfejs może pozwolić użytkownikowi podglądać każdy obraz brany pojedynczo, tak samo
jak całe złącze – po połączeniu obrazów.
Dopóki wszystkie obrazy są zgrane
i załadowane, parametryzacja sprawdzania i testowanie złącza są wykonywane szybko i prosto. Taka kombinacja sprzętu optycznego, oświetlenia
i oprogramowania zapewnia, że produkty są poddawane sprawnej inspekcji na linii – oszczędzając czas producentów, pieniądze i kłopoty podczas
krótkiego i dłuższego czasu użytkowania.
Bradley Weber jest dyrektorem
inżynierii aplikacji w PPT Visio.
Artykuł pod redakcją
dr. inż. Krzysztofa Jaroszewskiego,
adiunkta w Katedrze Automatyki
Przemysłowej i Robotyki Wydziału
Elektrycznego Zachodniopomorskiego
Uniwersytetu Technologicznego
w Szczecinie.
CASE STUDY
Niezawodne rozwiĎzania MICROSENS
dla portu Jebel Ali w Dubaju
Nowy terminal T2 wyposażono w podwójne kontenerowe suwnice bramowe (STS) oraz suwnice szynowe
(RMG). Do sterowania tymi dźwigami używane są najnowocześniejsze rozwiązania techniczne, obsługujące
programowane kontrolery logiczne, rozdzielnice niskiego i średniego napięcia, główne motory napędowe, napędy bezstopniowe i transformatory.
Sieć bezprzewodowa
Cały nowy terminal T2 jest objęty siecią bezprzewodową,
która umożliwia bieżący dostęp do bazy danych o kontenerach. Pracownicy terminalu korzystają z bezprzewodowych urządzeń kieszonkowych Wi-Fi, za pomocą których łączą się z siecią centralną. Pracownicy odpowiedzialni za obsługę kontenerów używają urządzeń kieszonkowych do wprowadzania danych, które pomagają
w rozmieszczaniu i identyfikowaniu kontenerów.
DP World
DP World jest jednym z największych operatorów terminali morskich na świecie. Obsługuje 45 istniejących terminali oraz 13 nowych inwestycji w 29 krajach. Firma
zatrudnia blisko 30 000 pracowników, którzy współpracują z klientami w najszybciej rozwijających się krajach
świata.
Misją DP World jest zmaksymalizowanie wydajności łańcucha dostaw klientów poprzez skuteczne zarządzanie
obsługiwanymi w terminalach ładunkami kontenerowymi, masowymi i innymi.
Firma bezustannie inwestuje w infrastrukturę, obiekty
i załogę terminali oraz ściśle współpracuje z klientami
i partnerami biznesowymi w celu zapewnienia klientom
wysokiej jakości usług w miejscu i czasie przez nich wymaganym. W swoim podejściu zorientowanym na klienta firma DP World bazuje na ugruntowanych relacjach
biznesowych i najwyższej jakości obsłudze, jaką może
się poszczycić jej sztandarowy port Jebel Ali w Dubaju,
który przez 14 kolejnych lat otrzymywał tytuł „Najlepszy
port morski Bliskiego Wschodu”.
Terminal kontenerowy T2 w porcie Jebel Ali
W 2005 r. firma DP World rozpoczęła kolejną fazę rozbudowy terminala kontenerowego w porcie Jebel Ali.
Ogromny nowy obiekt nosi nazwę Terminal 2 (T2) i został otwarty w 2007 r. Nowy terminal o długości 2,8 km
wybudowano tuż obok portu Jebel Ali. Stanowi on część
większej inwestycji, podjętej przez firmę DP World w celu
przygotowania portów na przyjmowanie bardzo dużych
statków.
28
l
l
Aby umożliwić korzystanie z urządzeń kieszonkowych
w każdym miejscu terminalu T2, konieczne było zainstalowanie wielu bezprzewodowych punktów dostępowych
zapewniających użytkownikom ciągłą łączność w trakcie ruchu.
Łącza światłowodowe
Do wszystkich połączeń przewodowych terminalu T2 zastosowano światłowody w celu zapewnienia ich niezawodności. Wszystkie bezprzewodowe punkty dostępowe są podłączone do sieci DP World światłowodami jednomodowymi. Ze względu na krytyczne znaczenie obsługiwanych operacji każdy bezprzewodowy punkt dostępowy musi być podłączony do sieci dwiema różnymi trasami światłowodowymi. Również zaawansowane
technicznie dźwigi portowe wymagają połączeń komunikacyjnych. Elektronika dźwigów jest wyposażona w wielomodowy interfejs światłowodowy.
CASE STUDY
Przełączniki przemysłowe
Do podłączenia bezprzewodowych punktów dostępowych do sieci firma DP World wybrała przełączniki przemysłowe MICROSENS. Potrzebne też były konwertery
światłowodowe lub przełączniki spełniające następujące wymagania:
dwa jednomodowe światłowodowe łącza nadrzędne
Gigabit Ethernet;
wiele portów ethernetowych 10 lub 100 Mb/s z obsługą PoE;
konstrukcja klasy przemysłowej, zapewniająca sprawną pracę w skrzynce zewnętrznej w warunkach ekstremalnych temperatur i wilgotności.
łącza światłowodowe. Na szczycie każdego słupa znajduje się bezprzewodowy punkt dostępowy, podłączony
do przełącznika łączem 10/100 Mb/s i kablem zasilającym DC klasy 6 UTP.
W pierwszej fazie projektu zainstalowano osiemdziesiąt
przełączników przemysłowych, w drugiej fazie pięćdziesiąt kolejnych urządzeń.
Konwertery światłowodowe
Dźwigi muszą być podłączone do sieci światłowodami
jednomodowymi. Układy elektroniczne dźwigu mają interfejs wielomodowy 100 Mb/s. Aby połączenie działało,
niezbędny był konwerter jedno-/wielomodowy. Do konwersji z transmisji jednomodowej na wielomodową wybrano konwertery MICROSENS.
Podsumowanie
Podstawowym kryterium wyboru rozwiązań technologicznych dla newralgicznej transmisji danych pomiędzy dźwigami a centrum sterowania w porcie Jebel Ali
w Dubaju była możliwość instalacji urządzeń w zewnętrznych, niechłodzonych skrzynkach, gdzie latem temperatura sięga nawet 50°C. Wymagane też były niewielkie
obudowy oraz redundantne połączenia. Przemysłowe
przełączniki pierścieniowe firmy MICROSENS stanowiły w tej sytuacji idealne rozwiązanie. Dodatkową zaletą jest przyszłościowy charakter i łatwość rozbudowy
sieci dzięki wykorzystaniu przełączników i konwerterów
MICROSENS.
Po dokładnym zbadaniu dostępnych rozwiązań firma DP
World wybrała przełączniki przemysłowe MICROSENS.
Przełączniki są zamontowane u podstawy słupów rozmieszczonych na terenie całego terminalu. Do układów
przełączających każdego przełącznika doprowadzone
są fizycznie odrębnymi trasami po dwa jednomodowe
Przełączniki przemysłowe MICROSENS o zwiększonej
odporności stanowią idealne rozwiązanie do tak trudnych warunków pracy, zarówno od strony sprzętowej,
jak i oprogramowania. Niezawodność, przemyślana
konstrukcja, łatwość instalacji i przyjazne dla użytkownika zarządzanie siecią to kluczowe atuty dla osiągnięcia sukcesu inwestycji, jaką jest strategiczna rozbudowa
portu w Dubaju w oparciu o najnowsze technologie.
Informacje o firmie
MICROSENS należy do czołowych producentów urządzeń ak-
Jako uznany producent rozwiązań sieciowych MICROSENS
tywnych do transmisji danych w telekomunikacji i sieciach kom-
oferuje swoje rozwiązania na rynkach światowych. Centrala fir-
puterowych. Portfolio firmy obejmuje rozwiązania z wszystkich
my znajduje się w niemieckim Hamm, przedstawicielstwa firmy
obszarów zastosowań światłowodów – od wewnętrznych sie-
działają we Francji i Polsce. Wsparcie dla klientów na rynkach
ci korporacyjnych, przez sieci dostępowe, aż po sieci metro-
lokalnych zapewniają partnerzy MICROSENS.
politalne.
Jesienią 2006 roku MICROSENS pozyskał nowego więk-
Od momentu powstania w 1993r. misją MICROSENS jest
szościowego udziałowca i wszedł tym samym do grupy eu-
rozwijanie systemów, które poprzez zastosowanie zaawan-
romicron, będącej aktywnym uczestnikiem rynku technologii
sowanych technologii oraz najwyższej jakości komponentów
optycznych.
umożliwiają realizację przyszłościowych i jednocześnie ekonomicznych rozwiązań do optycznej transmisji danych w obszarze sieci LAN, MAN i WAN. Wszystkie oferowane produkty są
zgodne z międzynarodowymi normami i standardami takimi,
jak Gigabit Ethernet, SONET/SDH, Fibre Channel i inne.
Firma zarządza własną linią produkcyjną, która umożliwia
szybką i elastyczną realizację zamówień. Proces produkcyjny
ukierunkowany jest na osiąganie najwyższego poziomu jakości.
www.microsens.com
tel.: 71 337 16 71
mail: [email protected]
l
l
29
TEMAT Z OKŁADKI
Spośród wykorzystywanych obecnie w zakładach przemysłowych sieciowych
systemów sterowania tylko niewielka ich część dysponuje zintegrowanymi,
wbudowanymi procedurami i narzędziami zabezpieczającymi poprawność transmisji
i bezpieczeństwo przesyłanych danych. Wiele z nich instalowano jeszcze przed
okresem burzliwego rozwoju popularnych dziś sieci teleinformatycznych typu
Ethernet czy Internet, niosących ze sobą wiele dobrodziejstw, ale również i nieznanych
wcześniej niebezpieczeństw. Czy systemy, o których mowa, mogą zatem stać się
integralną częścią nowoczesnych sieciowych systemów sterowania i monitoringu?
Czy można je tak zabezpieczyć, by nie była konieczna ich wymiana, a jednocześnie,
by były odporne na współczesne sieciowe zagrożenia?
Peter Welander
K
westie bezpieczeństwa danych w cyfrowych systemach komunikacji
i akwizycji w ciągu ostatnich lat stały
się kluczowym elementem działań
grup inżynierskich branż informatyki, telekomunikacji, automatyki, a ich rozwój i postęp
30
l
l
dokonuje się praktycznie każdego dnia. Nowe,
wchodzące na rynek systemy IT czy platformy
sieciowych systemów automatyki i monitoringu
dla zastosowań przemysłowych, są wyposażane w zaawansowane i wypróbowane narzędzia
z zakresu bezpieczeństwa danych i kontroli
poprawności komunikacji. Zasadniczym problemem jest jednak fakt, że gros istniejących
TEMAT Z OKŁADKI
już i poprawnie działających sieci sterowania
w zakładach przemysłowych zbudowano i uruchomiono wiele lat temu, gdy wspomniane kwestie nie miały jeszcze tak wielkiego znaczenia,
gdy nie było rozwiniętej infrastruktury lokalnych i globalnych sieci teleinformatycznych,
a wiedza o nich nie była tak rozpowszechniona
i ogólnie dostępna. Okazuje się, że całkowicie
bezkrytyczne i nieprzemyślane dołączanie takich systemów do większej sieci monitoringu
i zdalnego sterowania sprzyja atakom hakerów,
umożliwiając nieuprawniony dostęp do danych
z obsługiwanych procesów, wprowadzanie
zmian parametrów urządzeń czy zbiorów baz
danych itp. Pytanie zasadnicze więc brzmi: czy
starsze systemy sieciowe, integrowane z nowymi rozwiązaniami teleinformatycznymi, mogą
być odpowiednio zabezpieczone, tak by nadal
prawidłowo i bez niepowołanych zakłóceń spełniały swoją rolę?
– W branży automatyków przyjęło się, że systemy sieciowe kupowano, instalowano, konfigurowano i uruchamiano, a następnie praktycznie
można było o nich zapomnieć na co najmniej kilkanaście lat – stwierdza Ernie Rakaczky, architekt bezpieczeństwa systemów sieciowych w firmie Invensys Process Systems. – Co więcej, taka
metodologia postępowania nadal jest bardzo popularna u wielu automatyków, choć w ciągu
ostatnich kilku lat sytuacja w tej branży bardzo
się zmieniła. Większość ze wspomnianych starszych systemów nie ma możliwości połączenia
i integracji z jakimikolwiek innymi systemami
nadrzędnymi. Zwykle opracowywano je bowiem
do realizacji konkretnych zadań, obsługi określonych i niezmiennych aplikacji: otwarcie i zamknięcie zaworu, pomiar temperatury, ciśnienia,
poziomu cieczy itp., w których funkcjonalności
typowe dla systemów teleinformatycznych i cyfrowych nie mają większego znaczenia – dodaje.
Branża automatyki i monitoringu zarzuciła jednak tę drogę rozwoju systemów, stawiając na integrację z systemami nadrzędnymi. Jest to podyktowane bardzo szybkim rozwojem technik
komunikacji sieciowej i sieci teleinformatycznych w życiu codziennym oraz aplikacjach biznesowych, skutkiem czego wzrosły oczekiwania
użytkowników systemów związane z większym
zdalnym dostępem do danych o stanie maszyn,
urządzeń, wybranych parametrów aplikacji. –
Tradycyjne starsze systemy sterowania niemal
w 100% realizowały tylko zadania związane bezpośrednio z poprawnym sterowaniem obsługiwanymi aplikacjami; zadania współczesnych siewww.controlengpolska.com
l
l
31
TEMAT Z OKŁADKI
ciowych systemów automatyki można w praktyce
podzielić na dwie kategorie – 50% to sterowanie,
a 50% to transmisja danych i monitoring. Postępująca integracja z sieciami teleinformatycznymi poziomu biznesowego oraz nowe możliwości
łączenia sieci magistralowych różnych standardów wymusiły również podjęcie działań w zakresie ochrony danych transmitowanych w sieciach
oraz zwiększenia pewności i poprawności niezakłóconych transmisji pomiędzy urządzeniami,
modułami akwizycyjnymi, bazami danych itp. –
wyjaśnia dalej Ernie Rakaczky.
Wprowadzenie nowych procedur, narzędzi
bezpieczeństwa to proces do zrealizowania
na przestrzeni kilku dni, zaś wymiana infrastruktury
to w zasadzie okres jednego do kilku miesięcy
lub nawet roku
Bezpieczna łączność?
W branży teleinformatycznej utarło się twierdzenie, że najbezpieczniejsze połączenie to po
prostu brak połączenia. – W niemal wszystkich
przypadkach sieciowe systemy firmowe bazują
również na firmowych protokołach i magistralach komunikacyjnych – przyznaje Kevin Staggs
z firmy Honeywell Process Solutions. – Próba
ich połączenia z innymi sieciami to potencjalne
zagrożenie dla transmitowanych w nich danych,
gdyż nie są one przygotowane do ich wymiany
z sieciami zewnętrznymi i nie mają zaaplikowanych zaawansowanych narzędzi programowych
czy sprzętowych, służących ich ochronie. Stąd konieczność precyzyjnego ustalania punktów łączeniowych w systemie, gdzie możliwe będzie wpięcie
innych sieci, w połączeniu ze znajomością obu
komunikowanych technologii – wyjaśnia dalej.
Kolejne mityczne przekonanie wielu przedstawicieli branży automatyki w aplikacjach przemysłowych, to twierdzenie o absolutnym bezpieczeństwie tzw. sieci izolowanych, w których
transmitowane są już bez ograniczeń wszelkiego typu dane o procesach, sygnały sterujące
itp. Często jednak okazuje się, że do takiej sieci
możliwy jest dostęp z poziomu komputera nadrzędnego, nowoczesnych paneli operatorskich
i innych urządzeń peryferyjnych, za pomocą
których możliwe jest skopiowanie danych z sieci lub zbiorów z modułów akwizycyjnych oraz
przypadkowe (lub celowe) wprowadzenie pli32
l
l
ków wirusowych. Dlatego też w przypadku korzystania z takich systemów sieciowych należy
szczególną uwagę zwrócić na to, by użytkownicy przyłączonych do nich urządzeń mieli zabronione lub ograniczone możliwości korzystania
przy ich obsłudze z przenośnych pamięci PenDrive, dysków CD czy DVD.
Systemy starszych generacji
– czy są bezpieczne?
Starsze platformy sieciowych, przemysłowych
systemów sterowania charakteryzują się dość
długimi okresami żywotności, stąd też wiele
z działających implementacji może pochodzić
jeszcze z początkowego okresu rozwoju rozproszonych systemów sterowania – DCS. W praktyce można je podzielić na dwie podstawowe grupy: systemy firmowe i z architekturą bazującą
na systemie operacyjnym Microsoft Windows.
Niektórzy z użytkowników takich starszych
systemów okazują dość spory komfort psychiczny, gdyż są przekonani, że haker – nawet jeśli w jakiś sposób włamie się do ich sieci systemowej – i tak nie będzie wiedział, jak odczytać
i wykorzystać dane przesyłane w jednym z firmowych, starszych standardów komunikacji przemysłowej. Czy to jednak dobra i pewna
strategia bezpieczeństwa danych sieciowych?
Specjaliści branżowi oceniają ją jako stąpanie po bardzo kruchym lodzie. Może bowiem
się okazać, że włamywacz jest dobrze przygotowany i świadomy, gdzie się włamuje, a mając
odpowiednią wiedzę o danym standardzie komunikacji, może w łatwy sposób naruszyć jej
prawidłowe funkcjonowanie. Co więcej, przy
wspomnianej błogiej nieświadomości użytkownika systemu, można dokonać w nim praktycznie dowolnych zmian, bez szybkiej jego reakcji.
Problemem ostatnich lat jest jednak wciąż rosnąca grupa „wykształconych” hakerów, pojawiających się na rynku ze względu na recesję
w gospodarkach zachodnich i dość liczne zwolnienia nawet wykwalifikowanych pracowników działów automatyki, utrzymania ruchu, informatyki itp. Jeżeli przedstawiciele tych kilku
grup połączą swe wysiłki, to kwestia włamania
się do sieci, a następnie sprawnego poruszania
się w niej, pobrania najważniejszych danych czy
zmiana najistotniejszych parametrów pozostaje całkowicie otwarta. Mamy więc do czynienia
nie tyle z wzrastającym poziomem inteligencji,
wiedzy i sprytu popularnych hakerów komputerowych, co ze wzrostem poziomu praktycz-
TEMAT Z OKŁADKI
nej wiedzy o systemach w grupach zwalnianych
z firm teleinformatycznych i zakładów przemysłowych.
Kolejna grupa użytkowników systemów automatyki to ci, którzy sądzą, że odpowiednią
ochronę ich danych w systemie zapewniają narzędzia bezpieczeństwa platformy systemu operacyjnego Microsoft Windows, który od połowy
lat 90. ubiegłego stulecia instalowany był w niektórych rozwiązaniach dla automatyki przemysłowej. W opinii ekspertów zabezpieczeń systemowych faktycznie systemy bazujące na tej
platformie są relatywnie bezpieczne pomimo
wielu zastrzeżeń do produktów firmy Microsoft w środowiskach informatyków i integratorów sieciowych. Najbardziej narażone na ataki
zewnętrzne są rozproszone systemy sterowania
i monitoringu właśnie z lat 90., kiedy to platforma Windows w zastosowaniach przemysłowych
była zwykle oparta na systemie Windows NT.
Stosowano go wówczas w komputerach przemysłowych, modułach interfejsów operatorskich HMI i innych, gdy tymczasem system ten
nie miał odpowiednich narzędzi zabezpieczających dane (zwykle przenoszone bezpośrednio ze
starszych wersji systemu Windows) dla tego typu
zastosowań. W aplikacjach z taką platformą systemową należy zwrócić szczególną uwagę na
bezpieczeństwo i szybką modernizację tej sfery
systemu sieciowego. – Sieci z platformami systemowymi starszych generacji pakietu Windows nie
powinny być łączone bezpośrednio z nadrzędnymi
systemami sieci biznesowych – podkreśla cytowany już wcześniej Kevin Staggs. – Każdorazowo należy je dobrze uszeregować i zweryfikować,
ustalając, jakiego typu dane są z nich niezbędne
do kierowania procesami decyzyjnymi w zakładzie i ewentualnie pozyskiwać je poprzez bardzo
dobrze skonfigurowany firewall, najlepiej współpracujący z nowoczesnym serwerem akwizycyjnym – dodaje. Pod pojęciem starszych generacji systemu operacyjnego Windows rozumie się
w tym wypadku wszystkie wersje pakietu, które
nie są już wspierane technicznie i aktualizowane przez firmę Microsoft, co nie gwarantuje ich
zabezpieczenia przed wciąż rozwijanymi w sieci Internet wirusami.
Co można zrobić?
– Zapewnianie bezpieczeństwa systemów sieciowych przez ich izolowanie lub łączenie w skomplikowanych architekturach, z nadzieją, że
skomplikowanie układu sieciowego zniechęci
34
l
l
potencjalnych hakerów, to we współczesnej dobie działanie niewystarczające – ostrzega Sean
McGurk, dyrektor działu bezpieczeństwa sieciowego przy amerykańskim Departamencie
Bezpieczeństwa Narodowego. – Niedawno przeprowadziliśmy analizę podatności na zagrożenia
sieciowe systemów stosowanych we wszystkich
branżach przemysłowych sektora publicznego
i militarnego. Okazało się, że w sektorze niezmilitaryzowanym aż w 46% aplikacji największe
zagrożenie bezpieczeństwa komunikacji występuje na styku sieci poziomu produkcyjnego z biznesowym/zarządzania – komentuje dalej Sean
McGurk. – To wskaźnik nie do zaakceptowania,
szczególnie wziąwszy pod uwagę znaczenie i konieczność komunikacji pomiędzy tymi poziomami we współczesnych przedsiębiorstwach. Dlatego też ograniczenie dostępu do transmitowanych
danych na tym poziomie integracji systemów sieciowych nabiera tak dużego znaczenia – dodaje.
To wszystko prawda, łatwiej jednak to stwierdzić, niż w praktyce wykonać, bowiem zabezpieczanie czegoś, co nigdy nie było przewidziane do
ochrony lub nie jest już wspierane technologicznie przez producenta, to zadanie dość trudne.
Szczególnym wyzwaniem dla integratorów i architektów bezpieczeństwa w systemach sieciowych jest to, że ich użytkownicy coraz częściej
domagają się bezproblemowego i jednocześnie
bezpiecznego połączenia sieci obsługujących
procesy produkcyjne z nadrzędnymi systemami biznesowymi i zarządzania; te pierwsze jednak – zwłaszcza w starszych wersjach, zarówno
z perspektywy sprzętu, jak i narzędzi programowych oraz systemów operacyjnych, nie są przygotowane do uruchomienia współczesnych narzędzi bezpieczeństwa sieciowego, takich jak
chociażby zaawansowane funkcjonalnie pakiety
antywirusowe, bez wpływu na wydajność komunikacyjną łączonych systemów oraz ograniczenie dostępności niektórych typów danych. Tego
typu aplikacje sieciowe to środowisko szczególnie delikatne i wrażliwe, dlatego też wszelkie
strategie bezpieczeństwa muszą być tu dobrze
przemyślane.
Warto również zwrócić uwagę, że scenariusze takich strategii już istnieją i zostały wdrożone w licznych aplikacjach w praktyce, a użytkownicy systemów mają dostęp do poradników
i serwisów zawierających wskazówki i porady
dotyczące ich wdrażania. Większość ze wspomnianych strategii rozpoczyna się etapem
szczegółowej analizy istniejącej w danej apli-
kacji architektury systemów sieciowych oraz inwentaryzacją dostępnego oprogramowania i platform systemów
operacyjnych. Krok kolejny to identyfikacja wszystkich
połączeń z sieciami zewnętrznymi, co niejednokrotnie
kończy się odkryciem wielu nieznanych wcześniej punktów dostępowych, ze względu na częste praktyki szybkich,
tymczasowych połączeń, niewpisywanych do dokumentacji, które jednak z czasem pozostają ciągle aktywne. Aby
ustalenie wszystkich takich przyłączy było skuteczne, specjaliści radzą skupić się na analizie łączy obsługujących
wszelkiego typu serwery OPC, gatewaye, modemy, moduły bezpieczeństwa lokalnego, moduły komunikacji standardu ModBUS i IP, Profibus i innych standardów sieci
przemysłowych.
Czas na zmiany
Czy zastosowanie technik zabezpieczających sieci będzie
jednak działaniem wystarczającym? W ostatecznym rozrachunku w niektórych aplikacjach może się okazać, że
rozwiązaniem bardziej opłacalnym byłaby zmiana całej
infrastruktury systemów sieciowych na nowsze rozwiązania, oferujące więcej funkcjonalności przy jednoczesnym
wysokim poziomie bezpieczeństwa danych i pewności
transmisji. Oczywiście to zadanie niełatwe, zarówno pod
względem organizacyjnym, jak i finansowym. – Wiem, że
wielu inżynierów automatyków i informatyków pracujących na co dzień z omawianymi systemami ma świadomość
występujących w nich zagrożeń, jednak ich dokładne, a najlepiej ilościowe, wskaźnikowe oszacowanie nie jest proste.
Równie trudne okazuje się często przedstawienie odpowiednich argumentów przemawiających za modernizacją lub
wymianą sieci wobec kadr zarządzających sferą biznesową
zakładów i przedsiębiorstw – stwierdza Ken Keiser z firmy
Siemens Energy & Automation. – Dlatego też wielu z nich
ma obiekcje co do przedstawienia rzeczywistej sytuacji
przedstawicielom kierownictwa i zarządu firmy. Zawsze lepiej powiedzieć po prostu „system nie działa poprawnie i ma
to bardzo znaczący wpływ na wydajność produkcyjną”, niż
z trudem dobierać słowa i argumenty w tłumaczeniu zawiłych kwestii bezpieczeństwa danych, wymiany informacji
itp. Zwykle w takich sytuacjach wybiera się najsłabsze ogniwo całego systemu – najczęściej interfejsy HMI – i przeprowadza jego wymianę lub aktualizację. Jeżeli to nie przynosi
znaczących rezultatów, konieczne jest podjęcie kolejnych
kroków, które wymagają przeważnie znacznie większych
nakładów finansowych i organizacyjnych – wyjaśnia dalej
Ken Keiser.
Proces całkowitej wymiany starszych, często firmowych systemów sieciowych istniejących już w zakładach
przemysłowych, wielu ekspertów branżowych uważa za
zbyt kosztowny i długotrwały. W ich opinii w większości
przypadków dążyć należy przede wszystkim do unowocześnienia i aktualizacji standardów już wykorzystywa-
TEMAT Z OKŁADKI
nych, a ewentualną wymianę na nowsze rozwiązania technologiczne rozłożyć na kilka etapów
lub skupić się jedynie na najbardziej krytycznych aplikacjach, strefach sieci. Wprowadzenie nowych procedur, narzędzi bezpieczeństwa
to proces do zrealizowania na przestrzeni kilku dni, zaś wymiana infrastruktury to w zasadzie okres jednego do kilku miesięcy lub nawet
roku. Wymaga ona bowiem zachowania szczególnej ostrożności przy likwidacji i odtwarzaniu istniejących połączeń fizycznych i funkcjonalnych w systemie, które nie zawsze są dobrze
udokumentowane.
Czynnik ludzki
Dyskusja na temat bezpieczeństwa w systemach
sieciowych automatyki zwykle dotyczy kwestii
rozwiązań technicznych. Trzeba jednak mieć
świadomość, że niebagatelną rolę odgrywa tu
również czynnik ludzki. Utrzymanie należytego poziomu bezpieczeństwa wymaga bowiem
świadomego zaangażowania pracowników.
Jednym z podstawowych problemów przy modernizacji lub aktualizacji starszych systemów
automatyki jest zwykle brak aktualnej lub jakiejkolwiek kompletnej dokumentacji technicznej; w systemie mogą być wprowadzone liczne
zmiany, modyfikacje itp., które możliwe są do
odtworzenia tylko z pamięci (czasem zawodnej)
obsługujących go pracowników. – Poprawne zarządzanie i bieżąca weryfikacja wprowadzanych
w systemach zmian to powszechny problem nie
tylko dotyczący systemów działających bezpośrednio na poziomie produkcyjnym, ale również
na poziomach wyższych – sieciach teleinformatycznych działu biznesowego – zaznacza Tood Nicholson z firmy Industrial Defender. – Na przykład otwarcie jakiegoś portu dostępowego do sieci
dla użytkownika z zewnątrz powinno być ściśle
limitowane i kontrolowane. Często jednak zdarza
się, że z czasem o takim porcie „oknie na świat”
się zapomina, a sytuację taką wykorzystuje ktoś
nieuprawniony, pobierając dane lub wprowadzając np. modyfikacje parametrów pracy urządzeń.
Sytuacje takie stanowią nie lada wyzwanie dla
pracowników działów IT i automatyków, którzy
w celu skutecznej realizacji programów bezpieczeństwa systemowego muszą wprowadzać liczne
procedury rejestracji, identyfikacji i analizy zdarzeń oraz działań dotyczących awarii, aktualizacji
i modyfikacji sieci komunikacyjnych – wyjaśnia
dalej Tood Nicholson. Jak podają inni eksperci
branżowi, w swej praktyce zawodowej często
36
l
l
obserwują wprowadzanie zamian w systemach
bez ich dokumentowania, odnotowania i w konsekwencji należytego potwierdzenia. W przekonaniu wielu osób, które takich zmian dokonują,
elementy systemowe włączone w sieci powinny
same z siebie zagwarantować zachowanie właściwego poziomu bezpieczeństwa danych po
ich działaniu. Okazuje się jednak, że stosowane w nich narzędzia programowe i sprzętowe
nie zawsze są przygotowane na obsługę sieci
o zmieniającej się architekturze i stąd mogą wystąpić pewne zagrożenia.
Podsumowując – procedury bezpieczeństwa
w systemach sieciowych są oczywiście niezbędne, jednak pracownicy również muszą mieć
świadomość swojej roli w utrzymaniu należytego poziomu ochrony i bezpieczeństwa. Badania branżowe wskazują, że popularyzacja
wiedzy inżynierskiej w środowiskach pracowniczych jest aktualnie największym wzywaniem,
a zarazem koniecznością w perspektywie rosnącej konkurencji rynkowej i ogólnym trendem zmierzającym ku optymalizacji produkcji
oraz zwiększeniu jej efektywności. Nieodłącznym elementem tych szkoleń kadr pracowniczych powinno stać się również bezpieczeństwo
urządzeń i systemów sieciowych, które coraz
powszechniej są stosowane w aplikacjach produkcyjnych i przetwórczych, a większość pracowników tych branż wciąż ma przekonanie, że
za bezpieczeństwo i poprawne ich funkcjonowanie odpowiadają jedynie grupy utrzymania ruchu czy zakładowi automatycy lub informatycy.
Niezbędne jest zatem wykreowanie kultury bezpieczeństwa, która pozwoli na osiągnięcie odpowiedniego jego poziomu w zakładzie i to niezależnie od zaaplikowanej w nim technologii czy
standardów komunikacyjnych. Każdy z pracowników przed podjęciem jakichkolwiek działań
aktualizacyjnych, optymalizacyjnych czy modyfikacyjnych w systemie sieciowym, algorytmie procesu czy parametrach pracy urządzeń,
powinien w pierwszym rzędzie przeanalizować
ich możliwy wpływ na bezpieczeństwo funkcjonowania całego procesu, systemu automatyki
i monitoringu itp.
Artykuł pod redakcją dr. inż. Andrzeja Ożadowicza
– AGH Kraków.
FIRMA PREZENTUJE
RozwiĎzania Rexroth w zakãadzie
produkcyjnym Àrmy Magneti Marelli
Ponad 150 metrów łańcuchowego systemu transportowego
Opis Działania:
VarioFlow z paletami, elementy pneumatyki i systemy iden-
System VarioFlow o szerokości 90 mm ze 150 paletami ma
tyfikacji RFID wykorzystano do realizacji projektu transpor-
za zadanie dostarczyć zwrotnice ze strefy załadunku do 9
tu zwrotnic samochodowych w zakładzie Magneti Marelli
maszyn obróbczych, po czym transportowany jest do myj-
w Bielsku Białej.
ki, gdzie następuje proces mycia i gratowania po obróbce skrawaniem, a następnie powrót do strefy rozładunku.
Współpraca z integratorem systemu, firmą DAMATECH, jak
Różne typy obrabianych zwrotnic oraz fakt, że występu-
i stały kontakt z działem technicznym zakładu Magneti Marelli
ją one w wersji prawej i lewej nadają zadaniu dodatkowej
pozwoliły zrealizować zadanie i w kwietniu tego roku ruszy-
trudności. Zastosowanie systemu identyfikacji palet ID200,
ła produkcja. Magneti Marelli jest dostawcą części dla wio-
pneumatycznych stoperów i zwrotnic umożliwiło uporząd-
dących producentów samochodowych (m.in. BMW, FIAT,
kowany rozdział palet na poszczególne stacje, oraz współ-
ISUZU).
pracę i wymianę informacji z karuzelową myjnią dostarczoną przez firmę MTM.
– Dzięki zastosowaniu systemów Rexroth udało się nam zautomatyzować i uporządkować proces transportu i mycia, a nowe
Dane techniczne:
ułożenie maszyn produkcyjnych pozwoliło zaoszczędzić bar-
Liczba palet: 150 sztuk
dzo dużo miejsca na hali produkcyjnej. Zarówno elastyczność
Masa palety z produktem: 5 kg
i jakość systemu VarioFlow, jak i referencje z innych zakładów
Prędkości przenośników: V=18 m/min na linii głównej i V=10
Magneti Marelli oraz znajomość marki Rexroth miały decydują-
m/min na liniach bocznych
cy wpływ przy dokonywaniu wyboru dostawcy. Był to prototy-
Szerokość transporterów VF b=90 mm
powy projekt w ramach grupy Magneti Marelli, któremu bacznie przyglądali się włoscy koledzy. – mówi kierownik działu
– Modułowy charakter zastosowanego układu transportowe-
przygotowania produkcji Kazimierz Ślęk.
go VarioFlow oraz elastyczność i fachowość monterów z firmy DAMATECH pozwoliły nam dopasować się do specyficznych warunków produkcyjnych w naszej firmie. System musi
zgodnie współpracować z naszą obsługą i stanowić jeden
zgrany team, co przekłada się na zwiększenie wydajności i jakości produkowanych elementów – kończy szef działu technicznego.
Bosch Rexroth Sp. z o.o. należy do koncernu Bosch Rexroth
AG, światowego lidera w zakresie napędów i sterowań. Na
rynku polskim Rexroth obecny jest od lat sześćdziesiątych.
Bosch Rexroth jako The Drive & Control Company opracowuje, produkuje i sprzedaje swoje komponenty w ponad 80
krajach. Przedsiębiorstwo należące do Grupy Bosch zatrudniające blisko 33 000 pracowników osiągnęło w roku 2007
przychody w wysokości około 5,4 mln. EUR. Program produkcyjny Bosch Rexroth obejmuje wszystkie branże oferując ponad 500 000 klientom kompleksowe rozwiązania w zakresie: hydrauliki przemysłowej, napędów i sterowań, techniki przemieszczeń liniowych i montażu, pneumatyki, serwisu i hydrauliki mobilnej.
Wykorzystane w projekcie komponenty
Bosch Rexroth:
Więcej informacji na stronie: www.boschrexroth.pl,
y przenośniki z modułowym łańcuchem
www.damatech.pl/nowosci.html
VarioFlow VF90
y systemowe zwrotnice i stopery
pneumatyczne VF
y system identyfikacji palet
Kontakt dla czytelników:
Paweł Krzesak
ID200 Profibus DP
y zespół przygotowania powietrza AS 2,
Tel.:
+48 71 364 73 27
oraz wyspy zaworowe HF03 Profibus
Fax.:
+48 71 364 73 24
[email protected]
38
l
l
RAPORT
Polski rynek komputerów przemysłowych
Ciągły rozwój IPC
Sprzedaż na rynku komputerów przemysłowych
wciąż rośnie. Najpopularniejszymi urządzeniami są
według dostawców płyty 3,5” i 5,25” (wbudowane)
oraz IPC obudowane typu Box PC (kompaktowe).
W komputerach przemysłowych najczęściej
zainstalowane są procesory Intel i AMD oraz
systemy operacyjne – Windows CE, Windows XP
oraz Windows XP Embedded.
Wykres 1. Popularne typy wbudowanych komputerów
przemysłowych (wg dostawców i użytkowników)
50%
płyty 3,5” i 5,25”
jednopłytkowe bez obudowy (SBC)
40%
45%
40%
25%
40%
EPIC (Embedded Platform for Industrial Computing)
45%
30%
5%
30%
COM (Computer -on-Module)
platformy RISC
SOM (System -on-Module)
Pico-ITX
inne
użytkownicy
5%
PC104
EBX (Embedded Board eXpandable)
dostawcy
20%
25%
15%
20%
10%
20%
10%
15%
20%
Źródło: Control Engineering Polska, lipiec/sierpień 2010
40
l
l
Mgr inż. Izabela Cieniak
W
2009 r. ponad połowa ankietowanych przez „Control Engineering
Polska” dostawców komputerów
przemysłowych na rynek polski
zaobserwowała wzrost poziomu sprzedaży tego
typu produktów. Zanotowana zwyżka zawierała
się w granicy 10–30%. Pozostała część respondentów twierdzi, że zyski były tej samej wysokości co w 2008 r.
Dostawcy na podstawie własnych doświadczeń rynkowych oceniają bardzo pozytywnie
ogólne tendencje rozwoju sprzedaży. Uważają,
że ich zyski będą rosły także w bieżącym roku.
Przyczyną takiego stanu rzeczy ma być przede
wszystkim poprawa sytuacji na rynku po stagnacji w roku 2009. Ruszają projekty wstrzymane w 2009 r. Klienci coraz częściej doceniają
korzyści płynące z przemysłowych komputerów. Potrzebują nowej funkcjonalności, której
nie są w stanie zapewnić im panele operatorskie.
– Spodziewamy się dalszego wzrostu sprzedaży komputerów przemysłowych w bieżącym roku
w stosunku do poprzedniego – mówi Tomasz Wlazło, inżynier sprzedaży z firmy CSI Computer
Systems for Industry. – Związane jest to z rozpoczęciem nowych inwestycji, modernizacją i rozbudową struktur IT. Większe zainteresowanie spowodowane jest także pojawieniem się dedykowanych
komputerów dla konkretnego rozwiązania, m.in.
komputery panelowe do zastosowania w przemyśle spożywczym, czy też komputerowe terminale
dla branży automatyki budynków.
80% sondowanych użytkowników twierdzi,
że w 2010 r. ma zaplanowane działania związane z zakupem komputerów przemysłowych.
W związku z tym zapytaliśmy, jak będą kształtowały się ich wydatki na tego typu urządzenia w porównaniu do 2009 r. W przypadku po-
POLSKI RYNEK KOMPUTERÓW PRZEMYSŁOWYCH
łowy respondentów kwota na zakup wzrośnie,
w przypadku 40% – pozostanie na tym samym
poziomie co w ubiegłym roku, a u 10% – zmaleje.
Zbyt szybki wzrost sprzedaży IPC
Paweł Jabłoński, Auto ID BD Director Central Eastern Europe,
RRC Poland
Popularni producenci
W Europie Zachodniej rynek komputerów przenośnych dla logistyki – np. ter-
Według dostawców najpopularniejszym producentem komputerów przemysłowych jest firma
Advantech (60% odpowiedzi). Zaraz po nim
znaleźli się Kontron (30%) oraz iEi Technology (20%). 10% respondentów do grupy popularnych producentów komputerów przemysłowych zaliczyło Aaeon, Axiomtek oraz Beckhoff
Automation, natomiast 5% z nich – Adlink, AMPRO, ASEM, B&R, Boser Technology, Diamond
Systems, ESA, Evoc, HP, i-base, IBM, Invensys Wonderware, Nematron, Protech Systems,
Schneider Electric, Siemens, a także VIA.
W zakładach produkcyjnych najczęściej zainstalowane są komputery przemysłowe Advantech (70% odpowiedzi). 30% użytkowników
posiada produkty IBM i Siemens, 25% ankieto-
minali Motorola czy tabletów Xplore – rozwija się dynamicznie już od wielu
lat. W Polsce wyraźne przyspieszenie nastąpiło w ostatnich 3–4 latach.
Niestety, w 2009 r. nastąpił znaczny spadek popytu w związku ze światowym
kryzysem. Jednak już w tym roku notujemy wzrost sprzedaży choć nadal nie
uzyskujemy poziomów z 2008 r. Pojawił się jednak inny problem. Producenci
półprzewodników nie przewidzieli, że rynek będzie odbudowywał się w tak
szybkim tempie. Nie nadążają z produkcją podzespołów, co z kolei blokuje
podaż gotowych komputerów przemysłowych. Oczywiście z punktu widzenia
dostawców lepsza jest obecna przewaga popytu nad podażą niż spadek,
jaki nastąpił w 2009 roku. Planujemy, że w I kwartale 2011 r. sytuacja wróci
do normy, a więc będziemy w stanie terminowo realizować co najmniej 95%
zamówień. Polski rynek komputerów przemysłowych będzie w kolejnych
latach notował stabilny wzrost. Szacuję, że mamy około dwukrotnie mniejsze
nasycenie tego rodzaju sprzętem niż Niemcy czy Holandia. Do poziomu
naszych zachodnich sąsiadów dojdziemy nie wcześniej niż w ciągu 5–7 lat.
Energooszczędny komputer kompaktowy
z IP-65 na całej powierzchni obudowy
Krakowska firma CSI Computer Systems
for Industry ma przyjemność przedstawić najnowszy, bezwentylatorowy
komputer kompaktowy AEC-6520
z klasą ochrony IP-65 ze znanej już serii BOXER. Wyposażony jest on w energooszczędny procesor Intel® Celeron M
taktowany zegarem 1 GHz.
Urządzenie zamknięte jest w odpornej na wodę i pył obudowie
wykonanej ze stopu aluminium o klasie protekcji IP65. Komputer
posiada możliwość zainstalowania do 1 GB pamięci DDR SODIMM.
AEC-6520 posiada 2 porty COM (RS-232 + RA-232/422/485),
1 x LAN, 1 x USB oraz zintegrowane gniazdo CF, które pozwala
na instalacje systemu operacyjnego oraz oprogramowania użytkowego na przemysłowych kartach CompactFlash™. Ponadto wyprowadzono również interfejsy VGA, AUDIO, oraz PS/2. Komputer
może być zasilany ze źródła napięcia stałego DC 9~30 V, opcjonalnie można zamówić zewnętrzny zasilacz napięcia przemiennego
AC100-240 V 50-60 Hz. Dzięki funkcji watchdog na bieżąco monitorowana jest poprawność pracy komputera, a w razie zaistnienia
awarii następuje automatyczny restart, co znacznie redukuje koszty i czas związany z ewentualnymi przestojami i naprawami. Zakres temperatur pracy to -15°C do +60°C. Producent udostępnia
sterowniki dla systemów operacyjnych Windows CE 5.0 / XP Pro /
XP Embedded / Linux.
Przeznaczeniem AEC-6520, głównie ze względu na wysoki stopień ochrony, energooszczedny procesor oraz szeroki temperaturowy zakres pracy są różnego typu urządzenia sterujące procesami, rozproszone systemy diagnostyczne, systemy kontroli dostępu. Ponadto duża odporność na wibracje i udary oraz szeroki zakres temperatur pracy predysponują AEC-6520 do zastosowania
w aplikacjach mobilnych, nawet w najtrudniejszych warunkach.
Szczegółowe informacje:
CSI Computer Systems for Industry
tel. (12) 637-13-55
[email protected]
Wykres 2. Popularne typy przemysłowych
komputerów kompaktowych
(wg dostawców i użytkowników)
50%
45%
notebooki przemysłowe
oparte na IBX
inne
50%
40%
30%
50%
30%
50%
15%
40%
platery pasywne
5%
30%
połówkowe karty procesorowe
5%
20%
VME
30%
15%
inne komputery bazujące
na kartach procesorowych
25%
30%
PXI
10%
wanych – HP, natomiast 15% z nich – Pro-Face.
Rzadziej wykorzystywane są urządzenia Aaron,
iEi technology, IPC2, Moxa oraz Schneider
Electric (10% odpowiedzi). W przypadku 5% respondentów używane są komputery przemysłowe firm: Aaeon, Beckhof Automation, Diamond
Systems, GE, Kontron, Phoenix Contact, Proteh
Systems oraz VIA.
użytkownicy
55%
pełnowymiarowe
15%
dostawcy
25%
platformy i komputery 19”
30%
rozwiązania POS,
POI i podobne
75%
płyty główne (ATX, BTX i inne)
systemy z Compact PCI
25%
oparte na Mini ITX
oparte na EPIC-nano
użytkownicy
40%
oparte na 3,5”
komputery naręczne
dostawcy
70%
obudowane typu Box PC
Wykres 3. Popularne typy płyt
komputerowych i kart procesorowych
15%
35%
5%
15%
5%
10%
25%
5%
5%
45% użytkowników ma w zakładach zainstalowane EPIC, natomiast 40% – płyty 3,5”
i 5,25”. Ponadto wykorzystywane są następujące wbudowane komputery przemysłowe:
PC104 (25%), COM (20%), platformy RISC
(15%), SOM i Pico-ITX (obydwa po 10% odpowiedzi). Tylko 5% ankietowanych stosuje EBX
oraz komputery jednopłytkowe bez obudowy
(SBC) (wykres 1).
Wbudowane IPC
W asortymencie wbudowanych komputerów
przemysłowych połowa ankietowanych przez
„Control Engineering Polska” dostawców ma
płyty 3,5” i 5,25”, natomiast jedna czwarta
z nich może zaoferować swoim klientom komputery jednopłytkowe bez obudowy (SBC). 40%
respondentów sprzedaje również PC 104 oraz
EPIC (Embedded Platform for Industrial Computing), a 30% z nich – EBX (Embedded Board
eXpandable) oraz COM (Computer-on-Module).
W mniej niż jednej czwartej ofert znajdują się:
platformy RISC, SOM (System-on-Module) oraz
Pico-ITX.
42
l
l
Komputery kompaktowe
Oferta dostawców to także przemysłowe komputery kompaktowe. Z tej rodziny trzy czwarte
ankietowanych posiada komputery obudowane
typu BOX PC, a połowa – oparte na 3,5”. Pozostały asortyment oparty jest na Mini ITX – w 45%
przypadków, na EPIC-nano – w 20% przypadków, na IBX – w 15% przypadków. Oprócz tego
dostępne są rozwiązania POS, POI i podobne
(40%), komputery naręczne (30%), a także laptopy przemysłowe (20%).
Z informacji zebranych pomiędzy użytkownikami komputerów kompaktowych wynika, że
40% z nich ma zainstalowane komputery obudowane typu Box PC. Trochę rzadziej na stanie zakładu znajdują się laptopy przemysłowe
oraz komputery oparte na: Mini ITX, 3,5” i IBX.
U 15% respondentów dostępne są rozwiązania POS, POI i podobne. Komputery naręczne
i oparte na EPIC-nano wykorzystywane są u 5%
sondowanych (wykres 2).
Płyty i karty
Kolejymi grupami produktów z asortymentu
producentów i dystrybutorów są płyty komputerowe i karty procesorowe. Trzy czwarte
dostawców ma w swojej ofercie płyty główne
(ATX, BTX i inne). Popularne są również systemy z Compact PCI (55%), platformy i komputery 19” oraz pełnowymiarowe karty procesorowe (po 50% odpowiedzi). Mniej niż połowa
respondentów ma również platery pasywne
(40%) i połówkowe karty procesorowe (35%).
Systemy z VME znajdują się w ofercie 15% badanych, a z PXI – u 5%. Inne komputery bazujące na kartach procesorowych to 10% zebranych
odpowiedzi.
Połowa użytkowników ma w zakładach zainstalowane płyty główne (ATX, BTX i inne). Mniej
niż jedna trzecia z nich wykorzystuje platformy
i komputery 19” (30%), systemy z Compact PCI
oraz inne komputery bazujące na kartach procesorowych (po 25%). Platery pasywne i pełnowymiarowe karty procesorowe to 15% posiadanych tego typu urządzeń, a połówkowe karty
procesorowe to tylko 5%. W zakładach najrzadziej można spotkać systemy z VME i PXI (wykres 3).
Procesory dla IPC
Intel jest najczęściej wykorzystywanym procesorem w komputerach przemysłowych oferowanych przez wszystkich ankietowanych
przez „Control Engineering Polska” dostawców. O połowę mniej respondentów sprzedaje
komputery z procesorem AMD. 45% z nich ma
w asortymencie komputery z procesorem VIA,
30% – z ARM, a 10% – z PPC. Innymi typami
procesorów mogą być też Advantech, Atom oraz
Transmeta Crusoe.
Intel jest także najpopularniejszym procesorem zamontowanym w komputerach przemysłowych w zakładach. Ma go aż 90% użytkowników. Inne procesory, takie jak AMD, VIA, ARM
i PPC, są wykorzystywane w mniej niż jednej
trzeciej przedsiębiorstw (wykres 4).
Wykres 4. Popularne typy procesorów
wykorzystywanych w komputerach przemysłowych
100%
Intel
90%
30%
45%
VIA
25%
30%
ARN
inne
użytkownicy
55%
AMD
PPC
dostawcy
20%
10%
15%
15%
5%
Systemy operacyjne
Windows CE, Windows XP i Windows XP Embedded są systemami operacyjnymi zainstalowanymi w komputerach przemysłowych 80% dostawców. Jedna czwarta z nich posiada Linuksa
i open source, a 20% Windows 2000 i Windows
7. Innymi systemami mogą być Windows Mobile
i Windows Vista.
Komputery przemysłowe 70% użytkowników
wykorzystują w swojej pracy Windows XP. Połowa ankietowanych pracuje także na Linuksie
i open source. 40% zakładów ma zainstalowany Windows CE, 30% – Windows XP Embedded,
natomiast 20% – Windows 2000. Również stosowane są takie systemy operacyjne, jak Windows
7 i QNX4 (wykres 5).
sterujące. Ponad połowa respondentów może
zaproponować swoim klientom karty do akwizycji danych, a 40% – pomiarowe. 35% dostawców
ma na stanie moduły procesorowe (wykres 6).
Poprosiliśmy użytkowników, aby określili ważne dla nich cechy obudów komputerów
przemysłowych. 95% sondowanych twierdzi,
że obudowa musi pracować w trudnych warunkach pracy, takich jak zapylenie, wilgoć, wysoka temperatura itp. 65% ankietowanych chce,
aby była ona wytrzymała na wibracje, a 60%,
aby była odporna na drgania. Dla ponad połowy
z nich ważne jest pełnienie przez obudowę roli
radiatora, natomiast dla jednej czwartej istotny
jest wysoki stopień ochrony. W 40% przypadków
musi być odporna na uderzenia (wykres 7).
Obudowy do zadań specjalnych
Nowe technologie
95% ankietowanych dostawców ma w swoim
asortymencie komputery przemysłowe bezwentylatorowe. Taki sam odsetek badanych ma również w sprzedaży komunikacyjne karty rozszerzeń. 60% z nich oferuje karty komunikacyjne
Do komputerów przemysłowych wprowadzane
są nowe technologie/rozwiązania. Stale zwiększana jest ich moc obliczeniowa przy jednoczesnym zmniejszaniu poboru prądu i niższym
wydzielaniu ciepła. Wprowadzane są: chłodze-
Najważniejsze jest jak najlepsze
dopasowanie do potrzeb
Kacper Kaminski, Account Manager, GURU Control Systems
Bardzo trudno jest sprecyzować najważniejsze cechy komputerów
przemysłowych, ponieważ najważniejszym parametrem jest jak najlepsze
dopasowanie sprzedawanego rozwiązania do specyficznych potrzeb
klienta. Dlatego zawsze staramy się nawiązać bliską relację z klientem
i wybrać optymalny dla niego produkt.
Czasem kluczowe znaczenie ma przystosowanie do trudnych
warunków środowiskowych, innym razem decyduje duża wydajność,
a jeszcze innym przeważającym czynnikiem jest brak części ruchomych, pasywne chłodzenie i jak
najdłuższy MTR.
Jeśli kilka rozwiązań spełnia postawione wymagania, klienci najczęściej kierują się ceną
i dostępnością oraz warunkami gwarancji. Znacznie rzadziej wymagają produktów konkretnego
producenta, choć czasem jest to wymuszone przez procedury firmy czy certyfikaty.
W przypadku komponentów komputerów przemysłowych, takich jak karty pomiarowe i sterujące,
dużym zainteresowaniem naszych klientów cieszą się produkty firmy Adlink, dzięki ich niezawodności
i technologicznemu zaawansowaniu.
Jeśli parametrem decydującym przy zakupie przemysłowego komputera jest odporność na warunki
środowiskowe, często wybieranymi modelami są produkty znanych z innowacyjności firm IEI oraz
Axiomtek.
Gdy liczą się miniaturowe wymiary, niezawodność i łatwość programowania, dużą popularnością
cieszą się modułowe mikrokomputery serii I-8000 firmy ICPDAS.
Jak widać, każdy przypadek jest inny, dlatego za każdym razem decyduje inny zestaw cech
produktów. Zawsze jednak udaje nam się dobrać dopasowane do potrzeb klienta rozwiązanie.
44
l
l
nie pasywne oraz bezwentylatorowe urządzenia
z dyskami SSD. Krzysztof Kuźniarz, specjalista
ds. rozwiązań IT/HMI z firmy INEE, mówi, że
jest to możliwe dzięki wykorzystaniu nowoczesnych, energooszczędnych procesorów, głównie
z rodziny Intel Atom, udaje się uzyskać o wiele
lepsze odprowadzanie ciepła i tym samym dłuższą żywotność sprzętu.
– W najnowszych modelach komputerów przemysłowych zastosowano nowe procesory Intel Atom
oraz Core 2 Duo – potwierdza Tomasz Wlazło,
inżynier sprzedaży z CSI Computer Systems
for Industry. – Są to rozwiązania charakteryzujące się większą energooszczędnością oraz wydajnością w stosunku do starszych modeli. Dodatkowo komputery dedykowane pod konkretne
zastosowanie wyposażone są w interfejsy, które
do tej pory były rzadkością, m.in. ZigBee dla rozwiązań w automatyce budynków, czy też charakteryzują się budową oraz wykorzystaniem specyficznych materiałów, np. obudowa wykonana ze
stali kwasoodpornej dla przemysłu spożywczego.
Dzięki temu odpada nam konieczność rozbudowy
o dodatkowe interfejsy, czy też dodatkowej zabudowy komputerów w szafkach.
Ponadto szybko zwiększa się oferta komputerów przemysłowych odpornych na bardzo trudne warunki otoczenia podczas pracy. Również
poprawione zostały właściwości multimedialne.
Komputery zostały też wzbogacone o inne interfejsy wideo (DVI, HDMI, S-VIDEO). Innymi
wprowadzonymi technologiami są sieć Ethernet
1 Gbit i złącza PCIex.
Wykres 5. Popularność systemów operacyjnych
wykorzystywanych w komputerach przemysłowych
80%
Windows CE
80%
Windows XP Embedded
30%
80%
Windows XP
70%
45%
Linux i open source
Windows 2000
inne
dostawcy
użytkownicy
40%
50%
20%
20%
35%
15%
Popularne aplikacje
Komputery przemysłowe z oferty ponad 90%
dostawców mogą być wykorzystywane w kontroli procesów i automatyce oraz w systemach
komunikacyjnych i sieciowych. Urządzenia te
można również stosować w systemach pomiarowych (85%), a także w logistyce (75%). Więcej niż połowa ankietowanych twierdzi, że ich
produkty pracują w zastępstwie klasycznego PC
oraz w systemach POS/POI (Point Of Sales/Point
Of Information). Innymi aplikacjami, w których
Wykres 6. Popularne typy kart rozszerzeń
(wg dostawców)
komunikacyjne
95%
sterujące
moduły procesorowe
mogła pracować w trudnych warunkach pracy
(zapylenie, wilgotność itp.)
60%
akwizycji danych
pomiarowe
Wykres 7. Dla użytkowników ważne jest,
aby obudowa komputera przemysłowego:
95%
była odporna na wibracje
55%
65%
była odporna na drgania
40%
60%
pełniła rolę radiatora
35%
miała duży stopień ochrony
była odporna na uderzenia
55%
45%
40%
można posługiwać się komputerami przemysłowymi z oferty dostawców, są urządzenia militarne (45%), medycyna (40%), urządzenia wideo
(35%), a także rozrywka i gry.
Według użytkowników komputery przemysłowe stosowane są przez nich przede wszystkim
do kontroli procesów i automatyki (85%) oraz
w systemach pomiarowych (70%), komunikacyjnych i sieciowych (60%). W zastępstwie klasycznego PC pracują tylko u 40% respondentów.
Jeszcze rzadziej wykorzystuje się je w logistyce
(25%) i urządzeniach wideo (20%). Komputery
przemysłowe cieszą się najmniejszą popularno-
ścią (jedynie 5% odpowiedzi) w aplikacjach przeznaczonych dla branży rozrywki i gier, w urządzeniach militarnych, systemach POS/POI oraz
zastosowaniach medycznych (wykres 8).
Elementy współpracy
45% użytkowników ocenia poziom wsparcia
technicznego ze strony dostawców komputerów
przemysłowych. 40% z nich uważa, że jest on
na poziomie średnim, a 15% – że niestety jest
on słaby.
Istota konstrukcji bezwentylatorowych, w tym rozwiązań
opartych na procesorach Intel Atom
Andrzej Górczak, Product Manager Automation Systems, Phoenix Contact
Każdy posiadacz domowego PC zetknął się z problemem właściwej pracy wentylatorów chłodzących
nasz komputer. Mocne i rozbudowane stacje mogą być wyposażone nawet w kilka wentylatorów
jednocześnie, które po latach dają o sobie znać przez nieprzyjemny dźwięk czy wieszanie się systemu.
Z komputerami przemysłowymi do niedawna było podobnie. Poprawne chłodzenie procesora i dysków
twardych to najwyższy priorytet. Przemysłowy komputer często powinien działać nieprzerwanie, w trudnych warunkach kilka, a nawet
kilkanaście lat. Co jeszcze może zatrzymać system skutecznie? Są to między innymi: zasilacz, bateria zegara czy dysk twardy. Jestem
pewien, że te usterki również nie są nam obce. Zatem co dzisiaj definiuje nowoczesny i wydajny komputer przemysłowy? Oczywiście
pewne i długoterminowe działanie. Oznacza to minimalizację wszelkich możliwych usterek. A jeżeli już wystąpią, jak najszybsze ich
usunięcie. Najlepiej bez rozkręcania obudowy, konieczności demontażu z obiektu i odsyłania do producenta.
Nowoczesny komputer to nie tylko mocny procesor, ale konstrukcja całej jednostki. Dobrze zaprojektowana płyta główna
skutecznie zwiększa moc komputera i efektywność pasywnego chłodzenia. Obniżenie kosztów produkcji komputerów przemysłowych,
w konsekwencji również cen rynkowych, pozawala dzisiaj zastosować komputer jako panel operatorski. Procesor Atom idealnie pasuje
do tego typu zastosowań. Jeżeli poruszamy się na granicy wydajności i technicznych możliwości paneli operatorskich, korzystniej jest
zdecydować się na komputer przemysłowy z tym właśnie procesorem. Możemy swobodnie wybierać w przekątnych ekranu, pamięci
operacyjnej, pojemności dysków twardych i kart pamięci typu Flash. Atom bardzo dobrze pracuje z systemem Windows XP oraz XP
Embedded. Dzięki takiej właśnie modułowej budowie zawsze otrzymujemy optymalną jednostkę, zależnie od naszych potrzeb lub
możliwości finansowych. Zupełnie jak w sklepie komputerowym. Koniecznie musimy jeszcze powiedzieć, że procesor Atom zużywa
mniej energii, w konsekwencji obniżając emisję CO2 do atmosfery. Na tym zależy już chyba każdemu z nas.
46
l
l
Wykres 8. Aplikacje, w których można wykorzystywać
komputery przemysłowe (wg dostawców i użytkowników)
95%
kontrola procesów i automatyka
85%
60%
85%
systemy pomiarowe
70%
75%
zastosowania w logistyce
25%
60%
w zastępstwie klasycznego PC
urządzenia militarne
zastosowania medyczne
40%
50%
5%
45%
5%
40%
5%
35%
urządzenia wideo
rozrywka i gry
użytkownicy
90%
systemy komunikacyjne i sieciowe
systemy POS/POI
dostawcy
20%
15%
5%
Dostawcy twierdzą, że ich klienci
przy wyborze komputerów przemysłowych kierują się przede wszystkim niezawodnością urządzenia
i jego ceną (po 90% głosów). Użytkownicy zwracają również uwagę na
wsparcie techniczne oraz wytrzymałość mechaniczną (po 55%). Mniej
niż trzy czwarte respondentów uwa-
ża, że na wybór wpływa niski pobór
mocy (45%), marka producenta, długa gwarancja i możliwość rozbudowy (po 30%). Według 25% ankietowanych istotne są moc obliczeniowa
i interfejs, według 20% – dostępność
na rynku, a według 10% – duża pamięć operacyjna komputera przemysłowego.
Za pomoc w opracowaniu raportu dotyczącego polskiego rynku
komputerów przemysłowych szczególnie dziękujemy firmom: ASTOR,
B&R Automatyka Przemysłowa, Beckhoff Automation,
CSI Computer Systems for Industry, elPLC, GURU Control Systems,
INEE, JM Elektronik, Kontron East Europe, Multiprojekt, NaviNet,
Panasonic Electric Works, Phoenix Contact, RAControls, RRC Poland,
SABUR, Schneider Electric Polska, Soyter, Tekniska Polska.
Dziękujemy również wszystkim czytelnikom magazynu
„Control Engineering Polska”, którzy wzięli udział w ankiecie.
48
l
Wydajność PC dopasowana
do wymagań aplikacji
Pulpity Panasonic
– dla wymagających klientów
Nowy Panel PC 800
jest dostępny z procesorami o szerokim
zakresie wydajności:
od wydajnego energetycznie procesora Intel
Atom N270 do procesora Core2 Duo dla aplikacji o najwyższym zapotrzebowaniu na moc
obliczeniową. Ekrany
dotykowe o przekątnej
15” XGA i 19” SXGA
zapewniają prostą i intuicyjną obsługę.
Wyposażony w chipset Intel 945 GME panel
PPC800 z procesorem Intel Atom N270 1,6 GHz
jest bezkonkurencyjny, jeśli chodzi o optymalizację stosunku ceny do wydajności. Pamięć do
3 GB SDRAM zapewnia szybkie przetwarzanie
programów wymagających dużych zasobów pamięciowych.
Wydajne procesory Dual Core używane są
w aplikacjach wymagających dużej mocy obliczeniowej. Do takich zastosowań dostępne są
procesory Core2 Duo do Core2 Duo T9400 2,53
GHz w połączeniu z nowym chipsetem GM45.
Nowa kombinacja procesorów i chipsetów osiąga doskonałe rezultaty nie tylko ze względu na
wyższe częstotliwości zegara i duży rozmiar pamięci L2 cash, ale także ze względu na nową architekturę zoptymalizowaną dla możliwie najwyższej przepustowości danych. Obejmuje to
magistralę systemową 1066 MHz, pamięć RAM
DDR3 dual channel oraz bardzo wydajny kontroler graficzny.
Panel PC 800 może być obsługiwany przez
procesory Core2 Duo bez wentylatora. Chipset,
procesor i pozostałe komponenty są połączone
bezpośrednio na płycie chłodzącej przy użyciu
materiałów przewodzących. Czynności konserwacyjne jak wymiana filtrów nie są już potrzebne.
W celu optymalizacji kosztów i wyboru najbardziej odpowiedniego urządzenia można zastosować różne warianty. Można np. wybrać do
dwóch wejść PCI i PCI Express, modułowe napędy i dodatkowe oprzyrządowanie sieci. Zintegrowany UPS umożliwia prawidłowe zamknięcie systemu PC bez straty danych.
www.br-automation.com
Panasonic oferuje nową serię pulpitów operatorskich GN z kolorowym ekranem dotykowym
7–15 cali TFT. Zostały one zaprojektowane pod
kątem zaawansowanych aplikacji. Wyposażone
są w oprogramowanie typu SCADA, dające dużo
więcej możliwości. Standardowo panele mają
3 porty USB host (jeden z przodu urządzenia),
2 porty Gigabit Ethernet, jeden port RS232
opcjonalnie RS485.
Pulpit może obsłużyć 32 GB danych, zapisanych na karcie CF lub pendrivie. Wydajny procesor 1,6 GHz Intel Atom i duża pamięć pozwalają na obsługę bardzo zaawansowanej grafiki.
Pulpit jest wykonany w technologii bezwentylatorowej, nie powoduje podnoszenia kurzu. Dysk
twardy nie ma napędu obrotowego, co w znaczący sposób wpływa na niezawodność urządzenia.
Pulpity pracują w oparciu o system operacyjny Windows CE. Wizualizacja ma bardzo
zaawansowane funkcje. Możliwe jest przeglądanie stron WWW, PDF-ów i filmów. Standardowe funkcje to zarządzanie alarmami i hasłami, język skryptowy VBA, klient WEB (zdalny
pulpit), archiwizacja danych i obsługa receptur. Pulpity mają drivery do większości znanych
urządzeń automatyki przemysłowej. Opcjonalnie panele mogą współpracować z innymi urządzeniami w sieciach: Profibus DP, CANopen,
DeviceNet.
Podstawowe cechy pulpitów:
• darmowy program narzędziowy,
• wydajne urządzenie wykonane w najnowszej
technologii,
• drivery do większości urządzeń automatyki,
• elastyczność i funkcjonalność wynikająca
z zastosowania WinCE,
• różne porty komunikacyjne w standardzie.
www.panasonic-electric-works.pl
l
Logix XT – gdy warunki
są eXTremalne
Sterowniki z rodziny ControlLogix XT to odpowiedź firmy Rockwell Automation na wyzwania
stawiane przez aplikacje pracujące w najtrudniejszych warunkach przemysłowych. Łączą
zalety i możliwości klasycznego sterownika PAC
ControlLogix z dodatkową funkcjonalnością
pracy w warunkach ekstremalnych. Najważniejsze zalety sterownika ControlLogix to 8 MB pamięci na aplikację, obsługa maksymalnie 4000
sygnałów analogowych lub 130 tys. sygnałów
cyfrowych, obsługa redundancji w zwykłym procesorze, komunikacja z rozproszonymi wyspami We/Wy przez redundowaną sieć ControlNet,
komunikacja ze zdalnymi urządzeniami przez
protokół Modbus TCP lub Modbus RTU, możliwość sterowania aplikacjami bezpieczeństwa
z poziomem SIL 2 przez standardowy procesor.
Odmiana modułów XT do warunków ekstremalnych odznacza się rozszerzonym zakresem
temperatur pracy od -2570°C, oprócz tego
wszystkie moduły są fabrycznie lakierowane, by
zapobiec uszkodzeniom elementów elektronicznych w kontakcie z wymienionymi wcześniej
związkami chemicznymi. Wszystkie moduły XT
mogą być zastosowane w strefie niebezpiecznej
drugiej wg ATEX. Urządzenia spełniają również
wymagania norm ANSI/ISA-S71.04-1985; klasy
G1, G2 oraz G3.
www.racontrols.pl
SAILOR-12A – szczelny komputer
odporny na niskie temperatury
Komputer panelowy
SAILOR-12A firmy
iEi Technology Corp.
wyróżnia się całkowicie szczelną obudową (IP67), dzięki
temu możliwe jest
nawet jego całkowite zanurzenie.
SAILOR wyposażony jest w procesor Intel Atom N270 oraz 1 GB RAM. Wo-
doszczelne gniazda kryją porty USB, audio,
RS-232/422/485, GbEthernet. Komunikację bezprzewodową zapewnia moduł 802.11 b/g (antena
jest wkomponowana w obudowę). Dzięki magistrali CAN komputer można zastosować w aplikacjach samochodowych. Urządzenie może być
wyposażone w kartę CF lub dysk 2,5”.
Komputer ma dotykowy ekran 12,1’’ 1024x768
o jasności 400 cd/m2 i kontraście 500:1. Wersja
superjasna – SAILOR-12ASR, ma jasność aż
1000 cd/m2. Oba modele wyposażone są w czujnik natężenia światła.
Aluminiowa obudowa czyni urządzenie odpornym na urazy mechaniczne. Istotny jest szeroki zakres temperatur pracy: od -10°C do 50°C,
co w połączeniu ze szczelnością, bogatym wyposażeniem sprawia, że komputer jest idealny do zastosowania zarówno w układach automatyki w przemyśle spożywczym, ciężkim, jako
elementy systemów nawigacyjnych statków i łodzi oraz w aplikacjach samochodowych lub jako
terminal wózków widłowych.
JM elektronik – autoryzowany dystrybutor iEi
Technology Corp, Inno-Disk, ICP DAS, Custom
www.jm.pl
www.ieiworld.pl
Wytrzymałe miniaturowe
komputery firmy Adlink
w ofercie KamLAB
Serie
Matrix
MXE-1000
i MXC-2000 to bezwentylatorowe komputery o rozszerzonych temperaturach pracy
(-20 do +70°C), wytrzymałości na wibrację 5 G i konstrukcji niezawierającej wewnętrznego okablowania.
Wbudowany komputer jednopłytowy jest
wyposażony w procesor Intel Atom N270 1,6
GHz i chipset Intel 945GSE/ICH7-M. Zintegrowana grafika obsługuje analogowe wyjście VGA
o rozdzielczości do 2048x1536. Standardowo komputer zawiera 1 GB pamięci SODIMM
DDR2 533 MHz, z możliwością rozszerzenia do
2 GB.
Komputery serii MXE-1000 mają kompaktową obudowę i są wyposażone w wiele interfejsów dodatkowych: 1xGbE, 2xRS-232/422/485,
2xRS-232 i 4xUSB 2.0, 1xSATA, gniazdo CompactFlash, port Mini-PCIe; opcjonalnie: 2xGbE
lub 2x1394b. Zasilanie napięciem 6–36 V DC
l
l
49
pozwala na stosowanie w transporcie kołowym,
morskim i lotniczym, w maszynach, oddalonych
stacjach pomiarowych i rejestrujących, w akwizycji i analizie obrazu.
W komputerach MXC-2000 płyta główna dodatkowo ma 2xGbE oraz 2 gniazda Compact
Flash. Dwa gniazda PCI lub jedno PCI i jedno PCI Express dają nieograniczone możliwości rozbudowy przez zamontowanie dowolnych
kart pomiarowo-sterujących. Komputery te doskonale nadają się do zastosowań jako sterowniki przemysłowe, regulatory, rejestratory – w pomiarach, sterowaniu i automatyce.
www.kamlab.pl
Komputery panelowe dla
automatyki budynkowej
Bezwentylatorowe komputery panelowe rodziny Visualyser to unikatowe na rynku rozwiązanie
do zastosowań w automatyce budynkowej, szczególnie do apartamentów i rezydencji. Są od podstaw zaprojektowane dla tego rynku przez
włoskich inżynierów i stylistów. VISUALYSER zaspokaja niemal wszelkie potrzeby estetyczne, bez rezygnacji
z niezawodności i funkcjonalności znanej z zastosowań stricte przemysłowych.
Visualyser jest istotną, bo zawsze znakomicie widoczną, częścią systemów
tzw. domu inteligentnego. Znacząco wpływa na
ocenę całości przez użytkownika i pomaga mu
podjąć na „tak” decyzję zainwestowania w swój
komfort i bezpieczeństwo. Visualyser ma nie tylko walory techniczne znane z innych produktów
firmy ESA, ale także łatwość dostosowania wyglądu do koncepcji wystroju wnętrza domu czy
apartamentu. Dostępne są urządzenia o przekątnej ekranu dotykowego LCD TFT od 4,3” do 15”.
Decydujące o wyglądzie całości wymienne ramki
dostępne są w szerokiej gamie typów, materiałów
wykonania, kształtów i kolorystyce. Wykonywane
są one z tworzyw akrylowych CORIAN, różnych
gatunków drewna, jak mahoń czy tropikalne wenge, dając swobodę projektowania i umożliwiając tworzenie wyjątkowych wnętrz. Ich montaż
i wymiana są bardzo proste.
Visualyser jest wyposażony w prawie 100 różnych sterowników komunikacyjnych, w tym
KNX, LON czy Modbus. Może więc pracować
w niemal każdym systemie automatyki budynkowej, integrować podsystemy różnych producentów, zastępując dedykowane i ograniczone zwykle ich własne panele operatorskie. Pozwala to
nie tylko na podniesienie komfortu użytkowania
instalacji technicznych budynku przez ujednolicenie interfejsu graficznego całego systemu automatyki, ale także obniżenie kosztów całości instalacji.
Aplikacja użytkowa tworzona jest w wyjątkowo intuicyjnym oprogramowaniu MyVision.
Można również stosować aplikacje oparte o przeglądarki wykorzystując Visualyser z Windows 7,
CE, XP Embedded czy Professional.
MyVision jest intuicyjnym pakietem pozwalającym, niemal wyłącznie z użyciem myszy, na
tworzenie aplikacji dostosowanych do wysokich wymagań użytkownika. I mówić tu należy
raczej o konfigurowaniu niż projektowaniu czy
programowaniu. Wbudowane narzędzia i biblioteki umożliwiają opracowanie w krótkim czasie nawet rozbudowanych aplikacji obejmujących m.in. klimatyzację, wentylację, ogrzewanie,
zasłony/rolety, nawadnianie, oświetlenie, sceny
świetlne, scenariusze, nadzór video, czy systemy
alarmowe. A dane i informacje z wielu oprogramowań innych firm i zewnętrznych baz danych
(w tym Konnex ETS) mogą być bezpośrednio importowane.
www.youtube.com/user/esahmi
www.sabur.com.pl
Raporty w kolejnych wydaniach 2010
50
l
ć
Październik
Sterowniki programowalne
ć
Listopad
Tablicowy osprzęt sterowniczo-sygnalizacyjny
ć
Grudzień
Czujniki
l
KONTROLA
KONTROLA PROCESU
Symulatory procesów
W opinii respondentów trening operatora jest najważniejszym sposobem
wykorzystania oprogramowania do symulacji procesów produkcyjnych.
Peter Welander
C
hoć symulacja komputerowa może
przyjąć wiele form, to w wykorzystaniu przemysłowym jednym z najpopularniejszych zastosowań jest
zastąpienie przez komputer i symulacja na nim
rzeczywistego procesu produkcyjnego. Chcąc
dowiedzieć się, kto i w jaki sposób wykorzystuje
tego typu oprogramowanie, redakcja amerykańskiego Control Engineering postanowiła przeprowadzić stosowną ankietę, w wyniku której
uzyskano 137 odpowiedzi.
Pierwsze trzy odpowiedzi na pytanie: „Dlaczego firma wykorzystywała symulatory procesu?” skupiały się wokół tematyki szkoleniowej:
• aby szkolić nowych operatorów (52,6%),
• aby nauczyć się przeprowadzania nowych
nieznanych operacji (44,5%),
• aby chronić sprzęt, mając lepiej wyszkolonych operatorów (41,6%).
Przechodząc do analizy odpowiedzi na kolejne pytanie: „Czy symulacje procesu były prowadzone również w innym celu?”, stwierdzamy, że
najczęściej podawanym powodem (61,3%) było
„zwiększenie wydajności/niezawodności procesu”. Jak widać, idea wykorzystania bezpiecznego
narzędzia do testowania możliwości usprawnienia procesu, bez zagrożenia uszkodzeń sprzętu
czy strat w produkcji, jest bardzo pociągająca.
Poza tym kreatywność ankietowanych szybko
się kończy, gdyż drugą co do ilości odpowiedzią
na to pytanie (32,1%) było „nie wiem” lub „nie”.
Prawie jedna czwarta (22,6%) odpowiedzi wskazywała na „analizę niezawodności, zarządzanie
zamówieniami, planowanie wydajności itd.”
52
l
l
Jedne z bardziej ciekawych odpowiedzi dotyczyły producentów symulatorów. Okazuje się,
że żaden z dostawców nie obsługiwał więcej
niż 10% badanych firm. Suma udziału w rynku pierwszych czterech producentów wynosiła
25,6%. To, co na wykresie określono jako „inne”,
składa się ze zsumowania wskazań na co najmniej 40 różnych firm. Ponadto wiele z ankietowanych firm przygotowywało symulatory we
własnym zakresie, co określone jako „stworzone
wewnętrznie” stanowiło drugie co do wielkości
pochodzenie oprogramowania. Wybrane cechy
funkcjonalne otwierają listę (49,6%) odpowiedzi na pytanie: „Co skłoniło cię do wyboru tego,
a nie innego dostawcy oprogramowania?”. Innymi wskazywanymi motywatorami były „koszty” (34,3%) i „znajomości i doświadczenia uniwersyteckie” (28,5%).
Trening na zastrzeżonych
modelach procesów
Biorąc pod uwagę dwa główne powody prowadzenia symulacji, czyli trening operatorów i poprawę produkcji, niezwykle istotnym aspektem
jest zapewnienie tak dużego, jak to tylko możliwe, stopnia poprawności i realności programu
symulacyjnego. 62,0% badanych na pytanie:
„Czy wykorzystywane środowisko symulacyjne zawiera zastrzeżone przez ich producentów
modele sprzętu lub procesów termodynamicznych?”, odpowiedziało twierdząco. Dodatkowo
51,8% respondentów dodało, że ich systemy symulacyjne wykorzystują aktualny graficzny interfejs operatora używanego systemu DCS/SCADA zamiast typowych interfejsów dołączanych
do oprogramowania symulacyjnego.
KONTROLA PROCESU
W procesach technologicznych
i bezpieczeństwie ich przebiegu
błędy są niedopuszczalne.
Warto więc zadać pytanie:
jak szkolić kompetentnych
operatorów procesów?
Trudno przecież wyobrazić
sobie szkolenie operatora na
faktycznie biegnącym procesie,
który jest strategiczny dla
fabryki.
Damian Żabicki
W
zakresie symulatorów procesów
redakcja Control Engineering
Polska przeprowadziła ankietę
wśród czytelników czasopisma.
Należy zaznaczyć, że identyczna ankieta została
przeprowadzona przez amerykańskie wydanie
CE w marcu 2010 r. Stąd też interesująca wydaje się być próba zestawienia wyników obu ankiet, wskazania w nich zarówno zgodności, jak
i rozbieżności.
Gdzie i na co
W pierwszej kolejności zapytano czytelników,
w jakim celu stosowane są symulatory procesów. Wspólnym mianownikiem w obu ankietach
były aspekty szkoleniowe. W Polsce symulatory
procesów są używane w pierwszej kolejności do
szkolenia i nauki nowych, niestandardowych
operacji. Amerykanie jako podstawowe zadanie
tego typu oprogramowania wymieniają szkolenie nowych operatorów. W obu ankietach zgodnie wskazywano na korzyść w postaci ochrony
maszyn i urządzeń poprzez lepsze wyszkolenie
personelu.
Analizując wyniki ankiety, można stwierdzić,
że w Polsce symulatory procesów cieszą się
większym uznaniem niż w Stanach Zjednoczonych. Nasuwa się pytanie: skąd się bierze taki
stan rzeczy? W dużej mierze wynika on stąd, że
w Polsce wybudowano w ciągu ostatnich lat wiele obiektów przemysłowych. Najczęściej bazują
one na nowoczesnych technologiach wytwarzania. Kluczową rolę odgrywa zatem odpowiednie
wyszkolenie personelu, który sprostać miał obsłudze nowoczesnych i niejednokrotnie skomplikowanych urządzeń przemysłowych, bazujących głównie na automatyce, a co za tym idzie
informatyce.
Symulator procesu może być stosowany
w przedsiębiorstwie z odpowiednio dużą kadrą
operatorów. Przedsiębiorstwo powinno być też
na tyle duże, by było w stanie udźwignąć koszty
wsparcia technicznego i uaktualnień
Jako przyczynę stosowania symulatorów procesów Amerykanie podają również wymagania
prawne. Polscy czytelnicy odpowiedzi takiej nie
udzielili. Wynikać to może z sytuacji, że czytelników biorących udział w ankiecie takie uwarunkowania prawne nie dotyczyły lub w Polsce
nie ma przepisów wymuszających stosowanie
symulatorów.
l
l
53
KONTROLA PROCESU
W ankiecie pytano również, jakie zadania
i operacje były ćwiczone z użyciem symulatora. Pytanie to wymagało odpowiedzi pisemnej
i przez to były one różne, ale często wskazywały
na wszystkie elementy procesu. Znajdujemy tu
komentarze typu: „Wszystko w DCS-ie jest możliwe do symulacji”, „Wszystkie zadania operatorów mogą być testowane” czy „System pozwala
zasymulować ok. 90% możliwych do wykonania
na procesie operacji.”
Narzędzia do szkoleń i analizy procesu
Dlaczego twoja firma zainwestowała w oprogramowanie symulacji procesu? (Wybierz pasujące odpowiedzi)
53%
45%
42%
Jeden z pytanych napisał: „Symulator emuluje tablicę rozdzielczą i ma wygląd i daje poczucie rzeczywistego elementu fabryki. Ponieważ
mamy do czynienia z chemikaliami, możemy
przeprowadzać sesje treningowe, podczas których operatorzy nabierają doświadczeń w prowadzeniu procesów w stanach wyjątkowych
i ćwiczą, co należy zrobić, aby zapobiec lub zminimalizować skutki niepożądanego przebiegu
procesu. Przy niezawodności procesu sięgającej 99% i z 50% załogi posiadającej pięcioletnie
i krótsze doświadczenie, jest naszym obowiązkiem wykorzystywanie symulatora na tyle często, aby zwiększyć doświadczenie operatorów,
którego w inny sposób nie zdobędą. Ta aplikacja
przyspiesza wymagany proces szkolenia i daje
nowym operatorom pewność przy podejmowaniu właściwą decyzję we właściwym czasie”.
23%
14%
7%
Do nauki
Dla ochrony
Do szkoleń nowych
nowych,
systemu przez
operatorów obsługi
niestandardowych podniesienie
bieżącego
operacji
kwalifikacji
procesu
operatorów
Nie dokonywała Wymagały tego
wyboru odnośnie
przepisy
inwestycji w takie
oprogramowanie
Inne
Tradycyjni użytkownicy
Większość symulatorów używana jest w przemyśle ciężkim, chemicznym i petrochemicznym
(54,7%). Kolejne miejsca zajmują przemysł spożywczy 5,8% i farmaceutyczny 2,9%. Jak widać,
grupa pozostałych użytkowników symulatorów
jest całkiem spora i wynosi 36,5%.
Czy symulacje były wykorzystywane do innych celów? (Wybierz pasujące odpowiedzi)
61%
Wartość symulacji
32%
23%
18%
17%
Poprawa jakości
Analiza
Planowanie
i niezawodności
niezawodności,
alokacji zasobów
sterowania
zarządzanie popytem,
planowanie wydajności
itd
Łagodzenie skutków
awarii i/lub
poprawa wizerunku
Nie wiem lub nie
Kto dostarczył oprogramowanie?
Brak odpowiedzi
Nie wiem
3%
17%
Inny
9%
Honeywell
Process Systems
6%
Invensys,
SimSci-Esscor
52%
6%
5%
3%
Siemens
Emerson
Źródło: Control Engineering
54
l
Mynah
l
Pytani „jaką wartość miały prowadzone symulacje?”, respondenci odpowiadali w różny sposób,
dzieląc się rozmaitymi obserwacjami, w tym dotyczącymi szkolenia i testów:
• Przeprowadzenie testu daje operatorowi
możliwość poznania, zrozumienia i docenienia swojej roli w procesie daleko bardziej, niż
może to osiągnąć dzięki instrukcji.
• Nowi operatorzy mogą zdobywać doświadczenia procesowe bez zagrożenia utraty produkcji.
• Symulacje stanowiły dużą część całego szkolenia (w ostatnim roku zatrudniliśmy 15 operatorów zastępujących osoby odchodzące na
emeryturę). W tym roku planujemy rozszerzenie tej formy szkoleń.
• Lepiej wyszkoleni operatorzy, w szczególności ci szybko awansujący na skutek odejść na
emeryturę pracowników wyższego szczebla.
• Nowi operatorzy uczą się znacznie szybciej,
jak sterować procesem. Poznają zachowanie
obiektu i ich rolę w oddziaływaniu na proces. Doświadczeni operatorzy poznają na bieżąco wszelkie nowości techniczne i technologiczne.
KONTROLA PROCESU
Szkolenie to jeszcze
nie wszystko
Analizując dalsze wyniki badań, można stwierdzić, że używanie symulatorów procesów do
innych celów niż szkoleniowe jest niewielkie
lub świadomość takiej możliwości jest niska.
Co prawda zgodnie z ankietą wynik w polskich
zakładach jest lepszy niż w Stanach Zjednoczonych, to jednak odpowiedź: „nie stosujemy
takiego oprogramowania w innych celach” plasuje się wysoko. W obu ankietach na pierwszej
pozycji wymienia się używanie symulatorów
procesów do poprawy jakości i niezawodności
sterowania. Jak twierdzą Polacy, oprogramowanie tego typu używane jest także do łagodzenia
skutków awarii i/lub poprawy wizerunku. W następnej kolejności do analizowania niezawodności, zarządzania popytem, planowania wydajności itd. Na ostatnim miejscu wymienia się
planowanie alokacji zasobów. Nieco odmienne
zdanie w tej kwestii mają Amerykanie. Na drugim miejscu wymienia się bowiem wspomniane już „nieużywanie symulatorów do innych
celów". W następnej kolejności podaje się analizowanie niezawodności, potem planowanie
alokacji zasobów i łagodzenie skutków awarii i/
lub poprawa wizerunku.
konieczność stosowania symulatorów procesów
w elektrowniach. Dobry przykład stanowi tutaj proces nawęglania. Dyspozytor nawęglania
odpowiedzialny jest za zapewnienie odpowiedniej ilości paliwa w postaci miału węglowego
i biomasy do zasobników. Operator musi zadbać o ciągłość procesu nawęglania oraz o koordynowanie pracy poszczególnych urządzeń.
Są to przede wszystkim przenośniki, zwałowarki, wagi, wózki wygarniające, przesypy itp. Co
prawda urządzenia działają w ramach komplek-
Narzędzia do szkoleń i analizy procesu
Dlaczego twoja firma zainwestowała w oprogramowanie symulacji procesu?
73%
47%
20%
Do szkoleń nowych
operatorów obsługi
bieżącego procesu
13%
Do nauki nowych, Dla ochrony systemu
Nie dokonywała
niestandardowych
przez podniesienie
wyboru odnośnie
operacji
kwalifikacji operatorów inwestycji w takie
oprogramowanie
13%
Inne
Czy symulacje były wykorzystywane do innych celów? (Wybierz pasujące odpowiedzi)
Komu symulator
Jedno z pytań ankiety dotyczyło branży przemysłu, w której używany jest symulator. Wyniki polskiej edycji ankiety są jednoznaczne i pozwalają
na sformułowanie wniosku: najwięcej symulatorów procesów używa się w energetyce, a potem
w przemyśle spożywczym i petrochemicznym.
Kolejne odpowiedzi miały pojedynczy charakter. Wymieniano przemysł chemiczny i ciężki,
a następnie informatyczny oraz produkcję kabli
i uczelnie wyższe.
W jakich branżach przemysłu symulatory
procesów używane są przez Amerykanów? Interesujące jest, że czytelnicy CE ze Stanów Zjednoczonych w ogóle nie wymieniali branży energetycznej, która dominująca jest w polskiej
edycji ankiety. Przemysł ciężki, chemiczny i petrochemiczny stanowi około 57%, zaś spożywczy 5%. Oprócz tego w amerykańskich zakładach z branży farmaceutycznej również używa
się symulatorów procesów. Zastanawia, dlaczego czytelnicy Control Engineering z USA jako
dominującej nie podali branży energetycznej.
Mało tego, w ogóle nie była ona uwzględniona
w odpowiedziach. Zrozumiała jest chociażby
53%
33%
26%
13%
Poprawa jakości
Analiza
Planowanie
i niezawodności
niezawodności,
alokacji zasobów
sterowania
zarządzanie popytem,
planowanie wydajności
itd
Łagodzenie skutków
awarii i/lub
poprawa wizerunku
7%
Nie wiem lub nie
Źródło: Control Engineering Polska
sowego systemu automatyki, to jednak trudno
sobie wyobrazić szkolenie operatora na faktycznie biegnącym procesie. Każda awaria, błąd,
czy też przestój może się zakończyć nawet koniecznością tzw. odstawienia generatora elektroenergetycznego. Być może przemysł energetyczny w Stanach Zjednoczonych jest bardziej
zaawansowany technicznie niż w Polsce i tego
typu procesy odbywają się tam bez udziału operatora.
Ankietowani pytani o czynności, jakie są wykonywane na symulatorach procesów, wymieniali przede wszystkim start, zatrzymanie instalacji, badanie ewentualnych skutków awarii
aparatów. Za pomocą symulatorów trenowawww.controlengpolska.com
l
l
55
KONTROLA PROCESU
• Dzięki treningowi sytuacji awaryjnych zmniejszył się stopień zagrożenia i długość trwania
stanów awaryjnych procesu.
• Możliwość przetestowania konfiguracji sprzętowej i oprogramowania systemu sterowania.
• Możliwość przetestowania wielu scenariuszy
sterowania i ocenienia, czy testowany układ
sterowania spełnia oczekiwania operatorów.
• Skrócenie czasu wdrożenia dla nowych systemów DCS i SIS.
• Weryfikacja poprawności konfiguracji systemu.
• Projektowanie i rozwój systemu sterowania.
Uaktualnienia oprogramowania
Każde oprogramowanie, od którego oczekuje
się wiernego odwzorowania procesu, musi być
na bieżąco modyfikowane i uzupełniane. Pytani
o regularność takich modyfikacji, użytkownicy
udzielili wielu różnych odpowiedzi, od stałych
modernizacji do „niemodyfikowany od pięciu
lat”. Część poinformowała, że ich symulatory są
dostosowywane na potrzeby konkretnych projektów i usprawnień systemów sterowania. Inne
z wybranych odpowiedzi to:
• Jak na razie uaktualniany na potrzeby bieżących projektów. Przewiduje się użycie systemu w nadchodzących projektach i możliwą
rozbudowę do symulacji całego procesu.
• Symulator nie jest uaktualniany regularnie ze
względu na ograniczone środki. Jest uaktualniany na potrzeby nowych projektów.
• Był uaktualniany tak długo, jak długo wnoszono poprawki do układu sterowania. Po całkowitym wdrożeniu pozostaje bez zmian i służy
do okresowych szkoleń operatorów.
• Klienci doceniający symulacje będą uaktualniać swoje symulatory. W obecnej sytuacji ekonomicznej ci niedoceniający nie będą
w ogóle zainteresowani takim produktem.
• Zawsze będzie opóźnienie pomiędzy modyfikacją systemu a modernizacją symulatora.
Dla każdej dużej zmiany systemu modyfikacja
symulatora jest traktowana jako część projektu.
Rady od tych, którzy
wykorzystują symulatory
Na końcu naszej ankiety zapytaliśmy: „Co jeszcze
mógłbyś powiedzieć na temat twoich doświadczeń z oprogramowaniem do symulacji procesu? Czy jest ono warte inwestycji czy nie?”
Odpowiedzi zawierały wiele interesujących
wskazówek:
56
l
l
• Nie projektuję żadnego układu sterowania
bez przeprowadzenia symulacji. To jest niezastąpione narzędzie weryfikacji systemu DCS
i szkoleń operatorów w każdym nowym zakładzie. Niemal niezbędne do testowania układów sterowania dla procesów wsadowych.
• Problemów przysparza współpraca z wieloma dostawcami urządzeń, jako że każdy
z nich oferuje symulator pewnej niewielkiej,
obsługiwanej przez niego cząstki procesu. Powinno to być uwzględnione przy planowaniu
kosztów całego przedsięwzięcia.
• Uchronienie się przed awaryjnym wyłączeniem procesu zwraca koszty inwestycji.
• Ogólne wrażenie jest takie, że jeśli symulacja nie dotyczy bardzo skomplikowanych reakcji chemicznych, to nasze laboratorium jest
w stanie dostarczyć danych, na bazie których
dobierzemy strategię sterowania.
• Nie oczekuj szybko efektownych rezultatów.
• Oprogramowanie to zwiększa o 25% koszty
projektowania systemu sterowania, ale pozwala oszczędzić czas podczas wdrożeń.
• Przy wysokich kosztach naszych produktów
oprogramowanie to jest dobrym sposobem
ograniczenia ryzyka strat.
• Symulator procesu może być wykorzystywany
przez przedsiębiorstwo, które będzie w stanie zapewnić zasoby do jego wykorzystania,
wsparcie techniczne i uaktualnienia.
• Dla naszych małych fabryk komercyjne oprogramowanie jest za drogie, a jego konfiguracja zajmuje zbyt wiele czasu.
• Warto w to zainwestować, ale władze firmy
muszą przeznaczyć czas na treningi i pełne
wykorzystanie systemu. Inaczej nie przyniesie żadnych korzyści.
• Jeśli nie ma konkretnego celu wykorzystania
symulatora, to jego przydatność będzie raczej
niewielka.
Inwestycja w symulator procesu jest sensowna szczególnie wtedy, gdy zatrudniasz wielu nowych pracowników, zarówno operatorów, jak
i inżynierów, którzy muszą zapoznać się nie tylko z diagramem przepływów surowców, ale i dynamiką procesu. Zrozumienia wymagają przede
wszystkim stany dynamiczne procesów, szczególnie dla procesów chemicznych.
Jak każde narzędzie, jeśli tylko jest właściwie wykorzystywane, może przynieść wiele korzyści. Inaczej, szkoda zachodu. Jasne cele oraz
odpowiednie zasoby mogą przynieść właściwe
rezultaty.
KONTROLA PROCESU
ne są również operacje związane z ważeniem
i sortowaniem. Nie mniej istotne pozostaje również planowanie procesu technologicznego. Ze
względu na to, że w Polsce w dużej mierze symulatory procesów znajdują zastosowanie w energetyce, wymieniano właśnie czynności z nią
związane – na przykład rozruch turbin i bloków
energetycznych, czy też analizowanie sprawności energetycznej. Warto podkreślić, że wszystkie odpowiedzi dotyczyły kluczowych procesów
dla obiektu przemysłowego.
cych już osób, oprogramowanie warte jest nakładów inwestycyjnych,
• Oczywiście, że jest warte inwestycji,
• Warte w późniejszych etapach, gdy produkcja
już trwa, a potrzebna jest jej optymalizacja.
O przydatności symulatora decyduje możliwość
odtworzenia i symulowania procesu rzeczywistego
w sposób jak najbardziej wiarygodny
Doświadczenia z symulatorami
Jedno z pytań ankiety brzmiało: Co jeszcze mogłaby Pani/Pan powiedzieć na temat swoich doświadczeń z oprogramowaniem do symulacji
procesu? Czy jest ono warte inwestycji czy nie?
Pytanie to miało charakter opisowy. W polskiej
edycji ankiety podkreśla się bez słowa krytyki,
że symulatory procesów są warte inwestycji.
Wybrane odpowiedzi to:
• Oprogramowanie do symulacji procesu jak
najbardziej jest warte poniesionych kosztów, niejednokrotnie zastosowanie symulacji procesu umożliwiło wyjaśnienie obsłudze
wszystkich postępowań w razie awarii, nie
wymuszając na zakładzie produkcyjnym zatrzymania procesu technologicznego i symulowania awarii,
• Bez kosztownych eksperymentów na prawdziwym procesie,
• Zależnie od procesu,
• Wprowadzenie symulacji wymaga stanowczej
zmiany w metodyce prowadzenia projektów,
generuje również nowe problemy, jednakże
w długim okresie zdecydowanie jest korzystne,
• Konieczność w przypadku takich obiektów,
jak przepompownie magistralne lub sieciowe
systemów ciepłowniczych,
• Jest to dosyć kosztowne oprogramowanie,
warte inwestycji przy szerszym obowiązkowym zastosowaniu,
• Z pewnością warte inwestycji, czas poświęcony na naukę zachowania się instalacji produkcyjnej na symulatorze zwraca się podczas
pracy na rzeczywistym obiekcie, mniej zatrzymań awaryjnych, mniej produktów niespełniających parametrów jakościowych, większa
pewność operatorów procesu,
• Uważam ten typ oprogramowania za bardzo
przydatny zarówno w procesie wdrażania nowego pracownika, jak i doszkalania pracują-
Amerykańscy czytelnicy CE w ankiecie wymienili kilka wskazówek dotyczących użytkowania symulatorów procesów. Przede wszystkim podkreślano, że dzięki nim zyskuje się
zabezpieczenie przed awaryjnym wyłączeniem
procesu. Zwracano uwagę, że oprogramowanie to zwiększa o 25% koszty projektowania systemu sterowania, ale pozwala oszczędzić dużo
czasu podczas wdrożenia. W przypadku wysokich kosztów produktów oprogramowanie to
jest dobrym sposobem na ograniczenie ryzyka
strat. Symulator procesu musi być stosowany
przez na tyle duże przedsiębiorstwo, które będzie w stanie zapewnić zasoby do jego wykorzystania, wsparcie techniczne i uaktualnienia,
inaczej szybko będzie przestarzały. Zdarzały
się również negatywne odpowiedzi. Były wśród
nich na przykład:
• Jeśli nie ma konkretnego celu wykorzystania
symulatora, to jego przydatność będzie raczej
niewielka,
• Nie oczekuj zbyt szybko efektownych rezultatów,
• W przypadku małych fabryk komercyjne oprogramowanie jest za drogie, a jego konfiguracja zajmuje zbyt wiele czasu,
• Problemów przysparza współpraca z wieloma dostawcami urządzeń, jako że każdy
z nich oferuje symulator pewnej niewielkiej,
obsługiwanej przez niego cząstki procesu, powinno to być uwzględnione przy planowaniu
kosztów całego przedsięwzięcia.
Korzyści
Ankietowani pytani o korzyści wynikające ze
stosowania symulatorów procesów byli zgodni w kwestii ich przydatności podczas szkoleń.
Jednak odpowiedzi ankietowanych zza oceanu
były daleko idące, bowiem skupiały się one również na kwestiach technicznych i doskonalących
l
l
57
KONTROLA PROCESU
system sterowania. Dzięki symulatorom zyskuje
się chociażby możliwość przetestowania konfiguracji sprzętowej i oprogramowania systemu
sterowania, projektowanie i rozwój systemu sterowania, skrócenie czasu wdrożenia dla nowych
systemów DCS i SIS oraz weryfikację poprawności konfiguracji systemu. Polacy podkreślali
z kolei aspekty finansowe.
Wyniki ankiety pozwalają stwierdzić, że
o przydatności symulatora decyduje możliwość
jego pracy na procesie, który jest identyczny
w porównaniu z rzeczywistym. Wynika to stąd,
że ankietowanym postawiono pytanie: czy wykorzystywane środowisko symulacyjne zawiera zastrzeżone przez ich producentów modele
sprzętu lub procesów termodynamicznych? Ponad 53% ankietowanych odpowiada twierdząco. Bardzo podobny wynik uzyskała redakcja
amerykańskiego CE.
Rynek dostawców
Jedno z pytań ankiety dotyczyło dostawców
symulatorów procesów. Warto podkreślić, że
w tym przypadku mówić można o globalnych
dostawcach, takich jak Siemens, Invensys oraz
Honeywell Process Systems. Wynika to stąd,
że firmy te zostały wymienione zarówno przez
ankietowanych z Polski, jak i z USA. Jako dostawców w Polsce ankietowani wymienili Anylogic, Invensys, ASKOM, Modelica, CAS Mariusz
Postół, a także Real Games oraz Allan Bradley.
Amerykanie wymienili Invensys, SimSci-Esscor,
Dzięki symulatorom zyskuje się chociażby
możliwość przetestowania konfiguracji sprzętowej
i oprogramowania systemu sterowania,
projektowanie i rozwój systemu sterowania,
Aktualizacja oprogramowania
skrócenie czasu wdrożenia dla nowych systemów
Ankietowani z Polski nie stwierdzili jednoznacznie, po jakim czasie powinno być aktualizowane
oprogramowanie. Może to być spowodowane
tym, że nie istnieją jeszcze wypracowane procedury i standardy w tym zakresie. Zdarzają się
systemy, które są trudne pod kątem wprowadzania zmian. W niektórych przypadkach symulatory są na tyle świeżymi inwestycjami, że zmiany nie były jeszcze wprowadzane. Symulator
może być programowany w wirtualnym sterowniku. Zdarzają się przypadki, w których można
napisać własne bloki funkcyjne w C++. Podaje
się również, że są wersje oprogramowania z zamkniętą funkcjonalnością. W takim przypadku
natychmiast nasuwa się pytanie, w jaki sposób
doskonalić proces oraz wprowadzać w nim
ewentualne zmiany i udoskonalenia?
Podkreśla się, że zmiany dokonywane są poprzez korektę po zebraniu danych z procesu.
W opinii ankietowanych celem aktualizowania
oprogramowania symulatory integrowane są
z systemami SCADA.
Amerykanie podkreślają konieczność aktualizowania symulatorów. Jednak i w tym przypadku nie ma jednoznaczności i trudno mówić
o jakichkolwiek trendach i tendencjach. Czytelnicy CE ze Stanów Zjednoczonych twierdzą bowiem, że oprogramowanie aktualizowane jest
od „stale” do „pięciu lat”. Czasami aktualizacje
są ograniczane ze względu na ograniczone środki finansowe.
DCS i SIS oraz weryfikację konfiguracji systemu
Emerson oraz Mynah. Około 17% ankietowanych ze Stanów Zjednoczonych nie wie, kto jest
dostawcą oprogramowania. Należy podkreślić,
że bazując na wynikach polskiej edycji ankiety
nie da się wyznaczyć trendów czy tendencji.
Odpowiedzi miały charakter pojedynczy. Należy jednak zwrócić uwagę na fakt, że symulatory,
które są używane w Stanach Zjednoczonych,
znajdują również zastosowanie w polskich fabrykach.
Źródło: Ankieta Control Engineering Polska
l
l
59
CASE STUDY
Narzēdzia National Instruments
pozwalajĎ Fordowi tworzyĄ
innowacyjne produkty
ments. Dzięki temu uniknęliśmy zmian w produkcji obwodów we/wy dla poszczególnych
wersji ECU, co było potrzebne by zaadaptować je do nowych interfejsów. Wykorzystując
CompactRIO mieliśmy możliwość dokonania szybkich zmian systemu i przeprowadzania testów nowych czujników i urządzeń wykonawczych.
Autor
Kurt D. Osborne – Ford Motor Company
Przemysł
Samochodowy, badania rozwojowe
Produkty
Nasze zaangażowanie w rozwój systemów
ogniw paliwowych (ang. fuel cell system;
FCS) zaowocowało pierwszymi na świecie
pojazdami napędzanymi ogniwami paliwowymi: pełnowymiarowym samochodem o wysokich osiągach (P2000) oraz samochodem hybrydowym (Ford Edge with HySeries Drive).
Execution Trace Toolkit, SCXI-1124,
LabVIEW, DIAdem, cRIO-9022,
FPGA Module, Real-Time Module,
PXI-8186 RT, cRIO-9012, Control Design
and Simulation Module, SCXI-1160,
PXI-8464/1, SCXI-1162HV, PXI-1010
Wyzwanie
Rozwój elektronicznej jednostki sterującej (ECU) dla systemu ogniw paliwowych,
umożliwiający komercyjne wykorzystanie
i zapewnienie konkurencyjności systemu
Lider innowacji
Od 1992 roku Ford Motor Company rozpoczął prace badawczo-rozwojowe nad systemami ogniw paliwowych (FCS). Pomimo znaczących postępów, szereg problemów czynił
je niekonkurencyjnymi dla układów napędowych z silnikami spalinowymi i uniemożliwiał
ich komercyjne wykorzystanie. Eliminację poszczególnych wad tych systemów rozpoczęliśmy od wydłużenie czasu eksploatacji i skrócenia czasu rozruchu systemu.
w stosunku do konwencjonalnych układów
napędowych z silnikami spalinowymi.
Rozwiązanie
Projekt i implementacja wbudowanego
systemu sterowania dla układu ogniw paliwowych, wykorzystującego produkty takie jak NI LabVIEW Real-Time i LabVIEW
FPGA, kontroler CompactRIO; weryfikacja
i symulacja typu hardware-in-the-loop (HIL)
na stanowisku opartym na komputerze NI
PXI, z wykorzystaniem systemu operacyjnego czasu rzeczywistego.
60
l
Równocześnie z pracami nad FCS rozwijaliśmy nowy system sterowania wykorzystując
szybkie prototypowanie. Jego ulepszania wymagało zmian w jednostce napędowej, wiązało się często z potrzebą modyfikowania takich
komponentów, jak moduł sterowania sprężarki czy moduł kontrolny ogniw. Systemy
ECU okazały się bardzo przydatne w samochodach produkowanych masowo. Do prototypowania naszego systemu kontroli paliwa
(ang. fuel control unit, FCU) wykorzystaliśmy
sterownik CompactRIO firmy National Instru-
l
Stworzyliśmy system HIL składający się
z kontrolera NI PXI-8186, umieszczonego
w obudowie NI PXI-1010 z kartami we/wy
PXI i SCXI oraz kontrolerem CAN. Pozwalał on na weryfikację funkcjonalności systemu sterowania, zaimplementowanego w sterowniku CompactRIO. Stworzony w LabVIEW
Real-Time system HIL posiada graficzny interfejs użytkownika (GUI), umożliwiający ręczną bądź automatyczną zmianą wartości parametrów ECU, co pozwala na bieżącą weryfikację systemu sterowania i wizualizację stanu
wejść/wyjść sterownika CompactRIO na ekranie monitora. System HIL okazał się bardzo
efektywny, i kiedy CompactRIO zaczął sterować rzeczywistym FCS, system sterowania
wymagał wprowadzenia jedynie kilku niewielkich poprawek.
Jakość na żądanie
System kontroli układów napędowych pojazdów musi pracować w czasie rzeczywistym.
Determinizm wykonywania poszczególnych
zadań, wymagany w tego typu systemach,
zapewnia LabVIEW Real-Time Module, który
pozwala na zarządzanie sterownikami przez
komercyjny system operacyjny czasu rzeczywistego (ang. Real-Time Operating System,
RTOS). Aby zwiększyć wydajność i jakość
sterowania dokonaliśmy zamiany sterownika z NI cRIO-9002 na NI cRIO-9012, a moduł
LabVIEW Real-Time automatycznie zmienił
wykorzystywany system operacyjny z Pharlap RTOS na VxWorks RTOS. Narzędzia dostarczone przez NI pozwoliły nam na skupieniu się na szczegółach implementacji systemu sterowania, a nie na zawiłościach poszczególnych systemów RTOS.
Kontroler FCS otrzymuje dane z różnych
urządzeń: czujników, urządzeń wykonawczych i innych sterowników i systemów po-
CASE STUDY
jazdu. Sieć CAN, standardowa w systemach
sterowania pojazdami, transmituje większość
danych we/wy w systemie FCS i poza nim.
W badaniach laboratoryjnych, za pomocą
LabVIEW prowadziliśmy testy symulując nadrzędny system sterowania pojazdem komunikujący się z systemem sterowania FCS, z wykorzystaniem protokołu CAN. Możliwość komunikacji sterownika CompactRIO z urządzeniami CAN była kluczowa dla aplikacji FCS.
Kiedy potrzebowaliśmy zwiększenia wydajności naszej implementacji CAN, NI szybko dostarczyło bibliotekę wspierającą komunikację z zastosowaniem protokołu CAN dla systemu VxWorks, używanego np. w sterowniku
cRIO-9012. Aby umożliwić wykorzystanie
CAN API, nowa biblioteka konwersji ramek
CAN była szybsza niż przedtem, skracając
czas przygotowania systemu.
Produkty NI zawsze znane były ze wspierania otwartej architektury systemów. NI Measurement&Automation Explorer (MAX) w bardzo
prosty sposób zaimportował bazę wiadomości CAN, stworzonych przy pomocy narzędzia
innego producenta. Ta funkcjonalność pozwoliła nam wykorzystać posiadane dotychczas bazy danych bez potrzeby translacji lub
zapisu do nowych baz.
Integracja technologii
Na potrzeby projektu nasz system sterowania zbudowaliśmy w środowisku LabVIEW
Professional Development System w połączeniu z dwoma dodatkowymi modułami. Na początku z wykorzystaniem LabVIEW Real-Time
Module stworzyliśmy oprogramowanie kontrolera czasu rzeczywistego. Następnie w module LabVIEW FPGA zaimplementowaliśmy
część oprogramowania pracującą w układzie
FPGA, obsługującym wszystkie wejścia i wyjścia, włącznie z CAN. Integracja obu tych modułów ze środowiskiem LabVIEW stanowiła
istotną cechę pakietu.
Dodatkowo narzędzie NI Real-Time Execution
Trace Toolkit stało się niezwykle pomocne w rozwiązywaniu problemów związanych
z kolejnością realizacji poszczególnych zadań. Wykorzystując je znaleźliśmy i poprawiliśmy fragmenty kodu wykonywanego w czasie rzeczywistym, które działały początkowo
niezgodnie z założeniami. Bez narzędzi takich jak NI Real-Time Execution Tracet Toolkit
potrzebowalibyśmy drogiego, zewnętrznego
sprzętu, jak na przykład emulatory wewnątrzukładowe czy też analizatory logiczne.
Ponieważ niektórzy programiści mieli sporo problemów z kontrolą wersji kodu, zastosowaliśmy oprogramowanie Microsoft Visual
SourceSafe. Jego pełna integracja z LabVIEW
pozwoliła na bezproblemowe rozwiązanie
konfliktów kodu projektu. Proste kliknięcie
na ikonce przyrządu wirtualnego (ang. Virtual
Instrument, VI), w oknie projektu LabVIEW,
pozwala na wyświetlenie listy funkcji typu
check-in czy check-out. Łatwe w użyciu narzędzie jest kluczowe we wspomaganiu projektantów w tworzeniu kodu oprogramowania.
Dlaczego wykorzystaliśmy LabVIEW
Zaprojektowaliśmy system sterowania FCS
z zastosowaniem LabVIEW z kilku różnych
powodów. Po pierwsze, możliwe do wykorzystania zasoby ludzkie były zbyt małe jak na
potrzeby tego projektu. Ponieważ wielu inżynierów zna i ma doświadczenie w programowaniu w LabVIEW, a wielu innych mogło zostać przeszkolonych, graficzny język programowania firmy NI pozwolił powiększyć zespół
inżynierski. Drugi powód to możliwość wykorzystania LabVIEW do tworzenia oprogramowania na potrzeby szybkiego prototypowania kontrolera oraz jednoczesnego testowania stworzonego oprogramowania. Szczególnie pomocne jest współdzielenia przyrządów wirtualnych, wspólne środowisko deweloperskie oraz bardzo podobny sprzęt. Trzecim powodem była kompatybilność LabVIEW
z jego poprzednimi wersjami. Pozwoliło to na
l
ponowne wykorzystanie aplikacji stworzonych ponad 10 lat temu dla bazowej wersji
stanowiska HIL. W dodatku, nasz laboratoryjny system testowy, opierający się na sprzęcie NI i oprogramowaniu LabVIEW, w prosty
sposób archiwizuje dane testowe zapisując je
w formacie plików NI TDMS (ang. Technical
Data Management Streaming), co daje możliwość łatwej analizy danych testowych w narzędziu do zarządzania danymi NI DIAdem.
Oprócz zwykłej wizualizacji danych wykorzystywaliśmy DIAdem do bieżącego i automatycznego przeszukiwania wielu plików, analizowaliśmy dane w poszukiwaniu odchyleń jakości sterowania i ich wizualizacji wraz ze stosownymi adnotacjami. Kluczowym kryterium
sukcesu stało się natomiast najlepsze na rynku wsparcie techniczne dla oferowanych produktów.
Współpraca Forda z National Instruments ma
długą historię. Wykorzystywaliśmy LabVIEW
w rozwoju różnych elementów produkowanych przez nas pojazdów zasilanych z ogniw
paliwowych oraz w projektowaniu i implementacji wbudowanego systemu sterowania czasu rzeczywistego dla samochodów z FCS.
Artykuł pod redakcją dr inż. Pawła Dworaka
z Katedry Automatyki Przemysłowej i Robotyki Wydziału Elektrycznego Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego
w Szczecinie
www.ni.com/poland
l
61
KOMUNIKACJA
SIECI I KOMUNIKACJA
Sieci bezprzewodowe
oczami użytkownika końcowego
Czego oczekują użytkownicy od sieci bezprzewodowych i standardu je definiującego?
Szef zespołu oprzyrządowania w ExxonMobil dzieli się swoimi uwagami na temat
standardu ISA 100.11a.
Karie Daudt
O
soby zaiteresowane rozwojem standardu ISA100 znają zapewne nazwisko Patricka Schweitzera. Jest on
współprzewodniczącym ISA100 oraz
członkiem rady ISA100 Wireless Compliance
Institute. Na co dzień pracuje jako szef zespołu
oprzyrządowania w ExxonMobil. Tę krótką rozmowę przeprowadziliśmy w lutym podczas spotkania ARC Advisory Group.
CE: – ISA100.11a jest już ukończona. Czy jest
pan zadowolony z rezultatu? Jaki będzie następny krok?
Patrick Schweitzer: – W ten sposób, w jaki wiedzieliśmy, że mogłaby działać, 11a już działa. Teraz problem polega na zrobieniu kolejnego kroku
i zaproponowaniu innych funkcjonalności, które mogłaby określać. Dobrze jest mieć sieć. Miło
jest przy tym powiedzieć: „dobrze jest oszczędzić
pieniądze na okablowaniu”. To tworzy infrastrukturę. Kolejny etap jest już innowacyjny. Standard
bazowy pozwala stworzyć aplikację, a to z kolei
pozwala zacząć myśleć o rozbudowie systemu,
kolejnych działaniach, które moglibyśmy zrealizować. Tego jednak nawet nie dotknęliśmy. Jasne,
że mogę bezprzewodowo otrzymywać informacje
z czujnika ciśnienia z miejsc dotychczas niedostępnych. To zrobiliśmy. Ale co dalej? Co możemy
zrobić poza tym? Czy można np. utworzyć nowe
źródła zasilania? Czy można posunąć się dalej,
szukać czegoś innego?
62
l
l
– Czy jeden standard urządzeń lub sieci bezprzewodowych będzie w stanie rozwiązać wszystkie
problemy?
– Na poziomie poszczególnych urządzeń wymagana jest pojedyncza sieć logiczna, a nie wiele sieci. Te są zbyt trudne w zarządzaniu i zbyt drogie
w budowie i uruchamianiu. Użytkownicy to wiedzą. Przeszliśmy już przez to przy sieciach polowych w rozwiązaniach przewodowych. Myślę, że
moglibyśmy doliczyć do 18 różnych rozwiązań
sieci przewodowych. To jest bardzo kosztowne.
Chcielibyśmy, aby sieć zapewniała komunikację. Ale chcielibyśmy również czegoś nowego, innowacyjnego. Trudno mi powiedzieć, co to będzie,
ponieważ sam tego nie wiem. Myślę, że opcjonalna funkcjonalność aplikacji, którą wpisaliśmy
do standardu, zawiedzie nas na następny poziom
rozwoju. Wystartujemy z określonego, znanego
punktu wyjściowego, ale dokąd dojdziemy? Istnieje coś innowacyjnego, co pozwoli mi na połączenie się z sieciami innych urządzeń? Weźmy np.
ZigBee. Czy urządzenia te mogą być częścią procesu pracującego w oparciu o ISA100? Powiedzmy, że mam sieć 11a, a ZigBee ma nową aplikację, do której chcę się dostać. Czy istnieje sposób
na podłączenie jej – z wykorzystaniem przewidzianych w standardzie opcjonalnej funkcjonalności – do mojej sieci bez jej modyfikacji? To jest
zadanie, z którym będziemy się mierzyć. Pojedyncza sieć logiczna, ale z olbrzymią różnorodnością
możliwych do wykorzystania aplikacji. Sądzę, że
dążymy do tego rodzaju elastyczności.
SIECI I KOMUNIKACJA
Powiedzmy, że wymyślimy nowe, bardzo innowacyjne urządzenie, które jednak będzie wykorzystywało zupełnie inny protokół. Wiemy, że zarobimy miliardy, wykorzystując ten czujnik, ale teraz
nie może zostać podłączony do czegokolwiek. Co
w takim przypadku robimy? Tworzymy nową sieć?
Musimy stworzyć funkcję w oryginalnym standardzie, która pozwoli pójść i powiedzieć producentowi: „rozumiem, że stworzyłeś to urządzenie,
ale teraz potrzebujemy, abyś jeszcze tylko dołączył
taką małą aplikację”. Wtedy będę mógł wykorzystać je w mojej sieci bez konieczności zmieniania
czegokolwiek.
– Tak więc, pracując dla ExxonMobil, oczekiwałby Pan maksymalnie możliwej elastyczności, ale wszystko w ramach standardu?
– Chcemy, aby standard ISA100 był tak otwarty,
jak to tylko możliwe. To było przyczyną tak silnego naszego zaangażowania. Kiedy rozpoczynaliśmy prace nad standardem, WirelessHART jeszcze
nie istniał. Dążyliśmy do konsensusu i rezultatem
tego był ISA100.
Standard 420 mA przetrwał ponad 30 lat.
Standard systemów bezprzewodowych
– Jak daleko wybiega Pan myślami w przyszłość?
– Pracuję w przemyśle naftowym, a tu myślimy
o wszystkim długofalowo. Jeśli chciałbym dzisiaj
stworzyć nową sieć, to szukam rozwiązań na tyle
stabilnych, aby nie trzeba było ich modyfikować
co najmniej przez pięć lat. Dziś brzmi to pięknie,
ale jak będzie wyglądało za kolejne 10 czy 20 lat?
Patrząc wstecz na techniki regulacji analogowej,
kto by wówczas przypuszczał, że dzisiaj wszystkie
zadania systemów sterowania przedsiębiorstwa
będziemy mogli zintegrować w jednym systemie?
Standard 4–20 mA, który został wówczas wprowadzony, przetrwał jednak ponad 30 lat. Standard systemów bezprzewodowych powinien służyć równie długo.
– W jaki sposób staraliście się sprostać często zupełnie rozbieżnym wymaganiom użytkowników?
– Myślę, że jednym z głównych nieporozumień
była idea pracy w sieci kratowej (ang. mesh network). Przez pewien czas każdy mówił, że wszystkie urządzenia w sieci powinny być podłączone
w ten sposób. Ale jeśli porozmawiało się z kilkoma użytkownikami i obejrzało kilka prezentacji,
okazało się, że tego typu sieci mają pewne ograniczenia, i nie jest to odpowiedź na wszelkie problemy. Gdy więc komitet zapytał użytkowników:
„czego chcecie?”, padła odpowiedź: „chcemy móc
sterować naszymi procesami”. Nadejdą czasy, gdy
sieci typu mesh dadzą nam to, czego oczekujemy,
i będą przy tym bardzo odporne, ale równocześnie
prawdopodobnie będziemy potrzebować tworzyć
połączenia punkt do punktu, czy też separować
wybrane części naszych sieci. Tego typu elastyczność pozwoli inżynierom na realizację unikatowych, wymaganych w naszych fabrykach rozwiązań.
powinien służyć równie długo
– A co Pan sądzi o WirelessHART? Gdzie jest
jego miejsce?
– Zespół WirelessHART pracuje, nie ma co do
tego żadnych wątpliwości. Chcielibyśmy zasiąść
z nimi do stołu. Pracowaliśmy nad ISA100 i wiemy, że nie odbiegamy za bardzo. Teraz jednak doszliśmy do punktu, w którym mamy dwa rywalizujące standardy – lub co najmniej dwa, bo
słyszałem też o innych – wykorzystywane w tych
samych obszarach aplikacji przemysłowych. Co
więc robimy? ExxonMobil wspiera ISA100, choć
tak naprawdę chcielibyśmy jednego standardu.
Dążymy do zgodności, co moim zdaniem byłoby
z korzyścią zarówno dla użytkowników, jak i dostawców. Słyszymy, że inni użytkownicy są tego
samego zdania. Praca z dwoma standardami jest
bardzo kłopotliwa. Użytkownicy nie wiedzą, który
jest tym właściwym. A jeśli producenci będą musieli wspierać oba standardy, do czego nas to doprowadzi? Ostatecznie koszty tych operacji odbijają się na cenie produktów, a część spodziewanych
zysków przeleci nam między palcami.
– Można temu zapobiec?
– Ostatecznym celem standardu jest zbudowanie
bazy, która pozwoli spełnić oczekiwania wszystkich zainteresowanych. Sądzę, że rozwiązanie
gdzieś istnieje. Użytkownicy muszą tylko uświadomić sprzedawcom, że jeśli usiądą nad nim do
stołu, to zyskają na tym wszyscy. Nie wiem, jak to
zrobimy. Staram się o tym przekonać większość
i nie zamierzam się poddać. Rozwiązanie musi
istnieć, a ja po prostu muszę je odnaleźć.
Artykuł pod redakcją Pawła Dworaka.
l
l
63
JAK TO SIĘ ROBI?
JAK TO SIĘ ROBI?
Zmniejszenie zużycia energii
przy małych obciążeniach
Brian King
S
pełnienie dzisiejszych wymagań dotyczących sprawności zasilaczy może
być nie lada wyzwaniem. Wystarczająco trudne jest już samo zrozumienie tych wymagań. Powodem jest duża liczba dyrektyw, programów (Energy Star lub California
Energy Commission) i inicjatyw (np. Stand-By
Initiative Unii Europejskiej), dotyczących zróżnicowanych urządzeń końcowych, odnoszących
się do różnych poziomów mocy. Jednak po krótkiej analizie któregokolwiek z tych programów
oszczędzania energii staje się jasne, że jednym
z największych wyzwań stojących przed projektantami zasilaczy jest minimalizowanie strat
w stanie bezobciążeniowym i małego obciążenia. Poniżej podajemy pięć wskazówek, w jaki
sposób zaoszczędzić kilka miliwatów w sieciowym zasilaczu impulsowym typu flyback.
Wybierz „zielony” regulator
Chip regulatora decyduje o sprawności zasilacza. Wybór urządzenia specjalnie skonstruowanego pod kątem zmniejszania strat przy małych
obciążeniach jest pierwszym krytycznym krokiem w kierunku spełnienia większości wymagań dotyczących stanu gotowości. Na szczęście producenci kontrolerów mają w ofercie
oszczędniejsze układy, wprowadzając na rynek
nową generację regulatorów z trybem oszczędności („green mode”).
Większość z tych regulatorów z trybem „green
mode” jest sterowana w trybie prądowym, więc
ich sygnały sterujące zawierają informacje
o stopniu obciążenia na wyjściu zasilacza. Przy
małych obciążeniach regulatory wchodzą w tryb
pracy zwany pulsacyjnym („burst mode”).
W tym trybie regulator przeskakuje pomiędzy
stanami ON (załączony) i OFF (wyłączony).
W stanie OFF regulator praktycznie „zasypia”,
a elementy zasilacza pracują w trybie jałowym
(nie przełączają). Ponieważ w stanie OFF nie
zachodzi przekazywanie energii, napięcie wyjściowe zaczyna opadać. Regulator z trybem
„green mode” monitoruje napięcie wyjściowe
i przechodzi w stan ON, aby je podnieść. Większość strat energii zachodzi w stanie ON, więc
współczynnik wypełnienia ON-OFF ma znaczny
wpływ na całkowitą sprawność. Stan ON z reguły trwa kilkaset mikrosekund. Stan OFF zależy od obciążenia i w przypadku wyjątkowo małych obciążeń może być liczony w dziesiątkach
milisekund.
Jednym z efektów ubocznych pracy w trybie
„burst” są dodatkowe tętnienia o małej częstotliwości na wyjściu. W stanie ON na wyjściu występują typowe tętnienia związane z normalnym
przełączaniem zasilacza. Jednakże na to nakła-
 Rysunek 1. Praca w trybie impulsowym powoduje
powstanie niskoczęstotliwościowej składowej
napięcia tętniącego
64
l
l
JAK TO SIĘ ROBI?
da się dodatkowe tętnienie „burst”. Zjawisko to
pokazano na rys. 1. Ponieważ częstotliwość ta
jest raczej niska, nie opłaca się jej tłumić filtrem
LC. Zamiast tego niskoczęstotliwościowe odchylenia napięcia wyjściowego najlepiej zmniejsza się, zwiększając pojemność na wyjściu.
Poza pracą w trybie pulsacyjnym większość
regulatorów z funkcją „green mode” stosuje inne sposoby oszczędzania energii, takie jak
zmniejszenie poboru prądu spoczynkowego.
W wielu regulatorach, w celu poprawy sprawności na wszystkich poziomach obciążenia, wykorzystuje się przełączanie quasi-rezonansowe.
Quasi-rezonansowe przetwornice zaporowe wykorzystują rezonans tworzony przez indukcyjność rozproszenia transformatora oraz pojemności pasożytnicze, aby przełączać tranzystor
MOSFET ze zmniejszonymi stratami.
Minimalizuj straty w rezystorze
rozruchowym
Większość regulatorów zaporowych generuje własne zasilanie z uzwojenia pomocniczego
transformatora. Jednak najpierw wymagają one
wstępnego zasilania do uruchomienia. Z reguły
odbywało się to za pomocą podłączenia rezystora z wyprostowanego napięcia AC do końcówki
VCC regulatora. Rezystancja musi być niska,
aby regulator załączył się przy najniższym napięciu wejściowym AC. Zbyt niska rezystancja
prowadzi jednak do nadmiernych strat mocy
i może uniemożliwić osiągnięcie zgodności
z wymaganiami.
Prąd rozruchowy wymagany przez regulator jest zwykle podawany prawie na początku
jego danych katalogowych. W najnowszych regulatorach z trybem „green mode” prąd ten wynosi już poniżej 50 μA. W przypadku zasilacza,
który musi pracować z uniwersalnym zakresem
napięcia wejściowego wynoszącym od 85 V do
265 V, zastosowanie rezystora podciągającego
2 M gwarantuje prąd rozruchowy wynoszący
co najmniej 50 μA przy napięciu najmniejszym.
Przy nominalnym napięciu w sieci wynoszącym
120 V w USA, gdzie z reguły wymagane są badania pod kątem zgodności, rezystor rozprasza
tylko 13 mW mocy. Chociaż 13 mW nie spowoduje zrujnowania budżetu mocy, przy nominalnym napięciu w Europie wynoszącym 230 V
straty mocy na rezystorze są czterokrotnie wyższe. W zależności od zastosowania i obciążenia
systemu w stanie gotowości, 52 mW byłoby wartością znaczącą.
 Rysunek 2. Regulatory z połączeniami kaskodowymi
do tranzystora MOSFET znacznie zmniejszają straty
na rezystorze rozruchowym
Niektóre regulatory zapewniają prąd rozruchowy poprzez tranzystor, który wyłącza się po
pomyślnym zakończeniu sekwencji rozruchu
przez regulator. Taki tranzystor może być dodatkowym elementem zewnętrznym, a czasami
montowany jest wewnątrz układu scalonego regulatora. W obu przypadkach prowadzi to jednak do powstania dodatkowego kosztu w związku z produkcją urządzenia, którego sprzedaż
zależy w dużej mierze od ceny. Zastosowanie
tranzystora w obrębie tego samego pakietu,
w którym występuje regulator, może prowadzić
do problemów z upływem prądu, odstępem oraz
niezawodnością.
Podobne podejście do problemu prądu rozruchowego stosuje się w regulatorach wykorzystujących kaskodowe podłączenia do tranzystora
MOSFET (rys. 2). Przy połączeniu kaskodowym na bramkę tranzystora MOSFET podawane jest napięcie stałe, a regulator załącza tranzystor FET, ściągając w dół napięcie źródła.
Regulator może wykorzystać połączenie źródła MOSFET w celu uzyskania początkowego
prądu rozruchowego, poprzez utrzymanie tranzystora MOSFET podczas rozruchu w trybie
liniowym. Nie są potrzebne żadne inne dodatkowe elementy wysokonapięciowe, a regulator
nie jest podłączony w ogóle do wysokiego napięcia. W rozwiązaniu tym nadal konieczne jest
zastosowanie rezystora podciągającego w celu
dostarczenia napięcia bramki tranzystora, lecz
połączenie bramki zazwyczaj wymaga prądu
poniżej 10 μA.
l
l
65
JAK TO SIĘ ROBI?
 Rysunek 3. Zmniejszenie strat przez optymalizację
obwodu poziomującego
Niech dzwoni
Innym ważnym obszarem, w którym można
uzyskać oszczędność energii, są obwody odciążające i poziomujące stosowane na tranzystorze MOSFET strony pierwotnej. Zwykły obwód
odciążający RCD pokazany na rys. 3 stosuje się
w celu redukcji dzwonienia i zapobieżenia przepięciom poprzez ograniczenie skoków napięcia
na drenie tranzystora MOSFET. Takie skoki napięcia powodowane są energią zgromadzoną
w indukcyjności rozproszenia transformatora,
kiedy MOSFET wyłącza się i nagle zatrzymuje
przepływ prądu w uzwojeniu pierwotnym.
Pierwszym krokiem do zmniejszenia zarówno skoków napięcia, jak i strat w obwodzie poziomującym, jest skonstruowanie transformatora z minimalną indukcyjnością rozproszenia.
Poza tym można zwiększyć rezystancję obwodu poziomującego w celu dalszej redukcji strat,
lecz w ten sposób zwiększa się także wielkość
skoków napięcia. Podczas części zerowej cyklu przełączania napięcie odbite jest przyłożone do rezystora poziomującego, co prowadzi
do dodatkowych strat. Zastosowanie tranzystora MOSFET o większym napięciu, np. 800 V
 Rysunek 4. Z obwodu regulacyjnego
można wyeliminować od 20 mW
do 55 mW strat
66
l
l
zamiast 600 V, daje szerszy margines dla skoków napięcia i pozwala na zastosowanie dużo
większego rezystora. Jednak wyższe napięcie
oznacza albo droższy tranzystor MOSFET, albo
MOSFET z większą rezystancją w stanie ON,
co zmniejsza sprawność przy wyższych obciążeniach. W wielu przypadkach należy znaleźć
kompromis pomiędzy kosztem, sprawnością
przy obciążeniu małym i sprawnością przy obciążeniu nominalnym. W niektórych zasilaczach
skonstruowanych dla mocy 10 W lub niższej obwód poziomujący można całkowicie wyeliminować, co prowadzi do znacznej oszczędności
energii. Oczywiście obawy przed zakłóceniami
elektromagnetycznymi ograniczają maksymalny dopuszczalny poziom „dzwonienia” w obwodzie drenu.
Mniej oczywisty jest fakt, że zmniejszenie pojemności obwodu poziomującego może także zmniejszyć straty przy niskich obciążeniach.
Kiedy regulator pracuje w trybie pulsacyjnym
(burst), obwód poziomujący rozładowuje się pomiędzy stanami ON. Jeśli kondensator obwodu jest zbyt duży, gromadzone jest zbyt dużo
energii, która ulega rozproszeniu w stanie OFF.
W niektórych sytuacjach kondensator może nie
rozładować się całkowicie przed rozpoczęciem
następnego stanu ON. Skutecznym sposobem
ogólnym na zmniejszenie tego rodzaju strat jest
ustawienie stałej czasowej obwodu poziomującego RC na wartość równą około 10 okresom
przełączania.
JAK TO SIĘ ROBI?
Inna metoda polega na zastąpieniu obwodu
poziomującego RCD obwodem z diodą Zenera.
Dioda Zenera może zmniejszyć straty w obwodzie poziomującym przy małych obciążeniach.
Jednak przy większych obciążeniach może powodować znacznie większe rozpraszanie energii niż obwód poziomujący RCD.
„Wyciśnij” miliwaty z wtórnych
obwodów regulacyjnych
W przypadku strat w stanie gotowości należy
zbadać wszystkie obwody, także wzmacniacz
błędu, który reguluje wyjście. Na rys. 4 po lewej
stronie przedstawiono typowy obwód regulujący dla zasilacza 12 V. Aby zapewnić regulację,
często stosowane TL431 wymagają prądu spoczynkowego o wartości co najmniej 1 mA. Realizowane jest to za pomocą R2, który z reguły
prowadzi do strat od 15 mW do 50 mW. Dzielnik
napięcia R3 i R4 ustawia napięcie wyjścia. Przy
rezystancji szeregowej wynoszącej 12,6 k rezystory te rozpraszają 11 mW.
Na rys. 4 po prawej stronie przedstawiono
bardziej skuteczny sposób regulacji wyjścia.
TL431 zastąpiono TLV431, który wymaga tylko 80 μA prądu spoczynkowego, aby zagwarantować regulację. Prąd płynący przez sprzęgacz optyczny wystarcza do zasilenia TLV431,
tak więc R2 zostaje wyeliminowany. Maksymalne napięcie znamionowe TLV431 wynosi tylko
6,3 V, więc urządzenie to chronione jest przez
tani regulator liniowy Q1, R5 i D1. R5 i D1 dają
dodatkowe 3 mW strat. Zwiększając rezystancję
dzielnika sprzężenia zwrotnego 10 razy, oszczędzamy dodatkowe 10 mW.
Dobierz sprytnie napięcie
zasilania
Sposobem na osiągnięcie kolejnych oszczędności może być optymalizacja napięcia zasilania
samego kontrolera. Musi ono być wystarczająco
duże, aby zapewnić pracę regulatora pod każdym obciążeniem. Napięcie to musi być także
wystarczająco duże, aby włączyć tranzystor
MOSFET, kiedy zostanie podane na bramkę.
Ustawienie zasilania na poziomie wyższym niż
wymaga regulator i MOSFET prowadzi do dodatkowych strat.
Większość regulatorów z opcją „green mode”
redukuje prąd spoczynkowy podczas pracy w trybie pulsacyjnym „burst”. Zmniejsza to
wkład w straty związane z zasilaniem samego
kontrolera. Typowe wartości prądów spoczyn-
kowych maleją z 2–3 mA podczas pracy w trybie normalnym do 200–300 uA podczas pracy
w trybie pulsacyjnym. Prąd ten, podany w karcie katalogowej regulatora, nie uwzględnia ładowania i rozładowywania bramki tranzystora MOSFET. Moc ładowania bramki równa jest
iloczynowi napięcia zasilania, ładunku bramki,
częstotliwości przełączania i współczynnika wypełnienia trybu pulsacyjnego. Ponieważ ładunek
bramki zwiększa się wraz z rosnącym napięciem, niepotrzebnie wysokie napięcie dodatkowo zwiększa straty. Na szczęście praca w trybie
pulsacyjnym wyklucza znaczący poziom strat
powodowanych przez to napięcie. Minimalizowanie napięcia zasilania kontrolera powoduje w większości przypadków oszczędność rzędu
10 do 20 mW.
Minimalizowanie strat przy małym obciążeniu w zasilaczach wymaga szczegółowej analizy strat generowanych w każdym komponencie.
Już kilka miliwatów może decydować o tym, czy
produkt będzie zgodny z wymaganiami Energy
Star. Zastosowanie opisanych powyżej technik
pozwoli zaoszczędzić setki miliwatów zużycia
energii podczas trybu gotowości.
Literatura
• Kartę katalogową UCC28610 oraz inne dokumenty techniczne można pobrać ze strony
www.ti.com/ucc28610-ca.
• Kollman Robert, POWER TIP #17: Snubbing
the Flyback Converter [Obwód odciążający
w przetwornicy zaporowej], Power Management DesignLine.com, 9 listopada 2009.
• Mammano Bob, 2006/07 Power Supply Design
Seminar – SEM1700 Temat 1: “Improving Power Supply Efficiency – The Global Perspective” [Zwiększanie sprawności zasilaczy – perspektywa globalna], Texas Instruments 2007.
• Madigan Michael, 2006/07 Power Supply Design Seminar – SEM1700 Temat 2: “GreenMode Power by the Milli-Watt” [Tryb “green
mode” – oszczędności w miliwatach], Texas
Instruments 2007.
Brian King pracuje na stanowisku inżyniera
ds. aplikacji w Texas Instruments, należy
do zespołu Group Technical Staff. Jest członkiem
IEEE. Stopnie BSEE i MSEE uzyskał
w Uniwersytecie Arkansas. Adres e-mailowy
Briana Kinga: [email protected].
l
l
67
PRODUKTY
Zamel
Regulator temperatury RTM-30
Regulator temperatury RTM-30 jest nowym urządzeniem w ofercie automatyki
budynkowej EXTA. Urządzenie ma duże
możliwości sterowania, pozwalające na
realizację zaawansowanych aplikacji sterowania ciepłem, chłodem, czy też pracą
zaworów mieszających. Urządzenie występuje w ofercie samodzielnie (RTM-30)
oraz jako zestaw z 2 sondami KTY 81-210
o symbolu RTM-30/S.
Regulator RTM-30 to regulator w instalacjach ogrzewania, wentylacji, klimatyzacji i chłodnictwa: • regulacja
temperatury w zakresie 5÷95°C • dwa
zewnętrzne czujniki temperatury (KTY
81-210) • utrzymywanie temperatury odbiorników w zależności od temperatury
odniesienia • utrzymywanie temperatury
odbiorników w zależności od różnicy tem-
peratur • ekonomiczna regulacja źródłami ciepła dająca duże oszczędności podczas ogrzewania • możliwość sterowania
źródłami chłodu i ciepła jednocześnie •
możliwość regulacji temperatury za pośrednictwem zaworów mieszających •
możliwość zastąpienia czujnika temperatury odniesienia rezystorem wzorcowym
• wyświetlacz LCD i klawiatura • obudowa dwumodułowa z klapką • montaż na
szynie TH 35 • dwa wyjścia przekaźnikowe o maksymalnej obciążalności 16 A.
Algorytm regulacji w dużym stopniu przyczynia się do obniżenia kosztów
ogrzewania, dając przy tym pełny komfort regulacji pokojowej lub pogodowej.
Do poprawnej pracy regulator wykorzystuje dwa czujniki. Czujnik temperatury
odniesienia można zastąpić rezystorem
wzorcowym, co umożliwia pracę z jednym czujnikiem jak w klasycznej regulacji temperatury.
CSI
FOX-151 – w pełni wodoodporny,
15-calowy panel z Intel Atom 1,6 GHz
Wychodząc naprzeciw rosnącemu zainteresowaniu panelowymi komputerami
przemysłowymi, krakowska firma CSI
rozszerzyła swoją ofertę o w pełni wodoodporny, 15-calowy komputer panelowy,
ze stopniem protekcji IP-65 na całej obudowie – FOX-151.
Panel został zamknięty w szczelnej
aluminiowej obudowie odpornej na pył,
kurz, jak również przystosowanej do
czyszczenia chemicznego. Najistotniejszą różnicą w stosunku do poprzedniego
modelu, FOX-150, jest zastosowanie bezwentylatorowego i energooszczędnego
procesora Intel Atom N270 pracującego
z częstotliwością 1,6 GHz. W zależności od potrzeb mamy do wyboru wbudowaną pamięć RAM 256 MB lub 512 MB.
Wewnątrz komputera jest możliwość zastosowania 2,5-calowego dysku twardego lub dysku SSD, jest także do dyspozycji gniazdo na karty CompactFlash.
W FOX-151 opcjonalnie możemy wybrać,
oprócz rezystancyjnego ekranu dotyko
68
l
wego, również antyrefleksyjny. Dzięki takiemu rozwiązaniu FOX-151 może również pracować w miejscach o bardzo
silnym nasłonecznieniu. Na froncie panelu umieszczone są przyciski funkcyjne, oprócz tradycyjnego włącznika znajduje się również przycisk z funkcją „tryb
nocny” powodującą oszczędność energii, szczególnie podczas pracy na zasilaniu bateryjnym. Na tylnej części obudowy zostały zamontowane wodoodporne,
wykonane w standardzie M12, wyprowadzenia portów. Użytkownik ma do dyspozycji: RS-232 oraz RS-232/422/485,
2xUSB oraz złącze Ethernet w zaciskanej i odpornej na wilgotność wtyczce.
Dostępna jest także konfiguracja ze złączami audio zamiast portu LAN. Istnieje
również możliwość zamówienia wodood-
l
Regulator może stanowić doskonałe
rozwiązanie wszędzie tam, gdzie niezbędna jest gwarancja, że czynnik na pewno
opłynął obieg, i tam, gdzie wymagana jest
odpowiednia różnica temperatur dla zapewnienia optymalnych warunków przy
maksymalnie zmniejszonych kosztach.
Zastąpienie jednego czujnika rezystorem wzorcowym powoduje regulację stałą wokół jednego punktu z zachowaniem
nastawionej krzywej, aproksymowanej
na podstawie wpisanych punktów. Zastąpienie jednego czujnika potencjometrem
o podobnej charakterystyce zamienia regulator uniwersalny w klasyczny regulator temperatury, z regulowaną różnicą za
pomocą krzywej i histerezy. Pozwala to
na sterowanie np. źródłem ciepła w taki
sposób, by jego temperatura była większa
od nastawionej o różnicę pokrywającą
np. straty do otoczenia przez okna itp.
www.zamelcet.com
pornych kabli umożliwiających podłączenie standardowych wyprowadzeń z komputera. Kolejną opcją jest doposażenie
FOX-151 w bezprzewodową kartę sieciową WiFi. Komputer FOX-151 współpracuje z systemami operacyjnymi rodziny
Windows XP/XP Embedded. Temperatura pracy to -20°C ~ +55°C, jednak przy
zastosowaniu przemysłowej karty CompactFlash lub dysku twardego SSD jako
nośnika danych wzrasta do +60°C. Montaż panelu jest zgodny ze standardem
VESA 75/100, opcjonalnie można go też
wyposażyć w zestaw umożliwiający montaż ścienny lub na wysięgniku.
Dzięki swoim cechom oraz stopniu
ochrony i bogatemu wyposażeniu FOX151 idealnie nadaje się do zastosowań
w aplikacjach zewnętrznych. Przy stopniu protekcji IP-65 z każdej strony może
być wykorzystany jako zewnętrzny interfejs HMI w przemyśle, gdzie panują
ciężkie warunki pracy oraz tam, gdzie
używa się środków chemicznych. Panele
z rodziny FOX są już stosowane w aplikacjach kontroli dostępu, m.in. na stadionach piłkarskich.
www.csi.net.pl
PRODUKTY
Newtech
Niezwykły
czujnik wizyjny
Już od dłuższego czasu
w przemyśle stosuje się
systemy wizyjne, które
zwiększają jakość i wydajność produkcji, a przy
tym zmniejszają jej koszty. Coraz częściej
stosuje się je w każdej gałęzi przemysłu,
a ich ciągły rozwój sprawia, że występują nawet w najbardziej zaawansowanych
i trudnych aplikacjach. Swoją wszechstronność zastosowań zawdzięczają dużej
szybkości działania i ogromnej mocy obliczeniowej procesorów do analizy graficznej obrazu. Zalety systemów wizyjnych
można by wymieniać niemal bez końca,
lecz mają one jedną bardzo dużą wadę –
cenę. Koszt zastosowania systemu wizyjnego niejednokrotnie jest zaporą nie do
przebycia dla wielu inwestorów. Rozwiązaniem w takiej sytuacji jest czujnik wizyjny. Jest to mocno uproszczona wersja systemu wizyjnego, która jednak nie zawsze
jest w stanie sprostać postawionym przed
nią wymaganiom technicznym. Niedawno pojawił się jednak na rynku nowy czujnik wizyjny serii VeriSens produkowany
przez Baumer Optronic, który łączy oba
rozwiązania. Jest to wyjątkowo udana seria „mini” systemu wizyjnego przy zacho-
waniu poziomu cen czujników wizyjnych,
a przy tym wyposażona w wyjątkowo łatwy i intuicyjny program konfiguracyjny.
Czujniki VeriSens charakteryzuje m.in.:
szybkość pracy do 50 zdjęć i analiz obrazu na sekundę • 22 rozbudowane funkcje analizujące, w tym czytanie tekstów
kodów paskowych i kodów 2D • pamięć
255 programów, a w każdym z nich do
32 funkcji pomiarowych jednocześnie •
mała kompaktowa obudowa z aluminium
lub stali nierdzewnej ze stopniem ochrony IP69K • zintegrowany bardzo wydajny
oświetlacz oraz wyjście sterujące oświetlaczami zewnętrznymi • pole widzenia
wbudowanego obiektywu od 10x13 mm
do nieskończoności oraz możliwość zastosowania obiektywów z montażem typu
C • cztery programowalne wyjścia cyfrowe oraz dodatkowo RS485 lub Ethernet • możliwość zapisywania zdjęć produktów uznanych za wadliwe, dobre lub
wszystkich (zależnie od potrzeb) • 2 programowalne przyciski • wbudowany serwer WWW, dzięki któremu można zdalnie
podglądać pracę czujnika.
Wszystkie te zalety w połączeniu z niską ceną sprawiają, że czujnik VeriSens
jest idealnym rozwiązaniem zarówno
tam, gdzie nie sprawdzają się tradycyjne
czujniki, jak i tam, gdzie należałoby zastosować kosztowne systemy wizyjne.
www.newtech.com.pl
Twinhead
Twinhead T7M – lekki tablet PC
Firma Twinhead wprowadziła do sprzedaży nowy tablet model T7M. Jest to jeden z najlżejszych i zarazem najnowocześniejszych tabletów przemysłowych
na rynku. Czytelny, dotykowy wyświetlacz o dużej rozdzielczości jest standardowo przystosowany do pracy przy
dużym nasłonecznieniu. Dwie wymienne baterie typu hot swap pozwalają na
długą pracę – do 8 godzin, a w przypadku rozładowania można bez przerywania pracy wymienić akumulator na naładowany. Z boku urządzenia dostępna
jest podświetlana klawiatura numerycz-
na oraz klawisze funkcyjne, które można oprogramować. Wbudowana kamera
pozwala na robienie dokumentacji technicznej na miejscu bez konieczności posiadania oddzielnego aparatu. Dzięki
wykorzystaniu systemu Windows 7 tablet T7M ma ogromną przewagę w funkcjonalności nad urządzeniami typu handheld z systemem Windows Mobile.
l
Phoenix Contact
Telemetria i telesterowanie
poprzez sieć GSM
ILC 150 GSM/GPRS dysponuje funkcjonalnością zdalnej komunikacji przez połączenie dial-in lub GPRS. Funkcja ta
umożliwia nawiązanie połączenia ze sterownikiem poprzez sieć telefonii komórkowej, aby następnie, w ramach zdalnego sterowania, przeprowadzić wymagane
zmiany oprogramowania lub elementów
monitoringu systemu. Pozwala to wyeliminować drogie interwencje serwisowe
w daleko położonych instalacjach.
Połączenie ze sterownikiem może być
nawiązane bezpośrednio z centrali przez
sieć telefonii komórkowej:
• przez połączenie dial-in,
• przez GPRS.
Dostępne są różnego rodzaju połączenia, usługi i taryfy – w zależności od wybranego operatora sieci komórkowej.
www.phoenixcontact.pl
Dzięki możliwości wyposażenia w odbiornik RFID, czytnik kodów kreskowych
oraz GPS i modem 3G tablet świetnie
sprawdza się w logistyce, przy zarządzaniu stanami magazynowymi oraz jako
doskonałe narzędzie dla inkasenta.
Tablet standardowo wyposażony jest
w złącza USB, RJ45 oraz audio, ale producent przewidział także możliwość zamówienia wersji z portem RS-232.
Niezawodność
pracy
urządzenia
w trudnych warunkach gwarantują normy: MIL-STD-810G (wstrząsy, upadki),
IP54 (obudowa pyło- i bryzgoszczelna)
oraz norma transportowa ASTM 416999 Truck Assurance Level II.
www.twinhead.pl
l
69
PRODUKTY
Turck
Stacje zdalnych I/O do stref Ex
TURCK jest jednym z największych na
świecie producentów systemów zdalnych
I/O. Dla aplikacji w obszarach
zagrożenia wybuchem oferuje kompletną linię produktów
pozwalających na realizację
nawet najbardziej wymagających zadań sterowania i zarządzania danymi. Dedykowanym do aplikacji w strefie 2
jest popularny system BL20.
Nowością w ofercie są
2-kanałowe karty analogowe z funkcjonalnością HART.
TURCK ma także nowoczesny, zaawansowany system iskrobezpieczny excom
do montażu w strefie 1 z obsługą sygnałów także ze strefy 0. Dzięki technologii
FDT/DTM obie wspomniane stacje mogą
być łatwo konfigurowane i parametryzowane. Są w rzeczywistości więcej niż
prostym koncentratorem danych procesowych. Stają się częścią majątku produkcyjnego, którym można zarządzać z poziomu
nowej generacji programów typu „asset management systems”. Oprócz
systemów I/O w ofercie TURCK znajduje się
także cała technika połączeniowa (np. kable, złącza, terminatory, bariery
RS485IS/RS485, optocouplery itp.) oraz narzędzia diagnostyczne (np. link Ethernet-Profibus do zdalnej diagnostyki przez
Internet).
www.turck.pl
Guru
Nowe zastosowania kontrolerów ISaGRAF
Firma ICP DAS przedstawiła nowe zastosowanie kontrolerów z preinstalowanym oprogramowaniem ISaGRAF.
Kontrolery XP-8xx7-CE6, WP-8xx7 i VP
-2xW7 mogą obsługiwać protokół Modbus TCP Master w celu uzyskania połączenia z różnymi urządzeniami Modbud
TCP Slave. Poprzednie wersje tych kontrolerów obsługiwały urządzenia mające tylko jeden port Ethernet. Obecnie potrafią one obsługiwać urządzenia mające
dwa porty Ethernet (i w związku z tym
dwa adresy IP). Jeśli jeden port urządzenia jest uszkodzony lub odłączony, kontroler potrafi automatycznie połączyć się
z drugim portem.
Używane są przy tym następujące
funkcje ISaGRAF:
• Mbus_tcp – do podłączenia urządzeń
posiadających tylko jeden adres IP,
• Mbus_tc2 – do podłączenia urządzeń
z dwoma adresami IP. Funkcja ta ma
dodatkowe pole „Device_IP2”. Jeśli
komunikacja z pierwszym adresem IP
ulegnie awarii, kontroler będzie próbował połączyć się z drugim adresem IP.
70
l
Przy
wykorzystaniu
kontrolerów
IDCS-8000 możliwe jest zbudowanie systemu redundantnego:
• dwa kontrolery z podwójnymi portami
Ethernet,
• komputer PC lub panel HMI może być
podłączony tylko do jednego adresu IP,
aby uzyskać połączenie z systemem redundantnym. Jeśli aktywny kontroler
ulegnie uszkodzeniu, po ok. 0,5 sek.
system zostanie przełączny do drugiego kontrolera.
Guru Control Systems jest autoryzowanym dystrybutorem produktów firmy
ICP DAS w Polsce.
www.kamlab.pl
www.guru.com.pl
l
FARO
Nowa wersja SCENE
dla skanerów FARO Photon
Firma FARO udostępniła najnowszą wersję oprogramowania do obróbki skanów
SCENE 4.7 dla skanerów laserowych
FARO.
Program SCENE 4.7 oferuje nową
funkcję Web-Share która pozwala w prosty i bezpieczny sposób udostępniać zeskanowane dane przez Internet. Nowa
funkcja Web-Share jest od początku zintegrowana z oprogramowaniem SCENE
4.7, a publikowanie danych nie wymaga
innych dodatkowych programów.
Oprogramowanie SCENE 4.7 bazuje
na zupełnie nowej architekturze, co pozwala oferować zarówno wersję 64-bitową, jak również wersję dla 32-bitowych
systemów Windows. Architektura 64-bitowa rozszerza pamięć użyteczną, eliminując ograniczenia stawiane przez 32-bitowy system operacyjny.
Funkcja, która naprawdę pomaga
klientom w prowadzeniu codziennej działalności to nowy „obiekt dokumentacji”.
Użytkownicy mogą teraz zaznaczać interesujące ich punkty w zeskanowanych
danych, dodawać komentarze i załączać
dowolne dokumenty. Umożliwia to rozbudowę chmury punktów o dodatkowe
informacje za pomocą hiperłączy.
Ponadto, odświeżona zaawansowana
funkcja Quick View oferuje wszystkie narzędzia do obróbki danych uzyskanych
za pomocą skanowania w naturalnej wizualizacji 360°.
Nowa wersja ma udoskonalony interfejs użytkownika o lepszej strukturze
menu, okna w formie zakładek i nowe
ramki narzędziowe.
Osoby, które już korzystają z oprogramowania SCENE w wersji 4.X otrzymają
bezpłatną aktualizację.
Oprogramowanie SCENE zostało zaprojektowane specjalnie dla skanerów
laserowych FARO. Program sprawnie
i z łatwością przetwarza i zarządza zeskanowanymi danymi, wykorzystując automatyczne rozpoznawanie obiektów, rejestrację i pozycjonowanie skanów.
www.faro.com/poland
PRODUKTY
Balluff
IO-Link Analog Plug
W nowoczesnych maszynach produkcyjnych występuje bardzo wiele sygnałów
analogowych. Ich podłączenie do układów sterowania
wymaga prowadzenia ekranowanych przewodów do szaf
sterowniczych Jest to rozwiązanie kosztowne ze względu na ceny analogowych modułów wejściowych dla
PLC oraz pracochłonne, ponieważ wy-
maga prowadzenia kosztownego
okablowania często na dużych
odległościach. Prostym i ekonomicznym rozwiązaniem wprowadzanym właśnie do oferty
przez firmę Balluff są inteligentne wtyczki konwertujące sygnał analogowy na sygnał cyfrowy IO-Link lub
odwrotnie. Rozwiązanie to jest doskonałym uzupełnieniem bardzo szerokiej oferty firmy Balluff w zakresie elementów z interfejsem IO-Link. Wtyczki
umożliwiają podłączenie standardowych
sygnałów analogowych 0..10 V DC oraz
4..20 mA, a także sygnałów analogowych
z czujników temperatury PT100. Wersje do sterowania analogowego umożliwiają uzyskanie analogowych sygnałów
wyjściowych 0..10 V DC oraz 4..20 mA.
14-bitowe przetworniki gwarantują wysoką jakość przetwarzania sygnału. Rozwiązanie to jest również bardzo szybkie,
gdyż czas przetwarzania sygnału przez
wtyczkę wynosi 2,5 ms. Wtyczka podłączana jest do standardowego portu M12
w masterze IO-Link. Dane przekazywane są poprzez 2 bajty obszaru wejść.
www.balluff.pl
Siemens
Kuka Robotics
Zintegrowanie oprogramowania NX CAM
z CNC SINUMERIK solution line
Plug & automate
Podczas Międzynarodowych Targów ITM
2010 w Poznaniu Siemens, Industry DT
Motion Control wraz z Siemens PLM
Software przedstawiły nowatorskie rozwiązanie w zakresie integracji oprogramowania NX CAM z najnowszą rodziną
sterowań numerycznych SINUMERIK
solution line. W końcu stało się możliwe
połączenie dwóch dotychczas sprzecznych wymagań, tj. szybkiej obróbki
HSM i wysokiej jakości wykończenia powierzchni, która nie wymaga dodatkowego polerowania. Efekt taki uzyskano
dzięki optymalizacji komend i bezstratnej wymianie danych (bez konwersji) pomiędzy CNC SINUMERIK a NX CAM.
Kapituła konkursu tegorocznych targów MachTool 2010 doceniła innowacyjność rozwiązania i nagrodziła złotym medalem to rozwiązanie. Oznacza
ono kolejny krok milowy w rozwoju nowoczesnych metod wytwarzania i w znaczący sposób wpływa na skrócenie czasu w procesie „od projektu do gotowego
produktu” przy zachowaniu najwyższych
parametrów obróbki skrawaniem. Aktualnie rozwój oprogramowania NX CAM
i systemów sterowania CNC z rodziny SINUMERIK 840D sl i 828D jest mocno ze
sobą powiązany. Ten fakt przynosi kolejne korzyści w obsłudze krzywych (nurbs)
oraz powierzchni (surface) bezpośrednio
przez CNC SINUMERIK – bez potrzeby
aproksymacji złożonej geometrii poprzez
punkty charakterystyczne. Krzywe i powierzchnie użyte w NX CAM są przenoszone wprost (bez konwersji) do systemu
sterowania SINUMERIK. Metoda ta znacząco przyspiesza wczytywanie programów obróbczych (procesor sterownika
nie musi konwertować danych), ale także
zapewnia wierne odwzorowanie geometrii, również dla szybkich obróbek skrawających (HSM).
Zintegrowanie NX CAM z SINUMERIK to pierwszy krok do wspólnej promocji rozwiązań IT w obszarze maszyn
i technologii CNC wśród placówek dydaktycznych. Uniwersalność oprogramowania projektowego NX w połączeniu
z funkcjonalnością sterowań SINUMERIK zabudowanych w maszynie, czy też
w zestawach szkoleniowych, daje dziś
profesjonalne narzędzie dla uczelni przeznaczone do kształcenia na każdym poziomie przyszłych inżynierów, technologów i programistów.
W celu przybliżenia nowoczesnych
metod zarządzania cyfrową produkcją
Siemens udostępnił specjalną stronę internetową, zawierającą animacje ilustrujące proces produkcji; http://media.ugs.
com/pl_pl/nx/CAM_2009/CAM_PO.html.
www.siemens.pl
l
W czerwcu w Monachium na targach
AUTOMATICA KUKA Roboter świętowała premierę nowej generacji produktów:
serii robotów QUANTEC i oprogramowania KUKA.WorkVisual oraz szafy sterującej KR C4. Automatyzacja będzie prostsza – czyli zgodnie z hasłem kampanii
„plug & automate”.
Nowa generacja produktów usprawnia automatyzację na poziomie planowania, integracji, obsługi, konserwacji
oraz dostosowanie do specyficznych zastosowań. KUKA pokazuje również poprzez nowy produkt, jak robotyka może
być jeszcze bardziej bezpieczna i energooszcędna.
Nowa seria robotów QUANTEC to rodzina robotów kompaktowa o udźwigu
od 90 do 300 kg i zasięgu do 3100 mm.
W nowej szafie sterującej KR C4
wszystkie zintegrowane moduły sterowania mają połączoną bazę danych oraz
infrastrukturę, której używają wspólnie
oraz mają możliwość komunikowania się
bezpośrednio.
WorkVisual to nowa platforma programistyczna dla KR C4. Spójne dane
i jednolite paski narzędziowe zapewniają szybką i łatwą pracę inżynierom. Spójne środowisko programistyczne pozwoliło np. na wyeliminowanie niezgodności
wersji oprogramowania.
www.kukarobotics.pl
l
71
PRODUKTY
SKF
Nowe bezdotykowe termometry SKF TKTL 10 I TKTL 20
umożliwia dokładny odczyt temperatury • oświetlacz LED pozwala na oglądanie obiektów w słabo oświetlonych
miejscach • stały współczynnik emisji
wynoszący 0,95, właściwy dla wielu aplikacji • zmienny współczynnik emisji nastawiany przez użytkownika między 0,1
a 1,0, umożliwia dostosowanie do wielu
rodzajów powierzchni • różnorodne tryby pomiaru temperatury i alarmy.
TKTL 10 jest termometrem na podczerwień poziomu podstawowego, natomiast
TKTL 20 ma także możliwość bezpośredniego pomiaru temperatury metodą stykową przy wykorzystaniu sondy temperaturowej. Seria TKTL jest częścią szerokiej
oferty SKF w zakresie narzędzi i przyrządów niezbędnych w utrzymaniu ruchu.
www.skf.pl
SKF przedstawił
nową serię termometrów bezstykowych TKTL
10 i TKTL 20. Są
one przenośnymi, lekkimi
przyrządami do bezpiecznego pomiaru temperatury
z pewnej odległości metodą
bezkontaktową. To wyjątkowo
łatwe w obsłudze urządzenia;
wystarczy jedynie wycelować, nacisnąć spust i temperatura obiektu jest pokazywana na wyświetlaczu.
Nowe termometry na podczerwień są
idealnie dopasowane do strategii utrzy-
mania ruchu bazującej na niezawodności w oparciu o pracę operatora (ODR),
gdzie mogą pomóc operatorom i pracownikom działu utrzymania ruchu w lepszej ocenie stanu pracujących maszyn,
w poprawie bezpieczeństwa i zmniejszeniu czasu przestojów. Typowe aplikacje
obejmują kontrolę opraw łożyskowych,
inspekcję urządzeń grzewczych, wentylacyjnych i klimatyzacyjnych oraz przeprowadzanie audytów energetycznych.
Właściwości tych termometrów to
między innymi: szeroki zakres pomiarowy przy użyciu czujnika podczerwieni od -60 do 625°C • stosunek odległości do rozmiaru plamki pomiarowej 16:1
Eltron
Introl
System wizyjny Cognex
serii In-Sight firmy
o rozdzielczości 5 Mpix
Termowizyjny system kontroli transportu paliwa na podajnikach
taśmociągowych LAND HotSpot IR
Producent systemów wizyjnych, firma Cognex, rozszerzył rodzinę inteligentnych
kamer serii In-Sight o nowe modele wyposażone w matrycę 5 Mpix. Wyższa rozdzielczość kamery przy określonym FOV
(pole widzenia) pozwala na bardziej precyzyjną analizę obrazu (3,75 razy większa
dokładność w porównaniu do rozdzielczości VGA 640x480). Co daje zastosowanie
wyższej rozdzielczości w praktyce? Dzięki temu istnieje możliwość wykrywania
mniejszych defektów (rysy, pęknięcia itp.)
na określonych powierzchniach. Możemy
dokonywać bardziej precyzyjnych pomiarów. Istnieje możliwość odczytu bardzo
małych kodów 1D lub 2D na dużej powierzchni (również wielokrotne).
Podstawowe parametry: • rozdzielczość – 2448x2050 pikseli • prędkość
akwizycji – 15 klatek/sek. • dwa razy
większa pamięć niż dotychczas – 256 MB
RAM • komunikacja – Ethernet (GigE).
Kamera IS5605 jest w pełni obsługiwana przez najnowszą wersję oprogramowania In-Sight Explorer 4.4.1.
www.eltron.pl
72
l
Jednym z podstawowych problemów przy
wytwarzaniu energii elektrycznej lub ciepła w elektrociepłowniach na paliwa stałe ( węgiel lub biomasa) jest powstawanie zjawiska samozapłonu. Pożary oraz
wybuchy pyłu w bunkrach prowadzą do
poważnych strat materialnych oraz bezpośredniego zagrożenia życia i zdrowia
załogi. Wśród wielu rozwiązań mających
na celu ograniczenie ryzyka pożaru jest
brytyjski system wykrywania potencjalnych źródeł zapłonu na podajnikach taśmociągowych. Zadaniem systemu jest
nie tylko wykrycie płomieni wśród materiału przemieszczającego się z prędkością kilku metrów na sekundę na taśmociągu, ale także detekcja jakichkolwiek
elementów, których temperatura przewyższa zadany próg, i które mogą wy-
l
wołać wybuch zawieszonego pyłu w bunkrze. Skaner pozwala na 100-krotne
przeskanowanie powierzchni taśmociągu
w ciągu jednej sekundy, co likwiduje piętę achillesową dotychczas stosowanych
pirometrów. Pirometry bowiem wykonują pomiar w czasie od 500 ms, a co
za tym idzie, dają informację o średniej
temperaturze paska o wymiarach 30x200
cm, czyli powierzchni 6000 cm2 (przy
umieszczeniu 1 m nad taśmą z optyką
30:1 i prędkości taśmociągu 2 m/s). Skaner jest w stanie zmierzyć z rozdzielczością 1 cm2 600x większą powierzchnię.
Kolejną zaletą skanera jest to, że mierzy
on 100 pełnych punktów przez całą szerokość taśmociągu, podczas gdy pirometr
jest w stanie dokonać pomiaru jednego
punktu (zazwyczaj środka taśmociągu).
W praktyce pirometr wykrywa wyłącznie
dużą ilość płonącego materiału, skaner
LAND HotSpot Ir natomiast potrafi zabezpieczyć przed przedostaniem się nawet małego, żarzącego materiału do np.:
bunkra węglowego.
www.introl.pl
Giełda Control Engineering Polska
l
l
73
74
l
l
l
l
75
Nasi Reklamodawcy
Firma
Balluff
Bosch Rexroth
CSI Computer Systems for Industry
Elmark Automatyka
Eltron
Endress+Hauser
Festo
Przedsiębiorstwo Automatyzacji i Pomiarów INTROL
strona
25
38–39
41
5, 43, Insert
www
telefon
www.balluff.pl
(71) 338 49 29
www.boschrexroth.pl
(71) 364 73 27
www.csi.net.pl
(12) 638 37 50
www.elmark.com.pl
(22) 773 79 37
www.eltron.pl
(71) 343 97 55
21, Insert
www.festo.pl
(22) 711 41 00
7, 15
www.introl.pl
19
Insert
MICROSENS GmbH & Co. KG
Eastern Europe Representative Office
28–29
www.microsens.com
(71) 337 16 71
Multiprojekt Grzegorz Góral
74–75
www.multiprojekt.pl
(12) 413 90 58
National Instruments Poland
47, 60–61
Newtech Engineering
P.P.H. Wobit Witold Ober
Pepperl+Fuchs
Phoenix Contact
Rittal
Sew Eurodrive
22–23
73
II okładka
35
10–11, 16–17
0800 361 1235
(32) 237 61 98
www.wobit.com.pl
(61) 835 06 20
www.pepperl-fuchs.com
(22) 256 97 70
www.phoenixcontact.pl
(71) 398 04 60
www.rittal.pl
(22) 310 06 00
www.sew-eurodrive.pl
(42) 676 53 00
Sigma CE
45
www.wscad.pl
(42) 611 03 05
Turck
27
www.turck.pl
(77) 414 00 30
www.polna.com.pl
(16) 678 66 01
Zakład Automatyki POLNA
IV okładka
www.ni.com/poland
www.newtech.com.pl
9

pobierz (PDF, 7.4 MByte) - Control Engineering Polska

Transkrypt

Podobne dokumenty

Cezary Grzeblski, Skanska

pobierz (PDF, 9.1 MByte) - Control Engineering Polska

pobierz (PDF, 8.4 MByte) - Control Engineering Polska

pobierz (PDF, 6.7 MByte) - Control Engineering Polska