pobierz (PDF, 9.1 MByte) - Control Engineering Polska

Transkrypt

pobierz (PDF, 9.1 MByte) - Control Engineering Polska
ISSN 1731-5301
AUTOMATYZACJA • ROBOTYKA • STEROWANIE • NAPĘDY • OSPRZĘT • POMIARY • DIAGNOSTYKA • OPROGRAMOWANIE • IT
Nr 1 (84)
Rok X
Wyznaczamy kierunki rozwoju od ponad 60 lat
STYCZEŃ/LUTY 2012
Przemysłowy
Ethernet
a przepływ informacji
16
Raport
Zbliżeniowe i optyczne czujniki
czynników środowiskowych 44
Sterowanie
Regulacja stabilizująca
vs. regulacja nadążna 32
Systemy wizyjne
Potencjał PCI Express 36
www.controlengineering.pl
Zapraszamy na stoisko Control Engineering Polska podczas targów AUTOMATICON 2012
E3 – Hol
$0,0-8*&,
WHATEVER
130%6,6+&4;
YOU
MAKE,
130%6,6+
MAKE
IT RIGHT
50%0#3;&
with
Cognex Vision
[TZTUFNBNJXJ[ZKOZNJ$PHOFY
Cognex revolutionizes manufacturing.
Our
vision systems work tirelessly so
$PHOFY[SFXPMVDKPOJ[PXB˜QSPDFT
that
the products you produce are
XZUXBS[BOJB/BT[FTZTUFNZXJ[ZKOJF
made
at higher speeds, without defects,
VNPÝMJXJBKh[XJ‹LT[FOJFQSPEVLDKJCF[
and
at lower cost.
EFGFLUwXJNOJFKT[ZNLPT[UFN
With
more than a half million systems
;CB[hQPOBEQw˜NJMJPOBQSBDVKhDZDI
installed
and over thirty years of
TZTUFNwXJUS[ZE[JFTUPMFUOJN
experience,
Cognex is the world’s
EPÆXJBED[FOJFN$PHOFYKFTUçSNh
most
trusted machine vision company.
LUwSFKNPÝOB[BVGBm
We
have the people, experience,
.BNZMVE[JEPÆXJBED[FOJFXJFE[‹
knowledge,
and systems you need to
JTZTUFNZXJ[ZKOFLUwSFQP[XPMh$J
ensure
whatever you make, you
XZQSPEVLPXBmEPCS[FOJF[BMFÝOJFDP
Make
It
Right.
QSPEVLVKFT[
DPHOFYDPNNBLFJUSJHIU
cognex.com/makeitright
OD REDAKCJI
Redakcja
Redaktor
inż. Katarzyna Jakubek
[email protected]
Zespół redakcyjny
dr inż. Paweł Dworak,
dr inż. Andrzej Ożadowicz,
mgr inż. Łukasz Urbański,
dr inż. Krzysztof Pietrusewicz,
mgr inż. Izabela Cieniak
Korekta
Małgorzata Wyrwicz
Coś się kończy,
coś zaczyna
owy rok przynosi nam nowe wyzwania, a my staramy się określić priorytety na nadchodzące miesiące i zrealizować noworoczne postanowienia. Zamierzamy kontynuować prace obejmujące nasze
stałe zadania oraz prezentować w każdym numerze relacje z najważniejszych wydarzeń. Będziemy
też, jak zwykle, obecni na najciekawszych targach i imprezach promujących produkty związane z branżą.
Stawiamy sobie jednak nowe wyzwania i na pewno postaramy się, aby każdy kolejny numer naszego
periodyku spełniał Państwa oczekiwania.
I tak na początek prezentujemy cieszący się dużym zainteresowaniem temat wykorzystania przemysłowego Ethernetu do przepływu informacji pomiędzy urządzeniami. Szacuje się, że w ciągu najbliższych
5 latach popyt na komponenty sieciowe wzrośnie o około 10%. Dzieje się tak zarówno ze względu na
niezaprzeczalne zalety Ethernetu, jak również rosnące zapotrzebowanie producentów OEM na zwiększony
przepływ informacji i łączność pomiędzy urządzeniami. Zwiększenie przepływu danych pomiędzy urządzeniami przynosi wymierne korzyści dla użytkowników zarówno pod względem wymiany danych w czasie
rzeczywistym (bezpośrednia informacja o ilościach półproduktów i surowców), elastyczności produkcji
(dostosowanie produkcji do zamówień klienta), a także z uwagi na to, że informacje o procesie produkcyjnym stają się dostępne dla całego przedsiębiorstwa (dzięki urządzeniom wyposażonym w gniazdo Ethernet
i funkcje serwera Web).
Zbliża się rozstrzygnięcie konkursu na produkt roku. Chcielibyśmy gorąco wszystkim podziękować
za aktywny udział i duże zainteresowanie. Będzie to ciekawe podsumowanie ubiegłorocznych osiągnięć
w wielu konkurencjach. Wyniki już niebawem.
W naszym aktualnym numerze, w dziale Produkty przedstawiamy informacje o produktach i ich
producentach. Mamy nadzieję, że prezentowane nowości i rozwiązania techniczne pomogą w dokonaniu
właściwego wyboru.
A my ze swej strony oczekujemy na Państwa opinie i komentarze. Pomogą nam one w wyborze coraz
ciekawszych materiałów i pozwolą na przedstawienie nowych zagadnień związanych z tak szybko rozwijającą się branżą, jaką jest automatyka przemysłowa.
N
Katarzyna Jakubek, redaktor
[email protected]
DTP
Grzegorz Solecki
[email protected]
Reklama
Agnieszka Gumienna
[email protected]
Marketing
Aleksander Poniatowski
[email protected]
Prenumerata
www.controlengineering.pl/prenumerata
Druk i oprawa
Drukarnia Taurus
Wydawnictwo
TMI Holdings sp. z o.o.
ul. Wita Stwosza 59a, 02-661 Warszawa
tel. +48 22 852 44 15, faks +48 22 899 30 23
e-mail: [email protected]
www.trademedia.us
Prezes zarządu
Michael J. Majchrzak
[email protected]
Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za
treść reklam i ogłoszeń oraz nie zwraca materiałów niezamówionych. Redakcja zastrzega
sobie prawo do adiustacji i skracania tekstów
oraz zmiany ich formy graficznej i tytułów.
Czasopismo wydawane na licencji CFE Media
LLC, oparte na amerykańskim magazynie
Control Engineering. Wszystkie prawa zastrzeżone. Powielanie lub rozpowszechnianie
zamieszczonego materiału redakcyjnego w
jakiejkolwiek postaci, w jakimkolwiek języku,
w całości lub jego części, bez uprzedniej
pisemnej zgody CFE Media LLC jest zabronione. Control Engineering jest zastrzeżonym
znakiem towarowym CFE Media LLC.
2 • STYCZEŃ/LUTY 2012 CONTROL ENGINEERING POLSKA • www.controlengineering.pl
SPIS TREŚCI
STYCZEŃ/LUTY 2012
Nr 1 (84)
Rok X
W NUMERZE
sterowania oparte
22 Systemy
na sterownikach PLC
Postęp w elektronice zwiększa funkcjonalność
przemysłowych komponentów automatyki.
32
Regulacja stabilizująca
vs. regulacja nadążna
Projektowanie pętli sprzężenia zwrotnego rozpoczyna się
od uświadomienia sobie celu jej przeznaczenia
i zrozumienia zmian zachodzących w procesie.
36
TEMAT Z OKŁADKI
Ethernet
16 Przemysłowy
a przepływ informacji
Odporne przemysłowe sieci Ethernet zapewniają szybką
i pewną komunikację między maszynami i robotami oraz
uniwersalną łączność na terenie całego przedsiębiorstwa.
Potencjał PCI Express
Źródło zasilania
o niskich szumach
w wejściowych z regulowanym
Bufor
VREF
ADC
Cyfrow
izolacj
HART
Cyfrow
izolacj
Magistrala PCI Express (PCIe) charakteryzuje
się determinizmem oraz możliwością przesłania dużej
ilości danych w ciągu sekundy. Nadaje się idealnie do
wykorzystania w komputerowych systemach wizyjnych
typu frame-grabber ze względu na zdolność przetwarzania
obrazu i transmisji wideo o wysokich rozdzielczościach.
Region EMEA drugim
54
największym rynkiem
dla Rockwell Automation
Wywiad z Keithem Nosbuschem i Hedwigiem Maesą
podczas Automation Fair.
Badanie szwów zgrzewanych
56
punktowo na podstawie
zdjęć rentgenowskich
Otrzymanie wyrobów wysokiej jakości wykonanych
z użyciem zgrzewania jest możliwe jedynie w przypadku,
jeśli w przedsiębiorstwie przeprowadzane są trzy rodzaje
kontroli: kontrola wstępna, kontrola w procesie zgrzewania
i końcowa kontrola gotowego wyrobu bądź połączenia.
RAPORT
i optyczne czujniki
44 Zbliżeniowe
czynników środowiskowych
Detekcja obiektów oraz identyfikacja ich położenia
i wymiarów to najczęstsze zadania czujników zbliżeniowych
i optycznych. Urządzenia te są wykorzystywane jako
elementy większych układów kontrolnych lub systemów
bezpieczeństwa. Każdy typ czujnika w zależności od
aplikacji ma swoje wady i zalety.
www.controlengineering.pl • CONTROL ENGINEERING POLSKA STYCZEŃ/LUTY 2012 • 3
WYDARZENIA
X Międzynarodowe Targi
Sprzętu Elektrycznego
i Systemów Zabezpieczeń
ELEKTROTECHNIKA 2012
Targi ELEKTROTECHNIKA na stałe wpisały się w kalendarz imprez targowych
w Polsce. Przeznaczone są dla producentów i dystrybutorów sprzętu niskiego
i średniego napięcia oraz systemów
alarmowych. Targi odbędą się 12­14
marca w Centrum Wystawienniczym
EXPO XXI w Warszawie. Równolegle
z Targami ELEKTROTECHNIKA odbywają się Targi Czystej Energii CENERG
(www.cenerg.pl) oraz Targi ŚWIATŁO
(www.lightfair.pl).
Targi skierowane są do producentów
i użytkowników sprzętu niskiego, średniego i wysokiego napięcia oraz systemów alarmowych i rozwiązań umożliwiających instalację przewodów elektrycznych w nowoczesnych budynkach.
Swoją popularność Targi ELEKTROTECHNIKA zawdzięczają formule łączącej warsztaty i szkolenia dla specjalistów
z prezentacją sprzętu i najnowszych technologii stosowanych w branży elektrotechnicznej i budownictwie.
Targom towarzyszą liczne konferencje, szkolenia i warsztaty przeznaczone
dla instalatorów, inżynierów elektryków, projektantów. Niewątpliwie najważniejszym wydarzeniem będzie cykl szkoleń dla inżynierów elektryków organizowany wspólnie z Polską Izbą Inżynierów
Budownictwa. Targi ELEKTROTECHNIKA 2012 tradycyjnie połączone będą
z kilkunastoma konferencjami, warsztatami i szkoleniami skierowanymi do inżynierów budownictwa, inżynierów elektryków, inspektorów nadzoru, instalatorów, a także inwestorów i deweloperów.
Na szkolenia można się zarejestrować
na stronie www.elektroinstalacje.pl.
Targom towarzyszyć będzie cykl szkoleń dla projektantów, wykonawców
i użytkowników instalacji elektrycznych,
energetycznych oraz systemów automatyki i sterowania, wystawa TELETECHNIKA 2012 skierowana do producentów
i dystrybutorów urządzeń, doradców,
projektantów, wykonawców i administratorów systemów teletechnicznych,
spotkania z architektami, przedstawicielami władz samorządowych, zarządcami nieruchomości oraz spółdzielniami
mieszkaniowymi i wiele innych atrakcji.
Targi uzupełnia Wystawa Czystej Energii CENERG – wydarzenie łączące spotkania branżowe, seminaria i warsztaty
prowadzone przez specjalistów z branży,
fachowców i przedstawicieli producentów
wystawiających się na targach.
www.elektroinstalacje.pl
Schneider Electric jednym z uczestników
podmorskiego projektu Asgard
Firma Schneider Electric wygrała w rozpisanym przez Aker Solutions konkursie
na zaprojektowanie i wdrożenie pracującej na dnie morskim kontrolnej jednostki
dystrybucji zasilania CPDU (Controls
Power Distribution Unit) dla znajdującej
się u wybrzeży Norwegii, położonej na
głębokości 300 metrów podwodnej stacji kompresyjnej Asgard. Stację obsługuje firma Statoil.
Rozwiązanie zaproponowane przez
Schenider Electric spełniło wszystkie warunki dotyczące specyfikacji stawiane przez klientów, na które składały
się między innymi wysokie wymagania w zakresie architektury dystrybucji
mocy, obudowy modułów podwodnych oraz sztywnych standardów
niezawodności.
Rozwiązanie typu „Projektuj i buduj”
przeznaczone dla CPDU obejmuje bardzo
szczegółowe badania dotyczące dostępności, warunków termicznych i mechanicznych, bezpieczeństwa operacyjnego
i kompatybilności elektromagnetycznej.
W ramach projektu przeprowadzona
zostanie seria testów mających na celu
demonstrację zgodności z wymogami
standardu eksploatacji podwodnych złóż
ropy naftowej i gazu ISO13628-6.
Asgard znajduje się na płyciźnie Halten na Morzu Norweskim, około 200
4 • STYCZEŃ/LUTY 2012 CONTROL ENGINEERING POLSKA • www.controlengineering.pl
kilometrów od brzegu na średniej głębokości od 240 do 310 metrów. Wykorzystując 52 odwierty w 16 punktach, stacja jest jedną z największych inwestycji
na norweskim szelfie kontynentalnym.
Z powodu spadającego ciśnienia gazu
ziemnego wydobywanego ze złoża kompresja jest niezbędnym warunkiem przyspieszenia tempa produkcji. Podmorska
kompresja na stacji Asgard ma zwiększyć wydobycie na polach Mikkel i Midgard o 278 baryłek przeliczeniowych
ropy.
Stacja kompresji gazu Asgard rozpocznie funkcjonowanie w 2014 roku.
www.schneider-electric.com
Modernizacja
linii produkcyjnej
zakładu ABB
w Przasnyszu
25 nowych miejsc pracy oraz zwiększenie mocy produkcyjnych do około 750 sztuk aparatów kombinowanych rocznie – takie mają być pierwsze efekty modernizacji procesu
produkcyjnego nowego przekładnika kombinowanego WN
typu PVA 123.
PVA 123 od kilku miesięcy produkowany jest w Zakładzie Przekładników i Ograniczników Przepięć ABB w Przasnyszu. Wprowadzenie nowego wyrobu wymusiło szereg
zmian w procesie produkcyjnym, począwszy od wybudowania nawijalni po modernizację istniejącej linii produkcyjnej. Zdaniem szefa działu R&D oraz Wsparcia Technicznego produkcji ograniczników przepięć oraz przekładników
WN Marcina Tarnowskiego, zmiany są niezbędne do uruchomienia kompletnej linii zgodnie z najwyższymi standardami jakościowymi, prowadzenia pełnej kontroli procesu
produkcji oraz optymalizacji kosztów wyrobu.
– Efektem tych prac będzie uruchomienie najnowocześniejszej w naszej grupie linii produkcyjnej olejowych
przekładników wysokiego napięcia, z terminami dostaw
o ponad 30 procent krótszymi w porównaniu z konkurencją
– powiedział Marcin Tarnowski.
Proces inwestycji rozpoczął się w lipcu i będzie odbywać się etapami. Jednym z nich jest wybudowanie nawijalni, której całkowite zakończenie uruchomiania przewidziane jest na wrzesień 2012 roku. Na potrzeby nawijalni stworzono hermetyczne pomieszczenie, stanowiące
strefę czystą, odseparowane od reszty obszarów produkcji,
w którym panują odpowiednie warunki klimatyczne.
Zakupione zostaną specjalistyczne maszyny oraz urządzenia projektowane i budowane przy współpracy z działem technicznym ABB z Przasnysza (m.in. maszyny do
nawijania uzwojeń, maszyny dla procesu izolowania cewek
prądowych i napięciowych, czy nawijania przepustów ze
sterowaniem pojemnościowym). Kolejnym etapem będzie
optymalizacja procesu suszenia, montażu, układu gospodarki olejem transformatorowym oraz modernizacja układu
impregnacji. Całkowity koszt inwestycji to 2,1 mln dolarów. Nowa linia technologiczna ma pomóc w dalszej poprawie efektywności produkcji – docelowo przasnyski zakład
ma wytwarzać około tysiąca sztuk przekładników z rodziny
PVA rocznie.
PVA 123 został skonstruowany jako następca znanego
przekładnika JUK. W nowym przekładniku takie same są
jedynie wymiary zewnętrzne, rozkład mocowań i przyłączy. Chodziło bowiem o to, aby nowy produkt był kompatybilny ze swoim poprzednikiem.
ABB poddała nową konstrukcję pełnej próbie typu.
Wszystkie testy aparatu zakończyły się pomyślnie.
www.abb.pl
AUTOMATYZOWAĆ
ZNACZY
OPTYMALIZOWAĆ.
Odkryj teraz cały potencjał:
na targach AUTOMATICA 2012.
TECHNOLOGIE MONTAŻU I ZASTOSOWANIA
PRZEMYSŁOWA OBRÓBKA OBRAZU
ROBOTYKA
SYSTEMY POZYCJONUJĄCE
TECHNOLOGIE NAPĘDÓW
SENSORYKA
TECHNOLOGIE STEROWANIA
SYSTEMY BEZPIECZEŃSTWA
TECHNOLOGIE ZAOPATRZENIA
5. Międzynarodowe Targi Automatyki
i Mechatroniki
22 – 25 maja 2012 | Messe München
Biuro Targów Monachijskich w Polsce
Warszawa | tel. 22 620 4415 | [email protected]
Pierwszy miesięczny
abonament na wybrane
funkcje Solid Edge
Siemens PLM Software, jednostka organizacyjna Siemens Industry Automation
Division i dostawca oprogramowania
oraz usług z zakresu zarządzania cyklem
życia produktów (PLM), poinformowała
o nowym modelu abonamentowym na
poszczególne poziomy funkcjonalne
oprogramowania Solid Edge®, wprowadzanym wyłącznie za pośrednictwem
Local Motors, partnera Siemens PLM
Software, dla globalnej społeczności
Local Motors. Od teraz członkowie tej
społeczności mogą wybierać konkretne
funkcje z różnych poziomów profesjonalnego oprogramowania do projektowania wspomaganego komputerowo
(CAD) i korzystać z nich po opłaceniu
miesięcznego abonamentu, w zależności
od indywidualnych potrzeb.
Po Solid Edge Design1™ – ogłoszonym niedawno rozwiązaniu oferującym funkcje CAD w pakietach
dostosowanych do potrzeb entuzjastów projektowania – społeczność Local
Motors może teraz korzystać z kolejnych
poziomów i wykupywać licencje na
Solid Edge Design and Drafting, Solid
Edge Foundation, Solid Edge Classic aż
do Solid Edge Premium. Każdy z wymienionych poziomów funkcjonalnych
Solid Edge obejmuje dostęp do unikatowej technologii synchronicznej, w której szybkość i elastyczność bezpośredniego modelowania łączy się z precyzją
projektowania sterowanego wymiarami.
Oprogramowanie i miesięczną licencję
na każdą z ofert można pobrać i wykupić bez podejmowania długoterminowych zobowiązań. Cennik umożliwia
korzystanie z przystępnej miesięcznej
taryfy, po opłaceniu której użytkownik
ma dostęp do poziomu oprogramowania
odpowiadającego jego potrzebom.
www.local-motors.com/solidedge
Phoenix Contact
Dostawcą Roku 2011
w firmie Vestas
Vestas Wind Systems to wiodący światowy producent systemów turbin wiatrowych z siedzibą w Randers w Danii.
Po raz kolejny Vestas wyłonił
Dostawcę Roku. Tym razem tytuł przypadł firmie Phoenix Contact, która została
Dostawcą Roku 2011 systemu kontroli.
Frank Stührenberg, wiceprezes Phoenix
Contact, odebrał nagrodę z Lars Rindal,
dyrektor zarządzający Kategoria Vestas
Control Systems. Przyznając nagrodę,
Vestas zwrócił uwagę na konstruktywną
i zaufaną współpracę obu firm.
Phoenix Contact obecny jest na
wszystkich rynkach, dzięki czemu
obie firmy mogą skutecznie ze sobą
współpracować, zarówno lokalnie, jak
i na całym świecie. Jakość i wydajność dostawców elektroniki przemysłowej odgrywa kluczową rolę w decyzjach firmy Vestas. – Jakość rozwiązań
turbin wiatrowych Vestas zależy od
jakości dostawców – wyjaśnia Rindal.
– W związku z tym stawiamy wysokie
wymagania naszym dostawcom. Phoenix Contact to dostawca komponentów
elektronicznych i rozwiązań dla produkcji energii w elektrowniach wiatrowych.
Phoenix Contact oferuje szeroką
gamę innowacyjnych produktów i rozwiązań do zastosowań w elektrowniach wiatrowych, wodnych, fotowoltaice czy samochodach elektrycznych.
Dla potrzeb rozwiązań odnawialnych
źródeł energii Phoenix Contact dostarcza urządzenia ochrony przeciwprzepięciowej napięcia dla turbin wiatrowych,
złącza do baterii słonecznych, systemy
monitoringu zużycia energii w produkcji i złącza dla stacji ładowania samochodów elektrycznych.
www.phoenixcontact.pl
WYDARZENIA
ASTOR wśród najlepiej zinformatyzowanych
Ogłoszono wyniki XI Konkursu „Raport
Businessman.pl TELEINFO” na najlepiej zinformatyzowane firmy i instytucje w 2011 roku. ASTOR zdobył w nim
wyróżnienie w kategorii MSP.
Kapituła konkursu doceniła projekty
informatyczne zrealizowane przez firmę
w ciągu ostatnich 2 lat. ASTOR jako
dostawca globalnych rozwiązań w dziedzinie automatyzacji i robotyzacji produkcji, w swoją strategię wpisuje podnoszenie poziomu wiedzy technicznej
i rozwój nowoczesnych technologii we
własnej organizacji.
Nieprzerwanie od 25 lat ASTOR
poprawia infrastrukturę i systemy informatyczne, bez których trudno wyobrazić
sobie codzienną pracę blisko 100 zatrudnionych lub współpracujących z firmą
osób. Wśród autorskich rozwiązań laureata konkursu znalazły się między
innymi Profesal ERP United, Platforma
Internetowa ASTOR czy Mobilny pracownik. Każdy z pracowników firmy
używając tych systemów informatycznych uzyskuje większą efektywność, co
w sposób bezpośredni przekłada się na
przewagę konkurencyjną firmy ASTOR
na rynku. – Zdobycie wyróżnienia
zawsze działa niezwykle budująco, stanowi dobre podsumowanie naszych działań i podkreśla siłę informatyczną naszej
firmy – mówi Marek Zamojski, kierownik Działu IT w firmie ASTOR.
W roku 2011 uruchomiona została,
nadal rozwijana – Platforma Internetowa
ASTOR – serwis transakcyjny online dla
klientów dostępny pod adresem:
http://platforma.astor.com.pl
Platforma, obok ogólnopolskiej linii
telefonicznej, jest drugim podstawowym
kanałem komunikacji w nowym systemie
Pomocy Technicznej ASTOR, który ruszy
od stycznia 2012 roku.
Serwis wykracza jednak poza obszar
wsparcia technicznego, obejmując swoją
funkcjonalnością także zarządzanie:
 procesami sprzedaży i realizacji
zamówień,
 kontaktami z partnerami firmy,
 e-learningiem.
Ze względu na swoją modułowość system umożliwia dalszy rozwój
o kolejne funkcje. W planach przewidywane jest wdrożenie m.in. systemu do
generowania ofert dla partnerów.
Rok 2011 to czas spędzony na konsolidacji wyżej wymienionych systemów oraz wdrożeniu nowych, takich
jak: mobilny pracownik, wirtualizacja,
system zarządzania zasobami, system
zarządzania licencjami, system wypożyczeń wraz z autorskim panelem szybkich
wypożyczeń, system obiadowy i wiele
innych, mniejszych systemów.
www.astor.com.pl
+BLPQUZNBMJ[PXBȔQSPDFTZ
QSPEVLDZKOF
5BSHJ*OEVTUSJBM"VUPNBUJPOPGFSVKȒ
LPNQMFLTPXZQS[FHMȒESZOLV
THINK TECH,
ENGINEER
SUCCESS
JOOPXBDZKOFUFDIOPMPHJFX
QS[FNZɦMFJFOFSHFUZDF
OBKOPXT[FPTJȒHOJȦDJBXE[JFE[JOJF
SPCPUZLJBVUPNBUZLJQS[FNZTɏPXFK
TZTUFNÎXLPOUSPMJJCF[QJFD[FɑTUXB
XUFDIOPMPHJBDITFOTPSZD[OZDIJ
QS[FUXBS[BOJBPCSB[V
BLUVBMOFUFNBUZUBLJFKBL&/&3(:
&''*$*&/$:PSB[*/%6453*"-*5
hannovermesse.com
23 – 27 kwietnia 2012
New technologies
New solutions
New networks
NEW TECHNOLOGY FIRST
4[D[FHÎɏPXFJOGPSNBDKFUFMJOGP!IGQPMBOEDPN
4[D[FHÎɏPXFJOGPSNBDKFUFMJOGP!IGQPMBOEDPN
23 –27 April 2012 · Hannover · Germany
WYDARZENIA
Drugie zawody narciarsko-snowboardowe
ASTOR Winter Cup 2012
To jedyna tego typu impreza w Polsce, która do sportowej rywalizacji na
stoku zaprasza wszystkich pracujących
w branży automatyki i robotyki miłośników białego szaleństwa wraz ze swoimi
rodzinami. ASTOR Winter Cup 2012 to
widowisko sportowe oraz doskonała okazja do aktywnego spędzenia czasu wspólnie ze swoimi bliskimi, przyjaciółmi
oraz partnerami w biznesie. Uczestnicy
i kibice mogą liczyć na zdrową dawkę
adrenaliny i dobrą zabawę. Mamy też
zapewnienie (informator chce pozostać anonimowy), że 4 marca na stoku
w Kluszkowcach będzie biało, także prosimy wszystkich chętnych do udziału
w zawodach o ostrzenie krawędzi.
ASTOR Winter Cup ma zachęcić
całe rodziny do wspólnej zabawy na
stoku i dodatkowo, poprzez otwartą formułę, stwarza możliwości poznania ludzi
z branży oraz wymiany opinii. Szczególną uwagę organizator skupia na najmłodszych uczestnikach. Z myślą o tej
grupie planowane są dodatkowe zabawy
i atrakcje.
Podobnie jak w ubiegłym roku
zawody będą miały charakter profesjonalny i zostaną przeprowadzone zgodnie
z narciarskim regulaminem sportowym,
dzięki czemu sportowych emocji z pewnością nie zabraknie.
Organizator przewiduje przeprowadzenie dwóch przejazdów slalomu giganta
w konkurencji narciarskiej i snowboardowej. Zawody będą odbywały się w różnych grupach wiekowych, a dla najlepszych, oprócz bezcennej satysfakcji z miejsca na podium, czekają nagrody. Osoby,
które nie uprawiają czynnie sportów
zimowych, również są mile widziane na
stoku, organizator zapewnia atrakcje dla
wszystkich gości, w tym najmłodszych.
Szczegółowe informacje wraz z regulaminem imprezy znajdą Państwo na
dedykowanej stronie.
www.astor.com.pl/wydarzenia/wintercup
RS obchodzi pierwszą rocznicę działalności
w Europie Wschodniej
1 stycznia 2011 roku firma RS Components rozpoczęła działalność w Europie
Wschodniej. Od tego czasu klienci w Polsce, Czechach i na Węgrzech mają możliwość zakupu ponad 550 000 produktów od wiodących producentów. Z kolei
firma RS zwiększyła swoją obecność na
europejskim rynku w jednym z najbardziej dynamicznych regionów w Europie.
Pierwszy rok okazał się sukcesem dla
RS. Działalność w Polsce, Czechach i na
Węgrzech stale się rozszerza, a sprzedaż w bieżącym roku finansowym zdecydowanie rośnie w porównaniu do ubiegłego. Dotychczasowe reakcje klientów były bardzo pozytywne, zarówno
w przypadku lokalnych, jak i większych,
międzynarodowych klientów. Lokalne
zespoły sprzedaży współpracują z ponad
100 dużymi klientami, aby zapewnić
niezawodne usługi i dalszy rozwój działalności. Dodatkowo udział eCommerce
we wszystkich trzech krajach jest znacznie powyżej średniej RS i wynosi 65%.
Oferta RS obejmuje wysoki poziom
usług i dostęp do najszerszej palety
produktów w Europie. Firma RS jest jednym z dystrybutorów dla firm małego
i średniego zapotrzebowania w zakresie elektroniki i automatyki. RS koncentruje się na trzech głównych grupach docelowych w przedsiębiorstwach,
oferując dostawę produktów w dowolnych ilościach oraz gwarancję usług najwyższej jakości. Pierwszą grupę stanowią inżynierowie elektronicy, stawiający
przede wszystkim na innowację. Pracownicy utrzymania ruchu i konserwacji,
jako druga grupa, wymagają szerokiej
gamy produktów, które należy dostarczyć szybko i niezawodnie. Istotne jest
również wsparcie techniczne i doradztwo
w zakresie planowania wydajnej produkcji. Trzecią grupę tworzą nabywcy, którzy poszukują elastycznego dystrybutora
w celu optymalizacji procesów zakupu
i redukcji kosztów.
Klienci w szczególności doceniają
dostępność produktów oraz niezawodne
zaopatrzenie. W ten sposób RS oferuje
klientom możliwość składania zamówień
online i wysyłki już tego samego lub
8 • STYCZEŃ/LUTY 2012 CONTROL ENGINEERING POLSKA • www.controlengineering.pl
następnego dnia. Dystrybutor wspiera
również potrzeby inżynierów w zakresie niewielkich ilości w ramach projektowania i tworzenia prototypów, jak również ilości produkcyjnych mniejszych niż
standardowa dla producenta wielkość
zamówienia. Duża część palety produktowej dostępna jest w standardowych
opakowaniach przemysłowych i jest
gotowa do bezpośredniego włączenia do
zautomatyzowanego trybu produkcyjnego. Klienci, którzy żądają standardowego opakowania przemysłowego, mogą
zamówić żądaną ilość i uniknąć niepotrzebnych kosztów utrzymywania produktów na stanie. Dodatkowo firma RS
udostępniła nowe zasoby online, dzięki
którym klienci mogą uprościć i przyspieszyć proces projektowania.
Od stycznia 2011 roku strona internetowa RS funkcjonuje w Polsce, w Czechach i na Węgrzech w lokalnej walucie
i lokalnym języku. Narzędzia do projektowania DesignSpark i DesignSpark PCB
doskonale uzupełniają ofertę RS.
www.pl.rs-online.com
RS obchodzi 1 urodziny w Polsce.
Swiętuj z nami: ponad 550 000 produktów z zakresu
elektroniki i automatyki oraz błyskawiczna dostawa.
Zamów już dziś, by otrzymać atrakcyjne produkty premiowe.
*Akcja promocyjna ograniczona czasowo. Szczegóły na RS Online.
www.rspoland.com/urodziny
WYDARZENIA
Gazela dla BALLUFF-a
BALLUFF Sp. z o.o. uhonorowana prestiżową statuetką „Gazela Biznesu”
w rankingu najbardziej dynamicznych małych i średnich firm w Polsce!
Otrzymane wyróżnienie potwierdza rzetelność firmy, uczciwość wobec pracowników, kontrahentów i klientów, a także systematyczny wzrost sprzedaży
w ciągu minionych 3 lat.
– Każde wyróżnienie
nobilituje firmę, ale to, które
przyznawane jest obiektywnie, na podstawie wyników sprzedaży, zatrudnienia i kondycji firmy, jest
szczególnie cenne – mówi Paweł Stefański, prezes BALLUFF. – Gazela Biznesu
to nagroda za całoroczną pracę, za rzetelność, solidność, uczciwość i właściwe
podejście do naszych klientów. To także zobowiązanie do szczególnej dbałości o utrzymanie wyznaczonych standardów, aby za rok również znaleźć się
w szlachetnym gronie wyróżnionych firm. Statuetka jest wspaniałą rekomendacją firmy i jednocześnie punktem odniesienia do dalszych działań nad jej
rozwojem.
Walki robotów
15 grudnia 2011 r. budynek Akademii Górniczo-Hutniczej zmienił się w prawdziwe pole walki
robotów. Wtedy to odbył się trzeci już Finał Turnieju Robotów Mobilnych Legomotive, organizowany przez Stowarzyszenie Studentów BEST
AGH Kraków.
W wydarzeniu brało udział pięć trzyosobowych drużyn – cztery złożone ze studentów AGH
oraz jedna z przedstawicieli jednego z krakowskich liceów. Przed Finałem, podczas trzydniowych warsztatów, uczestnicy budowali swoje
maszyny z zestawów Lego Mindstorms. Efekty
przeszły wszelkie oczekiwania – roboty wykazały
się szybkością, precyzją, tańczyły, śpiewały i miotały ogniem.
Konkurencje polegały na jak najszybszym
i dokładnym pokonaniu trasy wyznaczonej na
papierze, narysowaniu loga BEST-u i „Freestyle”,
czyli zaskoczenia czymś jury i organizatorów.
Zwycięstwo odniosła drużyna licealistów
„Szwedzkie danie”, która swoim robotem przekształconym w miotacz ognia „wymiotła”
konkurencję.
Nagrody były warte takich zmagań. Zwycięzcy otrzymali sprzęt specjalistyczny dla elektroników ufundowany przez firmę Semicon, przyrząd pomiarowy myDAQ, bony na drukowanie
3D od firmy Solveere, a także licencję na oprogramowanie LabVIEW przekazane przez National Instruments oraz książki techniczne od firmy
Helion.
Board of European Students of Technology –
to międzynarodowa organizacja non-profit, działająca przy 91 najbardziej prestiżowych uczelniach technicznych Europy. Stowarzyszenie Studentów BEST AGH Kraków jest lokalną grupą
organizacji, istniejącą już 18 lat przy Akademii
Górniczo-Hutniczej w Krakowie.
www.BEST.krakow.pl
Hannover Messe 2012
W dniach 23–27 kwietnia br. w Hanowerze odbędą się
światowe Targi Innowacyjnych Technologii Przemysłowych
– Hannover Messe 2012. Targi Hanowerskie to najważniejsza światowa impreza z zakresu technologii dla przemysłu,
szczególnie w zakresie automatyki przemysłowej, energetyki
oraz innowacyjnych rozwiązań i technologii dla zakładów
energetycznych i elektrowni. Na targach wystawia się ok. 5
tys. przedsiębiorców, a odwiedza je ok. 250 tys. fachowców.
Równocześnie odbędzie się osiem międzynarodowych
targów branżowych:
 Międzynarodowe Targi Branżowe Automatyzacji Produkcji – INDUSTRIAL AUTOMATION Międzynarodowe
Tragi Wytwarzania Energii ze Źródeł Konwencjonalnych
i Odnawialnych, Zaopatrzenia w Wodę oraz Przesyłu i Dystrybucji Energii – ENERGY
 Międzynarodowe Tragi Napędów Hybrydowych
i Elektrycznych, Mobilnych Nośników Energii i Pojazdów
Alternatywnych – MOBILTEC
 Międzynarodowe Targi Branżowe Zintegrowanych
Procesów Przemysłowych oraz Systemów Informatycznych
i telekomunikacyjnych – DIGITAL FACTORY
 Międzynarodowe Tragi Dostaw Materiałów do Produkcji Komponentów i Systemów dla Przemysłu Pojazdów
Mechanicznych, Maszynowego i Urządzeń Przemysłowych –
INDUSTRIAL SUPPLY
 Międzynarodowe Tragi Transformatorów, Cewek i Silników Elektrycznych COIL TECHNICA
 Międzynarodowe Tragi Technologii Ekologicznych
– INDUSTRIALGREENTEC
 Międzynarodowe Tragi Prac Badawczo-Rozwojowych
i Transferu Technologii – RESERCH & TECHNOLOGY.
Warto także zwrócić uwagę na główny temat targów
IndustrialGreenTec – produkcja ekologiczna. Jest to bardzo
ważny dla przemysłu trend, pozwalający na wdrażanie bardziej ekologicznych i efektywnych procesów wytwórczych.
Dzięki zastosowaniu metod związanych z Green Production można skutecznie redukować emisję gazów i wolumen
odpadków przy jednoczesnym zmniejszeniu wykorzystania
kosztownych surowców i zmniejszeniu zużycia prądu, gazu
i wody. Szczególne znaczenie dla przedstawicieli przemysłu,
zainteresowanych wdrażaniem tych technologii będą miały
specjalistyczne konferencje, prezentujące trendy rozwojowe
w tej dziedzinie i konkretne rozwiązania.
Z przyjemnością informujemy, że mamy gratisowe bilety
dla naszych czytelników. Gratisowy bilet uprawnia do
wstępu na wszystkie dni targowe, a jego cena nominalna
wynosi 58 euro. Zatem warto skorzystać z naszej oferty.
Bilety są elektroniczne, aby je pozyskać, należy zalogować się – poprzez nasz serwis – do systemu targów Hannover Messe i tam zarejestrować się, wypełniając prosty formularz elektroniczny. W odpowiedzi otrzymuje się e-mailem
plik PDF ze swoim spersonalizowanym biletem. Bilet należy
wydrukować i zabrać ze sobą na targi. Bilet uprawnia także
do darmowego korzystania z komunikacji miejskiej. Szczegóły już wkrótce na www.controlengineering.pl.
case study
Modernizacja systemu sterowania
instalacji Canwilu w ANWILU S.A.
We wrzeäniu 2011 roku firma Vigran przeprowadziÏa modernizacj¸
systemu sterowania na Instalacji Canwilu w ANWILU S.A. WysÏuĂone
wiekowo systemy sterowania – FOXBORO oraz blokadowy – HIMA
zostaÏy zast¦pione produktami firmy Emerson, najnowsz¦ wersj¦
systemu DCS DeltaV (11.3) oraz systemu safety DeltaV SIS. Realizacja
modernizacji z wykorzystaniem sprz¸tu jednego producenta wi¦Ăe si¸
z wieloma korzyäciami przy równoczesnym zachowaniu niezb¸dnego
poziomu bezpieczeÑstwa.
Rys. 1. Sposób montaĂu CIOC
Wraz z wdroĂeniem nowego systemu firma
Vigran jako pierwsza w Polsce zaimplementowaÏa nowe rozwi¦zanie firmy Emerson –
elektroniczny marszalling (rys. 1). Ze wzgl¸du
na ograniczone miejsce w szafie systemowej,
nowy system naleĂaÏo wbudowa© w istniej¦ce
szafy starego systemu. Elektroniczny marszalling zastosowano dla sygnaÏów analogowych,
a obwody dwustanowe zostaÏy wϦczone do
klasycznych moduÏów wejä©/wyjä©. Konstrukcyjnie w¸zeÏ elektronicznego marszallingu
skÏada si¸ z redundantnych kontrolerów
(CIOC) zainstalowanych w dedykowanej kasecie (CIOC carrier). Do kasety moĂna przyϦczy©
do 8 uniwersalnych podstawek (base plate),
a w kaĂdej z nich umieäci© do 12 wkÏadek
(CHARM) determinuj¦cych standard kanaÏu
wejä©/wyjä©. Dowolne wkÏadki mog¦ by© instalowane w dowolnej kolejnoäci i liczbie (do
maksymalnej liczby 96). Daje to projektantowi
niespotykan¦ w innych rozwi¦zaniach moĂliwoä© elastycznego dysponowania iloäci¦ i typami kanaÏów wejä©/wyjä©. Co wi¸cej, ewentualne zmiany w wyposaĂeniu kontrolno-pomiarowym pola mog¦ by© uwzgl¸dnione nawet
na etapie rozruchu przez wymian¸ wkÏadki na
Rys. 3. Sposób wymiany CHARM’ów
inn¦. Kontrolery wϦczane s¦ bezpoärednio do
redundantnej sieci systemowej. Konfiguracja
w¸zÏów elektronicznego marszallingu odbywa
si¸ poprzez ärodowisko inĂynierskie DeltaV
Exploler.
Dodatkow¦ zalet¦ CHARM’ów jest moĂliwoä© wizualnego sprawdzenia statusu danego
punktu pomiarowego – nie trzeba korzysta©
ze ärodowiska inĂynierskiego. KaĂdy kanaÏ
posiada diod¸ statusow¦ LED. cwiec¦c äwiatÏem ci¦gÏym b¦dĀ migaj¦c w dwóch róĂnych
kolorach pozwala ona okreäli©, co dzieje si¸
z danym kanaÏem.
Sposób zasilania punktu analogowego jest
okreälany poprzez wpi¸cie kabli sygnaÏowych
na odpowiednie zaciski podstawki moduÏu.
Decyzja o sposobie zasilania kaĂdego sygnaÏu,
z systemu czy z innego ĀródÏa zasilania, jest
pozostawiona uĂytkownikowi.
Oatwoä© wymiany CHARM’ów (rys. 3) oraz
szeroka gama typów I/O pozwala na dowoln¦
konfiguracj¸ oraz stwarza praktycznie nieRys. 2. Panel montaĂowy
12 • STYCZEŃ/LUTY 2012 CONTROL ENGINEERING POLSKA • www.controlengineering.pl
case study
Rys. 4. Schemat Control Network
ograniczone moĂliwoäci konfiguracji juĂ na
etapie projektowania.
KaĂdy moduÏ moĂemy umieäci© w dowolnej z 12 pozycji. NaleĂy jednak pami¸ta©, Ăe
jeäli uĂywaliämy wczeäniej np. wyjäcia dyskretnego, a teraz chcemy, aby nasz kanaÏ speÏniaÏ
rol¸ wejäcia analogowego, trzeba zresetowa©
mechanicznie podstawk¸, uĂywaj¦c specjalnego przycisku – stanowi to zabezpieczenie
przed przypadkowym bϸdem ze strony uĂytkownika.
Nowy system DCS – DeltaV ma dwie stacje
dwumonitorowe (rys. 4). Jest to stacja inĂynierska oraz operatorska, przy czym stacja ES
(Engineering Station) peÏni podczas procesu
produkcji rol¸ stacji operatorskiej.
Opracowana koncepcja przez firm¸ Vigran,
tj. redundowane procesory, redundowane
zasilacze cz¸äci ESD oraz DCS i zastosowanie
systemu bezpieczeÑstwa DeltaV SIS wraz
z systemem sterowania DeltaV, wyeliminowaÏo koniecznoä© stosowania róĂnych dla
systemów ESD i DCS aplikacji inĂynierskich (ta
sama baza danych) wraz ze ärodowiskami graficznymi. Duæ zalet¦ przyj¸tego rozwi¦zania
jest takĂe wspólna synchronizacja czasu dla
cz¸äci DCS i ESD.
+
Rys. 5. Wybrana grafika
operatorska
www.controlengineering.pl • CONTROL ENGINEERING POLSKA STYCZEŃ/LUTY 2012 • 13
case study
Rys. 6. PrzykÏadowa grafika
interlock’owa
Warunki blokadowe
PrzykÏadowe wizualizacje blokad:
- brak blokad
- blokada
- zaÏoĂony bypass
- na jednym z warunków
blokadowych zaÏoĂony
jest bypass, ale blokada
weszÏa od innego warunku
blokadowego
Przy opracowywaniu specjalnej procedury
startu „MÏyna” uĂywanego podczas procesu
mielenia kamienia wapiennego lub dolomitowego, firma Vigran opracowaÏa program
steruj¦cy z wykorzystaniem j¸zyka SFC (Sequential Function Chart). Poprzednio sekwencja
pracy „MÏyna” (rys. 5) oparta byÏa na specjalistycznym j¸zyku Foxboro przypominaj¦cym
makroasembler. Dzi¸ki zastosowaniu j¸zyka
SFC skomplikowana logika staÏa si¸ przejrzysta i Ïatwa do analizy, w szybki sposób moĂna
okreäli© krok, w jakim znajduje si¸ sekwencja
oraz warunki przejäcia do kroku nast¸pnego.
UÏatwia to prac¸ równieĂ operatorowi, który
widzi, jakie warunki musz¦ zosta© speÏnione,
by przejä© do kolejnego etapu procedury b¦dĀ
zatrzymania sekwencji.
Ze wzgl¸du na skomplikowany proces,
bardzo duæ iloä© urz¦dzeÑ oraz algorytmów
oddziaÏywuj¦cych na nie, inĂynierowie firmy
Vigran opracowali specjalne grafiki blokadowe
(Rys. 6) informuj¦ce obsÏug¸ procesu o stanie
zabezpieczeÑ na danym urz¦dzeniu, nap¸dzie
b¦dĀ elektrozaworze.
Przy kaĂdym urz¦dzeniu znajduje si¸
specjalna ikona informuj¦ca obsÏug¸ o stanie
blokad. Po klikni¸ciu na ni¦ otwiera si¸ grafika,
informuj¦ca obsÏug¸ o sygnaÏach, które maj¦
wpÏyw na zatrzymanie b¦dĀ start. Dodatkowo
kaĂda blokada na grafice ma swój bypass,
dzi¸ki czemu moĂna czasowo, dla celów serwisowych obejä© wybrane blokady. Obejäcie
14 • STYCZEŃ/LUTY 2012 CONTROL ENGINEERING POLSKA • www.controlengineering.pl
Logika
Stan urz¦dzenia
moĂe wϦczy© tylko kierownik wydziaÏu, b¦dĀ
na jego polecenie inĂynier systemu firmy
Vigran.
Projekt wdraĂania nowego systemu trwaÏ
cztery miesi¦ce. W tym czasie inĂynierowie
firmy Vigran skonfigurowali 750 sygnaÏów
I/O (system sterowania + system bezpieczeÑstwa), wprowadzili baz¸ strategii sterowania
z wczeäniej stworzonej dokumentacji logiki,
nanieäli poprawki wedÏug zaleceÑ uĂytkownika oraz stworzyli ponad dwieäcie grafik
synoptycznych (operatorskie + blokadowe).
CaÏoä©, przed montaĂem na instalacji, zostaÏa
przetestowana w sali projektowej w siedzibie
firmy Vigran.
Przy projekcie wdraĂania nowego systemu, braÏo udziaÏ czterech wykfalifikowanych
specjalistów firmy Vigran Sp.j.
OpracowaÏ:
mgr inĂ. Adam Ujazdowski
DziaÏ Systemów Sterowania
Vigran IwaÑski Kryger Stasikowski Sp.J.
ul. ToruÑska 222, 87-805 WÏocÏawek
tel./fax (+48 54) 237-24-28
www.vigran.pl
Kolejne zmiany w projekcie,
a jutro rozruch…
Czy zdążę na czas?
MOŻESZ TO ZROBIĆ
Elektroniczny marszaling – to wszystko czego Ci trzeba. W dzisiejszych czasach
narastającego chaosu organizacyjnego w coraz bardziej złożonych projektach, elektroniczny marszaling
umożliwia przyłączenie do systemu wszystkich sygnałów, które zagubiono w mrocznych labiryntach
projektowania. Możesz dowolnie zmieniać układ we/wy – dzisiaj, jutro, pojutrze, za rok, za dziesięć lat...
Przekonaj się sam: zeskanuj kod lub odwiedź stronę.... www.IOonDemandCalculator.com
www.EmersonProcess.pl
Logo Emerson jest zastrzeżonym znakiem towarowym i usługowym firmy Emerson Electric Co. ©2011 Emerson Process Management
temat z okładki
Przemysłowy Ethernet
a przepływ informacji
Odporne przemysłowe sieci Ethernet zapewniają szybką i pewną komunikację między
maszynami i robotami oraz uniwersalną łączność na terenie całego przedsiębiorstwa.
Mike Miclot
S
tandard Ethernet zyskał na przestrzeni ostatnich lat ogromną popularność.
Liczne zastosowania obejmują wymianę danych w czasie rzeczywistym ze sterownikami, rozproszonymi punktami I/O, panelami HMI, czujnikami i mechanizmami wykonawczymi oraz niekrytyczne czasowo operacje,
TCP/IP oraz model OSI.
Dzięki uprzejmości Balden
takie jak komunikacja między komputerami
w przedsiębiorstwie.
Wszechobecność i niezaprzeczalne zalety
Ethernetu powodują, że w bezpośrednim porównaniu inne standardy wypadają niestety mało
konkurencyjnie. W rezultacie sieci Ethernet stają
się wyborem nr 1 u wielu producentów maszyn
Użytkownik
Warstwa
7
aplikacji
prezentacji
http
FTP
Telnet
SMTP
DNS
SNMP
sesji
5
transportowa
sieciowa
TCP
4
UDP
IP
ARP
ICMP
3
Ethernet
2
Medium transmisji
1
łącza danych
fizyczna
6
16 • STYCZEŃ/LUTY 2012 CONTROL ENGINEERING POLSKA • www.controlengineering.pl
temat z okładki
i ich klientów. Rosnące zapotrzebowanie ze strony
producentów OEM i klientów na zwiększoną
łączność, przepływ informacji i elastyczność rozwiązania to główny czynnik stymulujący wzrost
popularności przemysłowego Ethernetu, a tym
samym wzrost sprzedaży komponentów sieciowych szacowany na 10% rocznie przez najbliższe
pięć lat. Dla większości producentów OEM inwestycja w przemysłowy Ethernet jest zatem całkowicie uzasadniona.
Pozycja Ethernetu w sterowaniu procesami
jest silna. Nieco inaczej jest w przypadku maszyn
i robotów – tu Ethernet jest mniej popularny.
Dlaczego Ethernet?
W środowisku biurowym komunikacja między
komputerami i urządzeniami peryferyjnymi na
odległości większej niż kilka metrów odbywa się
niemal wyłącznie w standardzie Ethernet, w którym każde urządzenie ma swój własny adres IP.
Podobnie jest w środowisku przemysłowym –
Ethernet wykorzystywany jest do komunikacji
komputerów, sterowników, punktów I/O, napędów, czujników i innych urządzeń.
Modernizacja dokonana przez Silvercom Solutions w Tejas Plastics pozwoliła
zwiększyć wydajność o 20% – z 15 do 18 części na godzinę przy jednoczesnym
zmniejszeniu wagi o 5%, co przekłada się bezpośrednio na oszczędność żywicy.
Zmodernizowana maszyna wykorzystuje wyspy EtherCAT Beckhoff EK1100 oraz
terminale I/O EtherCAT. Zdjęcie dzięki uprzejmości Beckhoff Automation.
temat z okładki
Andrzej Górczak, menedżer obszaru biznesu, Phoenix Contact
Myślenie w cenie
C
zęsto spotykamy się z sytuacją, że brakuje budżetu na rozwiązania przemysłowe szczególnie w transmisji bezprzewodowej. O ile zastosowanie biurowego
switcha czasami się sprawdza przy mało wymagającej instalacji, to z transmisją
bezprzewodową są już większe problemy i kończy się ponowną inwestycją. Instalacje ethernetowe w przemyśle z transmisją bezprzewodową włącznie dają z siebie to co najlepsze tylko wtedy, gdy są dobrze zaprojektowane i za którą odpowiada również utrzymanie ruchu – czyli automatycy. Przykładem jest instalacja
MAN-a w Niepołomicach, gdzie oprócz infrastruktury ethernetowej jest również transmisja bezprzewodowa WLAN i Bluetooth na jednej hali produkcyjnej. Można te technologie połączyć, o ile służby IT
i automatycy się ze sobą porozumiewają. To jest klucz do sukcesu.
Instalacje ethernetowe z racji że mają dużą przepustowość mogą łączyć wiele systemów. Same
mogą osiągać znaczne rozmiary. Np. w zakładzie montującym samochody, samych switchy zarządzalnych może być ponad setka, a urządzeń w sieci nawet kilkaset. Nad tym trzeba umieć zapanować.
Urządzenia ethernetowe mają coraz więcej funkcji IT. Wiedza na ten temat jest dość spora i utrzymanie ruchu nie zawsze ją posiada. Zadaniem przemysłowych urządzeń ethernetowych jest łączenie
dwóch światów – świata IT i świata automatyki przemysłowej. Switche muszą być częścią całości
infrastruktury ethernetowej, tak aby zapewnić swobodny przepływ informacji chociażby dla systemu
SAP, MES itp. Z drugiej strony powinny dać się okiełznać przez automatyków, których zadaniem jest
zapewnienie ciągłości produkcji. Dlatego też nowoczesne urządzenia ethernetowe dają się konfigurować i zarządzać nie tylko przez skomplikowane protokoły ze świata IT, ale również bezpośrednio przez
sterownik PLC czy program narzędziowy do programowania sterowników. Diagnostyka bezpośrednio
na urządzeniu czy karty pamięci z konfiguracją mają za zadanie szybkie znalezienie usterki i natychmiastową wymianę urządzenia.
Moje osobiste wrażenie jest takie, że o dobrej instalacji bardziej decyduje przemyślane i solidne
wykonanie niż stopień skomplikowania i ilość wykorzystanych narzędzi oraz protokołów.
Implementacja Ethernetu w przemyśle
J
ohn Morse, starszy analityk rynku automatyki i sterowania w IMS Research,
odpowiada na pytania dotyczące implementacji Ethernetu w przemyśle.
Na co należy przede wszystkim zwrócić
uwagę podczas implementacji Ethernetu
w przemyśle?
Umiejętności – Jeśli użytkownik zastępuje
sieć fieldbus siecią Ethernet, zrozumienie
modus operandi Ethernetu ma kluczowe
znaczenie, szczególnie w zakresie mechanizmu adresowania. Niektóre z sieci fieldbus są łatwe w implementacji, Ethernet
może stanowić zaskoczenie. Bardzo łatwo
postrzegać Ethernet z perspektywy biurowej, w której urządzenia działają na zasadzie Plug and Play. W przemyśle zwykle nie
jest tak łatwo. Infrastruktura – czy trzeba
wykonać okablowanie? Staje się bardzo
ważne, jeśli mamy do czynienia ze standardem Gigabit Ethernet.
Czy nie-determinizm to problem?
Na początku był to pewien problem. Teraz,
dzięki wykorzystaniu switchy, które izolują
wrażliwe części sieci, oraz aplikacjom, które
pracują niezależnie od siebie (i nie wysyłają
zapytań dokładnie w tym samym czasie),
problemu w zasadzie nie ma. Bardzo niewiele sieci jest w pełni obciążonych.
Dlaczego Ethernet, a nie inna sieć
przemysłowa?
Kompatybilność z istniejącą infrastrukturą
IT umożliwia swobodną wymianę danych
w przedsiębiorstwie. Dzięki wykorzystaniu
urządzeń infrastruktury o takiej samej zasadzie działania implementacja jest prostsza.
Ma to szczególne znaczenie dla przedsiębiorstw, które nie muszą wykorzystywać
wzmocnionego przemysłowego oprzyrządowania. Niekiedy można zredukować koszty,
ponieważ Ethernet spełnia większość
wymagań, a koszt komponentów jest rela-
18 • STYCZEŃ/LUTY 2012 CONTROL ENGINEERING POLSKA • www.controlengineering.pl
tywnie niski ze względu na popularność.
Prędkość pomaga, nawet Ethernet 10/100
jest szybki! Ethernet jest również modny.
Jakie są rodzaje Ethernetu?
Wyróżnić można dwa główne rodzaje Ethernetu. Zwykłe protokoły, takie jak Ethernet
TCP/IP, Profinet, EtherNET/IP, oraz szybkie,
deterministyczne wykonania z niskim jitterem, takie jak EtherCAT i SERCOS III oraz
Profinet IRT, CC-Link IE. W około 50% przemysłowych aplikacji dobrze sprawdza się
standardowy Ethernet TCP/IP.
Jeśli konieczna jest praca deterministyczna, trzeba rozważyć przemysłową wersję Ethernetu. Dotyczy to aplikacji szybkich
procesów produkcji (typowym przykładem
jest proces butelkowania) i sterowania
napędami, gdzie synchronizacja silników/
serwonapędów jest krytyczna. Sieci bezpieczeństwa również muszą działać deterministycznie – ważny jest czas reakcji.
temat z okładki
W modelu OSI protokołu TCP/IP – przedstawionym na rysunku 1 – adresowanie IP znajduje
się w trzeciej warstwie. Chociaż definicja Ethernetu obejmuje wyłącznie warstwy 1 i 2, w rzeczywistości większość ludzi za Ethernet uznaje
warstwy 1–4, a więc także adresowanie IP oraz
TCP/UDP. Taką definicją będziemy posługiwać się również w artykule. Piękno modelu OSI
polega na tym, że najwyższe warstwy 5–7, tworzące swego rodzaju interfejs programowy, mogą
być swobodnie określone i wykorzystane do
migracji z protokołów szeregowych na Ethernet.
W rezultacie istnieje możliwość szybkiej migracji
z protokołu szeregowego takiego jak Modbus na
jego ethernetowy odpowiednik Modbus TCP, bez
nadmiernych trudności i dodatkowych szkoleń.
Po migracji z tradycyjnego protokołu Modbus do Modbus TCP większość „starego” kodu
programu będzie mogła być nadal wykorzystywana. Z punktu widzenia aplikacji zmianie ulegnie wyłącznie przepustowość łącza. Inną korzyścią jest większa dostępność komponentów sterowania z gniazdem Ethernet w stosunku do ich
starszych odpowiedników ze złączem Serial. Nie
bez znaczenia pozostanie fakt łatwiejszej integracji tychże nowych komponentów z istniejącymi
sieciami sterowania i komunikacji.
Podstawą tej ułatwionej integracji jest wysoce
rozpowszechniony standard wszystkich warstw
modelu OSI. Specyfikacja każdej z warstw umożliwia integrację komponentów różnych dostawców
w jednym środowisku, łącząc ze sobą wygodę
technologii Plug and Play i możliwość tworzenia
własnego oprogramowania dla tych urządzeń.
Nawet najprostsze z dzisiejszych linii produkcyjnych działają w oparciu o maszyny i roboty,
zwykle różnych producentów. Dodatkowe utrudnienie stanowi fakt, że składają się one zwykle
z wielu komponentów automatyki: HMI, sterowników, napędów, wskaźników i czujników.
Jeśli koncepcja nie jest przemyślana, integracja deterministycznej sieci sterowania i biznesowej sieci wymiany danych może zwiększyć podatność na awarie i zmniejszyć bezpieczeństwo systemu. Ryzykiem można jednak zarządzać poprzez
odpowiednie zasady, procedury i topologię sieci
w taki sposób, że powstała infrastruktura będzie
nie tylko szybką siecią, ale również bezawaryjnym i bezpiecznym sposobem wymiany danych
w przedsiębiorstwie.
Połączenia zwiększają efektywność
Dla producentów OEM – i nie tylko – integracja
sieci sterowania i zwykłej sieci wymiany danych
wewnątrz przedsiębiorstwa to wymierne korzyści:
 zarządzanie zasobami przedsiębiorstwa staje
się możliwe w czasie rzeczywistym dzięki informacji o ilości surowców i półproduktów,
Wszechobecność i niezaprzeczalne zalety
Ethernetu powodują, że w bezpośrednim
porównaniu inne standardy wypadają
niestety mało konkurencyjnie.
 recepty i plany produkcji mogą być zmieniane i dostosowywane do potrzeb klientów,
 informacje o procesie produkcyjnym stają
się dostępne dla całego przedsiębiorstwa (dzięki
urządzeniom wyposażonym w gniazdo Ethernet
i funkcje serwera Web),
 rozwiązywanie problemów staje się łatwiejsze, ponieważ informacje o stanie urządzeń mogą
być przekazywane nie tylko wewnątrz sieci przedsiębiorstwa, ale również bezpośrednio do producenta maszyny. To umożliwia zdalne monitorowanie maszyny przez wewnętrznych i zewnętrznych
ekspertów.
temat z okładki
Sterownia i warstwa IT
Proces,
bezpieczeństwo,
napędy
Systemy rozproszone
Protokół ethernetowy EtherNet/IP ODVA łączy systemy
rozproszone, bezpieczeństwa, ruchu, wejść/wyjść,
sterownię i system IT w jedną spójną całość.
Za uprzejmością Rockwell Automaton.
Dodatkowo wielu klientów i dostawców OEM
tworzy inteligentne systemy oparte na mikroprocesorach, które zarządzają procesem na podstawie
zbieranych w sieci informacji o jego przebiegu.
Sieci wykorzystujące standardowy Ethernet i typowe protokoły mogą być również wykorzystane do komunikacji maszyn z linią produkcyjną. Za ich pomocą można uzyskać informacje
o statusie i obciążeniu maszyn. Jeśli każde z urządzeń na linii zna status swojego sąsiada, możliwa
staje się synchronizacja ich pracy i optymalizacja
wykorzystania każdego z komponentów, a także
optymalizacja całej produkcji.
Jeśli w takim systemie jedna z maszyn zgłasza nadmierny czas postoju lub przeciwnie – nie
nadąża z produkcją, nie ma potrzeby zatrzymywania całego procesu i ponoszenia związanych
z tym kosztów. Zamiast tego czasochłonne operacje można podzielić na inne maszyny, a detale
z maszyny o nadmiernym czasie postoju przenosić na równoległą linię. Kluczem do uzyskania
tych i innych korzyści bazujących na wewnętrznych i zewnętrznych łączach jest wysoka pewność działania sieci – zależy ona w dużej mierze
od komponentów wykorzystanych do budowy
sieci Ethernet.
Bezpieczeństwo przemysłowego Ethernetu – pomyśl o nim już na etapie projektu
B
ezpieczeństwo jest kluczowym
aspektem przemysłowej sieci Ethernet. To, co do tej pory było problemem
IT lub „sieci biurowej”, nagle stało się
chlebem powszednim dla dyrektorów
przedsiębiorstwa i inżynierów sterowania. Hakerstwo, nieautoryzowany dostęp
lub zakłócenie pracy przemysłowej sieci
spowodowane jej zapchaniem może
zakłócić proces lub nawet go zatrzymać,
powodując uszkodzenia, zagrożenie bezpieczeństwa i zdrowia personelu. Trojan
Stuxnet to tylko jeden z przykładów
dowodzących, że środowisko hakerów
zainteresowało się systemami nadzorującymi przebieg procesu technologicznego
(ang. SCADA) i systemami sterowania.
Uwzględnienie systemu bezpieczeństwa na etapie projektowania sieci przemysłowej lub jej modernizacja w początkowych okresach działania jest znacznie
łatwiejsza niż późniejsze próby łatania
rozbudowanej sieci. Na rynku pojawia
się linia urządzeń, które łączą ze sobą
funkcje bezpieczeństwa i komunikację
„wysokiego poziomu”, znaną z urządzeń
biurowych z odporną obudową spełniającą wymogi środowiska przemysłowego.
Zapora sieciowa jest pierwszym
dużym krokiem do zabezpieczenia
sieci. Zapory sieciowe z analizą stanów
połączeń (ang. stateful firewall) są
wykorzystywane w świecie IT od dawna;
teraz zaimplementowano je również w
urządzeniach przemysłowych. Zapora
umożliwia inżynierowi blokadę określonego połączenia z siecią sterowania, na
postawie identyfikacji IP źródła i celu
oraz protokołu, na przykład Modbus/
TCP. Można utworzyć proste reguły, które
będą akceptować określone połączenia
i blokować inne przed dostaniem się do
sieci wewnętrznej.
Innym sposobem ochrony sieci jest
implementacja wojskowej strategii głębokiej obrony. Polega ona na tworzeniu
warstw zabezpieczeń – serii relatywnie
prostych mechanizmów, skutecznie
zniechęcających do ataku, ze względu na
konieczność pokonania wszystkich zabez-
20 • STYCZEŃ/LUTY 2012 CONTROL ENGINEERING POLSKA • www.controlengineering.pl
pieczeń jednocześnie. Ze względu na
modułowość rozwiązania nie ma obawy,
że luka w głównym zabezpieczeniu umożliwi dostęp do chronionych danych. Złamanie jednego z zabezpieczeń przynosi
zwykle niewielkie korzyści lub ich brak.
Sieci przemysłowe są coraz częściej
łączone z sieciami IT przedsiębiorstwa,
dlatego odpowiedzialność za chronione
zasoby spoczywa na wszystkich. Kwestia
integracji z systemami IT staje się zatem
żywa. Świat IT to świat standardów,
ponieważ pozwalają one na redukcję
kosztów wsparcia i szkoleń. Jeśli zatem
zamierzasz komunikować się z warstwą
IT, powinieneś starać się używać otwartych i powszechnie akceptowanych standardów, takich jak protokół RSTP (ang.
Rapid Spanning Tree Protocol) do redundancji, VLAN do segmentacji i IPSec do
bezpieczeństwa zdalnego dostępu.
Dan Schaffer jest menedżerem marketingu produktów sieciowych i bezpieczeństwa w Phoenix Contact.
temat z okładki
Odporny przemysłowy Ethernet
Chociaż przemysłowy Ethernet bazuje na tym
samym modelu co jego biurowy odpowiednik,
wymagania stawiane obu standardom są bardzo
różne. Ponieważ system jako całość jest co najwyżej tak dobry, jak fizyczna infrastruktura, na której jest zbudowany, istotne jest, aby komponenty
sieciowe wykorzystywane do jej budowy – kable,
konektory, switche i inne – były zaprojektowane
do pracy w trudnych warunkach.
Komercyjne produkty ethernetowe zaprojektowano z myślą o wykorzystaniu w środowisku biurowym, które są relatywnie czyste
i ciche. Kluczowe dla działania sieci komponenty umieszcza się w specjalnych pomieszczeniach. W zastosowaniach przemysłowych komponenty mogą być wystawione na działanie
wyjątkowo niekorzystnych czynników, takich
jak wysoka temperatura, wilgotność, zapylenie, zakurzenie, olej, środki chemiczne, wibracje, „zaśmiecone” zasilanie, szpilki napięć,
interferencje elektromagnetyczne i zakłócenia
radiowe. Tylko wzmocnione przemysłowe komponenty zaprojektowane i zbudowane do pracy
w takich warunkach są w stanie oprzeć się
takim zagrożeniom.
Tylko wzmocnione przemysłowe komponenty
zaprojektowane i zbudowane do pracy
w trudnych warunkach są w stanie oprzeć
się zagrożeniom.
Komponenty automatyki i urządzenia ethernetowe w wykonaniu przemysłowym są łatwo
dostępne, ale ich koszt jest większy niż biurowych odpowiedników. Mając jednak na uwadze potencjalne straty spowodowane awarią
sprzętu (zatrzymanie produkcji, strata półproduktów, zagrożenie bezpieczeństwa, zniszczenie
maszyn), jasne staje się, że wyższy koszt zakupu
urządzeń w wersjach przemysłowych jest uzasadniony. Należy traktować je jako inwestycję w lata bezawaryjnej pracy, pewność i szybkość działania – dzięki temu przemysłowy Ethernet szybko staje się standardem w nowoczesnych
przedsiębiorstwach.
Mike Miclot jest wiceprezesem działu Industrial
Solutions Division w Belden.
CE
sterowanie
Navin Kommaraju
Trendy
Systemy sterowania oparte
na sterownikach PLC
Postęp w elektronice zwiększa funkcjonalność przemysłowych komponentów automatyki.
K
omponenty wykorzystywane w przemysłowych systemach sterowania, takie
jak sterowniki programowalne (PLC), są
wzbogacane o dodatkowe interfejsy komunikacyjne i algorytmy przetwarzania danych.
Obserwuje się również trend tworzenia maszyn
z uwzględnieniem funkcjonalnego bezpieczeństwa. Przyglądając się kluczowym cechom kilku produktów różnych producentów, można
zauważyć nacisk, jaki kładzie się na interfejsy komunikacyjne, wewnętrzne przetwarzanie i funkcjonalne bezpieczeństwo.
Bliższa inspekcja architektury i konstrukcji
modułów I/O w tych systemach pozwala zaobserwować dodatnie sprzężenie zwrotne pomiędzy
postępami w automatyce a rozwojem i wszechobecnością urządzeń elektronicznych. Sprawdźmy
zatem trendy w automatyce i ich wpływ na
Sieć
biurowa
Warstwa
nadrzędna
Rysunek 1. Schemat złożonego systemu sterowania
Serwer
systemów
sterowania
Sieć PC
PLC/PAC
Sieć
sterowania
Warstwa
sterowania
Ethernet
DCS/SCADA
HMI
Gromadzenie
danych
Warstwa
pomiarowa
Czujnik
Aktuator
Inteligentne czujniki
i aktuatory
PLC
Czujnik
4-20 mA
HART,
IO-Link,
RS-485
CNC,
systemy wizyjne,
inne
IEEE
802.11
Aktuator
Czujniki i aktuatory
– cyfrowe i analogowe
PLC
Brama RTU
PLC
IEEE
802.15.4
Czujnik
Czujnik
Aktuator
22 • STYCZEŃ/LUTY 2012 CONTROL ENGINEERING POLSKA • www.controlengineering.pl
Sieć
pomiarowa/rozproszona
Przemysłowy Ethernet, RS-485, CAN
lub inna sieć rozproszona
Bezprzewodowe
czujniki
konstrukcję oprzyrządowania. A może
zależność jest odwrotna?
Łączność
Od prostych przemysłowych systemów sterowania po rozbudowane systemy sterowania całymi fabrykami,
komponenty automatyki przemysłowej można znaleźć w jednym z trzech
głównych obszarów zastosowań (rysunek 1): w warstwie nadrzędnej (gromadzenia danych), warstwie sterowania i warstwie rozproszonych systemów polowych (czujniki i aktuatory).
Między wszystkimi warstwami następuje wymiana danych, przy czym
duże zmiany w komunikacji zachodzą
w warstwie najniższej – od współczesnych czujników oczekuje się znacznie więcej niż tylko pomiaru, dlatego
wbudowuje się w nie inteligencję.
Wymaga to zmiany sposobu komunikacji z czujnikami.
Trend w automatyce. Do tej pory
głównym protokołem komunikacji
między czujnikami a sterownikami
PLC były pętle 4­20 mA lub sieci
Fieldbus. Chociaż będą one wykorzystywane jeszcze przez lata, w wielu
aplikacjach tradycyjne sieci zastępowane są ich ethernetowymi odpowiednikami lub stworzonymi od podstaw deterministycznymi protokołami
Ethernet. Należą do nich protokoły
Profinet, EtherNet/IP, EtherCAT, Sercos, Powerlink i wiele innych. W rzeczywistości przemysłowe protokoły
czasu rzeczywistego zyskują największą popularność w krytycznych czasowo operacjach, takich jak sterowanie napędami. Poza protokołami
bazującymi na standardzie Ethernet
istnieją jeszcze protokoły takie jak
HART i IO-Link, które umożliwiają
cyfrową komunikację z urządzeniami
rozproszonymi (polowymi). Wreszcie
komunikacja bezprzewodowa, która
wciąż się rozwija i jest wykorzystywana do zbierania informacji z trudno
dostępnych miejsc, m.in. zbiorników.
Trendy w architekturze urządzeń. Wiodące kierunki rozwoju komponentów elektronicznych umożliwiające komunikację to programowalność
i elastyczność. Mając na uwadze różnorodność przemysłowych protokołów ethernetowych, producenci układów scalonych oferują projektantom
systemów sterowania gotowe zestawy
ewaluacyjne i dedykowany firmware, umożliwiające tworzenie prototypów urządzeń z wieloma interfejsami komunikacyjnymi działającymi
jednocześnie. Co więcej, producenci
układów scalonych mają w swojej
ofercie kompletne analogowe interfejsy w wykonaniu przemysłowym
wyposażone w jeden z protokołów
wspomnianych wcześniej. Niektóre
z interfejsów są od razu integrowane
z procesorami. Wreszcie chipy oferujące bezprzewodową komunikację
i pamięć flash, w której przechowywany jest stos wymagany przez interfejsy komunikacyjne.
Wbudowane przetwarzanie
Trend w automatyce. Postępy w łączności pociągają za sobą dwa trendy
w systemach sterowania: zwiększanie
liczby kanałów dostępnych w systemie oraz zwiększenie liczby systemów
rozproszonych. Na przykład cyfrowy
moduł I/O firmy Phoenix Contact
może posiadać 32 kanały. Zwiększona
liczbę kanałów wymaga zwiększonych zdolności przetwarzania, a obudowy modułów wciąż maleją. Złożoność obliczeniowa algorytmów sterowania rośnie, co w połączeniu ze
zwiększoną liczbą kanałów wymaga
szybkich układów przetwarzających.
Na przykład moduły I/O serii DeltaV firmy Ermeson mają wbudowane
algorytmy logiki rozmytej, sieci neuronowych i wieloimiennej regulacji predykcyjnej. Co więcej, szybkiego przetwarzania danych wymaga się już nie
tylko od jednostek centralnych, ale
również od sterowników rozproszonych. Ostatecznie, komponenty rozproszonego systemu sterowania mają
wbudowaną inteligencję, która umożliwia im komunikację z urządzeniami
nadrzędnymi oraz przeprowadzanie
diagnostyki konserwacji.
Trend w architekturze urządzeń.
Głównym motorem tych trendów
jest integracja, upakowanie i mniejsza moc. Nigdzie indziej integracja
nie jest tak ewidentna, jak w rosnącej liczbie funkcji zaimplementowanych w mikroprocesorach i mikrokontrolerach. Prostota, wszechobecność i dostępność IP-Core procesorów
ARM połączona z ich niskim zużyciem
sterowanie
energii jest czynnikiem stymulującym rozwój
wielu odmian układów scalonych bazujących na
tej architekturze [autor ma na myśli układy scalone SoC – z ang. System-on-a-chip – cały system
w jednej obudowie – przyp. tłum.]. Znaczna integracja komponentów peryferyjnych i dostępność
interfejsów komunikacyjnych w jednym procesorze to źródło obserwowanej dziś wbudowanej
inteligencji.
Obecna na rynku układów scalonych
konkurencja wymusza na ich
producentach ciągłą modernizację
podzespołów elektronicznych, z której my
automatycy możemy się tylko cieszyć.
Postęp nie nastąpił wyłącznie w technice
mikroprocesorowej. Integracji uległy również
układy analogowe. Aby zrozumieć skalę integracji, którą udało się osiągnąć, spójrzmy na schemat blokowy architektury typowego wejścia analogowego przedstawiony na rysunku 2.
Większość producentów układów scalonych
oferuje zintegrowane analogowe multipleksery,
wzmacniacze, przetworniki ADC, źródło napięcia
odniesienia i bufor – wszystko w jednym chipie.
Co więcej, większość z kluczowych komponentów znajdujących się po lewej stronie diagramu
umieszczono w obudowie o powierzchni mniejszej niż 40 mm2.
Innym przykładem umożliwiających zwiększanie liczby kanałów rozwiązań są chipy z dużą ilością cyfrowych punktów I/O. Ponieważ wszystkie
elementy elektroniczne ulegają miniaturyzacji,
należy się spodziewać dalszej integracji i zwiększonego wewnętrznego przetwarzania.
Bezpieczeństwo funkcjonalne
Trend w automatyce. Zwiększona łączność
i zaawansowane wbudowane przetwarzanie
umożliwiają tworzenie niezwykle zawiłych systemów. Koszt potencjalnej awarii może być zatem
znacznie większy niż do tej pory; zagrożenie dla
człowieka nigdy nie może być bagatelizowane.
Jednocześnie ustawy i dyrektywy, w tym Europejska dyrektywa maszynowa 2006/42/EG, wymagają coraz większych poziomów bezpieczeństwa.
Wiele z przemysłowych protokołów ethernetowych zostało zaprojektowanych specjalnie do
realizacji funkcji bezpieczeństwa. Jednym z przykładów jest Profisafe, który integruje bezpieczeństwo z istniejącymi sieciami Profibus i Profinet.
Aby spełnić wszystkie wymagania bezpieczeństwa i zaoferować bezpieczeństwo funkcjonalne
maszyn, producenci musieli zaimplementować
zaawansowane funkcje bezpieczeństwa oraz algorytmy diagnostyczne. Dzięki nim ryzyko awarii
i przestoju zostało znacznie ograniczone.
Trend w architekturze urządzeń. Trendy
umożliwiające realizację bezpieczeństwa funkcjonalnego to zintegrowana diagnostyka oraz funkcje bezpieczeństwa w układach elektronicznych.
Dwa procesory pracujące równolegle nad jednym
zadaniem są stosowane w motoryzacji od dawna.
Rysunek 2. Schemat blokowy modułu wejść analogowych
Izolacja elektryczna
Część zewnętrzna
(wejściowa)
Przetwornica
DC/DC
Izolowane
zasilanie
Zarządzanie zużyciem energii:
we wszystkich modułach
Źródło zasilania
o niskich szumach
±5 V, ±10 V
0-5 V, 0-10 V
Izolowana grupa analogowych modułów wejściowych z regulowanym wzmocnieniem
Bufor
VREF
Zabezp.
Bufor
4-20 mA
0-20 mA
Multiplekser
Sygnał
z czujników
PGA
ADC
Cyfrowa
izolacja
HART
Cyfrowa
izolacja
Zabezp.
24 • STYCZEŃ/LUTY 2012 CONTROL ENGINEERING POLSKA • www.controlengineering.pl
Taka architektura zapobiegania błędom sprawdza się znakomicie i nic nie stoi na przeszkodzie, aby zacząć stosować ją w automatyce [takie rozwiązania stosowane są od
wielu lat w serwonapędach – przyp. tłum.]. Chociaż większość aplikacji przewiduje możliwość dwukanałowej redundancji, możliwa jest również pewna modernizacja koncepcji
poprzez zastosowanie w jednym kanale tańszego procesora,
realizującego wyłącznie operacje wpływające na bezpieczeństwo. O funkcje diagnostyczne i bezpieczeństwa wzbogaca się również peryferyjne układy elektroniczne. W wielu
odbiornikach Ethernet, odpornych na temperatury panujące
w warunkach przemysłowych, zaimplementowano zaawansowane funkcje reflektometru diagnostycznego (TDR), aby
wykrywać awarie i przeprowadzać diagnostykę okablowania. Następne serie produktów będą w stanie wykonywać zaawansowane samodzielne autotesty. Wiele z chipówinterfejsów sieciowych ma zabezpieczenia przed odwrotnym
podłączeniem przewodów, zbyt wysokim napięciem itp.
Postęp w konstrukcji urządzeń i skorelowany z nim
postęp w automatyce tworzą samonapędzającą się machinę.
Większe wymagania w zakresie łączności, wbudowanego
przetwarzania i bezpieczeństwa funkcjonalnego w nowych
modułach I/O sterowników PLC pociągają za sobą konieczność rozwoju układów elektronicznych. Obecna na rynku
układów scalonych konkurencja wymusza na ich producentach ciągłą modernizację podzespołów elektronicznych.
Innym obserwowanym trendem jest rosnący potencjał
tanich rozwiązań z rynków azjatyckich. Dodatnie sprzężenie zwrotne między automatyką a konstrukcją urządzeń
będzie trwało. Jego efektem będzie postęp zarówno w automatyce, jak i elektronice.
Navin Venkata Kommaraju jest menedżerem
ds. rozwoju w Texas Instruments.
CE
Część wewnętrzna
(strona sterowania)
Sieć rozproszona
Przetwornica
DC/DC
Układ logiczny
Pamięć
Interfejs
firma prezentuje
Mobilne Sterowanie
System sterowania w Twojej kieszeni
Odkąd systemy automatyki przemysłowej wkroczyły w XXI
wiek, operatorzy mają do dyspozycji coraz nowocześniejsze
narzędzia ułatwiające sterowanie i nadzór nad urządzeniami
przemysłowymi. Jednym z takich sposobów może być
wykorzystanie urządzeń PDA (Personal Digital Assistants),
takich jak palmtopy czy smartfony.
Klasyczny system sterowania w przemyśle jest złożony
ze sterownika PLC oraz systemu HMI w postaci panelu
operatorskiego i/lub systemu SCADA. Na początek wyjaśnienie
powyższych skrótów.
PLC, czyli Programowalny Sterownik Logiczny (ang.
Programmable Logic Controller), to uniwersalne urządzenie
mikroprocesorowe przeznaczone do sterowania pracą maszyny lub urządzenia technologicznego.
HMI (ang. Human Machine Interface) to interfejs pomiędzy
człowiekiem i maszyną. Najczęściej jest to panel operatorski
lub system wizualizacji oparty na oprogramowaniu zainstalowanym na komputerze klasy PC. Oprogramowanie takie
nosi ogólną nazwę SCADA.
SCADA (ang. Supervisory Control And Data Acquisition) jest
systemem nadzorującym przebieg procesu technologicznego
lub produkcyjnego.
Urządzenia PDA są dziś obecne niemal wszędzie. Nie dziwi
więc ich obecność również w automatyce. Szybki rozwój
techniki usunął większość ograniczeń stosowania tego
typu urządzeń jako urządzenia HMI. Są one coraz bardziej
wydajne, niezawodne, mają coraz lepszą grafikę. Oczywiście
nadal podstawowym ograniczeniem jest ich wydajność oraz
rozmiar i rozdzielczość grafiki. Dlatego nie zastąpią one
klasycznych systemów opartych na panelach operatorskich
lub komputerach PC, ale mogą stanowić doskonałe ich
uzupełnienie. Umożliwiają personelowi dozoru technicznego
zdalny nadzór nad maszynami i liniami przemysłowymi,
pozwalają na szybszą reakcję w razie wystąpienia awarii lub
odchylenia procesu od założonych parametrów. Menedżerom
mogą umożliwić błyskawiczny wgląd w parametry procesu
i dostarczyć niezbędnych danych wprost do biura.
Allen-Bradley 1756-EWEB
Źródło: Materiały prasowe
Allen Bradley. d
Indusoft Web Studio
Źródło: Materiały prasowe Indusoft Polska.
Z punktu widzenia użytego oprogramowania możemy wyróżnić trzy podstawowe sposoby wykorzystania urządzeń PDA
jako interfejsów HMI:
• skorzystanie z przeglądarki internetowej na urządzeniu PDA,
• zainstalowanie oprogramowania HMI/SCADA pracującego
w systemie operacyjnym urządzenia PDA (np. Windows
CE, Windows Mobile),
• użycie PDA jako terminalu (usługi terminalowe).
Opiszemy teraz bardziej szczegółowo te trzy metody.
Użycie przeglądarki internetowej
na urządzeniu PDA
Najprostszym sposobem wykorzystania palmtopa lub
smartfona w procesie sterowania urządzeniem czy maszyną
jest użycie przeglądarki internetowej i połączenie się za jej
pomocą z Web Serwerem.
Najpierw kilka słów o tym, czym jest Web Serwer. Służy on
do udostępniania treści za pośrednictwem sieci ethernetowej.
Pojęcie to może odnosić się zarówno do sprzętu, jak i do
oprogramowania. Przykładem sprzętowego Web Serwera
mogą być niektóre moduły ethernetowe do sterowników PLC.
Producenci fabrycznie wyposażają je w funkcję umożliwiającą połączenie się z nimi za pośrednictwem przeglądarki
ethernetowej.
Programowy Web Serwer jest to oprogramowanie, które po
zainstalowaniu na komputerze klasy PC umożliwia połączenie
się z tym komputerem za pośrednictwem Internetu lub lokalnej
sieci ethernetowej i przeglądanie zdefiniowanej wcześniej
zawartości za pośrednictwem standardowej przeglądarki
internetowej.
c Siemens CP343-1 advanced
Źródło: Materiały prasowe
Siemens.
Programowe Web Serwery możemy znaleźć u większości
producentów systemów SCADA. Niekiedy są oferowane jako
dodatkowe moduły, które trzeba zakupić oddzielnie, a czasem
funkcjonalność Web Serwera jest wbudowana w podstawową
wersję systemu.
26 • STYCZEŃ/LUTY 2012 CONTROL ENGINEERING POLSKA • www.controlengineering.pl
firma prezentuje
Przykładem programowego Web Serwera może być Indusoft
Web Studio, które już w podstawowej wersji umożliwia
połączenie się z wizualizacją za pomocą przeglądarki
internetowej. Opcja ta nazywa się „Thin Client”. Umożliwia
on przeglądanie ekranów jako strony internetowe, dostęp do
zmiennych oraz alarmów.
Innym przykładem może być WinCC Web Navigator firmy
Siemens. Jest to opcja, którą można dołożyć do WinCC
– systemu SCADA Siemensa. WinCC Web Navigator umożliwia zdalny dostęp do systemu wizualizacji za pomocą
przeglądarki internetowej. Podobnie jak to miało miejsce
w przypadku Indusoftu, również istnieje rozwiązanie Thin
Client, umożliwiające dostęp za pomocą różnych platform
sprzętowych, w tym palmtopów.
Oprogramowanie HMI/SCADA
dla systemów mobilnych
Kolejnym sposobem wykorzystania palmtopa do sterowania
jest zainstalowanie na nim aplikacji typu SCADA przeznaczonej
dla systemów operacyjnych Windows Mobile/Windows CE.
Przykładem może być Indusoft CEView.
CEView ma prawie wszystkie cechy pełnej wersji systemu
Indusoft, takie jak obiektowa baza danych, funkcje matematyczne, możliwość archiwizacji danych, generowania alarmów
i obsługi receptur. Innymi słowy jest to w pełni funkcjonalny
system kontroli i monitoringu.
Innym przykładem aplikacji typu SCADA dla urządzeń
mobilnych jest Moduł PDA w LabVIEW 7. Możliwości tego
produktu można scharakteryzować następująco:
• graficzne tworzenie aplikacji kontrolnych i pomiarowych
dla PDA,
• komunikacja z urządzeniami zewnętrznymi poprzez IrDA,
RS oraz bezprzewodowy Ethernet,
• wbudowane narzędzia emulacji oraz uruchamiania programu,
• rozmiar oraz osiągi kodu zoptymalizowane dla urządzeń PDA,
• automatyczna konfiguracja środowiska LabVIEW do
tworzenia aplikacji PDA.
Usługi terminalowe w systemach mobilnych
Kolejną metodą wykorzystania urządzenia PDA w procesach
sterowania jest skorzystanie z funkcjonalności wbudowanej
w mobilne systemy operacyjne Windows (Mobile/CE). Chodzi
o usługi terminalowe.
WinCC Web Nawigator
Źródło: Materiały prasowe firmy Siemens.
systemu sterowania zarówno służbom utrzymania ruchu, jak
i menedżerom wszystkich szczebli. Dzięki wykorzystaniu PDA
służby techniczne mogą szybciej i sprawniej reagować na
wystąpienie awarii, a menedżerowie mieć lepszą kontrolę nad
procesem produkcji i podległymi pracownikami. I to wszystko
często bez noszenia ze sobą dodatkowych urządzeń – niemal
każdy ma dziś przy sobie telefon komórkowy.
Producenci komponentów automatyki coraz częściej dostrzegają korzyści płynące z tego typu rozwiązań i wyposażają
swoje produkty w rozwiązania dedykowane dla urządzeń
przenośnych. Coraz powszechniejsze zastosowanie urządzeń
PDA w przyszłych systemach sterowania wydaje się być
przesądzone. Skoro już dziś ograniczeniem nie są możliwości
techniczne, jedyną barierą wydaje się być świadomość
inżynierów i wiedza, że takie narzędzia są dostępne.
Andrzej Piotrowski
Kierownik Działu Aplikacji Programowych
[email protected]
Usługi terminalowe zapewniają zdalny dostęp do komputera
osobistego z systemem Microsoft® Windows® przy użyciu
oprogramowania typu „klient zubożony”, dzięki któremu
komputer kliencki pełni rolę emulatora terminalu. Usługi
terminalowe przesyłają do klienta tylko interfejs użytkownika
programu. Wykonywane na kliencie operacje użycia klawiatury
i myszy są przetwarzane przez serwer. Każdy użytkownik loguje
się i ma dostęp tylko do własnej sesji, która jest zarządzana
w przejrzysty sposób przez system operacyjny serwera i jest
niezależna od innych sesji klientów. /Źródło: Microsoft/
Za pomocą usług terminalowych można, korzystając ze
zdalnego pulpitu, uruchomić na ekranie palmtopa podgląd
ekranów aplikacji wizualizacyjnej zainstalowanej na serwerze.
Można to wykonać, korzystając z protokołu RDP (Remote
Desktop Protocol) wbudowanego we wszystkie systemy
Microsoft Windows od wersji Windows 2000, przy pomocy
programu „pulpit zdalny”, lub korzystając z oprogramowania
innych producentów, np. Real VNC, Team Viewer. Wybór
aplikacji zależy od systemu operacyjnego zainstalowanego
na urządzeniu mobilnym.
Urządzenia PDA a przyszłość
systemów sterowania
Wykorzystanie PDA w systemach sterowania daje wiele korzyści.
Przede wszystkim umożliwia zdalny i błyskawiczny dostęp do
Indusoft CEView
Źródło: Materiały prasowe Indusoft Polska.
iPS Control
tel. 61 840 80 26
[email protected]
www.ipscontrol.pl
www.controlengineering.pl • CONTROL ENGINEERING POLSKA STYCZEŃ/LUTY 2012 • 27
firma prezentuje
SIMATIC IPC
Format nano wkracza w ħwiat komputerów przemysãowych
Komputery przemysłowe są obecne w automatyce już od wielu lat, a ich znaczenie i zakres coraz szerszych
zastosowań wzrasta z roku na rok. Współczesne ich konstrukcje zaczynają coraz częściej realizować zadania
do tej pory zarezerwowane jedynie dla sterowników PLC.
tycznych. Jednostki są przeznaczone do prostych zadań
sterowania, wizualizacji i komunikacji oraz mogą być także
stosowane jako rejestratory danych w takich obszarach,
jak: budowa maszyn, sterowanie ruchem, systemy automatyki budynkowej lub transmisja energii. Dzięki gotowym
do pracy pakietom obejmującym komputer oraz przeinstalowane oprogramowanie przemysłowe SIMATIC WinAC
RTX 2010, także w wersji F oraz SIMATIC WinCC flexible RT i WinCC V11 Advanced RT, ich instalacja i uruchomienie na obiekcie staje się szybka i prosta, co wiąże się
bezpośrednio z redukcją nakładów ponoszonych na wdrożenie aplikacji przemysłowych.
Wykorzystując swoje wieloletnie doświadczenie w zakresie
systemów automatyki opartych na tradycyjnych sterownikach PLC oraz doskonale znając wymagania stawiane współczesnym instalacjom automatyki, Siemens stale
rozwija i poszerza portfolio urządzeń z zakresu PC-based
Automation. Komputery SIMATIC IPC, zgodnie z obowiązującymi trendami, stają się coraz nowocześniejsze, bardziej niezawodne i wydajniejsze, a jednocześnie
coraz bardziej energooszczędne. Ten zakres najważniejszych cech wymaganych od współczesnych komputerów przemysłowych został w ostatnim czasie uzupełniony
o aspekty dotyczące kompaktowej konstrukcji i całkowicie
bezobsługowej pracy.
Na kanwie tych wymagań Siemens zdecydował się uzupełnić portfolio oferowanych komputerów przemysłowych
o zupełnie nową linię niezwykle kompaktowych i energooszczędnych PC w formacie nano. Nowa rodzina produktów obejmuje dwie podstawowe konstrukcje oraz wiele
różnych odmian różniących się wyposażeniem: kompaktowy Nanobox PC oraz Nanopanel PC ze zintegrowanym
ekranem dotykowym. Sercem obu konstrukcji, SIMATIC
IPC227D Nanobox PC i SIMATIC HMI IPC277D Nanopanel
PC, jest najnowsza, druga już generacja procesorów Intel
Atom. Zupełnie nowe konstrukcje Nano IPC zostały zaprojektowane do bezobsługowej, 24-godzinnej pracy i to
nawet w środowisku o podwyższonych warunkach temperaturowych, wibracji, udarów i zakłóceń elektromagne-
Sercem komputerów SIMATIC IPC227D Nanobox PC
i SIMATIC HMI IPC277D Nanopanel PC są ultranowoczesne i niezwykle energooszczędne procesory Intel Atom
serii E6xx, które pracują pod kontrolą wbudowanych
systemów operacyjnych Windows XP Prof., Windows
Embedded Standard 2009, Windows Embedded Standard
7 lub Windows 7 Prof. Zoptymalizowane pod kątem zużycia energii procesory Atom zapewniają szybkie przetwarzanie danych i komunikację z urządzeniami zdalnymi,
zużywając energię na poziomie jedynie 8 W, co udało się
osiągnąć także dzięki doskonałemu rozwiązaniu odprowadzania ciepła. Dzięki swojej innowacyjnej konstrukcji, urządzenia mają wysoką odporność na wibracje i udary, co
pozwala na ich instalację nawet w najtrudniejszych warunkach przemysłowych. Tak wysoką odporność udało się
uzyskać między innymi dzięki wyeliminowaniu wszelkich
części rotujących, takich jak wentylatory i tradycyjne dyski
twarde, które zastąpiono, w zależności od opcji, kartami
CompactFlash lub dyskami SSD (Solid State Disk).
W nowych urządzeniach możemy zastosować karty pamięci CF o pojemności do 8 GB lub dyski SSD o pojemności do 50 GB wykonane w technologii SLC. W przypadku,
gdy warunki otoczenia nie stwarzają istotnego zagrożenia,
a wymagana jest większa pamięć danych, istnieje możliwość doboru konfiguracji komputera Nanobox PC z tradycyjnym 2,5" dyskiem twardym o pojemności 250 GB.
28 • STYCZEŃ/LUTY 2012 CONTROL ENGINEERING POLSKA • www.controlengineering.pl
firma prezentuje
Ponieważ nowe urządzenia nie mają wentylatorów, ich
konstrukcja została tak zaprojektowana, aby zapewniały
właściwe chłodzenie bez utraty wydajności w temperaturze otoczenia wynoszącej nawet 50°C. Doskonałe parametry chłodzenia nowych urządzeń udało się uzyskać mimo
posiadania na pokładzie przemysłowego zasilacza 24 V,
który zapewnia zasilanie dla wszystkich układów. Tego
typu rozwiązania gwarantują całkowicie bezobsługową
pracę, co z kolei pozwala na implementację tych urządzeń
w różnego rodzaju maszynach, aplikacjach morskich, farmach wiatrowych lub automatyce budynkowej.
Ze względu na to, że komputery IPC 2x7D mogą być oferowane wraz z przeinstalowanym i uruchomionym oprogramowaniem sterownika programowego SIMATIC WinAC
RTX, istnieje możliwość opcjonalnej implementacji pamięci nieulotnej o pojemności 512 kB, która pozwala na podtrzymanie ważnych danych nawet w przypadku awarii
zasilania. W ramach tej pamięci, 128 kB może być wykorzystywana jako nieulotny bufor danych WinAC RTX.
SIMATIC IPC227D Nanobox PC
Komputery z w wersji Nanobox PC zostały zaprojektowane pod kątem instalacji w szafkach sterowniczych o ograniczonej przestrzeni lub bezpośrednio na maszynach. Jest
to możliwe ze względu na niewielkie rozmiary urządzenia
(dł./szer./głęb. 192×100×60) oraz niezwykle wytrzymałą, metalową konstrukcję obudowy pełniącej jednocześnie
rolę radiatora. Ta niezwykle udana konstrukcja zyskała natychmiast uznanie ekspertów i zdobyła prestiżową
nagrodę IF Produkt Design Award 2011. Uzupełnienie dla
tej niezwykle ergonomicznej konstrukcji stanowi także bardzo elastyczny sposób montażu, pozwalający na instalację komputera w czterech standardowych pozycjach:
na szynie DIN, na ścianie, poziomo lub pionowo (rys. 1).
Dodatkowo wszystkie interfejsy umiejscowione są po jednej stronie, co znacznie upraszcza podłączanie przewodów zasilających i komunikacyjnych do urządzenia.
Ważną cechą nowych urządzeń jest także to, że pozycja instalacyjna nie wpływa na pogorszenie ich warunków
temperaturowych oraz wydajnościowych.
Rys.1. Sposoby montażu komputerów Nanobox PC
wykorzystywana wszędzie tam, gdzie występuje deficyt miejsca, a warunki otoczenia są niezwykle trudne.
Doskonałym przykładem aplikacji mogą tu być głowice
turbin wiatrowych zlokalizowane na szelfowych farmach
wiatrowych. W tej wersji komputer jest wyposażony w cztery złącza USB 2.0, dwa porty Gigabit Ethernet, złącze kart
CF, konfigurowalny port COM (232C, 485, CAN) oraz złącze DVI-I. Jeżeli jednak tworzona aplikacja wymaga większej funkcjonalności, to użytkownik otrzymuje jeszcze trzy
odmiany urządzenia, oznaczone odpowiednio symbolami IO, COM oraz PCIe, które oferują rozszerzoną funkcjonalność w zakresie dodatkowych wejść/wyjść cyfrowych
(4 DI/DO 24 VDC), trzech dodatkowych portów COM lub
wolnego złącza na dowolną kartę PCIe. Te trzy odmiany
IPC227D są tylko nieznacznie większe od wersji BASIC,
jednakże pozwalają na realizację znacznie bardziej rozbudowanych zadań automatyki na bazie PC.
W celu ułatwienia diagnostyki, Nanobox PC zostały wyposażone w cztery statutowe diody LED, z których trzy są
w pełni programowalne, a dodatkowo, zainstalowane
oprogramowanie diagnostyczne SIMATIC IPC DiagBase
zapewnia przyjazny serwis i pełną diagnostykę urządzeń.
W ofercie Siemens znajdują się cztery odmiany IPC227D.
Wersja podstawowa, oznaczona symbolem BASIC, o rozmiarach zbliżonych do litrowego kartonu mleka, dzięki
szczelnej obudowie, braku baterii oraz tradycyjnego dysku
twardego, jest całkowicie bezobsługowa i może być
www.controlengineering.pl • CONTROL ENGINEERING POLSKA STYCZEŃ/LUTY 2012 • 29
firma prezentuje
liczby portów USB, które są trzy. W tej wersji i przy wsparciu oprogramowania WinCC V11 Advanced RT, nowe
komputery mogą być wykorzystywane jako kompaktowe stacje czy koncentratory danych lub konwertery
komunikacyjne.
Innowacyjna funkcjonalność
Oba typy urządzeń – SIMATIC IPC227D oraz SIMATIC
HMI IPC277D, charakteryzują się jednolitymi komponentami sprzętowymi pozwalającymi optymalnie wykorzystać wszystkie zalety i możliwości platformy Intel Atom.
Tak jak było to już powiedziane, urządzenia mają po dwa
porty Gigabit-Ethernet, z których jeden może być opcjonalnie wykorzystany jako port PROFINET z funkcją pracy
w czasie rzeczywistym. Taka opcja pozwala na bezpośrednie podłączanie do komputerów układów rozproszonych
wejść/wyjść i ich obsługę z poziomu oprogramowania sterownika programowego SIMATIC WinAC RTX 2010 (rys. 2).
Rys. 2. Współpraca z układami ET200S
SIMATIC HMI IPC 277D Nanopanel PC
Nanopanel PC to, jak można się domyślić, połączenie
komputerów Nonobox PC w wersji BASIC z przemysłowymi, dotykowymi ekranami panoramicznymi o wysokiej rozdzielczości i szerokim kącie widzenia. Urządzenia w chwili
obecnej są oferowane z ekranami w formacie 16:10
i przekątnej 7", 9" i 12", natomiast ekranów o większych
przekątnych można się spodziewać w przyszłym roku.
Zastosowane w urządzeniach nowoczesne podświetlanie LED jest w 100% regulowane, co zapewnia doskonałą
adaptację do panujących warunków otoczenia oraz wpływa na znaczącą redukcję zużycia energii. Komputery
panelowe IPC277D są przeznaczone do montażu na elewacjach szafek lub pulpitów sterowniczych i zapewniają
od frontu stopień ochrony IP65. Na uwagę zasługuje tu
także fakt, że urządzenia mają głębokość wynoszącą
jedynie 66 mm. Ponieważ bazę dla Nanopanel PC stanowi komputer Nanobox PC BASIC, to liczba i rodzaj interfejsów jest także jednakowa, z jednym wyjątkiem w zakresie
Dodatkową, acz bardzo istotną cechą nowych urządzeń
jest funkcja Wake-on-LAN, która pozwala na zdalne przełączenie komputerów ze stanu aktywnego do stanu czuwania i odwrotnie, co z kolei, po raz kolejny przekłada
się bezpośrednio na obniżenie zużycia energii i kosztów
eksploatacyjnych.
Dodatkowo, poza standardowym oprogramowaniem
diagnostycznym, oferowane jest opcjonalne oprogramowanie do zdalnej diagnostyki urządzeń SIMATIC IPC
DiagMonitor. Oprogramowanie to umożliwia prowadzenie diagnostyki urządzenia poprzez sieć Ethernet, oferuje
zintegrowaną funkcjonalność serwera Web, zapewniającą
globalny dostęp do danych diagnostycznych oraz umożliwia powiadamianie służb serwisowych poprzez pocztę
elektroniczną lub SMS o występujących lub przewidywanych zdarzeniach krytycznych lub usterkach.
Dzięki takiej funkcjonalności i różnorodności dostępnych
opcji konfiguracji, SIMATIC Nano PC znajdują szerokie
zastosowanie w aplikacjach w przemyśle maszynowym,
półprzewodnikowym, samochodowym, biotechnologicznym i farmaceutycznym, wytwarzaniu zielonej energii,
aplikacjach magazynowych, automatyce budynkowej, systemach sterowania ruchem i wielu, wielu innych.
Więcej informacji na temat całego zakresu produktów
SIMATIC IPC znajdziecie Państwo na stronach:
www.siemens.com/SIMATIC-ipc
Krzysztof Okoński
Siemens Sp. z o.o.
[email protected]
www.siemens.pl
30 • STYCZEŃ/LUTY 2012 CONTROL ENGINEERING POLSKA • www.controlengineering.pl
sterowanie
Dr Vence VanDoren
Regulacja stabilizująca
vs. regulacja nadążna
Projektowanie pętli sprzężenia zwrotnego rozpoczyna się od uświadomienia sobie celu
jej przeznaczenia i zrozumienia zmian zachodzących w procesie.
P
odstawowym zadaniem układów ze
sprzężeniem zwrotnym jest zazwyczaj minimalizacja wpływu zakłóceń lub nadążanie za wartością zadaną. Regulator zaprojektowany z myślą o redukcji zakłóceń zadziała w momencie, kiedy potrzebna będzie zmiana
wielkości regulowanej, tak aby nadążała ona za
wyznaczoną wartością zadaną, gdy tylko zakłócenia bądź obciążenie obiektu spowoduje odchyłkę regulacji.
Dla przykładu samochodowy regulator prędkości (tempomat) zwiększy obroty silnika, kiedy
tylko zauważy spadek prędkości samochodu podczas wjazdu pod górę. Będzie minimalizował
bądź odrzucał dodatkowe obciążenie samochodu,
dopóki nie zacznie on poruszać się z taką prędkością, jaka została pierwotnie zdefiniowana. Regulatory stabilizujące spisują się najlepiej wszędzie
tam, gdzie wartość zadana jest stała, a wymogiem co do wielkości regulowanej jest to, żeby
znajdowała się w pobliżu.
Rysunek 1. Pętla sterowania
Wartość
zadana
W przeciwieństwie do powyżej opisanych,
regulatory nadążne są stosowane wtedy, kiedy
spodziewana jest okresowa zmiana wartości
zadanej, a od regulatora wymaga się zwiększenia
lub zmniejszenia wielkości regulowanej zgodnie
z tymi wahaniami. Luksusowe samochody wyposażone w układ automatycznej regulacji temperatury będą śledzić zmieniającą się wartość zadaną,
dostosowując temperaturę wyjściową grzałki
zawsze wtedy, kiedy kierowca zażąda nowej temperatury wewnątrz auta.
Układy regulacji stabilizującej i układy regulacji nadążnej mogą być stosowane zamiennie
(tempomat może zwiększyć prędkość samochodu,
kiedy kierowca chce jechać szybciej, a układ
regulacji temperatury w samochodzie może wyłączyć ogrzewanie, kiedy pojawi się słońce), ale
optymalne działanie układu na ogół wymaga,
aby regulator był zaprojektowany bądź nastrojony dla jednego albo drugiego celu. Dla zrozumienia powodu rozważmy pętlę sprzężenia
Zakłócenie
Sygnał
sterujący
Błąd
Regulator
Wielkość
regulowana
Obiekt
W tej pętli sterowania ze sprzężeniem zwrotnym regulator oblicza błąd pomiędzy wartością zadaną
a wielkością regulowaną, a następnie wypracowuje sygnał sterujący, mający za zadanie zminimalizować
zakłócenie po czasie. Zakłócenie może również wpływać na obiekt poprzez rywalizację z sygnałem sterującym
bądź przez bezpośrednie oddziaływanie na wielkość regulowaną. Niemniej jednak regulator mierzy wielkość
regulowaną wraz z wchodzącymi zakłóceniami i powtarza tę operację w zamkniętej pętli, aż błąd zmaleje do
zera. Wszystkie pętle ze sprzężeniem zwrotnym działają w ten sam sposób, ale optymalna konfiguracja dla
danego zastosowania zależy od tego, czy błędy są powodowane w głównej mierze przez zakłócenia, czy przez
zmiany wartości zadanej i ich relatywną szybkość. Źródło: Control Engineering
32 • STYCZEŃ/LUTY 2012 CONTROL ENGINEERING POLSKA • www.controlengineering.pl
sterowanie
Rysunek 2. Sterowaniew pętli otwartej
Zakłócenie
Wielkość
regulowana
Obiekt
Jeżeli pętla sprzężenia zwrotnego jest wyłączona i wartość zadana wynosi zero, wielkość regulowana
zależy tylko od zakłóceń „przechodzących” przez obiekt. Stwierdzenie to jest również prawdziwe, kiedy
wartość zadana jest stałą niezerową wartością. W tym przypadku wyjście regulatora produkuje stałą
wartość sygnału sterującego, który wprowadza uchyb do wielkości regulowanej, jednak nie zmienia jej
wartości. W przeciwnym wypadku, kiedy sprzężenie zwrotne jest wyłączone i zakłócenia są równe zeru,
wielkość regulowana zależy jedynie od zmian wartości zadanej „przechodzącej” przez regulator i obiekt.
Wynika z tego, że zmiany wartości zadanej powodują działanie regulatora, który wytwarza sygnał sterujący
powodujący wahania wielkości regulowanej w górę lub w dół, zgodnie z charakterystyką fizyczną obiektu.
zwrotnego pokazaną na schemacie „Pętla Sterowania” i efekt, jaki wywołuje nagłe zakłócenie
dla obiektu lub nagła zmiana wartości zadanej.
Sterowanie w pętli otwartej
Na początku załóżmy, że ścieżka sprzężenia zwrotnego jest nieaktywna, a więc układ regulacji pracuje w pętli otwartej. Po wystąpieniu zakłócenia
wielkość regulowana zacznie się zmieniać zgodnie
ze wzmocnieniem obciążenia i fizycznym charakterem obiektu. Na przykładzie tempomatu nagły
opór stawiany przez wzgórze spowoduje zmniejszenie prędkości samochodu z uwagi na stromość
zbocza i bezwładność samochodu. Należy zwrócić uwagę na fakt, że regulator w pętli otwartej
nie odgrywa w ogóle żadnej roli w określeniu, jak
obiekt ma zareagować na zakłócenia, więc jego
nastawy są nieistotne, kiedy sprzężenie zwrotne
jest nieaktywne. Warto zauważyć jednak, że
zmiana wartości zadanej będzie widoczna przez
regulator i obiekt nawet bez sprzężenia zwrotnego. Spójrzmy na schemat „Sterowanie w Pętli
Otwartej”.
Jako wynik matematycznej inercji regulatora połączonej z fizyczną inercją obiektu w celu
ustalenia odpowiedzi układu na zmianę wartości zadanej otrzymujemy odpowiedź wolniejszą
niż odpowiedź układu na nagłe zakłócenie. Jest
to szczególnie prawdziwe, jeżeli regulator wyposażony jest w akcję całkującą. Człon I regulatora
PID wydaje się filtrować albo uśredniać efekty
zmian wartości zadanej, wprowadzając opóźnienie ograniczające próg, wokół którego zmienia się
sygnał sterujący.
W przykładzie układu sterującego temperaturą w samochodzie zjawisko to jest widoczne,
kiedy regulator zaczyna zwiększać grzanie po
otrzymaniu prośby kierowcy o zwiększenie
temperatury wewnątrz kabiny. Grzałka w samochodzie zacznie podnosić temperaturę w zależności od tego, jak agresywnie nastrojony został
regulator oraz jak szybko temperatura wewnątrz
zareaguje na sygnał sterujący. Bezpośrednie
zakłócenie, takie jak nagłe pojawienie się słońca,
powoduje zazwyczaj wzrost temperatury w samochodzie w znacznie szybszym tempie ze względu
na to, że efekty zakłócenia nie będą na początku
zależne od regulatora.
Regulatory stabilizujące spisują się
najlepiej wszędzie tam, gdzie wartość
zadana jest stała, a wymogiem
co do wielkości regulowanej jest to,
żeby znajdowała się w pobliżu.
Sterowanie w pętli zamkniętej
Regulator pracujący w pętli otwartej nie jest
w stanie ani minimalizować skutków zakłóceń,
ani śledzić zmian wartości zadanej bez pętli sprzężenia zwrotnego. Zadajmy więc sobie pytanie:
„Co stanie się z dodatkowym czasem reakcji wartości regulowanej, w momencie kiedy sprzężenie
zwrotne jest aktywne?” Zazwyczaj nic. Dopóki
regulator wyposażony jest w filtrowanie wartości
zadanej, wahania tej wielkości pozostaną wolniejsze niż zmiany działających zakłóceń o dokładnie taką samą wartość, jak ma to miejsce w przypadku pętli otwartej. Spójrzmy na schemat „Sterowanie w pętli zamkniętej”.
Podczas gdy różnica w czasach odpowiedzi jest całkowicie zależna od czasu opóźnienia
regulatora, nasuwa się pytanie, czy w dalszym
www.controlengineering.pl • CONTROL ENGINEERING POLSKA STYCZEŃ/LUTY 2012 • 33
sterowanie
Rysunek 3. Sterowanie w pętli zamkniętej
Wartość
zadana
Zakłócenie
Sygnał
sterujący
Filtr wartości
zadanej
Regulator
Wielkość
regulowana
Obiekt
Regulator
W przypadku kiedy sprzężenie zwrotne jest aktywne i wartość zadana równa jest zeru (bądź przynajmniej
jest stała), pierwotny schemat pętli regulacji może zostać zmieniony pod względem matematycznym, aby
pokazać wpływ zakłóceń na wielkość regulowaną. Zakłócenia przechodzą przez zmodyfikowany układ, który
jest matematycznie równoważny z układem pierwotnym z pętlą sprzężenia zwrotnego przepuszczającą
sygnał przez regulator. Podobnie, jeżeli sprzężenie zwrotne jest aktywne i wahania wartości zadanej wynoszą
zero, pierwotny schemat pętli układu regulacji może być zmieniony, aby pokazać, że zarówno zmiany
wartości zadanej przechodzące w pierwszej kolejności przez regulator, jak i przypadek, w którym pojawiają
się jedynie zakłócenia. Zmodyfikowany układ może być wolniejszy bądź szybszy od oryginalnego układu
regulacji otwartej, ale regulator zawsze wprowadzi opóźnienie w ścieżkę wartości zadanej, niezależnie czy
regulator znajduje w pętli regulacji otwartej czy zamkniętej. Bez względu na to, czy opóźnienie to spowolni
czy przyspieszy pracę regulatora nadążnego, działanie regulatora stabilizującego zależy od wpływu szybkolub wolnozmiennych zakłóceń. Możliwe jest również zoptymalizowanie pojedynczego regulatora lub
nadążnego i stabilizującego poprzez przepuszczenie wartości zadanej przez drugi regulator albo filtr wartości
zadanej, tak aby oszacowywał on wpływ zakłóceń. Niemniej jednak podczas projektowania należy pamiętać
o stworzeniu takiego wielozadaniowego regulatora, którego budowa jest złożona, a często okazuje się
nieprzydatny, szczególnie kiedy miałby radzić sobie ze zmianami wartości zadanej bądź zakłóceniami osobno,
a nie jednocześnie.
ciągu istnieje możliwość zaprojektowania regulatora nadążnego, który byłby tak samo szybki jak
jego odpowiednik w układzie regulacji stabilizującej, dobierając jego nastawy, tak aby odpowiadał
natychmiastowo na zmiany wartości zadanej.
Ta uliczka jest również ślepa. Wyeliminowanie opóźnienia regulatora wymagałoby wyłączenia akcji całkującej, co skutecznie zapobiegałoby
osiągnięciu przez wielkość regulowaną wartości
zadanej.
Z drugiej strony inercja matematyczna regulatora może być zminimalizowana bez całkowitego wpływania na jego zdolność do eliminacji
błędów pomiędzy wielkością regulowaną a wartością zadaną. Szybki regulator nadążny wymaga
agresywnych nastaw, jednak nie powinno stanowić to żadnego problemu, dopóki regulator nie
będzie musiał minimalizować skutków zakłóceń.
Jeżeli nieoczekiwane obciążenie kiedykolwiek
zadziała na obiekt, regulator nadążny spowoduje
przeregulowanie i niepotrzebne oscylacje wielkości regulowanej.
Przeciwnie, kiedy regulator nastrojony jest,
aby eliminować nagłe zakłócenia, zazwyczaj
będzie relatywnie wolno realizował zmianę wartości zadanej. Na szczęście typowa pętla sprzężenia zwrotnego w zastosowaniach przemysłowych
będzie działać na ograniczonych odcinkach stałej
34 • STYCZEŃ/LUTY 2012 CONTROL ENGINEERING POLSKA • www.controlengineering.pl
wartości zadanej, więc jedynym przypadkiem,
kiedy regulator stabilizujący doświadczy opóźnień związanych z wahaniami wartości zadanej,
będzie rozruch.
Zastrzeżenia
Niestety, na tym nie kończy się historia regulacji nadążnej i regulacji stabilizującej. Do tego
momentu zakładaliśmy, że wyłącznie obiekt jest
poddawany działaniu nagłych zakłóceń, tak jak
w przypadku, kiedy włączony w samochodzie
tempomat nagle napotyka na wzniesienie. Wiele,
jeżeli nie większość układów regulacji ze sprzężeniem zwrotnym obsługuje o wiele mniejsze zakłócenia – np. malutkie wzgórki zamiast spadzistych
zboczy.
Kiedy fizyczne właściwości obiektu regulacji ograniczają zasięg, w którym zakłócenia mogą
oddziaływać na wielkość regulowaną, odpowiedź
na nie będzie czasami wolniejsza niż odpowiedź
na wartość zadaną. W takich przypadkach bardziej agresywne nastrojenie będzie właściwe
dla regulatora stabilizującego niż dla regulatora
nadążnego. Kluczową sprawą jest określenie,
którą strategię zastosować dla danego procesu
i jakie kryteria powinien spełniać regulator.
CE
firma prezentuje
GraÀczne programowanie
systemów wizyjnych: algorytmy i HMI
Dedykowane pakiety oprogramowania umożliwiają szybkie konstruowanie algorytmów dla
systemów wizyjnych, nie wymagając przy tym
od użytkownika znajomości zasad programowania. Kompletny system wizyjny wymaga jednak nie tylko algorytmu widzenia maszynowego, ale także odpowiedniego interfejsu użytkownika. Oprogramowanie Adaptive Vision Studio
umożliwia realizację obu tych elementów na zasadzie „przeciągnij i upuść”.
Po pierwsze: algorytmy
Sposób konstruowania algorytmów przypomina
projektowanie linii produkcyjnej. Polega on na
tworzeniu potoku z prostych operacji przetwarzania danych, tzw. filtrów, których złożenie umożliwia realizację nawet najbardziej nietypowych zadań. Oprogramowanie Adaptive Vision Studio
udostępnia bibliotekę ponad 700 operacji, które
Rysunek 1. Zrzut ekranu aplikacji Adaptive Vision Studio.
zapewniają wsparcie dla szerokiej gamy zastosowań – od rozpoznawania kodów do złożonych
zadań wizyjnej kontroli jakości.
Po drugie: HMI
Systemy wizyjne bardzo często wymagają komunikacji z operatorem. Dotyczy to zarówno operacji wejściowych (np. przełączanie trybów pracy
urządzenia), jak i wyjściowych (np. wyświetlanie komunikatów o wynikach inspekcji). Ważnym
elementem systemów wizyjnych jest więc również interfejs użytkownika, znany także z angielskiego jako HMI (Human-Machine Interface).
Aplikacja Adaptive Vision Studio oferuje użytkownikom zestaw kontrolek, które mogą być
Rysunek 2. Połączenia między algorytmem systemów wizyjnych a HMI.
użyte podczas procesu projektowania interfejsu.
Linia przerywana pokazuje połączenie pomiędzy konkretnym
Elementy te, podobnie jak filtry, układane są na
wejściem/wyjściem bloczka a elementem HMI.
formie na zasadzie „przeciągnij i upuść”. Daje to
programiście rzeczywisty widok aplikacji już na
etapie jej projektowania.
kacji wystarczy pojedynczy makrofiltr, dla bar-
jących złożone typy danych (np. tablice kontu-
dziej złożonych tworzy się hierarchię makrofil-
rów), operacje arytmetyczne, instrukcje warun-
Przykład
trów o dowolnej strukturze. Współpraca z HMI
kowe czy pętle. Umiejętne składanie ze sobą do-
Zrzut ekranu (rysunek 1) pokazuje współpracę
odbywa się w kontekście pewnego makrofiltra.
stępnych filtrów w połączeniu z HMI daje nam
HMI z algorytmem wizyjnym. Zadaniem przed-
Na początku cyklu pobierane są dane z kontro-
potężne środowisko do projektowania zaawan-
stawionej aplikacji jest sprawdzenie, czy wszyst-
lek sterujących, które wpływają na przebieg wy-
sowanych aplikacji.
kie groty na pile są ustawione pod odpowiednim
konania algorytmu. Po zakończeniu cyklu wy-
kątem. Dzięki suwakom umieszczonym na for-
niki obliczeń wysyłane są do kontrolek wizuali-
mie operator ma możliwość dynamicznej regula-
zacyjnych. Połączenia w obydwie strony przed-
cji zakresu poszukiwania. Na ekranie pojawia się
stawione są w programie za pomocą tzw. fiszek
również komunikat informujący o zgodności licz-
(rysunek 2).
by ostrzy na tarczy i liczbie znalezionych kątów.
Nie tylko proste programy
Adaptive Vision
Jak to działa?
Adaptive Vision Studio to nie tylko aplikacja,
Programy tworzone w Adaptive Vision Studio
działają na zasadzie cykli przetwarzania realizowanych przez tzw. makrofiltry. Dla prostych apli-
dzięki której możemy w prosty sposób zapro-
(marka Future Processing Sp. z o.o.)
Fax: +48 32 4612309
[email protected]
www.adaptive-vision.com
jektować algorytm analizy obrazu. Narzędzie
pozwala na tworzenie programów wykorzystu-
www.controlengineering.pl • CONTROL ENGINEERING POLSKA STYCZEŃ/LUTY 2012 • 35
systemy wizyjne
Brad Cobb
Potencjał PCI Express
Magistrala PCI Express (PCIe) charakteryzuje się determinizmem oraz możliwością przesłania
dużej ilości danych w ciągu sekundy. Nadaje się idealnie do wykorzystania w komputerowych
systemach wizyjnych typu frame-grabber ze względu na zdolność przetwarzania obrazu
i transmisji wideo o wysokich rozdzielczościach.
T
radycyjne komputerowe systemy wizyjne składają się z komputera PC wyposażonego w moduł przetwarzania wideo
frame grabber umieszczony w złączu
PCI Express (PCIe). Moduł przechwytuje obrazy
z kamer i przesyła je na szynę PCIe komputera
w celu dalszej obróbki. Frame grabber może być
skonfigurowany do pracy z wieloma popularnymi typami interfejsów kamer analogowych i cyfrowych, takich jak CameraLink, IEEE 1394 czy
GigE Vision.
Magistrala PCIe charakteryzuje się determinizmem oraz możliwością przesyłu dużej ilości
danych w ciągu sekundy, dlatego też jest praktyczna do zastosowań modułu frame grabber
w komputerach PC ze względu na zdolność przetwarzania obrazu i transmisji wideo o wysokich
rozdzielczościach.
Podczas gdy systemy wizyjne oparte na komputerach PC są ciągle szeroko i chętnie stosowane, wielu wytwórców sprzętu (OEM) idzie
dalej i tworzy wbudowane systemy wizyjne,
Przyśpieszenie wykonywania
algorytmu wizyjnego
DSP
Procesor
graficzny
Tworzenie GUI 3D
FPGA
Przełącznik
PCI Express
Wstępne
przetwarzanie
obrazu
Procesor
ARM
(podstawowy)
Procesor
ARM
(zapasowy)
Kontrola systemu
Procesor awaryjny
Rysunek 1. PCIe pozwala na wykonywanie wielu
procesów przetwarzania we wbudowanym systemie
wizyjnym. Dzięki uprzejmości TI
Ciągły rozwój przemysłowych systemów wizyjnych – badania IMS
J
ohn Morse, analityk IMS analizujący
rynek przemysłowych systemów wizyjnych, przewiduje rozwój rynku wizyjnego na poziomie 10% w roku 2011, podtrzymując tym samym dwucyfrowe
tempo wzrostu pomimo widocznych znaków spowolnienia. Dodaje również, że
nie spodziewał się całkowitego powrotu do normalności po recesji w 2010
roku. Bazując na raporcie IMS Research’s
Machine Vision 2011 oszacował, że podczas recesji w 2010 roku globalny rynek
zwiększył się o prawie 40%, niwelując
w pełni spadek z 2009 roku. – Taki poziom
wzrostu nie jest wielkim zaskoczeniem
i był prognozowany w ostatnim wydaniu
raportu, opublikowanym w lutym tego
roku. Małą niespodzianką był ostry spadek zanotowany w pierwszej połowie
roku przez IMS Research Machine Vision
quartely market tracker, szczególnie
w obu Amerykach i Azji. Kraje Europejskie
oraz Bliskiego Wschodu wypadły w tym
zestawieniu lepiej.
Uzupełnianie zapasów i przegrupowanie sił po kryzysie jest najprawdopodobniej
36 • STYCZEŃ/LUTY 2012 CONTROL ENGINEERING POLSKA • www.controlengineering.pl
czynnikiem wpływającym na spowolnienie tempa wzrostu. Przychody globalne są
nadal szacowane na poziomie 10% w 2011
roku w stosunku do przewidywanej globalnej działalności przemysłowej na poziomie 7–8%. Długoterminowe przewidywania dla rynku przemysłowych systemów
wizyjnych mówią o poprawie, ale oznaki
ocieplenia nie dają powodów do samozadowolenia. Będziemy nadal z bliska monitorować sytuację, bacznie się przyglądając wszelkim zmianom – podsumowuje
Morse.
systemy wizyjne
które mają przewagę nad systemami opartymi na
komputerach PC w takich obszarach, jak odporność, niezawodność, mobilność czy pobór mocy.
Sercem najnowszych systemów wbudowanych
są procesory ARM i procesory sygnałowe (DSP),
które w niektórych przypadkach są w stanie osiągać częstotliwości przekraczające nawet 1 GHz
i umożliwiają wykonywanie skomplikowanych
i wyrafinowanych algorytmów wizyjnych.
Ostatnia generacja procesorów wbudowanych
przoduje w przetwarzaniu algorytmów wizyjnych i cechuje się wysoko zintegrowaną obsługą
urządzeń peryferyjnych, takich jak porty kamer
i wideo w celu szybszego podłączenia sensorów
obrazu i dekoderów wideo. Wbudowane porty
kamer i wideo mogą służyć jako zintegrowany
moduł frame Grebber, eliminując tym samym
potrzebę posiadania tradycyjnego systemu
z modułem wpiętym w magistralę PCIe.
Ze względu na fakt, że szyna PCIe frame
grabbera nie jest wykorzystywana, projektanci
znaleźli dla niego alternatywne przeznaczenie. Najbardziej rozpowszechnione zastosowanie znalazł w obszarze wewnętrznej komunikacji pomiędzy procesorami. Wiele z dzisiejszych
Ewolucja protokołu PCIe jest nierozłączną
częścią nowej technologii Thunderbolt,
rozwijanej przez firmę Intel we współpracy
z Apple, która ma za zadanie połączyć
interfejsy PCIe i DisplayPort w jedno
kablowe połączenie z komputerem.
wbudowanych systemów wizyjnych jest wyposażonych w dwa bądź więcej wbudowanych układów scalonych odpowiedzialnych za przetwarzanie danych, np.:
 oparty na architekturze ARM procesor do
obsługi systemu operacyjnego wysokiego poziomu
(OS) jak Linux, Google Android czy Microsoft
Windows Embedded CE, zapewniający kontrolę
systemu i oferujący obsługę sieci i wyświetlania,
 programowalna macierz bramek (FPGA) do
przetwarzania obrazów,
 procesor sygnałowy (DSP) do przyspieszenia algorytmów wizyjnych,
www.controlengineering.pl • CONTROL ENGINEERING POLSKA STYCZEŃ/LUTY 2012 • 37
systemy wizyjne
I/O chipów SoC. Mostki PCIe mogą być wykorzystywane do zwiększenia potencjału I/O wbudowanych systemów wizyjnych (wykres 1).
SoC
Podwójna przepustowość,
większa rozdzielczość
Przełącznik
PCI Express
Mostek
PCIe - 10 GigE
Mostek
PCIe - USB 3.0
SuperSpeed
Mostek
PCIe - SATA 6 Gb/s
Rysunek 2. PCIe umożliwia
podłączenie dodatkowych I/O
we wbudowanych systemach
wizyjnych. Dzięki uprzejmości TI
 procesor graficzny 3D do przyspieszenia
wykonywania zaawansowanych interfejsów graficznych użytkownika (GUI).
Jeżeli każdy z procesorów wykorzystywany
w systemie wyposażony jest w interfejs PCIe,
możliwe jest takie wprowadzenie ustawień przełącznika, aby komunikacja pomiędzy nimi odbywała się z małymi opóźnieniami oraz z dużą przepustowością. Korzystanie z przełącznika PCIe
zapewnia również redundancję procesora głównego, np. jak opisany powyżej ARM, i dokonuje
szybkiego przełączenia w razie awarii głównego
procesora. We wbudowanych systemach wizyjnych można podłączyć wiele procesorów wykorzystujących przełącznik PCIe (wykres 1).
Niektórzy dostawcy układów scalonych poszli
jeszcze dalej, integrując na pojedynczym chipie
(SoC) procesor ARM, DSP i procesor graficzny.
Przykładem tutaj może być wyżej wymieniony
C6A81x C6-Integra DSP + ARM procesor.
Magistrala PCIe pełni jeszcze jedną ważną
rolę w wysoko zintegrowanych układach scalonych ze względu na zapewnianie portów rozszerzeń i mostków, dla nowo powstających technologii, takich jak 10-gigabitowy Ethernet, superszybki USB (USB 3.0) czy SATA 6 Gbit/s.
Mostki interfejsu PCIe dają dostęp do I/O technologiom, które nie były wystarczająco rozwinięte, aby zostać zintegrowane na chipie podczas
fazy jego projektowania. Reasumując, magistrala
PCIe wydaje się być przyszłościowym rozwiązaniem z punktu widzenia możliwości rozszerzeń
38 • STYCZEŃ/LUTY 2012 CONTROL ENGINEERING POLSKA • www.controlengineering.pl
Wraz ze wzrostem znaczenia komputerowych
systemów wizyjnych rozwija się technologia PCIe. Dzisiejsze rozwiązania wbudowanego
PCIe zdominowane są głównie przez rozwiązania z rodziny PCIe 1.x oraz od niedawna przez
urządzenia od głównych dostawców układów
scalonych zapewniających obsługę PCIe 2.x.
W listopadzie 2010 roku PCI-SIG pokazało po
raz pierwszy konfigurację sprzętową umożliwiającą komunikację po magistrali PCIe 3.0, która
pozwala na podwojenie przepustowości przesyłu danych w porównaniu ze standardem PCIe
2.x. Zwiększona przepustowość oznacza kilka
korzyści dla wbudowanych systemów wizyjnych
korzystających z PCIe 3.0.
Dzięki PCIe 3.0 uzyskamy większą wydajność pomiędzy poszczególnymi układami scalonymi we wbudowanym systemie wizyjnym,
które wymagają multiprzetwarzania, pozwalając tym samym na obróbkę obrazów o większych
rozdzielczościach i z większej liczby źródeł. Dla
systemów, które niekoniecznie wymagają większej wydajności, PCIe 3.0 umożliwia osiąganie
podobnych przepustowości co PCIe 2.0, korzystając z mniejszej liczby torów danych. Może być
to szczególnie istotne ze względu na fakt, że dzisiejsze wbudowane procesory muszą borykać
się z wieloma ograniczeniami, również natury
wielkościowej.
Niezmiernie ważne jest to, że procesory wyposażone w porty PCIe 3.0 będą zapewniać komunikację wbudowanym systemom wizyjnym
z następną generacją protokołów komunikacyjnych kamer.
Ewolucja protokołu PCIe jest nierozłączną częścią nowej technologii Thunderbolt, rozwijanej
przez firmę Intel we współpracy z Apple, która
ma za zadanie połączyć interfejsy PCIe i DisplayPort w jedno kablowe połączenie z komputerem.
W miarę upowszechniania się technologii Thunderbolt wbudowane systemy wizyjne będą zawierały mostki Thunderbolt PCIe, aby umożliwić
komunikację z komputerem z wysoką przepustowością. Magistrala PCIe stanowi swego rodzaju
pomost pomiędzy światem komputerów PC,
a światem wbudowanych systemów wizyjnych.
Brad Cobb jest inżynierem pracującym
dla Texas Instruments.
CE
firma prezentuje
Czujnik wizyjny VeriSens
– jakoħĄ, niezawodnoħĄ, uniwersalnoħĄ
W dobie rosnących wymagań stawianych kontroli jakości, jak również poprawie wydajności procesu
produkcyjnego, coraz częściej dla tego typu aplikacji stosuje się zaawansowane systemy wizyjne. Idąc tą drogą
inżynierowie firmy Baumer wprowadzili do rozbudowanej gamy swoich rozwiązań czujnik wizyjny VeriSens.
Czujnik wizyjny VeriSens firmy Baumer jest
kompaktową alternatywą dla zaawansowanych i często drogich systemów wizyjnych.
Swoją funkcjonalnością i przyjaznym interfejsem sprawia, iż wykonanie skomplikowanej do tej pory analizy nie stanowi większego problemu, natomiast czas obróbki obrazu
pozwala na śledzenie procesu nawet w bardzo dynamicznych aplikacjach.
Każdą z kamer rodziny VeriSens standardowo wyposażono w:
• matrycę o rozdzielczości 752×480 pikseli
oraz procesor sygnałowy FEX®,
• szybkość pracy ponad 50 obrazów na sekundę (100 obrazów przy zredukowanej
rozdzielczości),
• 5 wejść i 5 wyjść binarnych o programowalnych funkcjach,
• zintegrowane białe oświetlenie w postać
diod LED oraz możliwość zastosowania zewnętrznego oświetlacza,
• możliwość zapisania do
255 programów, z których każdy może zawierać do 32 niezależnych
inspekcji,
• możliwość synchronizacji z enkoderem,
• interfejs Ethernet (RS
485 w wersji ID 110),
• wbudowany serwer www
do zdalnego podglądu i zarządzania pracą z poziomu
przeglądarki internetowej,
• wewnętrzną pamięć do 32 obrazów,
• zmienną ogniskową pozwalającą widzieć
obszar od 8×12 mm do nieskończoności,
• dwa rodzaje obiektywów do wyboru
-10 mm i 16 mm,
• zwartą aluminiową obudowę o stopniu
ochrony IP67 lub IP69k (obudowa ze stali nierdzewnej certyfikowana do przemysłu
spożywczego oraz farmaceutycznego).
W celu lepszego dopasowania się do wymagań klienta nową rodzinę kamer podzielono
na trzy grupy – CS, ID, XF.
Seria CS jest najbardziej ekonomiczną i najprostszą wersją czujnika, przeznaczoną do
aplikacji sprawdzających lub sortujących.
Do dyspozycji jest lokalizator pozwalający
ustawić badany obiekt pod kątem nawet
360°, jak również narzędzia do badania
struktury, jasności (nasycenia koloru) oraz
kształtu obiektu. Oprócz tego model CS oferuje funkcje badania odległości oraz parametrów okręgu lub łuku.
Kolejną grupą są wersje ID. Czujniki te zostały zaprojektowane jako narzędzie do kontroli kodów kreskowych, matrycowych 1D
oraz 2D, jak również do kontroli tekstów poprzez zastosowanie funkcji OCR i OCV.
Dzięki przyłączu procesowemu (Ethernet lub
RS 485) bez trudu można wysłać odczytaną wartość kodu lub tekst, jak również przesłać nowe wartości parametru. Złącza procesowe stworzono tak, by umożliwić łatwą
komunikację ze sterownikami PLC (m.in.
SIMATIC S7).
Najbardziej zaawansowane z gamy czujników VeriSens są serie XF100 oraz XF200, łączące w sobie zalety i funkcjonalność dwóch
pierwszych serii oraz cały wachlarz dodatkowych cech, takich jak: analiza kąta, zliczania krawędzi, badanie kontrastu, zliczanie obiektów, rozpoznawanie ukrytych obiektów, eliminacja wpływu zmiennych warunków oświetleniowych, widoku z perspektywy,
określanie współrzędnych dla robotów pick
& place, wykonywanie pomiarów itp. W serii XF można dodatkowo powiązać i przeprowadzić operacje logiczne typu OR lub AND
na poszczególnych inspekcjach, co dodatkowo poprawia funkcjonalność. Dla ułatwienia i poprawienia konfiguracji dostępne inspekcje pogrupowano w cztery podgrupy tematyczne. Swoją funkcjonalnością i możliwościami analizy czujniki wizyjne tej serii mogą z powodzeniem zastąpić niejeden
dużo droższy i bardziej skomplikowany system wizyjny. Prędkość analizy do 100 klatek
na sekundę sprosta nawet bardzo dynamicznym aplikacjom.
W ostatnim czasie zaprezentowana została najnowsza wersja czujnika VeriSens – seria XC z wymiennymi obiektywami C-mount.
Seria XC oferowana jest w trzech różnych
rozdzielczościach: 0,3 MP, 1,2 MP oraz 2 MP.
Unikalną cechą jest w pełni zintegrowany
kontroler zewnętrznego oświetlacza, który
jest niespotykany wśród konkurencyjnych
produktów tej klasy. Godna podkreślenia jest
również możliwość szybkiej integracji z systemem przy zachowaniu pełnej elastyczności podczas konfiguracji.
Rewolucyjna funkcja czytania tekstów, polegająca na możliwości odczytania ciągu znaków bez konieczności uprzedniego uczenia
każdego pojedynczego znaku, powoduje,
że rodzina ID doskonale spisuje się w aplikacjach do kontroli np. numerów partii, numerów seryjnych czy dat ważności. Oprócz wyżej wymienionej opcji istnieje również możliwość oceny jakości wydruku.
VeriSens serii ID został wyposażony w bogatą bibliotekę kodów kreskowych i matrycowych (włączając kody GS1 czy
PHARMACOD). Rodzaj kodu oraz jego wartość jest automatycznie rozpoznawana i odczytywana w czasie nieprzekraczającym
30 ms.
Podsumowując – wszystkie te zalety w połączeniu z niską ceną sprawiają, że czujniki te są idealnym rozwiązaniem tam, gdzie
nie sprawdza się tradycyjna sensoryka i tam,
gdzie należałoby zastosować kosztowne
systemy wizyjne.
Newtech Engineering Sp. z o.o.
ul. Sowińskiego 3, 44-100 Gliwice
tel.: +48 (32) 2376198
faks: +48 (32) 2376197
www.newtech.com.pl
www.controlengineering.pl • CONTROL ENGINEERING POLSKA STYCZEŃ/LUTY 2012 • 39
firma prezentuje
Kontrola korbowodów w samochodach osobowych
systemem wizyjnym In-Sight Cognex
Oko za oko
Co decyduje o jakoħci korbowodu? DokãadnoħĄ! Do jej
osiĎgniēcia nie wystarczĎ juij dzisiaj ludzkie zmysãy
jako instrumenty do zapewnienia jakoħci. Inteligentne
systemy wizyjne w Àrmie Schmiedetechnik
Plettenberg pozwalajĎ dokãadnie obejrzeĄ elementy
przenoszenia napēdu w nowoczesnych silnikach.
W porównaniu z dzisiejszymi rozwiązaniami silniki benzynowe i wysokoprężne przed 20­30 laty były dość prostymi konstrukcjami. Dyskusja na temat emisji pyłów?
Zmniejszona emisja dwutlenku węgla? Nie o to chodzi!
Jeżeli kiedyś do osiągnięcia mocy 180 koni mechanicznych potrzebne były komory spalania o pojemności 2,5
litra, dzisiaj wystarczy już 1,4 litra. Niezwykły wzrost mocy.
Postęp ten był możliwy tylko dzięki większej dokładności wykonania prawie wszystkich podzespołów silnika.
Dotyczy to również tak ważnego ogniwa w układzie przeniesienia napędu, jakim jest korbowód. Przy jego produkcji konieczna jest dzisiaj skuteczna kontrola jakości,
jak pokazuje przykład urządzenia do kontroli korbowodów, stosowanego w firmie Schmiedetechnik Plettenberg
GmbH & Co. KG. Urządzenie zaprojektowane i skonstruowane przez firmę IMR Gesellschaft für Prozessleit- und
Automatisierungstechnik mbH pozwala na kontrolę korbowodów do samochodów osobowych przy użyciu nowoczesnej technologii wizyjnej firmy Cognex pod względem
takich parametrów, jak grubość, długość i szerokość,
odchyłki symetryczności, współosiowość i wzajemne
przesunięcie.
Dwie pary oczu widzą lepiej: system wizyjny In-Sight 5401
i system o wysokiej rozdzielczości 5403, opracowane
przez firmę Cognex, pozwalają na kontrolę korbowodów
pod względem wymiarów grubości, długości i szerokości,
odchyłek symetrii, współosiowości i przesadzenia.
Duże siły
Taka sama moc przy mniejszej pojemności skokowej
wymaga większego stopnia sprężania, co pociąga za sobą
konieczność poprawy smarowania silnika, przy jednocześnie zmniejszonym luzie w panewkach łożysk w główkach
korbowodów. Stawia to nowe wyzwania przed technologią produkcji korbowodów. Tam, gdzie działają duże siły,
praca z minimalnymi tolerancjami staje się sztuką. Przy
temperaturze materiału ok. 1280°C stal C70 jest jeszcze
bardzo podatna na obróbkę mechaniczną. Pomimo ulepszonej technologii produkcji, w kuźni korbowodów może
się zdarzyć, że produkowane części będą miejscami zbyt
grube albo zbyt cienkie. Podczas zautomatyzowanego
procesu kuźniczego powstaje niekiedy tzw. przesadzenie,
gdy górna i dolna część matrycy są przesunięte względem
siebie o kilka dziesiętnych albo setnych części milimetra.
Również podczas następującej potem ręcznej kalibracji
dochodzi niekiedy do wahań temperatury w korbowodzie,
spowodowanych różnymi czasami obróbki i tym samym
do minimalnych odchyłek wielkości i masy.
Nowe możliwości
Nawet jeżeli w grę wchodziła niewielka liczba odrzutów,
dla producenta Schmiedetechnik Plettenberg było istotnym, aby zapewnić swoim klientom wysoką jakość. Z tego
powodu zdecydowano się na podjęcie nowych – z punktu widzenia tradycyjnego przedsiębiorstwa – rozwiązań
technicznych. Urządzenie do kontroli korbowodów było
dla ekspertów kuźnictwa pierwszym projektem, w którym
zastosowano system wizyjny do zautomatyzowanej kontroli jakości. Również dla partnera firmy Cognex – integratora systemów IMR – było to pierwsze urządzenie do
kontroli korbowodów. Dla przedsiębiorstwa z LennestadtMeggen właściwe wyzwanie polegało na tym, aby na
odkuwkach o częściowo chropowatej powierzchni uzyskać wystarczająco dobrą dokładność powtórzeń.
40 • STYCZEŃ/LUTY 2012 CONTROL ENGINEERING POLSKA • www.controlengineering.pl
firma prezentuje
Przedsiębiorstwo sprostało temu zadaniu w sposób brawurowy. Dokładność powtórzeń przy pomiarze wysokości osiągnęła doskonały poziom trzech setnych milimetra.
Dzięki długoletniemu doświadczeniu w dziedzinie projektowania i konstrukcji gotowych zespołów manipulacyjnych
i kontrolnych, projektantom IMR udało się szybko uruchomić urządzenie. Dzisiaj dokonuje ono kontroli średnio 4,5
miliona korbowodów rocznie.
Pełna kontrola
Korbowody poddawane są pierwszym kontrolom jeszcze
przed optycznym urządzeniem kontrolnym. Po piaskowaniu i pierwszej kontroli wzrokowej, korbowody poddawane
są proszkowej defektoskopii magnetycznej, pozwalającej na wykrywanie bardzo małych pęknięć włoskowatych.
Przed doprowadzeniem korbowodów do urządzenia do
kontroli są one ważone. Tolerancje wynoszą plus minus
sześć gramów. Następnie korbowody są transportowane
przenośnikiem taśmowym, w identycznym położeniu, do
maszyny kontrolnej, gdzie zostają zarejestrowane przez
fotokomórkę i przekazane do układu kontroli optycznej.
Na pierwszym stanowisku przetwarzania obrazów każdy
system wizyjny Cognex In-Sight 5403 (2 Mpx) oraz 5401,
wyposażone w obiektywy telecentryczne, mierzą długości i szerokości korbowodów, współosiowość łba tłokowego korbowodu oraz wygrawerowany napis. W przypadku
stwierdzenia odchyłek rzędu nawet kilku dziesiętnych części milimetra, przekazują one do urządzenia I-PC sygnał
sterujący wysortowaniem korbowodu. Długość i szerokość
są określane, w zależności od wyrobu i wymagań, na podstawie stosunku osi łba tłokowego korbowodu do ustalonej, zewnętrznej krawędzi odniesienia.
Na następnym stanowisku przetwarzania obrazów system Cognex In-Sight 5400 rozpoznaje na podstawie odkutych, trójwymiarowych czcionek – łatwych do odczytu
w programie OCR – dodatkowe numery cech, umieszczone na powierzchni badanego elementu. Zdjęcia różnych
cech uzyskuje się z obu kamer In-Sight, przez połączenie
różnych koncepcji oświetlenia. Do zdjęć obrysów badanej części służy diodowe podświetlenie tła. Zdjęcia wygrawerowanych napisów i numerów cech wykonuje się przy
zastosowaniu czerwonego, diodowego światła odbitego.
Ponownie złożone i gotowe do dalszej obróbki: korbowody
po kontroli jakości.
Mocny system
W urządzeniu do kontroli korbowodów wykorzystuje się
jednocześnie dwa równoległe rozwiązania, aby osiągnąć
możliwie wysoki stopień dokładności kontroli przy produkcji precyzyjnych części. Po indywidualnej ocenie zdjęć
dodatkowo następuje w komputerze porównanie zawartych na nich informacji. W ten sposób inteligentny system
wizyjny zapewnia stuprocentowe wykrycie wad na pierwszym etapie kontroli.
Na trzecim stanowisku kontrolnym sprawdza się grubość i wysokość metodą triangulacji laserowej. Dwie
następne kamery macierzowe Cognex In-Sight typu 5401
i 5400, o rozdzielczości VGA, rozpoznają profile H za
pomocą linii laserowych.
W kilku punktach pomiarowych mierzy się każdorazowo wysokość łba tłokowego korbowodu, trzonu i gniazda
sworznia tłokowego. Do tego dochodzi kontrola symetrii
oraz ugięcia trzonu korbowodu.
Systemy przetwarzania obrazów Cognex charakteryzują się w surowym środowisku eksploatacyjnym cechami
przydatnymi w standardowych warunkach przemysłowych.
Ich solidny, odlewany ciśnieniowo korpus z aluminium
i stali stopowej zapewnia im w wysokim stopniu ochronę przed wpływem drgań. Szczelne przyłącza M12 chronią przed kurzem. Dla procesów kontroli jakości w firmie
Schmiedetechnik Plettenberg oznacza to wyjątkową niezawodność, przy jednocześnie niskich kosztach konserwacji. Rezultat współpracy ekspertów z dziedziny kuźnictwa
i systemów wizyjnych można podsumować następująco:
doskonały korbowód dla silników o dużej mocy, zapewniający długą, spokojną pracę.
Autor: Ralf Baumann, niezależny dziennikarz
Szybkie nie tylko
w silnikach samochodów osobowych:
urządzenie do kontroli korbowodów, opracowane przez
Schmiedetechnik Plettenberg, pozwala na kontrolę części
w takcie sekundowym.
Obecnie firma Cognex rozwija swoją działalność
w Europie Wschodniej, gdzie oferuje wsparcie techniczne
i szkolenia w swoich siedzibach regionalnych – w Polsce
we Wrocławiu, na Węgrzech w Budapeszcie.
Więcej informacji na stronie www.cognex.pl.
www.controlengineering.pl • CONTROL ENGINEERING POLSKA STYCZEŃ/LUTY 2012 • 41
firma prezentuje
Magnetyczny wskaınik poziomu KM26
8 lipca 2010 roku ABB oficjalnie ogłosiło przejęcie K-Teka, firmy specjalizującej się
wyłącznie w pomiarze poziomu. Dzięki temu luka w portfolio urządzeń pomiarowych
ABB zostaje wypełniona przez sprzęt najwyższej jakości.
Sztandarowym produktem K-Teka w dziedzinie po-
równo cieczy, jak i po-
miaru poziomu jest wskaźnik magnetyczny KM26.
działu faz. K-Tek poło-
Spośród 350 000 sprzedanych przez K-Teka urzą-
żył duży nacisk na roz-
dzeń ponad 150 000 to wskaźniki magnetyczne
wój tej metody, dzię-
KM26. Wskaźnik ten może służyć do pomiaru za-
ki czemu możliwy jest
pomiar poziomu nie-
Dostępne materiały KM26
• Stal nierdzewna – 304/304L, 316/316L,
321, 347, 904L
• Alloy 20
• Hastelloy – B3, C-276
• Incoloy 600, 825
• Aluminim
• Tytan
• Stal nierdzewna pokryta teflonem
• Włókno szklane
• PVC, CPVC, Kynar
• Polypropylen
• Cyrkon
• O inne materiały należy pytać
mal każdego medium
w
bardzo
skrajnych
Wywinięte przyłącza
warunkach. O wysokim poziomie wykonania KM26 może świadczyć
5-letnia gwarancja.
KM26 cechuje niezwykle szerokie spektrum zastosowań. Zakres temperaturowy mierzonego medium
to -195°C do 538°C, a dopuszczalne ciśnienie 0­317
barów (abs). Jedynym znaczącym ograniczeniem
w tej metodzie jest gęstość medium. KM26 może
mierzyć media o gęstości większej niż 0,25 kg/l, przy
czym nie ma tu znaczenia jego lepkość.
W ofercie mamy wiele różnych materiałów, z których możemy wykonać kolumnę pomiarową, począwszy od wszelkiego rodzaju stali nierdzewnych
i stopów po przeróżne tworzywa. Oprócz tego istnieje możliwość pokrycia pływaka oraz kolumny wykładziną antykorozyjną lub zapobiegającą przylega-
42 • STYCZEŃ/LUTY 2012 CONTROL ENGINEERING POLSKA • www.controlengineering.pl
firma prezentuje
niu materiałów do części mających
lumnie pomiarowej. Dodatkowo, takie wykonanie za-
kontakt z medium.
bezpiecza przed oparzeniem pracowników w przypadku dotknięcia gorących elementów.
W przypadku wykonania ze stali nierdzewnej 304 lub 316 oraz nie-
Sercem całego układu jest pływak. Pływaki są
których stopów, w naszych magne-
za każdym razem dobierane do konkretnej aplika-
towskazach zastosowano innowa-
cji tak, aby odczyt był jak najdokładniejszy, dlate-
cyjne rozwiązanie montażu przyłą-
go bardzo ważne jest, żeby w trakcie doboru zebrać
czy procesowych do kolumny po-
jak najwięcej danych o medium. Każdy pływak jest
miarowej. Jest to tzw. wywinięte
hermetycznie zamknięty, co sprawia, że nie istnieje
wyjście. W takim rozwiązaniu spaw
niebezpieczeństwo zalania go medium, co mogło-
łączący przyłącze procesowe i ko-
by zmienić jego wyporność. Dzięki wewnętrznemu
lumnę pomiarową nie znajduje się
pierścieniowi z magnesów nie istnieje również nie-
w kanale, w którym porusza się pły-
bezpieczeństwo, że pływak straci kontakt ze wskaź-
wak, dzięki czemu nie ma niebez-
nikiem.
Skala magnetowskazu w standardzie jest wyko-
pieczeństwa, że pływak zostanie za-
nana z stali nierdzewnej, a podziałka z opisem może
blokowany przez spaw.
być wykonana według życzenia klienta. Dostępne
Do każdego magnetowskazu mo-
są cztery rodzaje wskaźników. Standardowy to po-
żemy dołączyć przetwornik magnetostrykcyjny AT200, w celu uzyskania ciągłego sygnału o poziomie
w zbiorniku. Przetwornik może być
Wykonanie
wysoko
temperaturowe
(izolowane)
jedynczy pływak, wersje opcjonalne to magnetyczne klapki czerwono-zielone, biało-czerwone i dla instalacji, gdzie mamy do czynienia z podziałem faz,
dołączony do każdego rodzaju ma-
biało-czarno-czerwone. W zależności od długo-
gnetowskazu, zarówno do wykonania nisko-, jak
ści wskaźnika klapki lub pływak znajdują się w her-
i wysokotemperaturowych. Po zamontowaniu AT200
metycznie zamkniętej szklanej tubie lub wykonanej
udostępnia następujące sygnały/protokoły: 4/20 mA
z tworzywa zamykanej specjalnym klejem.
z HART-em, Foundation Fieldbus lub Honeywell DE.
Powyższe
macje
ne oraz certyfikat SIL2, dzięki czemu może być sto-
nym opisem niektó-
sowany w strefach wybuchowych oraz tam, gdzie
rych zalet i możli-
wymagana jest podwyższona niezawodność. Jeżeli
wości
mamy do czynienia ze zbiornikiem, gdzie występu-
skazu KM26. W celu
je podział faz, możemy mierzyć poziom dwóch ro-
uzyskania
dzajów płynów. Oprócz ciągłego przekazywania in-
niejszych informacji
formacji o poziomie, magnetowskaz może zostać
lub dobrania odpo-
wyposażony w przełączniki magnetyczne MS41.
wiedniego urządze-
Liczba sygnalizatorów zależy jedynie od ilości miej-
nia prosimy o kon-
sca na kolumnie.
takt z naszymi spe-
W przypadku instalacji, gdzie waż-
są
infor-
Przetwornik ma również wykonanie iskrobezpiecz-
skróco-
magnetowdokład-
Dostępne wskaźniki
cjalistami.
ne jest stałe utrzymywanie temperatury medium lub podgrzewanie w celu
uniknięcia skrzepnięcia, możemy zamontować
na
kolumnie
pomiaro-
wej elektryczny, parowy lub wodny
płaszcz grzewczy. Dla mediów o bardzo wysokiej temperaturze kolumna
www.abb.pl/measurement
Marcin Kluszczyk
tel. 32 79 09 223
e-mail: [email protected]
jest dostarczana wraz z izolacją, przez
co nie dochodzi do strat ciepła na koPierścień magnetyczny w pływaku
Łukasz Nowak
tel. 32 79 09 222
e-mail: [email protected]
www.controlengineering.pl • CONTROL ENGINEERING POLSKA STYCZEŃ/LUTY 2012 • 43
raport
Zbliżeniowe i optyczne
czujniki czynników
środowiskowych
Detekcja obiektów oraz identyfikacja ich położenia i wymiarów to najczęstsze zadania
czujników zbliżeniowych i optycznych. Urządzenia te są wykorzystywane jako elementy
większych układów kontrolnych lub systemów bezpieczeństwa. Każdy typ czujnika
w zależności od aplikacji ma swoje wady i zalety. Potrzeby i oczekiwania klientów będą
determinować kierunki modernizacji czujników – miniaturyzacja, redukcja awaryjności,
zwiększenie asortymentu do aplikacji w przemyśle spożywczym, zwiększenie zakresu
warunków pracy etc.
C
zujniki zbliżeniowe oraz optyczne stanowią podstawowe elementy układów
automatyki w zakresie detekcji różnego rodzaju elementów oraz kontroli położenia elementów maszyn. Jednymi z najczęściej
stosowanych czujników w automatyce są czujniki
zbliżeniowe. Chcąc spełnić kryteria bezpieczeństwa, nie sposób pominąć zagadnienia wykrywania obiektu. Niezależnie od rodzaju, kształtu
czy miejsca, w którym znajdzie się niepożądany
obiekt, zadaniem sensorów jest detekcja i informacja o zaistniałej nieprawidłowości. Czujniki
zbliżeniowe są również pomocne w wykrywaniu
Uczestnicy raportu
Automatech . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . www.automatech.pl
Balluff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . www.balluff.com
ifm electronic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . www.ifm.com
IMPOL-1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.impol-1.pl
Indesit Company Polska . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . www.indesitcompany.pl
MBB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . www.mbb.pl
Omron Electronics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . www.omron.pl
Panasonic Electric Works Polska . . . . . . . www.panasonic-electric-works.pl
Pepperl-Fuchs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . www.pepperl-fuchs.pl
Schneider Electric Polska . . . . . . . . . . . . . . . . . www.schneider-electric.com
SELS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . www.sels.pl
SICK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.sick.com/pl
SIMEX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . www.simex.pl
Turck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . www.turck.pl
nieprawidłowego działania urządzeń – sensory są
w stanie wykryć ramię, uchwyt urządzenia, które
nie powinny się tam znaleźć.
Czujnikami zbliżeniowymi najczęściej określane są czujniki indukcyjne oraz pojemnościowe. Składa się na to ich stosunkowo niski
koszt oraz pewność działania, nawet w bardzo
trudnych warunkach środowiskowych. Czujniki
tego typu są odporne na różnego rodzaju zabrudzenia, mają specjalnie wykonane obudowy,
przeznaczone do stosowania w branży spożywczej czy np. w obszarach spawania. Ograniczeniem w stosowaniu tych czujników jest fakt, że
wykrywają jedynie metal oraz mają mały zakres
działania.
Czujniki pojemnościowe służą do wykrywania dowolnego typu materiału. Występują
one w obudowach cylindrycznych z gwintem
metrycznym. Obszar zadziałania wynosi najczęściej do 30 mm. Czujniki pojemnościowe są
wyposażone w potencjometr do regulacji czułości sensora. Czujniki pojemnościowe doskonale
sprawdzają się w detekcji m.in. drewna, metalu,
szkła lub papieru. Za ich pomocą możliwe jest
również wykrywanie poziomu cieczy w zbiorniku. Montażu czujnika można dokonać bezpośrednio w ścianie zbiornika lub poza zbiornikiem.
Przy takiej aplikacji ciecz jest wykrywana przez
szklane lub plastikowe okienka w ścianie bocznej
zbiornika.
Najpopularniejsze są czujniki indukcyjne
w obudowach cylindrycznych. Drugim rodzajem czujników zbliżeniowych są czujniki
pojemnościowe. Mają one przewagę nad czujnikami indukcyjnymi, jeżeli chodzi o rodzaje wykrywanych materiałów, ponieważ za pomocą czujników pojemnościowych
możemy wykrywać praktycznie wszystkie rodzaje materiałów. Dodatkowo mogą być wykorzystywane np. do detekcji
poziomów cieczy lub materiałów sypkich. Są jednak droższe od czujników indukcyjnych, co z pewnością wpływa na
popularność ich stosowania.
Użytkownicy czujników optycznych uważają je za bardzo szeroką gamę produktów, która charakteryzuje się dużą
różnorodnością zarówno w zakresie wykonań czujników,
jak i ich funkcjonalności. Jeżeli chodzi o udział w sprzedaży
poszczególnych typów czujników optycznych, to zdecydowanie najpopularniejsze są czujniki optyczne odbiciowe.
Wśród czujników odbiciowych coraz większy udział mają
czujniki odbiciowe z eliminacją wpływu tła. Bariery refleksyjne oraz bariery jednokierunkowe mają zbliżony udział
w sprzedaży. Poza już wymienionymi w gamie czujników
optycznych występuje bardzo dużo czujników specjalnych,
m.in. czujniki koloru, kontrastu, luminescencji, czujniki
widełkowe itp. Czujniki optyczne w porównaniu do czujników zbliżeniowych umożliwiają detekcję ze znacznie większych odległości. Specjalne wykonania barier refleksyjnych
umożliwiają np. detekcję obiektów transparentnych, w tym
bardzo cienkich folii. Wadą czujników optycznych jest bez
wątpienia ich wrażliwość na zabrudzenia oraz mniejsza
odporność na uszkodzenia.
W czujnikach odbiciowych wiązka świetlna wysyłana przez nadajnik odbija się od wykrywanego elementu
i powraca do odbiornika. W tego typu czujnikach nadajnik
i odbiornik są zintegrowane w jednej obudowie. Sensory
refleksyjne, podobnie jak w przypadku czujników odbiciowych, wysyłają wiązkę świetlną z nadajnika do odbiornika,
z tym że wiązka odbija się od odbłyśnika. Przecięcie wiązki
powoduje zadziałanie sensora. W czujnikach typu bariera
nadajnik i odbiornik to dwa odrębne urządzenia, najczęściej o identycznej budowie zewnętrznej. Przecięcie wiązki
pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem powoduje zmianę
stanu na wyjściu sensora.
Wraz z rosnącą automatyzacją procesów przemysłowych
popyt na czujniki nie maleje, istnieje ciągłe zapotrzebowanie na tego typu produkty. Na rynku działa szereg firm zajmujących się produkcją i wdrażaniem rozwiązań wykorzystujących czujniki zbliżeniowe. Polski rynek czujników
zbliżeniowych jest bogaty w asortyment i dostawców produktów dobrej jakości.
W Polsce na rynku czujników zbliżeniowych i optycznych mimo kryzysu dobrze radzą sobie polskie firmy produkcyjne, których produkty jakością z powodzeniem
dorównują najlepszym producentom zagranicznym.
Wraz przejściem najgorszej fali kryzysu i powrotem wysokiego tempa wzrostu gospodarczego, producenci obserwują wzrost sprzedaży czujników. Z ich punktu
widzenia klienci w dalszym ciągu przy wyborze produktu
najczęściej kierują się ceną. Ceny wahają się od kilkudziesięciu do stu kilkudziesięciu złotych, więc można się spodziewać zróżnicowanych możliwości technicznych oraz
jakościowych.
raport
Grzegorz Nowak, inżynier ds. sprzedaży i marketingu, IMPOL-1
Decyduje cena
N
a krajowym rynku czujników zbliżeniowych zauważam stały niewielki
wzrost sprzedaży w zakresie czujników indukcyjnych i pojemnościowych. Jednym z dominujących kryteriów pozostała cena, jakość czujników
jest na tyle wysoka, że klienci szukają najtańszej oferty na rynku. Podobnie
wygląda sytuacja z czujnikami fotoelektrycznymi. W przypadku czujników
ultradźwiękowych i enkoderów zauważam znaczne ożywienie na rynku.
Ceny tych produktów stają się coraz bardziej akceptowalne, a zalety techniczne są nie do przecenienia.
Najczęściej sprzedawane podzespoły dla klientów przemysłowych to
oczywiście czujniki indukcyjne i pojemnościowe. Kolejne miejsce w statystykach zajmują czujniki fotoelektryczne. Na ostatnich miejscach są
enkodery i czujniki ultradźwiękowe, te ostatnie mają największą dynamikę
wzrostu.
W kwestii doboru produktu odbiorcy przede wszystkim zwracają uwagę
na parametry techniczne. Czujnik musi właściwie spełnić swoją rolę w układzie sterowania. Na kolejnym miejscu pozostaje cena. Marka produktu jest
brana pod uwagę, gdy klient chce utrzymać standaryzację podzespołów.
Pozostali klienci mając świadomość dobrej jakości produktów konkurencyjnych, zwracają mniejszą uwagę na ich producenta.
W raporcie znalazły się informacje zarówno
bezpośrednio od producentów, jak i dystrybutorów oraz firm polskich i zagranicznych, które
wskazują na kształt rynku oraz kierunki jego
rozwoju.
Z danych zebranych od dostawców i użytkowników czujników zbliżeniowych i optycznych
można wnioskować, że sektor ten cały czas charakteryzuje się znaczącym wzrostem.
Przy wyborze czujników na decyzje zakupowe
użytkowników w 41% przypadków wpływają
parametry techniczne tych urządzeń odpowiednie
Wykres 1. Udział w sprzedaży poszczególnych typów
czujników optycznych
inne: 18%
refleksyjne:
34%
luminescencyjne: 6%
barierowe: 11%
odbiciowe: 31%
Źródło: Control Engineering Polska, styczeń 2012
46 • STYCZEŃ/LUTY 2012 CONTROL ENGINEERING POLSKA • www.controlengineering.pl
do aplikacji (wykres 2), w ponad 23% przypadków – cena. Dla 17% ankietowanych kluczowym
czynnikiem jest jakość. W przypadku niecałych
12% decydujący jest czas realizacji zlecenia. Co
ciekawe, marka jest kluczowym czynnikiem jedynie w 6% przypadków. Użytkownicy zauważają
też stale rosnącą poprawę jakości produktów,
lepszą obsługę sprzedażową oraz większy wybór
asortymentu.
Dostawcy w największej mierze oferują produkty firmy Panasonic i Balluff. W dalszej kolejności popularnością cieszą się czujniki Omron
Electronics, Riko, Sels, Contrinex, Pepperl+Fuchs
oraz SICK.
Czujniki znajdują najczęściej zastosowanie
w przemyśle motoryzacyjnym i maszynowym – te
dwie branże stanowią niemal połowę odbiorców
produktów. Poza tym stosowane są w przemyśle spożywczym, produkcyjnym, farmaceutycznym, drzewnym oraz przy produkcji opakowań.
Zapotrzebowanie na czujniki rośnie ze względu
na możliwość zapewnienia utrzymania ruchu,
a tym samym większej efektywności i wydajności. Należy pamiętać, że duży udział w sprzedaży
czujników mają części zamienne, kupowane dla
uzupełnienia uszkodzonych elementów.
Typowym zastosowaniem czujników zbliżeniowych jest kontrola transportu na liniach produkcyjnych, układów napędowych, silników, wszelkiego rodzaju maszyn – obrabiarek, wtryskarek,
jak również linii technologicznych służących do
produkcji żywności i wiele innych.
Równie popularne są czujniki optyczne, które
charakteryzują się dużą strefą wykrywania obiektów. Najczęściej wykorzystywane są do dokładnego, bezdotykowego określenia położenia obiektów, a materiał, z którego dany obiekt został
wykonany, nie ma znaczenia.
Użytkownicy wykorzystują czujniki odbiciowe
w aplikacjach, w których odległość od wykrywanego elementu jest niewielka. Dystans ten zależy
od wielkości i budowy czujnika oraz od rodzaju
wiązki świetlnej. RIKO Opto-Electronics Technology – producent czujników zbliżeniowych – oferuje miniaturowe czujniki umożliwiające detekcję
elementu znajdującego się do 3 cm od elementu
oraz serię czujników R5JM, gdzie dystans ten
wynosi aż 200 cm. Większość czujników odbiciowych z oferty RIKO ma potencjometr służący do
regulacji czułości sensora. Aplikacje, w których
znajdują zastosowanie optyczne czujniki odbiciowe, to m.in.: zliczanie elementów na taśmie
produkcyjnej itp.
– Zaletą tego typu rozwiązania jest brak
konieczności stosowania dodatkowego osprzętu
w postaci odbłyśnika czy nadajnika, duża rozdzielczość, dająca możliwość detekcji przedmiotów o niewielkich rozmiarach oraz krótki czas
raport
reakcji. Do wad należy zaliczyć wrażliwość na
kolor powierzchni wykrywanego obiektu – mówi
Jakub Wojtkiewicz z firmy Edlar, dystrybutora
firmy Riko. – Gdy potrzebna jest większa strefa
działania niż w przypadku czujników odbiciowych, stosuje się czujniki refleksyjne. A zaletą
czujników refleksyjnych jest brak wrażliwości
na kolor wykrywanego obiektu oraz duży obszar
działania.
Producenci czujników oferują produkty specjalnie przeznaczone do wykrywania przezroczystych elementów, takich jak np. butelki – z tworzywa lub szklane, najczęściej o zasięgu do 5 m.
Nie można też nie wspomnieć o czujnikach światłowodowych. Przewody światłowodowe mogą
być wykonane ze szkła, tworzywa lub silikonu.
Podobnie jak w przypadku czujników optycznych dzielą się na odbiciowe i bariery. Wzmacniacze światłowodowe wyposażone są w potencjometr służący do regulacji czułości oraz przełącznik załączający opóźnienie. Typowe aplikacje,
w których wykorzystuje się czujniki światłowodowe, to: kontrola jakości wyprodukowanych elementów scalonych, sprawdzanie ciągłości cienkiego przewodu lub nici, detekcja płynów, kontrola znaczników itp.
Jak już wcześniej zostało wspomniane najpopularniejsze typy czujników zbliżeniowych
to indukcyjne i pojemnościowe, ponadto korzystać można z czujników magnetycznych, ultradźwiękowych, kontaktronowych. Zasadniczo
każdy producent ma w swojej ofercie wszystkie
wymienione typy. Wyjątkiem będzie .steute Polska i MBB – nie oferują czujników pojemnościowych.
Zliczanie drobnych elementów, takich jak
gwoździe, śruby, sprężynki, uszczelki itp., w syste-
Michał Peronski, Sales Engineer, Panasonic Electric Works Polska
Właściwy dobór gwarancją sukcesu
Z
naszych obserwacji wynika, że kluczem do bezproblemowego działania czujnika jest tak naprawdę odpowiedni jego dobór do aplikacji. Istotne jest
uwzględnienie jak największej ilości czynników mających wpływ na jego pracę w przyszłości. W przypadku
prostych czujników optycznych lub indukcyjnych jest
to w większości możliwe na podstawie standardowych
parametrów charakteryzujących dany rodzaj czujnika, takich jak zasięg
detekcji, czas odpowiedzi, zakres temperaturowy czy wielkość plamki, czyli
parametrów dostępnych w katalogu.
Zupełnie inaczej wygląda sytuacja w przypadku bardziej zaawansowanych czujników służących do pomiaru takich wielkości, jak wysokość
detalu, grubość czy pomiar profilu. W tego typu aplikacjach istotne są testy
czujnika oraz wiedza aplikacyjna na temat oferowanych produktów. Dzięki
szerokiej gamie zrealizowanych na całym świecie aplikacji jesteśmy w stanie
sprawdzić, czy w przeszłości dany czujnik pracował już w podobnej aplikacji. Jeśli chodzi o testy, zdarza się, że wystarczy przesłanie mierzonego detalu do nas i sprawdzenie czujnika w naszym laboratorium. Jednak w większości przypadków czujnik musi zostać zainstalowany w rzeczywistych
warunkach na linii produkcyjnej czy w budowanej maszynie. Często zdarza
się, że nawet prosty fotowyłącznik ze względu na ciężkie warunki pracy lub
rodzaj wykrywanego obiektu w celu potwierdzenia jego skuteczności powinien zostać wcześniej przetestowany. Dobrze dobrane czujniki ze względu
na wysoką, jakość wykonania potrafią pracować bezproblemowo wiele lat.
mach automatycznego montażu bardzo często
sprawia duże problemy. Rodzaj materiału, wielkość elementu i sposób jego transportu mogą być
bardzo różne. Mając do dyspozycji tylko jedną
technologię, wiele aplikacji mogłoby pozostać
nierozwiązanych. Czujniki indukcyjne stosowane
TURCK  DETEKCJA
BEZ OGRANICZEŃ
Szeroka oferta czujników
Dostępne różne wykonania: indukcyjne, magnetoindukcyjne, fotoelektryczne, pojemnościowe,
ultradźwiękowe, wielkości fizycznych, liniały, enkodery, itd.
Wykonania specjalne
Specjalizowane wykonania dla różnych gałęzi przemysłu
(np. motoryzacyjnego lub spożywczego)
www.turck.com
Systemy złącz
Kompletna oferta z zakresu przewodów podłączeniowych,
złączy oraz koncentratorów sygnałowych
Akcesoria
Szeroki wybór elementów montażowych
Sense it! Connect it! Bus it! Solve it!
S
Se
Turck sp. z o.o.
ul. Wrocławska 115
45-836 Opole
Tel. +48 77 443 48 00
Fax +48 77 443 48 01
E-mail [email protected]
raport
Arkadiusz Szulc, kierownik zmiany w dziale UR, Indesit Company Polska, Fabryka Zmywarek Radomsko
Okiem praktyka
P
rzy produkcji sprzętu AGD czujniki są narażone na uszkodzenia mechaniczne.
Dzieje się tak ze względu na charakterystykę procesu – głównie formowanie
blach. W przypadku czujników optycznych często dochodzi do ich zabrudzenia
olejem, opiłkami, kawałkami styropianu. Urządzenia w naszym zakładzie zostały
stworzone przez różnych producentów, nie unifikowaliśmy czujników na etapie
zamawiania parku maszyn. Jako dział utrzymania ruchu dążymy do tego teraz.
Chodzi nam przede wszystkim o to, aby w zapasie nie posiadać niezliczonej ilości
rodzajów czujników. Tu z pomocą przychodzą dostawcy automatyki, którzy zapewniają nam dodatkowo odpowiednią jakość wsparcia. Ważna jest możliwość wypożyczenia czujników do testów oraz szybka realizacja zamówień, jeśli coś jest potrzebne „na wczoraj”. Czasem konieczna jest również wizyta
inżyniera wsparcia na miejscu w celu dobrania zamiennika nietypowego czujnika. Z tej roli najlepiej
wywiązują się dostawcy, którzy są producentami, a nie tylko pośrednikami w handlu czujnikami.
Moim zdaniem czujniki zarówno magnetyczne, jak i optyczne, oferowane przez wiodących producentów, takich jak: Sick, Ifm, Omron, Siemens, Balluff, Datasensor, Schneider, Turck, charakteryzują się
podobnie wysoką jakością.
Nam szczególnie dobrze współpracuje się z firmą Balluff, która udzieliła nam dodatkowo świetnego wsparcia technicznego.
są do wykrywania elementów metalowych. Na
rynku użytkownicy mogą znaleźć sensory w obudowach prostopadłościennych i cylindrycznych,
wykonanych z tworzywa lub metalu. Obszar działania wynosi od kilku dziesiątych do kilkudziesięciu mm.
Daniel Oszczęda, menedżer ds. produktów
z firmy Balluff wskazuje na to, że jednym z często spotykanych rozwiązań są indukcyjne czujniki pierścieniowe serii BES IKVS. Dostępne są
one z otworami o średnicach 10, 15 oraz 25
mm. W zależności od czujnika minimalna średnica wykrywanego obiektu wynosi od 2 do 4 mm
dla stalowej kulki. Maksymalna prędkość wykrywanych obiektów to 60 m/s. Czujniki te doskonale nadają się do wykrywania małych elementów, poruszających się z bardzo dużą prędkością.
Wbudowany moduł wydłużania sygnału wyjściowego zapewnia prawidłowy odczyt sygnału
przez układ sterowania. Czujniki mają również
Miniwywiad z Tomaszem Michalskim, dyrektorem handlowym FA w firmie Pepperl-Fuchs
Co może Pan powiedzieć o rynku czujników
zbliżeniowych?
To bardzo istotne elementy infrastruktury
przemysłowej. Można
je spotkać niemal we
wszystkich gałęziach przemysłu. Są niezbędne w pracy wielu urządzeń przemysłowych,
wpływają na wzrost wydajności linii technologicznych, jak również pojedynczych
urządzeń. Zastosowanie czujników zbliżeniowych powoduje spadek zużycia energii,
zmniejszenie pracochłonności procesów
a także ilości odpadów, co w efekcie daje
duży spadek kosztów w poszczególnych
gałęziach przemysłu. Czujniki zbliżeniowe
przeciwdziałają i sygnalizują różne awarie
urządzeń przemysłowych. W dobie globa-
lizacji i malejących zasobów naturalnych
rynek czujników zbliżeniowych charakteryzuje się bardzo dużą dynamiką.
Polski rynek czujników zbliżeniowych
można ocenić jako bardzo obiecujący.
Wydaje się, że nie bez znaczenia dla takiej
sytuacji, była wielkość strumienia Bezpośrednich Inwestycji Zagranicznych (BIZ),
które napływały do Polski, jak również
dobre prognozy dla dalszych inwestycji
przemysłowych. Prawie 37% wszystkich
BIZ, które napłynęły do Polski w latach
1990–2006, trafiło do przemysłu. Zmianie
ulegała również struktura polskiej gospodarki. Coraz większy udział w PKB ma przemysł i usługi. Polskie firmy inżynierskie są
bardzo cenione i coraz częściej wykonują
bardzo zaawansowane projekty z branży
automatyki na całym świecie.
48 • STYCZEŃ/LUTY 2012 CONTROL ENGINEERING POLSKA • www.controlengineering.pl
Polityka państwa, zachęcająca do studiowania na kierunkach technicznych, może
stanowić podwalinę dla dalszego rozwoju
istniejących i powstawania nowych inicjatyw przemysłowych, a powstające centra
badawczo-rozwojowe mogą zadziałać jak
magnes, przyciągając następne. Przed rynkiem czujników zbliżeniowych rysują się
zatem bardzo dobre perspektywy. Polski
przemysł jest bardzo chłonny na zautomatyzowane linie produkcyjne, zaawansowane
technologicznie maszyny.
Największe zapotrzebowanie na czujniki
zbliżeniowe występuje w sektorze samochodowym, w branży maszynowej, pakującej
oraz w przemyśle procesowym. Coraz szerzej
czujniki zbliżeniowe są używane w przemyśle
spożywczym (w wykonaniu higienicznym)
i w pojazdach jezdnych (z certyfikatem E1) .
raport
regulację czułości. Kolejnym rozwiązaniem są
czujniki indukcyjne BES Z06K montowane bezpośrednio na rurce transportowej. Minimalny
wykrywany obiekt to śruba M3x5. Czujniki te
mogą być montowane na rurkach o różnych
średnicach. Montaż czujnika jest bardzo prosty,
z wykorzystaniem opasek. Podobnie jak czujniki
pierścieniowe, mają wbudowany moduł wydłużania sygnału wyjściowego.
Kolejną grupą czujników są dedykowane
czujniki pojemnościowe. Montowane są na rurkach przesyłających elementy za pomocą opasek, podobnie jak czujniki indukcyjne BES Z06K.
Dzięki pojemnościowej zasadzie detekcji umożliwiają wykrywanie obiektów zarówno metalowych, jak i niemetalowych. Odległość detekcji
dla tych czujników to od 1 do 8 mm. Czułość
czujników może być regulowana za pomocą wieloobrotowego potencjometru.
Również widełkowe bariery optyczne mogą
być stosowane przy tego typu aplikacjach. Czujniki BGL o wiązce szerokości 50 mm umożliwiają pewną detekcję elementów o średnicy od
0,5 mm. Jak dodaje Daniel Oszczęda z firmy Balluff, dodatkowe wyjście informujące o zabrudzeniu lub nieprawidłowej pracy czujnika gwarantuje pewność i bezpieczeństwo całego procesu.
Typowe aplikacje, w których stosowane są
czujniki indukcyjne, to wyłączniki krańcowe,
pozycjonowanie, zliczanie wyrobów metalowych
i inne, jak np. wykrywanie drutu za pomocą czujnika pierścieniowego.
Producenci i dystrybutorzy oferują swoim
klientom również akcesoria do swoich czujników,
Jakiego typu podzespoły sprzedaje się dla
klientów przemysłowych najczęściej?
Ze względu na uniwersalność i powszechność stosowania największą popularnością
cieszą się czujniki indukcyjne. Do trudnych
aplikacji można zastosować czujniki z metalowym czołem lub też niezawodne czujniki
do 250°C do aplikacji wysokotemperaturowych. Coraz większą popularnością cieszą
się czujniki ze zwiększonym polem działania.
Nowym kierunkiem rozwoju czujników
optycznych jest rozwijana przez naszą firmę
metoda Pulse Ranging Technology (PRT).
W tej technologii, metoda triangulacji
została zastąpiona metodą pomiaru propagacji światła – mierzony jest czas przelotu
odbitych fotonów. Dzięki temu pomiar jest
bardzo stabilny, czujniki są niewrażliwe na
światło zewnętrzne, a wrażliwość czujni-
Daniel Gonet, menedżer produktu, ifm electronic
Wady i zalety
D
o mocnych stron czujników
optycznych należy zaliczyć
zdecydowanie większy zasięg
niż w przypadku czujników
indukcyjnych.
Wadami czujników optycznych są: niska tolerancja na
zabrudzenia, mniejsza wytrzymałość mechaniczna,
duża wrażliwość na kolor wykrywanego obiektu i niższa temperatura pracy niż w przypadku czujników
indukcyjnych.
W porównaniu do czujników optycznych, czujniki
indukcyjne mają mniejszy zasięg, jednak są bardziej
odporne na zabrudzenia, a także mogą pracować
w wyższych temperaturach.
takie jak przewody, uchwyty montażowe, odbłyśniki czy soczewki do światłowodów. Dostępne
są również testery umożliwiające łatwą i szybką
diagnostykę czujnika.
Producenci i dostawcy doskonale zdają sobie
sprawę, że czynnikiem determinującym wybór
konkretnego modelu czujnika są przede wszystkim wymagania techniczne względem sensora.
Następnie istotną rolę odgrywa cena, jakość
i niezawodność, a także czas dostawy oraz
marka. Warto zauważyć też, że z przeprowadzonych badań wynika, iż użytkownicy czujników
ków na kolor obiektów została znacznie
zmniejszona.
Szczególnie dużą popularnością cieszą
się czujniki ultradźwiękowe w trudnych
aplikacjach. Dzięki prawdopodobnie najszerszej gamie produktów na rynku, która
została jeszcze bardziej wzbogacona dzięki
nabyciu od firmy Siemens jednostki odpowiedzialnej za czujniki zbliżeniowe – tzw.
seria BERO, jesteśmy w stanie pomóc
naszym klientom znaleźć rozwiązanie
w wielu aplikacjach, np. wykrywanie obiektów jaskrawych, przezroczystych, lśniących,
w trudnych warunkach funkcjonowania,
z zakresem działania od 0 do 10 m!
W ostatnich latach czujniki są wyposażane w coraz większą liczbę inteligentnych
funkcji. Coraz większym uznaniem cieszy
się seria czujników z komunikacją IO-LINK.
Standard ten daje użytkownikom nowe
możliwości. Standardowy kabel umożliwia
przekazywanie danych procesowych (sygnały binarne lub analogowe), a także informacji o parametrach i diagnostyce czujnika.
Na co odbiorcy zwracają uwagę, jeżeli chodzi o dobór produktów?
Według mnie najważniejszym kryterium,
jakim kierują się nasi klienci, są:
• parametry techniczne, dzięki którym
rozwiązany będzie ich problem, aplikacja,
• niezawodność i bezpieczeństwo,
• doradztwo techniczne,
• dostępność i cena,
• możliwość przetestowania produktów
przed zakupieniem i ich zwrotu, jeśli produkt nie spełnia oczekiwań, oczywiście jeśli
produkt nie jest uszkodzony.
www.controlengineering.pl • CONTROL ENGINEERING POLSKA STYCZEŃ/LUTY 2012 • 49
raport
Daniel Oszczęda, menedżer ds. produktów, Balluff
Trendy
C
zujniki optyczne to bardzo szeroka grupa produktów, która charakteryzuje się dużą różnorodnością zarówno w zakresie wykonań czujników, jak i ich
funkcjonalności. Najpopularniejszym typem czujników
obecnie sprzedawanych są czujniki optyczne odbiciowe. Wśród czujników odbiciowych coraz większy
udział mają czujniki odbiciowe z eliminacją wpływu
tła. Bariery refleksyjne oraz bariery jednokierunkowe mają zbliżony udział
w sprzedaży. Poza już wymienionymi, w gamie czujników optycznych występuje bardzo dużo czujników specjalnych, m.in. czujniki koloru, kontrastu,
luminescencji, czujniki widełkowe itp. Czujniki optyczne w porównaniu do
czujników zbliżeniowych umożliwiają detekcję ze znacznie większych odległości. Specjalne wykonania barier refleksyjnych umożliwiają np. detekcję
obiektów transparentnych, w tym bardzo cienkich folii. Wadą czujników
optycznych jest bez wątpienia ich wrażliwość na zabrudzenia oraz mniejsza
odporność na uszkodzenia.
są wierni markom. Wśród badań ankietowych
najczęściej powtarzającymi się markami są: Balluff, Sick oraz Siemens. Użytkownicy twierdzą, że o zakupie najczęściej decydują parametry techniczne oraz stosunek ceny do jakości. Nie mniej istotny jest sam poziom kosztów
oraz jakość wykonania. Nie bez znaczenia pozostaje również kwestia wsparcia technicznego oferowanego dla sprzedawanych urządzeń. Choć
rynek oferuje często całe systemy bezpieczeństwa – użytkownicy najczęściej są zainteresowani
samymi czujnikami. Większość dostawców jako
najbardziej popularne czujniki uznała czujniki
odbiciowe oraz refleksyjne, w dalszej kolejności
Wykres 2. Czynniki wpływające na decyzje
zakupowe użytkowników
popularnością cieszą się luminescencyjne, barierowe. Pozostałe czujniki mają zdecydowanie najmniejszy ilościowo udział w rynku czujników
optycznych.
Użytkownicy zwracają uwagę, że wady czujników nie są zbyt uciążliwe, jednak zauważalne.
Wśród najczęściej wymienianych pojawiają się
uszkodzenia mechaniczne, które zmuszają użytkownika do wymiany sensora i narażają go
na przestoje. Kolejną wadą wymienianą przez
użytkowników jest częste wzajemne zakłócanie się, gdy czujniki zamontowane są w niewielkiej odległości. Kolejnym minusem są
warunki pracy – nie zawsze czujniki są odporne
na silne zapylenie lub wysoką temperaturę.
Zapytaliśmy producentów i dostawców, jakie ich
zdaniem sensory optyczne stosowane w automatyce mają zalety. Większość jako główną zaletę
wskazała szerokie spectrum stosowania danego
czujnika oraz możliwość detekcji rożnych obiektów (wysoka niezależność od parametrów, takich
jak: kolor, struktura, materiał, z którego wykonano obiekt, warunki środowiskowe). Kolejną
zaletą jest szybkość działania oraz precyzja
detekcji. Plusem jest też duży zasięg działania/
pomiaru. Jako wady zostały wskazane podobne
niedoskonałości, które zostały podane przez użytkowników, m.in: brak możliwości pracy w miejscach zanieczyszczonych, takich jak zapylenie,
zaolejenie czy wilgoć.
Wady tych produktów niosą za sobą naturalnie oczekiwania użytkowników. Przychylnie
widziane jest zwiększenie funkcjonalności – możliwość zastąpienia wielu typów czujników tylko
kilkoma modelami, a także ujednolicenie ich
standardów. Minimalizacja jest oczywiście bardzo pożądana przez użytkowników. Możliwe, że
to wszystko spowoduje, iż już w niedalekiej przyszłości w ofercie producentów pojawią się produkty bardziej zaawansowane, znacznie trwalsze
i odporniejsze na uszkodzenia mechaniczne.
marka: 6%
CE
czas dostawy: 12%
parametry
techniczne: 41%
jakość: 18%
cena: 23%
Źródło: Control Engineering Polska, styczeń 2012
50 • STYCZEŃ/LUTY 2012 CONTROL ENGINEERING POLSKA • www.controlengineering.pl
Z
a pomoc w opracowaniu raportu
szczególnie dziękujemy firmom:
Automatech, Balluff , ifm electronic, IMPOL-1,
Indesit Company Polska, MBB, Omron
Electronics, Panasonic Electric Works Polska,
Pepperl-Fuchs, Schneider Electric Polska,
SELS, SICK, SIMEX, Turck. Dziękujemy również
wszystkim Czytelnikom magazynu Control
Engineering Polska, którzy wzięli udział
w naszej internetowej ankiecie.
produkty
raport
Balluff
IMPOL-1
SICK
Czujniki BOS Q08
Indukcyjne czujniki
prędkości serii ICP
Fotoprzekaźniki
rodziny V180-2
N
I
F
owa seria czujników optycznych
BOS Q08M charakteryzuje się
kompaktową konstrukcją w solidnej
metalowej obudowie. W bardzo małej
obudowie o przekroju 8×8 mm i długości 44 mm dostępna jest kompletna
linia produktów obejmująca bariery
jednokierunkowe, bariery refleksyjne
oraz czujniki odbiciowe. Tak niewielka obudowa pozwala na stosowanie
czujników w miejscach o ograniczonej
przestrzeni montażowej. Oferowane
są wersje ze skupioną wiązką światła
czerwonego – Pin Point lub ze światłem czerwonym. Doskonale skupiona
wiązka umożliwia detekcję elementów
o bardzo małej średnicy – 0,4 mm
dla światła PinPoint oraz 0,28 mm
dla światła laserowego. Dedykowane
uchwyty montażowe pozwalają na
montaż czujników w profilach aluminiowych, np. firmy Bosch. Zaawansowana technologia umożliwia również
zaimplementowanie w tak niewielkiej
obudowie wersji z eliminacją wpływu
tła. Doskonale widoczna, skupiona
wiązka światła Pin Point pozwala na
pewną detekcję i precyzyjne ustawianie czujnika.
www.balluff.com
ndukcyjne czujniki prędkości serii ICP
są przeznaczone do zasygnalizowania przekroczenia prędkości o zadaną
odchyłkę Δ od prędkości przyjętej
jako prędkość odniesienia. W jednej
obudowie zawierają czujnik indukcyjny
i cyfrowy komparator częstotliwości
z wyjściem dwustanowym. Prędkość
odniesienia to prędkość w chwili
wprowadzania do pamięci czujnika
parametrów odchyłki. Użytkownik ma
do wyboru 5 poziomów odchyłki Δ
różniących się od prędkości odniesienia
o 5, 10, 15, 19 lub 48%.
Czujniki serii ICP podzielone są na
2 grupy: ICP1 i ICP2.
• ICP1 przeznaczone są do kontroli
jednego progu prędkości do wyboru poniżej albo powyżej prędkości
odniesienia,
• ICP2 przeznaczone są do jednoczesnej kontroli dwóch progów
prędkości, poniżej i powyżej prędkości
odniesienia.
Czujniki produkowane są z wyjściem
typu PNP i NPN, z funkcją wyjścia NC
lub NO. Wykonane są jako czteroprzewodowe zasilane napięciem stałym.
Czwarty przewód ET służy do przełączania czujnika w tryb wprowadzania
parametrów kontrolnych. Tryb ten
rozpoczyna się w momencie załączenia zasilania do czujnika, ze zwartą do
minusa zasilania końcówką ET. Poprzez:
odłączenie – przyłączenie – odłączenie
końcówki ET od/do minusa zasilania
wprowadzane są kolejno wszystkie
parametry kontrolne:
• czas blokujący wyjście przy rozruchu,
• czas opóźniający reakcję wyjścia,
• poziom odchyłki lub położenie
progu kontrolnego,
• prędkość odniesienia.
www.impol-1.pl
otoprzekaźniki cylindryczne rodziny
V180-2 w korpusie gwintowanym
M18 charakteryzują się najlepszym
współczynnikiem jakości do ceny.
Dostępne są fotoprzekaźniki odbiciowe
z zasięgiem do 1100 mm, refleksyjne
(współpracujące z odbłyśnikiem zawartym w opakowaniu) z zasięgiem do
7 m oraz barierowe (w układzie nadajnik i odbiornik w osobnych korpusach)
o zasięgu działania do 28 m.
Fotoprzekaźniki występują z optyką
prostą i kątową, w korpusach wykonanych z tworzywa sztucznego lub
mosiądzu niklowanego, podłączenie
przez konektor M12, 4 pin lub przewód
dł. 2 m.
Dla zwiększenia uniwersalności
fotoprzekaźników większość wersji ma
możliwość zmiany funkcji wyjścia NO/
NC poprzez przewód programujący.
Wyraźna jasna plamka świetlna
w widmie czerwieni zapewnia łatwe
wycelowanie fotoprzekaźnika w obiekt
lub odbłyśnik.
Aby zapewnić wysoką pewność działania fotoprzekaźników V180-2, prócz
diody LED sygnalizującej stan wyjścia
fotoprzekaźnika (aktywne/nieaktywne)
zaopatrzono je we wskaźnik pewności
działania. W momencie świecenia się
wskaźnika użytkownik ma pewność, że
działa w granicy parametrów zasięgu/
działania fotoprzekaźnika. Przerywane
świecenie się wspomnianego wskaźnika sugeruje osiągnięcie limitu granicznego parametrów zasięgu fotoprzekaźnika. Brak świecenia – znajdujemy się
poza wspomnianymi parametrami.
www.sick.pl
www.controlengineering.pl • CONTROL ENGINEERING POLSKA STYCZEŃ/LUTY 2012 • 51
firma prezentuje
Grzegorz Rudnicki, Endress+Hauser Polska
Nowe moĪliwoĞci w zakresie pomiaru
przepáywu i analizy biogazu
Rynek biogazu rozwija siį bardzo dynamicznie. Nic dziwnego, jako gaz uzyskany z fermentacji
roĖlin energetycznych, odpadów organicznych, gnojowicy, osadów Ėciekowych lub resztek roĖlin
moĆe byĹ wykorzystany w bardzo korzystny sposób, np. w kogeneracji do wytwarzania ciepa
i energii elektrycznej. Biogazownia do prawidowej pracy wymaga ciĺgego monitorowania wielu
parametrów procesu: skadu gazu, ciĖnienia, temperatury, a przede wszystkim iloĖci produkowanego biogazu. W tym celu Endress+Hauser stworzy przepywomierz ultradćwiįkowy Prosonic
Flow B200, który w zakresie pomiaru iloĖci i analizy biogazu oferuje zupenie nowe, niespotykane wczeĖniej moĆliwoĖci.
Biogaz
OkreĘlenie biogaz zazwyczaj odnosi siı do gazu powstajļcego w procesie beztlenowej fermentacji materii organicznej, w tym obornika, osadów Ęciekowych, odpadów
komunalnych, odpadów rolnych, roĘlin energetycznych
lub innych surowców biodegradowalnych. Biogaz jest
takĈe znany jako gaz powstajļcy w wydzielonych komorach fermentacyjnych oczyszczalni Ęcieków. W koġcowym etapie procesu fermentacji biogaz sk‘ada siı
g‘ównie z metanu, dwutlenku wıgla i kilku pozosta‘ych
gazów Ęladowych. Gaz jest nasycony wilgociļ (w tym
mokrym H2S) i transportowany do zbiorników magazynowych lub do dalszego przetwarzania pod stosunkowo
niskim ciĘnieniem. Z tego powodu do transportu biogazu
uĈywa siı rurociļgów o relatywnie duĈych Ęrednicach
w stosunku do uzyskiwanych wartoĘci przep‘ywów.
Dlatego pomiar przep‘ywu biogazu stanowi powaĈne wyzwanie techniczne dla dzisiejszych metod, przede wszystkim termicznej i DP (rurka Pitota).
Ze wzglıdu na niskie ciĘnienie, ma‘e wartoĘci przep‘ywu, zmienny sk‘ad gazu i wysokļ wilgotnoĘĻ obecnie
stosowane przep‘ywomierze nie dajļ stabilnych i wiarygodnych wyników pomiaru. Pomiar przep‘ywu jest szczególnie trudny w miejscach najbardziej istotnych z punktu
widzenia prowadzenia procesu, czyli bezpoĘrednio za komorļ fermentacyjnļ.
Skadnik
StįĆenie [% obj.]
Metan CH4
50 do 75
Dwutlenek wıgla CO2
25 do 45
Woda H2O
2 (20°C) do 16 (55°C)
Azot N2
<1
Tlen O2
<5000 ppm
Siarkowodór H2S
<5000 ppm
Wodór H2
<5000 ppm
firma prezentuje
Osobnym zagadnieniem w zakresie analizy biogazu jest
pomiar stıĈenia metanu. Stosowane w tym celu czujniki
sļ najczıĘciej nieodporne na wystıpujļcļ w biogazie wilgoĻ i wymagajļ czıstej kalibracji.
Wiarygodny pomiar przepywu biogazu
– rozwiĺzanie idealne
Techniczne wyzwania w zakresie pomiaru przep‘ywu
zawsze interesowa‘y Endress+Hauser. W swojej historii
lrma posiada wiele unikatowych i prze‘omowych rozwiļzaġ, które zrewolucjonizowa‘y przemys‘owe pomiary przep‘ywu. Wiele rozwiļzaġ opracowanych przez
Endress+Hauser szybko stawa‘o siı standardem. Nie
dziwi zatem fakt pojawienia siı w ofercie lrmy zupe‘nie
nowego przep‘ywomierza, który jest idealnym rozwiļzaniem zagadnienia pomiaru przep‘ywu biogazu. Co waĈne, rozwiļzaniem od podstaw opracowanym do pracy
bezpoĘrednio za komorļ fermentacyjnļ.
Prosonic Flow B200 to przemys‘owy przep‘ywomierz
ultradĉwiıkowy, który powsta‘ specjalnie z myĘlļ o niezawodnym i dok‘adnym pomiarze przep‘ywu biogazu lub
gazu fermentacyjnego, nawet przy bardzo zmiennych warunkach pracy.
Fot. 2. AĪ cztery parametry procesowe dostĊpne na
wyĞwietlaczu przepáywomierza Prosonic Flow B200.
• szeroki zakres zastosowaġ – pomiar niezaleĈny od
sk‘adu i wilgotnoĘci gazu,
• pomiar moĈliwy nawet przy minimalnym ciĘnieniu.
Jednoczesny pomiar stįĆenia metanu
Procesy fermentacji nie zawsze przebiegajļ w jednakowy
sposób. Warunki pracy mogļ ulegaĻ znacznym wahaniom,
co skutkuje zmieniajļcym siı stıĈeniem metanu (CH4)
w biogazie, które musi byĻ stale monitorowane. Prosonic
Flow B200 równolegle z pomiarem przep‘ywu umoĈliwia
ciļg‘y pomiar stıĈenia metanu bezpoĘrednio w rurociļgu,
bez potrzeby stosowania dodatkowych urzļdzeġ. Jest to
jedyne tego typu rozwiļzanie na Ęwiecie, otwierajļce zupe‘nie nowe moĈliwoĘci:
• ciļg‘y, 24-godzinny pomiar i monitorowanie iloĘci
oraz jakoĘci biogazu,
• szybkie i ukierunkowane reakcje w przypadku zak‘óceġ w procesie fermentacji,
• skuteczna i efektywna kontrola procesu i bilansowania energii poprzez obliczanie dodatkowych wartoĘci
charakterystycznych, takich jak:
- skorygowany przep‘yw objıtoĘciowy,
- wartoĘĻ opa‘owa,
- indeks Wobbego (okreĘla jakoĘĻ gazu).
Fot. 1. Prosonic Flow B200 na instalacji w biogazowni.
Metoda ultradĉwiıkowa, na której bazuje Prosonic
Flow B200, oferuje wiele korzyĘci w stosunku do metod
konwencjonalnych. NajwaĈniejsze to:
• wydajnoĘĻ pomiaru – wysoka dok‘adnoĘĻ (±1,5%)
i szeroki zakres pomiarowy (30:1),
• oszczıdnoĘĻ energii – brak strat ciĘnienia w instalacji,
• bezobs‘ugowoĘĻ – brak czıĘci ruchomych,
• oszczıdnoĘĻ miejsca – wymaga krótkich odcinków
prostych rurociļgu przed i za czujnikiem,
Endress+Hauser Polska sp. z o.o.
ul. Wo‘owska 11
51-116 Wroc‘aw
tel. +48 71 773 00 00
http://www.pl.endress.com
[email protected]
www.controlengineering.pl • CONTROL ENGINEERING POLSKA STYCZEŃ/LUTY 2012 • 53
WYWIAD
Region EMEA drugim
największym rynkiem
dla Rockwell Automation
Wywiad z Keithem Nosbuschem i Hedwigiem Maesą podczas Automation Fair.
Po właśnie zakończonym forum Automation Perspective, interesuje mnie
jakie są największe wyzwania i możliwości bezpośrednio dla RA?
KN: Sądzę, że największym wyzwaniem
jest kontynuowanie, w skali globalnej,
rozwoju naszej działalności, przez wdrażanie nowych technologii i przekazywanie tych technologii naszym klientom. Jeśli zaś chodzi konkretnie o największe możliwości, to rozumiemy przez
nie naszą działalność w zakresie dostaw
dla sterowania procesami lub rozwiązań
dotyczących bezpieczeństwa.
Gdy już mowa o możliwościach rozwoju
na różnych rynkach, jakie są współczesne poglądy na rynki w Europie? Jakie
są tutaj Państwa ambicje?
HM: W Europie znajduje się stosunkowo pokaźny procent krajów, do których, dostarczamy w większym zakresie
nasze rozwiązania małym i średnim firmom, dotyczy to np. Włoch. Gdy chodzi
o umocnienie naszego funkcjonowania
w ramach mniejszych spółek, na pewno
wiele oczekujemy w związku z wprowadzeniem nowej serii produktowej CompactLogix, która pozwala na zaopatrzanie
także mniejszych producentów maszyn.
Sądzę, że w tej dziedzinie mamy na rynkach europejskich mocniejszą pozycję niż
kiedykolwiek wcześniej i jesteśmy pod
tym względem bardzo optymistycznie
nastawieni.
Jakie znaczenie ma dla was globalny
zasięg działalności pod względem
wpływu na strategię handlową?
Keith Nosbusch, prezes i dyrektor generalny
Rockwell Automation.
KN: Rozmawiamy tutaj o jednej z naszych
największych zalet, mianowicie – że
z klientami komunikujemy się globalnie.
Mamy bardzo precyzyjnie wypracowaną
strukturę globalnej sieci handlowej, przy
czym dla każdej dziedziny utworzony
jest odrębny zespół, który może w odpowiedni sposób odpowiadać na wszelkie zmiany na rynku, przede wszystkim
z punktu widzenia legislatywy.
Specyficzne wymagania ma region
Środkowo-Wschodni, który odnotował
znaczny przyrost zysków. Rynek Europejski uplasował się na mocnej drugiej pozycji za rynkiem Amerykańskim
pod względem zysków. Jak postrzegacie powodzenie regionu ŚrodkowoWschodniego?
54 • STYCZEŃ/LUTY 2012 CONTROL ENGINEERING POLSKA • www.controlengineering.pl
KN: Region EMEA jest dla nas wciąż
drugim największym rynkiem. Rzeczywiście obserwujemy duży przyrost na
Środkowym Wschodzie. To samo można
także powiedzieć o Rosji lub o regionie
Afryki. W przyszłości będą to na pewno
rynki, które mają największą tendencję
rozwoju.
HM: Jeżeli dzisiaj przyjrzymy się tym
krajom to, natychmiast zaobserwujemy,
że ma tutaj miejsce potężny rozwój infrastruktury. Wraz z szeroką ofertą naszych
rozwiązań jesteśmy także w stanie uzyskiwać zlecenia z różnych dziedzin, zwłaszcza o fabryki petrochemiczne, w Afryce
o spółki wydobywcze.
W RA rozważa się teraz podłączenie tradycyjnych rozwiązań również do całego
WYWIAD
łańcucha dostawczego. Co jest motorem
tego rozwoju?
KN: W przyszłości produktywność nie
będzie wynikała tylko z implementacji
technologii automatyzacyjnych. Mówiąc
prosto… na pewno będzie chodziło o produktywność sterowaną przez informacje.
Jedynym sposobem, żeby to osiągnąć,
jest łączenie z sobą łańcucha dostawczego z różnymi systemami ERP. Jest
to proces, do którego chcemy być włączeni już teraz. Istotna jest nasza współpraca strategiczna ze spółką Cisco, która
jest moim zdaniem jednym z czołowych
dostawców rozwiązań IT na świecie.
Także dzięki nim oferujemy dziś rozwiązania, które naszym klientom pozwalają
przesyłać informacje z fabryki bezpośrednio do dostawcy, a wszystko to w szybkim czasie. Mówimy więc o modelu,
który ma za zadanie udzielić naszym
klientom przywileju konkurencyjnego na
poziomie światowym.
przemysł samochodowy. Dawniej producenci uważali, że mogą wybudować taśmę
produkcyjną, na końcu której wyjeżdża jednakowy typ modelu w cyklach po
setki tysięcy sztuk. Dziś sytuacja uległa
bardzo radykalnej zmianie. Nawoływanie
do większej elastyczności jest widoczne,
i to nie tylko w momencie, gdy chcemy
na jednej taśmie produkować kilka rodzajów samochodów. Przejawia się to również w wielu innych branżach. Firma RA
oferuje tutaj z pewnością odpowiedzi na
kilku poziomach, nieważne, czy chodzi
właśnie o możliwości reagowania na podstawie uzyskanych danych, czy o wykorzystywanie naszych programowalnych
automatów, które umożliwiają, dzięki
prostemu rozwiązaniu mechanicznemu,
wykonywanie kilka różnych zadań.
Dzięki łączeniu IT z automatyzacją
otwiera się ostatnio także wielkie pole
dla wykorzystania technologii mobilnych. Sądzicie, że jest to także jedna
z dróg dla RA?
KN: Oczywiście. Technologie mobilne są
wykorzystywane z pewnością i dzisiaj.
Technologie bezprzewodowe odgrywają
kluczową rolę w pozyskiwaniu informacji i w diagnostyce. Jednak z drugiej
strony chcę zwrócić uwagę, że rozwiązanie to nie ingeruje w systemy sterownia, gdzie mogłoby dochodzić do zagrożeń w zakresie najistotniejszych czynników, do których należy bezpieczeństwo,
a także gdzie mogłoby zostać zagrożone
środowisko naturalne. Trzeba powtórzyć,
że mobilne technologie są bezwzględnie
jednym z podstawowych tematów fabryk
przyszłości ale chociaż rozwiązanie dla
sterowania całym systemem sterowania istnieje już dziś, istotna jest przede
wszystkim odpowiedzialność osobista.
Wspominał Pan o współpracy z segmentem IT. Czy uważa Pan, że Cisco uzyskuje w ten sposób pewien wpływ na
rynku automatyzacji, i że być może
wspomagacie rozwój bezpośredniego
konkurenta?
KN: Ich rozwiązania oczywiście w dużej
mierze wpływają na przyszły rozwój.
Chodzi jednak naprawdę o naszą współpracę strategiczną, gdzie firma RA jest
w stanie dostarczać technologie na polu
techniki automatyzacyjnej, które na podstawie rozwiązań Cisco stają się o wiele
bardziej kompaktowe. Dotyczy to mobilności i pracy z danymi w realnym czasie nie tylko w fabryce, lecz gdziekolwiek jest to potrzebne. Ostatecznie jest
to korzystne dla naszych klientów, którzy uzyskują technologie na najwyższym
poziomie, do jakich są przyzwyczajeni,
jednak z nową funkcjonalnością. Podsumowując, Cisco nie zna się na funkcjonowaniu fabryki, tak samo jak ja nie chcę
udawać, że rozumiemy dogłębnie technologie IT, co jest także powodem, by wierzyć, że nasza współpraca może być obustronnie korzystna także w przyszłości.
Wspomina Pan o wymogu pozyskiwania danych w czasie rzeczywistym, co
jest jednym z założeń spełnienia dzisiejszych wymagań nie tylko dla zwiększenia produkcyjności, ale także elastyczności produkcji. Zauważacie taki trend?
Jakiej odpowiedzi dostarczają wasze
rozwiązania?
KN: Prostym przykładem historycznym, który odzwierciedla te zmiany, jest
Może mogłoby to w przyszłości posłużyć jako dobry przykład, jak mogłyby
efektywnie współpracować dział automatyzacji oraz IT, także na poziomie
przedsiębiorstw przemysłowych.
KN: Sądzę, że naprawdę może tak być.
Na podstawie wyników naszej współpracy właściwie powstaje pewna instrukcja, jak efektywnie łączyć owe dwa
skłócone często działy. Chodzi tutaj
oczywiście o skonstruowanie rozwiązania
i sposobów postępowania, które będą
pomocne przy tworzeniu współpracy tych
sektorów, co prowadzić będzie do sprawniejszego funkcjonowania wszystkich
procesów produkcyjnych, czy wprost,
całej spółki produkcyjnej.
Mówi Pan o waszym bogatym knowhow w dziedzinie automatyzacji przemysłowej, jest to w waszych rozwiązaniach czymś zwyczajnym, że rozwiązania są dostarczane przez bogatą sieć
integratorów systemowych?
KN: Biorąc pod uwagę któregoś z naszych
typowych integratorów – oni często nie
są zorientowani na produkcję maszyn
do szerokiego użycia, lecz raczej starają
się optymalizować swoje produkty pod
jeden konkretny sposób użycia. To czyni
z nich, po latach praktyki w danej dziedzinie, ekspertów, którzy jednakowe
lub podobne problemy rozwiązują na co
dzień. Dlatego rozumiemy, że nasi klienci
zwracają się do ludzi, którzy potrafią im
pomóc w danej dziedzinie.
Na zakończenie spróbowałbym odejść
od typowej „rockwellowskiej czerwonej“ w kierunku bardziej „zielonej” dyskusji. Dziś wiele rozmawiano
na temat efektywności energetycznej.
Interesowałoby mnie, jakie możliwości widzi Pan tutaj, gdy chodzi o alternatywne źródła energii i gdzie jest w tej
dziedzinie miejsce dla RA?
KN: Na pewno dostrzegamy ewolucję. W Europie jest to na razie domena
państw nordyckich, takich jak Dania,
gdzie produkcja energii ze źródeł alternatywnych już teraz stosunkowo wypełnia
rynek. Biorąc pod uwagę ograniczenia
w wykorzystaniu „tradycyjnych“ źródeł,
musimy wszyscy przyznać, że należy się
nad tym problemem zastanowić. Pozostaje tu jednak i tak pytanie, w jakim kierunku może się taki rynek dalej rozwijać,
gdy dopiero niedawno zaczynał od zera.
Dla RA elektrownie wiatrowe i solarne
są oczywiście ciekawym rynkiem, na
którym realizowaliśmy już sporą część
dostaw. Problematykę używania alternatywnych źródeł bardzo dokładnie śledzimy i śledzić będziemy nadal.
CE
www.controlengineering.pl • CONTROL ENGINEERING POLSKA STYCZEŃ/LUTY 2012 • 55
diagnostyka
Maksim Owieczkin
Badanie szwów
zgrzewanych punktowo
na podstawie zdjęć
rentgenowskich
Otrzymanie wyrobów wysokiej jakości wykonanych z użyciem zgrzewania jest możliwe jedynie
w przypadku, jeśli w przedsiębiorstwie przeprowadzane są trzy rodzaje kontroli: kontrola
wstępna, kontrola w procesie zgrzewania i końcowa kontrola gotowego wyrobu
bądź połączenia.
K
ontrola końcowa połączenia spawanego
lub wyrobu wykonywana jest w sposób
podyktowany przez technologie i wymogi techniczne, odnoszące się do tych
wyrobów. Kontrola może być przeprowadzana
w sposób niszczący lub nieniszczący.
Wykorzystanie kliszy rentgenowskiej jest
podstawą radiograficznej metody defektoskopii, która jest najbardziej rozpowszechnioną spośród wszystkich znanych metod badań radiograficznych. Ta metoda umożliwia wykrycie takich
wad, jak pęknięcie, niewłaściwy przetop, przyklejenie brzegów. Najlepsza wykrywalność jest
przy przechodzeniu promieniowania wzdłuż płaskich defektów (pod kątem 0°). Przy badaniu
z użyciem metody rentgenowskiej i promieniowania gamma wykorzystuje się różny sprzęt radiacyjny: aparaty rentgenowskie, aparaty gamma,
akceleratory liniowe i betatrony.
W zgrzeinach punktowych kontroluje się ich
formę i średnicę, głębokość odbitki i odległość
między punktami.
Rysunek 1. Widok ogólny zasady
szwów zgrzewanych punktowo
na elemencie typu „pusty walec
trójwarstwowy”.
Główne zadanie
– analiza spawanego złącza
z przemieszczeniem
prawidłowo
trójwarstwowa
struktura
56 • STYCZEŃ/LUTY 2012 CONTROL ENGINEERING POLSKA • www.controlengineering.pl
diagnostyka
Zasada kontroli szwów zgrzewanych punktowo na elemencie typu „pusty walec trójwarstwowy” (rysunek 1).
Mankamentem metody badań radiograficznych jest to, że promieniowanie rozproszone
w zależności od energii promieniowania pierwotnego zmienia jakość zdjęcia, obniża kontrastowość i ostrość obrazu, a co za tym idzie
dokładność samej metody. Na skutek tego zjawiska trudno jest odróżnić wady małego rozmiaru
(rysunek 2).
Tymczasem monotonność i charakterystyczna
dla wielu elementów duża liczba obszarów niezbędnych do badania wizualnego sprzyja szybkiemu zmęczeniu operatora i prowadzi do wielu
błędów, uwarunkowanych „czynnikiem ludzkim”
(zmęczenie, rozproszenie uwagi przy długotrwałej
monotonnej pracy).
W ten sposób konieczność opracowania rozwiązań praktycznych do automatyzacji procesu
kontroli jakości szwów zgrzewanych punktowo
drogą badania i analizy zdjęć rentgenowskich jest
tematem aktualnym.
Rysunek 2. Przykład
zdjęcia rentgenowskiego
elementu ze szwami
zgrzewanymi punktowo.
Ponieważ początkowo praca ze zdjęciami
cyfrowymi jest trudna w związku z dużą liczbą
szumów na zdjęciu i niewystarczającą do pracy
operatora kontrastowością obrazu (rysunek 2),
został ułożony algorytm zmiany jaskrawości
i kontrastowości obrazu (algorytm wypełnia się
diagnostyka
Rysunek 3. Przedstawienie
wykorzystania opracowanej funkcji
„Autokontrastu” w obrazie.
automatycznie podczas otwarcia obrazu przy włączeniu odpowiednich ustawień).
Wszystkie operacje dokonują się poprzez pracę
z macierzą obrazu.
Zmiana jaskrawości zachodzi na drodze sumowania każdej wartości macierzy ze współczynnikiem jaskrawości.
A/=A + x
gdzie A/ – wartość wypadkowa
A – wartość wyjściowa
x – współczynnik zmiany jaskrawości
diagnostyka
Przykład wyjściowej macierzy obrazu
(na podstawie r-składowej koloru)
25
46
15
200
53
72
12
23
26
5
14
36
27
77
88
13
Przykład otrzymanej macierzy obrazu
przy x=12 y=10
if
dest^.r<80
then
dest^.r=
(dest^.r div x) . y
20
30
10
200
40
60
10
10
20
0
10
30
20
60
88
10
Rysunek 4. Przedstawienie
wykorzystania funkcji
„posteryzacji”.
Tabela 2. Przykład działania algorytmu filtra
medianowego w porównaniu z algorytmem zwykłego
filtra wygładzającego. Od lewej: obraz wyjściowy,
proste wygładzanie, filtr medianowy
Rysunek 5. Algorytm
poszukiwania centrum
okręgu wewnętrznego
szwu zgrzewanego
punktowo.
Rysunek 6. Programowa
realizacja znajdowania
granic obrazu według
metody Laplace’a.
www.controlengineering.pl • CONTROL ENGINEERING POLSKA STYCZEŃ/LUTY 2012 • 59
diagnostyka
Monotonność i charakterystyczna
dla wielu elementów duża liczba
obszarów niezbędnych do badania
wizualnego sprzyja szybkiemu zmęczeniu
operatora i prowadzi do wielu błędów,
uwarunkowanych „czynnikiem ludzkim”.
Krok
Opis działania
Wydobycie obrazu wyjściowego
żądanego miejsca i rozmiaru.
Tworzenie szablonów przy
wykorzystaniu żądanych zakresów
rozmiarów, centrów i dyskretyzacji.
Przeglądanie utworzonych wzorców
poprzez nakładanie ich po kolei
na obraz i obliczenie wzorca, który
charakteryzuje się maksymalną
liczbą zbieżności z częścią obrazu.
Określenie i nałożenie
„najbardziej podobnego”
wzorca (charakteryzującego się
maksymalną liczbą zbieżności
z częścią obrazu otrzymaną poprzez
porównanie elementów macierzy
obrazów).
Tabela 3. Opis algorytmu analizy złącza
Kontrastowość osiągana jest poprzez zmianę
stosunku jaskrawości (rysunek 3).
Do zmniejszenia ziarnistości i szumów używany jest algorytm zmniejszenia głębi koloru
obrazu poprzez usunięcie z macierzy informacji o odcieniach kolorów (rysunek 4). Został
zastosowany zmodyfikowany przez autora algorytm pasteryzacji obrazów. Operacja jest przeprowadzana w odniesieniu do każdej wartości
macierzy.
A/=A div x . y
gdzie A/ – wartość wypadkowa
A – wartość wyjściowa
x, y – współczynniki zmiany głębi
koloru
60 • STYCZEŃ/LUTY 2012 CONTROL ENGINEERING POLSKA • www.controlengineering.pl
Następnie należy wygładzić powstałe granice,
przejść między kolorami do bardziej płynnych
i usunąć szum w postaci rozproszonych, niepołączonych punktów, które przeszkadzają w dokładnym wydzieleniu konturów.
Zostały przetestowane najczęściej używane
i znane metody filtracji obrazu „proste wygładzanie” i „filtr medianowy” i na podstawie wyników testów pierwszeństwo zdobył filtr medianowy jako bardziej odpowiadający postawionemu
zadaniu.
Filtr medianowy działa na zasadzie znajdowania mediany – średniej wartości zbioru w efekcie sortowania według wzrastania/zmniejszania
i przypisywaniu znalezionej wartości tylko wartości środkowej (mowa jest znów o nieparzystej
aperturze). Na przykład dla apertury 3 i dwuwymiarowego filtra (jak w przykładzie wyżej) należy
uporządkować 9 punktów (na przykład według
wzrastania), po czym wartość piątego punktu
uporządkowanego zbioru przenieść do centrum
okna filtra (3×3).
Przykład działania filtra medianowego został
przedstawiony w tabeli 2.
Do określenia centrum wewnętrznego okręgu
został wykorzystany następujący algorytm:
1. Określenie najciemniejszego koloru na
danym fragmencie obrazu (co odpowiada spawanemu złączu);
2. Analiza każdego z wierszy sum punktów
znalezionej jaskrawości według kolumn i wierszy
zdjęcia;
3. Na podstawie analizy otrzymanego histogramu następuje automatyczne określenie osi
szwu zgrzewanego punktowo jako centrum najciemniejszego obszaru;
Działanie algorytmu zostało przedstawione na
rysunku 5.
Następne zadanie to znalezienie granic
obrazu. Zostały przestudiowane i przetestowane
następujące metody: Robertsa, Laplace’a, Wallece’a, Sobela, Kirscha, metoda statystyczna, okazało się, że odnośnie postawionego zadania do
wyniku najbardziej zbliżonego do żądanego prowadzi metoda Laplace’a.
Metoda Laplace’a zakłada pomnożenie każdego elementu dwuwymiarowej apertury 3×3
przez odpowiedni element macierzy Laplace’a.
A
B
×
-1
D
E
×
-2
G
H
×
-1
-1 . A
=
-2 . D
-1 . G
Programowa realizacja metody została pokazana na rysunku 6.
diagnostyka
1. Element wyjściowy
2. Użycie grupy filtrów
(autojaskrawość, autokontrast, filtr
medianowy szumu) [zmienione
dla danego zadania istniejące
algorytmy]
3. Użycie algorytmu zmniejszenia
głębi koloru (własny algorytm)
4. Określenie granic przy pomocy
metody Laplace'a (użyty istniejący
znany algorytm)
5. Określenie centrum spawanego
złącza oraz granic miejsca
osadzenia i odzwierciedlenie
wyniku na odfiltrowanym obrazie
segmentu (własne algorytmy)
6. Odzwierciedlenie wyniku na
wyjściowym segmencie obrazu
Rysunek 7. Przedstawienie programowej realizacji pełnego algorytmu programu.
Do rozwiązania zadania analizy złącza należy
określić granice miejsca osadzenia dla każdego
złącza.
Został opracowany własny algorytm poszukiwania według wzorca, obejmujący tworzenie szablonów (z ustawianymi parametrami)
i porównanie segmentu obrazu z danym szablonem. Za końcową przyjmuje się wartość maksymalnie podobną do szablonu (porównanie przeprowadzane jest jako porównanie elementów
macierzy obrazów utworzonego szablonu oraz
segmentu).
Opis działania algorytmu został przedstawiony w tabeli 3.
Opracowany algorytm badania pozwala określić promień i geometryczne położenie szwów
zgrzewanych punktowo na zdjęciach rentgenowskich elementów. Przykład programowej realizacji pełnego algorytmu badania został pokazany
na rysunku 7.
Maksim Owieczkin, główny programista,
aspirant na katedrze systemów automatyzacji
produkcji Państwowego Uniwersytetu
w Orenburgu.
CE
www.controlengineering.pl • CONTROL ENGINEERING POLSKA STYCZEŃ/LUTY 2012 • 61
PRODUKTY
Siemens
Newtech
Przekaźniki monitorujące z zastosowaniem IO-Link
Nowy czujnik optyczny
światłowodowy – doskonalszy
i łatwiejszy w obsłudze
Siemens rozszerzył ofertę aparatów
SIRIUS o pełen zakres przekaźników
monitorujących z interfejsem IO-Link.
Przekaźniki te chronią silniki i elementy instalacji poprzez ciągły nadzór
takich parametrów, jak temperatura,
prędkość, jakość zasilania, wartość
prądu oraz napięcia. Do komunikacji przekaźników z urządzeniami sterującymi (np. PLC) wykorzystano standard IO-Link, który umożliwia m.in.
przesyłanie danych pomiarowych lub
wiadomości diagnostycznych. Przekaźniki z serii Sirius 3UG48 monitorują
wartości elektryczne i mechaniczne,
sprawdzając, czy urządzenie pracuje
w zadanych zakresach prędkości, zasilania, prądu, napięcia lub współczynnika mocy (cos φ). Przekaźniki Sirius
3RS14 oraz 3RS15 umożliwiają monitoring temperatury za pośrednictwem
od 1 do 3 czujników rezystancyjnych
lub termoelektrycznych (termopary),
dla których zakres pomiarowy wynosi
od -99 do 1800°C. Mogą one również realizować proste zadania sterowania. Spełniają swoje zadania także
bez połączenia IO-Link ze sterownikiem. Nowe przekaźniki odznaczają
się wysoką elastycznością zastosowań
dzięki możliwości podłączenia panelu
operatorskiego, modułowej budowie
i pełnej programowej parametryzacji
warunków pracy.
www.siemens.pl/sirius
Bosch Rexroth
Zużycie sprężonego powietrza zawsze pod kontrolą
Czujniki przepływu serii AF1 wykonują pomiary przepływu i zużycia
sprężonego powietrza w instalacji,
podnosząc tym samym efektywność
energetyczną układu pneumatycznego.
Za pomocą pomiaru wykryte mogą
być nieszczelności, które następnie w postaci sygnału
ostrzegawczego są przekazywane do układu sterowania. Pozwala to na
unikanie strat energii
i redukcję kosztów.
Czujniki umożliwiają
ciągłe porównywanie
wartości rzeczywistych
z wartościami zadanymi
w instalacji, odpowiednimi dla
danego procesu. W ten sposób przepływy mogą być kontrolowane. Dzięki
temu mogą być wcześnie rozpoznane
większe nieszczelności i zużycie elementów prowadzące do zwiększonego
zużycia sprężonego powietrza.
Nowe czujniki AF1 dokonują pomiaru przepływu w oparciu o różnicę
ciśnień pomiędzy dwoma wewnętrznymi punktami pomiarowymi. Mają
one po dwa wyjścia przełączające
PNP/NPN i jedno wyjście analogowe. Dla obu wyjść przełączających
można, w prosty i intuicyjny sposób,
zaprogramować punkty przełączania
w odniesieniu do przepływu,
zużycia sprężonego powietrza lub ciśnienia. Wyjście
analogowe wskazuje wartość przepływu. Wszystkie
wielkości pomiarowe mogą
być selektywnie pokazywane na wyświetlaczu
z podświetlanym tłem. Do
wyboru dostępne są standardowe międzynarodowe
jednostki miar.
Czujnik AF1 może być montowany
za pomocą odpowiednich zestawów
montażowych, jako urządzenie samodzielne lub instalowany w układach
przygotowania powietrza AS różnych
rozmiarów.
www.boschrexroth.pl
62 • STYCZEŃ/LUTY 2012 CONTROL ENGINEERING POLSKA • www.controlengineering.pl
Wraz z wprowadzeniem nowej serii 66
czujników optycznych firma Baumer
udoskonaliła łatwość użycia czujników światłowodowych w aplikacjach.
Cel osiągnięto między innymi poprzez
zastosowanie czytelnego, przyjaznego
interfejsu użytkownika oraz uproszczenie procesu nauczania z zastosowaniem przycisku Teach-in.
Przy użyciu jednego z trzech
dostępnych trybów z łatwością ustawimy zakres pomiarowy, a czułość
optymalizowana jest automatycznie.
Dzięki zniesieniu konieczności wejścia
do specjalnego menu, proces uczenia punktów przełączania uprościł się
znacząco. Możliwe jest także ręczne
dostrajanie przy użyciu przycisków
+/-. Nominalny zakres pomiarowy dla
tej grupy czujników wynosi 240 mm
przy czasie odpowiedzi 250 μs.
Przy zastosowaniu wersji master/
slave do jednej jednostki centralnej można podpiąć do 16 czujników.
Dzięki prostej koncepcji kablowania
zredukowano czas potrzebny na uruchomienie instalacji. Oddziaływanie zwrotne kilku czujników może być
wytłumione, a czujniki z serii 66 mogą
być bez problemu łączone z serią 67.
Sposób pomiaru zapewnia długookresową stabilność oraz gwarantuje precyzyjne i stabilne punkty przełączania
przez cały czas życia produktu.
Wraz z obszernym portfolio obudów czujników optycznych światłowodowych – od zminiaturyzowanych
i ultraprecyzyjnych do ekstremalnie
wytrzymałych i odpornych na wysokie
temperatury – Seria 66 stanowi idealne rozwiązanie w dowolnej aplikacji.
www.newtech.com.pl
PRODUKTY
KDM-automatyka
Falowniki Invertek Drives
Invertek Drives Ltd. jest europejską
firmą z siedzibą w Welshpool, zajmującą się projektowaniem i produkcją
przemienników częstotliwości.
Falowniki Invertek Drives to tylko
trzy podstawowe serie napędów AC
zróżnicowanych funkcjonalnie, dostosowanych do potrzeb najbardziej
wymagającej aplikacji.
ODE-2 to seria urządzeń produkowanych w ograniczonym (do 11 kW)
zakresie mocy, należących do rodziny
produktów ekonomicznych, znajdujących zastosowanie w większości prostych aplikacji. ODE-2 to produkty,
charakteryzujące się prostotą obsługi,
łatwością montażu oraz wysoką
funkcjonalnością.
Nowością w tej klasie urządzeń
jest ODE-2 jednofazowy (1~zasilanie/
1~wyjście), będący jedynym w Polsce przemiennikiem 1-fazowym sterowanym cyfrowo z pełną modulacją
częstotliwości i apmlitudy przebiegu
wyjściowego.
ODP-2 to seria pokrywająca
szeroki zakres mocy (do 160 kW),
rodzina funkcjonalnych, rozwiniętych
technologicznie, jednocześnie prostych w zastosowaniu i niezawodnych
urządzeń, które można klasyfikować
jako rozwiązanie dla precyzyjnych
koncepcji napędowych. Rozbudowane funkcje aplikacji inżynierskich
czynią go jednym z najnowocześniejszych przemienników częstotliwości
na rynku.
ODV-2 (HVAC) – to seria pokrywająca szeroki zakres mocy (do 160
kW), rodzina nowej generacji kompaktowych przetwornic częstotliwości,
które stanowią idealne rozwiązanie dla
napędu pomp i wentylatorów.
KDM-automatyka świadomie dokonała wyboru wysokiej jakości przetwornic częstotliwości Invertek, wspierając markę swoim doświadczeniem
i od 2010 roku objęła wyłączną dystrybucję na terenie Polski.
www.kdm-automatyka.pl
JM Electronic
tM-AD8C – miniaturowy moduł 8 wejść prądowych
Pierwszy moduł nowej serii tM („tiny
modules”) będącej uzupełnieniem
dostępnych dotąd modułów we/wy,
rodzin I-7000 (protokół DCON)
oraz M-7000 (protokoły DCON
i Modbus/RTU), służących do budowy rozproszonych systemów kontrolno-pomiarowych.
Seria tM obejmuje 11
modeli w najpopularniejszych kombinacjach wejść
i wyjść. Wspólną ich cechą
są miniaturowe wymiary
(52×98×27 mm), obsługa
protokołów DCON, Modbus/
RTU oraz Modbus/ASCII, a także
montaż na szynie DIN i możliwość
pracy w szerokim zakresie temperatur
z przedziału -25°C do 75°C.
tM-AD8C ma 8 kanałów wejść
prądowych typu 0­20 mA /4­20
mA. Mogą one pracować w trybie
„normal” (rozdzielczość 14 bitów,
częstotliwość próbkowania 10 Hz,
dokładność +/-0,1%) lub w trybie
„fast” (rozdzielczość 12 bitów, częstotliwość próbkowania 200 Hz,
dokładność +/-0,5%). Komunikacja modułu z systemem nadrzędnym odbywa się poprzez
interfejs RS485 (złącze śrubowe). Prędkość transmisji
danych mieści się w zakresie 1200­115200 bps. Dla
zwiększenia niezawodności
pracy tM-AD8C wyposażony został
w podwójny watchdog (sprzętowy
i programowy).
www.jm.pl
SABUR
PCD1.M2020 – sterowniki
z technologią Automation
Serwer w rodzinie PCD1.M2
Niewielkie, kompaktowe i zgodne
z normą IEC 61131-2 sterowniki
PCD1.M2 Saia-Burgess wyróżniają
się bogatym wyposażeniem i szeroką
funkcjonalnością, oferując m.in. liczne
interfejsy komunikacyjne, wbudowane
we/wy, zintegrowaną pamięć Flash 8
MB do przechowywania danych użytkownika oraz zaimplementowaną
technologię Automation Server.
Nowy sterownik PCD1.M2020
w przeciwieństwie do PCD1.M2120
nie ma zabudowanego portu Ethernet. Pozostałe cechy i funkcje obu
typów urządzeń są podobne. Sterowniki mają 18 zintegrowanych we/
wy, a dodatkowo 2 sloty na moduły
we/wy dowolnego typu oraz gniazdo
kolejnego portu komunikacyjnego.
Liczbę lokalnych we/wy można zwiększyć do 50.
Wbudowana pamięć z systemem
plików (8 MB) pozwala na swobodne
przechowywanie stron internetowych,
logów danych czy instrukcji. Dodatkowo nowe sterowniki mają zabudowane porty: USB oraz RS-485,
a gniazda we/wy można wyposażyć w kolejne łącza komunikacyjne.
PCD1.M2 może pracować w sieciach
opartych na standardach szeregowych
a także BACnet oraz LON.
Dzięki wbudowanym funkcjom
Automation Server, łatwości rozbudowy o moduły we/wy i łącza komunikacyjne, sterowniki PCD1.M2 oferują możliwości wielu różnorodnych
zastosowań w rozproszonych systemach automatyki. Urządzenia doskonale sprawdzają się m.in. w instalacjach HVAC, jako bramki do sieci
BACnet i LonWorks, systemach zarządzania i monitorowania zużycia
mediów czy wielu innych aplikacjach.
www.sabur.com.pl
www.controlengineering.pl • CONTROL ENGINEERING POLSKA STYCZEŃ/LUTY 2012 • 63
PRODUKTY
Schneider Electric
ELTRON
Kontenerowe moduły zasilające i chłodzące
Nowy czytnik kodów DataMan
300 firmy Cognex
Nowe jednostki modułowe umożliwiają stałe zwiększanie potencjału
zasilania i chłodzenia centrów danych
o 500 kW każdy, co pozwala na
dostosowanie wielkości infrastruktury
fizycznej do potrzeb systemów informatycznych, usuwając jedną z głównych przyczyn niskiej wydajności
i marnotrawstwa energii.
Nowe zintegrowane systemy produkcji Schneider Electric są odpowiedzią na współczesne wyzwania stojące
przed centrami danych w całym regionie EMEA, dzięki zastosowaniu rozwiązań, które są: szybkie, elastyczne,
łatwe i niezawodne. Wszystkie te
czynniki sprawiają, że w przypadku
modułów serwisowych można spodziewać się większej wydajności energetycznej niż w tradycyjnych instalacjach centrów danych.
Nowe produkty dołączą do istniejącej listy rozwiązań kontenerowych dla
infrastruktury centrów danych oferowanych przez Schneider Electric,
takich jak moduł chłodzący powietrzem EcoBreeze™, a także wyspecjalizowane moduły zasilające i chłodzące
dla rynku amerykańskiego. EcoBreeze™ zapewnia chłodzenie dostosowane do warunków pogodowych,
automatycznie przełączając się pomiędzy trybem niebezpośredniego chłodzenia poprzez parowanie a wymianą
ciepła przez obieg powietrza, zależnie
od środowiska zewnętrznego.
www.schneider-electric.com
JM Electronic
UPC-V312-D525 – bezwentylatorowy komputer panelowy
o dużej odporności na czynniki środowiskowe
Nowy komputer panelowy
UPC-V312-D525 produkcji IEI Technology Corporation powstał z myślą
o zastosowaniu w aplikacjach narażonych na
niekorzystne czynniki
środowiskowe. Ma on
klasę szczelności IP 65.
Szeroki zakres temperatury pracy
od -20°C do 60°C przy wilgotności
powietrza od 5 do 90% oraz odporność na wstrząsy o sile do 3G i wibracje (MI-STD-810F 514.5C-2) pozwalają na pracę urządzenia w różnego
typu pojazdach.
Na froncie producent umieścił 10
programowalnych przycisków funkcyjnych, a pod nimi podświetlane diodami wskaźniki stanu pracy.
Wewnątrz bezwentylatorowej konstrukcji pracuje dwurdzeniowy procesor Intel Atom D525 1,8 GHz
oraz chipset Intel ICH8M. System wyposażony jest w moduł 1 GB
RAM DDR3. Do dyspozycji użytkownika oddano szereg interfejsów:
RS-232, RS-422/485,
RJ-45, VGA czy 4×USB.
Jest także izolowana magistrala CAN. Za przewodową komunikację sieciową
odpowiada kontroler Realtek RTL8111E PCIe GbE
z funkcją ASF2.0. Bardziej
rozbudowane są możliwości komunikacji bezprzewodowej. Prócz standardowego dwuzakresowego modułu IEEE802.11a/
b/g/n 3×3 MIMO opcjonalnie można
rozbudować komputer o moduł Bluetooth, GPS oraz modem GSM 3.75G
HSUPA, a także czytnik RFID (EM lub
Mifire). Dostępna jest także wbudowana kamera internetowa o rozdzielczości 1,3 Mpx oraz mikrofon. Komputer opcjonalnie można wyposażyć
w 4-kanałową kartę przechwytującą
materiał audio-video. Opcja ta jest
bardzo praktyczna w przypadku, gdy
istnieje konieczność monitorowania
strefy dookoła pojazdu czy maszyny
budowlanej.
www.jm.pl
64 • STYCZEŃ/LUTY 2012 CONTROL ENGINEERING POLSKA • www.controlengineering.pl
Rodzina czytników DataMan 300
została opracowana specjalnie do
odczytu nawet najtrudniejszych
kodów DPM (Direct Part Mark), ale
jednocześnie oferują bardzo wydajny
odczyt kodów kreskowych nawet
w bardzo szybkich aplikacjach.
Niezrównana wydajność odczytu:
 Nowy algorytm 2DMax+™
odczytuje kody DPM bez względu na
rodzaj znaku lub powierzchni
 1DMax+ z technologią Hotbars™ zapewnia najwyższą wydajność
odczytu uszkodzonych kodów 1D
Elastyczność oświetlenia I optyki:
 Wymienne moduły oświetlenia
z możliwością automatycznego dopasowania matrycy świecenia dla uzyskana
najlepszych efektów.
 Elastyczność w zakresie dostępnej optyki: obiektywy z mocowaniem
C lub S oraz soczewki w technologii
„liquid lens”
Łatwość wdrożenia:
 Inteligentny „tuning” automatycznie dopasowujący ustawienia czytnika do optymalnych dla danej aplikacji parametrów
 Cognex Connect™ – możliwość
współpracy ze wszystkim najpopularniejszymi standardami komunikacji
w przemyśle
 Obsługuje również RS-232 do
integracji ze starczymi systemami
W rodzinie DataMan 300 dostępne
są dwa podstawowe modele.
DataMan 300 o standardowej rozdzielczości 800×600 pikseli i DataMan 302 o wysokiej rozdzielczości
1280×1024 pikseli. DataMan 302
jest idealnym rozwiązaniem dla sytuacji, w których niewielki kod znajduje
się w bardzo dużym polu widzenia.
www.eltron.pl
PRODUKTY
Mitsubishi Electric
Universal Robots ApS
Modułowe PLC z serii MELSEC L
Robot przemysłowy
– model UR-6-85-5-A
Seria L to potężny sterownik kompaktowy o konstrukcji modułowej, z wieloma funkcjami wbudowanymi w jednostkę centralną. Dzięki korzystnej
relacji ceny do wydajności sterowniki
te doskonale nadają się do zastosowania w systemach sterujących średniej
wielkości.
Pozbawiona płyty montażowej
seria L jest systemem o elastycznej
konstrukcji i minimalnych rozmiarach
obudowy. Architektura oparta na pojedynczej jednostce centralnej zawiera
wbudowane interfejsy Ethernet i Mini
-USB, gniazdo karty pamięci SD/
SDHC do przechowywania programu
i zapisu danych oraz 24 dwustanowe
we/wy, przeznaczone do wykonywania prostych funkcji zliczania i pozycjonowania. Jednostka centralna
o dużej wydajności zawiera także stację nadrzędną/lokalną sieci CC-Link
V2, umożliwiającą podłączenie sterownika do wydajnej, otwartej sieci
obiektowej CC-Link.
W firmie Universal Robots powstała
koncepcja nowatorskich robotów
przemysłowych zakładająca stworzenie lekkiego, mobilnego i łatwo programowalnego robota o modułowej
budowie. Ramię robota UR waży
18 kg, a jego konstrukcja pozwala na
zastosowanie go w miejscach o ograniczonej powierzchni. Zastosowane
komponenty ograniczają zużycie energii elektrycznej, a poziom hałasu
jest praktycznie pomijalny. Bezpośrednia współpraca z personelem
bez konieczności budowy stref bezpieczeństwa powoduje to, że robot
UR staje się bardzo pożądanym
„współpracownikiem”. Proces programowania robota UR jest intuicyjny – wystarczy ręcznie przesunąć
ramię robota, pokazując mu zdefiniowane punkty kontrolne. Robot zapamięta te punkty i będzie przesuwał
ramię zgodnie ze zdefiniowaną kolejnością. Przyjazny dla użytkownika
graficzny interfejs ułatwia programowanie, sprawiając, że zbędne jest
posiadanie specjalnej wiedzy z dziedziny robotyki.
Podstawowe parametry robota UR:
 masa: 18 kg
 udźwig: 5 kg
 obrót: +/- 360 stopni
 zasięg: 850 mm
 prędkość: do 180 stopni lub
850 mm na sekundę
 układ wejść/wyjść (kontroler):
8 we/wy cyfrowych, 2 we/wy
analogowe, magistrala Modbus
 układ wejść/wyjść na ramieniu:
2 we/wy cyfrowe, 2 we analogowe
 zasilanie wejść/wyjść: 24 V
1200 mA kontroler, 12 V/24 V
600 mA ramię
 pobór mocy: około 200 W
Dystrybutor robotów na terenie
Polski – Blumenbecker IPS Polska.
www.blumenbecker.pl
Elmark
APAX-5013 – moduł do pomiaru temperatury
dla systemów PAC z serii APAX-5000
Poza wbudowanymi funkcjami,
jednostkę centralną można uzupełnić o maksymalnie 10 modułów rozszerzeń i funkcji specjalnych, takich,
jak dodatkowe we/wy cyfrowe i analogowe, szybkie liczniki, interfejsy komunikacyjne, proste moduły
Motion, pozycjonowanie itp.
Wbudowana funkcja rejestracji danych jest prostym sposobem na
gromadzenie informacji potrzebnych
do rozwiązywania problemów, oceny
wydajności itp. Dołączone do sterownika narzędzie konfiguracyjne ułatwia
ustawianie parametrów funkcji rejestracji danych. Oprogramowanie GX
LogViewer ułatwia interpretację i zrozumienie zarejestrowanych danych.
www.mitsubishi-automation.pl
Firma Advantech w ostatnim czasie rozszerzyła swoją ofertę o moduł
pomiarowy APAX-5013 wyposażony w 8 wejść rezystancyjnych RTD
dedykowanych do pomiaru temperatur. Sam moduł przystosowany
został do współpracy z serią sterowników APAX, które mogą współpracować z systemami klasy SCADA/HMI.
APAX-5013 przeznaczono także do
samodzielnej pracy przy wykorzystaniu modułów komunikacyjnych z protokołem Modbus/TCP lub EtherNet/
IP. Urządzenie zapewnia współpracę
z czujnikami temperatury Pt-100,
Pt-200, Pt-500, Pt-1000, Balco-500
i Ni 518 (2 lub 3 przewody) o całkowitym łącznym zakresie od -200°C
do 850°C. Każdy z kanałów umożliwia niezależną konfigurację zakresów
pomiarowych oraz ma optoizolację
2500VDC. Pomiary dokonywane są w
rozdzielczości 16 bitów, co zapewnia
dokładność na poziomie ±0,1% FSR.
Maksymalne próbkowanie wynosi
tutaj 10 pomiarów na sekundę na
cały moduł, ale w przypadku wolnozmiennych pomiarów temperaturowych jest to w zupełności wystarczające. Dopuszczalny zakres temperatury pracy został określony od -10°C
do 60°C.
www.elmark.com.pl
www.controlengineering.pl • CONTROL ENGINEERING POLSKA STYCZEŃ/LUTY 2012 • 65
PRODUKTY
Beckhoff
Bosch Rexroth
Karta PROFIBUS PCI Express z modułem pamięci NOVRAM
Dynamiczne i precyzyjne
przemieszczanie małych mas
Karty PC Fieldbus z serii FC312x
współpracujące z siecią przemysłową
PROFIBUS umożliwiają połączenie
z PC poprzez interfejs PCI Express.
W odróżnieniu od PCI, nowy interfejs PCI Express pozwala na transmisję znacznie większej ilości danych.
Dzięki temu można mieć teraz komplet informacji o procesie, przesyłanych w sieci PROFIBUS. Pojedynczy kanał PROFIBUS dla danych wejściowych i wyjściowych może obecnie
osiągnąć przepustowość 30 kB.
Karta FC3131 to karta jednokanałowa, natomiast FC3122 to karta
dwukanałowa sieci PROFIBUS w trybie pracy master lub slave. W dwukanałowym trybie pracy obydwa kanały
pracują niezależnie od siebie.
Opisane karty mogą być opcjonalnie wyposażone w moduł FC600x
ASTOR
Nowe energooszczędne
jednostki centralne
do PACSystems RX3i
Nowe jednostki centralne do kontrolerów PACSystems RX3i wykonano w nowoczesnej „green technology”, dzięki której znacznie obniżono
pobór energii, zwiększono wydajność oraz rozszerzono możliwości
komunikacyjne.
Koncern GE Intelligent Platforms
poszerzył swoją ofertę o dwie nowe
jednostki centralne: IC695CPE305
oraz IC695CPE310, które rozbudowują system sterowania PACSystems
RX3i. Pierwsze 1-slotowe rozwiązanie
– CPE305 dysponuje 5 MB pamięci
przeznaczonej na program sterujący,
drugie – CPE310 zajmuje 2 gniazda
kasety montażowej i wyposażone jest
w 10 MB pamięci programu oraz
dodatkowy port RS485.
Kontrolery PACSystems RX3i stosowane są wszędzie tam, gdzie urządzenie sterujące musi zapewnić szybkie przetwarzanie dużych ilości danych
oraz komunikację z wieloma urządzeniami przy wykorzystaniu różnych protokołów. Nowe jednostki centralne są
z kartą pamięci NOVRAM. Zastosowanie tego modułu pozwala na przeniesienie ważnych danych bezpośrednio do innej karty fieldbus, zapewniając tym samym znakomitą dostępność
systemu sterowania danej maszyny
lub linii produkcyjnej. Karty pamięci
NOVRAM są typu plug-in i mają
pojemność 128, 256 i 512 kB.
www.beckhoff.pl/FC3121
idealnym rozwiązaniem dla producentów OEM oraz użytkowników końcowych, którzy dużą wagę przywiązują do szybkiego i łatwego serwisu
systemu.
Nie jest już wymagana zewnętrzna
bateria podtrzymująca pamięć RAM.
W nowych modelach jednostek centralnych zastosowano dedykowany
moduł Energy Pack, który ma za zadanie podtrzymać całą dostępną w jednostce centralnej pamięć RAM bez zagrożenia utraty danych w przypadku dłuższego braku zasilania.
W nowe jednostki centralne wbudowany został również port Ethernet,
który pozwala na programowanie kontrolerów oraz komunikację z panelem
operatorskim serii QuickPanel CE.
Całości dopełnia procesor Atom
1,1 GHz, co pozwala na wykonywanie programu logicznego z szybkością 0,072 ms na każde 1000 operacji typu bool.
Nowe rozwiązania można wykorzystać przy migracji starszych systemów
opartych na sterownikach PLC serii
90­30 do nowoczesnych systemów
PAC serii PACSystems RX3i.
www.astor.com.pl
66 • STYCZEŃ/LUTY 2012 CONTROL ENGINEERING POLSKA • www.controlengineering.pl
Nowa seria bezrdzeniowych silników
firmy Bosch Rexroth rozszerza zakres
stosowania silników liniowych. Silniki
te zapewniają bardzo precyzyjne pozycjonowanie i synchronizację. Silniki
serii MCL wyróżniają się wysoką dynamiką, a ponadto mogą być w prosty
sposób zainstalowane w maszynie. Do
typowych obszarów ich zastosowania
należą technologia montażowa i manipulatory oraz technologia półprzewodnikowa i solarna.
Seria MCL obejmuje cztery rozmiary o zróżnicowanych długościach
i zakresie maksymalnej siły posuwu od
20 do 1700 N. Umożliwia to osiąganie przyspieszenia do 300 m/s2 i prędkości do 1200 m/min. W celu dalszego zwiększenia siły posuwu silniki
te można łączyć szeregowo lub równolegle. Kompaktowa budowa umożliwia różne sposoby montażu silnika w maszynie, zapewniając dużą
swobodę w procesie konstruowania.
Opcjonalnie silniki mogą być wyposażone w układ pomiarowy położenia
w postaci czujników Halla.
Typowymi obszarami zastosowań
bezrdzeniowych silników liniowych
są dynamiczne aplikacje, w których
występuje konieczność przemieszczania małych mas z dużą dokładnością.
Są to m.in. aplikacje typu pick-and-place w maszynach do produkcji półprzewodników lub w ogólnej automatyzacji. Zaawansowane możliwości
synchronizacji silników MLC połączonych szeregowo lub równolegle sprawiają, że są one idealne do zastosowań
w maszynach pomiarowych lub laserowych do obróbki powierzchni w technologii solarnej.
www.boschrexroth.pl
Giełda Control Engineering Polska
Giełda Control Engineering Polska
www.controlengineering.pl • CONTROL ENGINEERING POLSKA STYCZEŃ/LUTY 2012 • 67
Giełda Control Engineering Polska
Giełda Control Engineering Polska
68 • STYCZEŃ/LUTY 2012 CONTROL ENGINEERING POLSKA • www.controlengineering.pl
Giełda Control Engineering Polska
Giełda Control Engineering Polska
www.controlengineering.pl • CONTROL ENGINEERING POLSKA STYCZEŃ/LUTY 2012 • 69
Giełda Control Engineering Polska
Giełda Control Engineering Polska
Inklinometry ACS
Nowa seria inklinometrów ACS to
niewielkie czujniki odchyleń zamknięte
w solidnej obudowie ze stopniem ochrony
IP69K. Zbudowane są one w oparciu
o
czujnik
przyśpieszeń
MEMS.
Inklinometry te umożliwiają jednoczesny
pomiar odchyleń w dwóch osiach,
w zakresie ±80° lub w jednej osi,
w zakresie 360°. Na wyjściu dostępny jest
odpowiedni sygnał analogowy (napięciowy
lub prądowy) lub cyfrowy (CANopen,
DeviceNet, SSI), co upraszcza integrację
czujnika z innymi urządzeniami.
Czujnik indukcyjny PRD
Nowe
czujniki
indukcyjne
firmy
Autonics serii PRD posiadają niemal
dwukrotnie zwiększoną strefę działania
w porównaniu do standardowego modelu
PR. Czujnik zasilany jest napięciem
12 do 24VDC. Sygnały wyprowadzone
są kablem 3-żyłowym o długości 2m.
Czujnik wykonywany jest jako normalnie
otwarty lub normalnie zamknięty,
z wyjściem typu otwarty kolektor NPN lub
PNP. Czujnik posiada wskaźnik detekcji
(czerwony LED), zabezpieczenie przed
odwrotną polaryzacją, wzrostem napięcia,
przeciążeniem i zwarciem wyjścia.
Enkodery MOK58
Nowy optoelektroniczny przetwornik
obrotowo-impulsowy z serii MOK58
zamknięty jest w obudowie z popularną
flanszą 58mm, ma wyprowadzoną oś 6mm
lub 10mm, szeroki zakres dostępnych
rozdzielczości, napięcia zasilania i trzy
standardy elektroniki wyjściowej do
wyboru. Ze względu na solidne wykonanie
bardzo często znajduje zastosowanie
w przemyśle.
Grupa czujników WPS-MK88 została
opracowana specjalnie do seryjnych
zastosowań w pojazdach, takich jak
dźwigi, wozy strażackie lub ruchome
podesty robocze. Ze względu na
bardzo małą obudowę może być łatwo
instalowany w trudno dostępnych
miejscach dla tradycyjnych czujników
liniowych. Wszystkie czujniki
z serii
MK posiadają linkę ze stali nierdzewnej
powlekaną materiałem PA i obudowę
z tworzywa sztucznego wzmocnioną
włóknem szklanym. Dzięki temu uzyskują
wysoką niezawodność we wszystkich
zastosowaniach zewnętrznych i pozwalają
osiągnąć klasę ochrony IP65 w zakresie
temperatur od -20 °C do 80 °C.
Przetwornik drogi LSC
Przetwornik drogi LSC jest czujnikiem
potencjometrycznym
wykorzystującym
jako
element
czujnika
ścieżkę
rezystancyjną
z
przewodzącego
tworzywa.
Obudowa
aluminiowa
z tłoczonego aluminium z prowadzonym
w
łożysku
ślizgowym
wysuwanym
trzpieniem o stopniu ochrony IP50 jest
dobrym rozwiązaniem dla zastosowań
przemysłowych. Czujniki dostępne są
w zakresach pomiarowych długości od
50mm do 900mm. Opcjonalnie czujnik
może zostać wyposażony w elektronikę
wyjściową 0…10V lub 4…20mA.
Enkodery absolutne
FRABA POSITAL
W ofercie firmy WObit znaleźć można
wysokiej klasy enkodery absolutne firmy
Fraba Posital. Na szczególną uwagę
w tej grupie produktów zasługuje seria
optycznych czujników OCD, w wersji
jedno i wieloobrotowej. Główną zaletą
tych przetworników są różne interfejsy
komunikacyjne, w tym między innymi
popularny w automatyce PROFIBUSDP. Atutem tych enkoderów jest
również różnorodność pod względem
mechanicznego wykonania. Aluminiowa
obudowa o standardowej średnicy
fi=58mm (dostępna także ze stali
nierdzewnej) w wykonaniu z osią (fi=6 lub
fi=10mm) lub otworem (fi=15mm).
Czujniki linkowe
WPS-MK88
Bezstykowy czujnik
drogi ILD1302
Nową serię optoNCDT1302 tworzą
cztery czujniki, które pozwalają na
bezkontaktowy
pomiar
dystansu
w zakresie 20, 50, 100 lub 200mm. Dzięki
zintegrowaniu
kontrolera
wewnątrz
czujnika, jest on bardzo kompaktowy,
a niewielkie wymiary pozwalają na montaż
w ciasnych przestrzeniach. ILD1302 został
wyposażony również, po raz pierwszy w tej
grupie, w interfejs cyfrowy RS-422, który
idealnie uzupełnia standardowe wyjście
analogowe (napięciowe lub prądowe).
70 • STYCZEŃ/LUTY 2012 CONTROL ENGINEERING POLSKA • www.controlengineering.pl
Czujnik kąta MAB25A
Atrakcyjny cenowo bezstykowy czujnik
kąta z wyjściem analogowym (0…10V
lub 4…20mA), dzięki polimerowemu
łożyskowaniu osi ma bardzo dużą
żywotność. Zwarta konstrukcja obudowy
z tworzywa o średnicy korpusu 25mm
umożliwia wszechstronne zastosowania.
Przetwornik magnetyczny o rozdzielczości
10 lub 12 bitów na obrót przeznaczony
jest do pracy ręcznej jako czujnik kąta
w sterowaniu jako sprzężenie zwrotne
w układach pomiaru pozycji absolutnej.
Czujnik fotoelektryczny
światłowodowy BF5
Nowy czujnik fotoelektryczny w ofercie
WObit
wykorzystuje
technologie
światłowodów do osiągnięcia wysokiej
precyzji przełączania i stwarza możliwość
instalacji miniaturowego światłowodu
w miejscach trudnodostępnych albo
o specjalnych wymaganiach jak np.
podwyższona temperatura. Czujniki te
wyposażone są w pojedynczy lub podwójny
wyświetlacz, który służy do wyświetlania
poziomu
zdarzenia
świetlnego
jak
i wartości nastawy. Do czujnika BF5
podłączyć można włókna światłowodowe
z różnymi końcówkami z oferty
obejmującej kilkadziesiąt typów.
Giełda Control Engineering Polska
CD430-0100 + SMH80S0100-30AAX-3LKL
• Serwonapęd firmy KINCO => silnik +
sterownik,
• Znamionowa moc: 200W,
• Wymiar flanszy mocującej: kwadrat
60mm,
• Znamionowy moment: 0,64Nm,
• Możliwość chwilowego przeciążenia do
300% wartości znamionowej,
• Napięcie zasilania: 230VAC,
• Znamionowy prąd: 1,6A,
• Kontrola pozycji, prędkości i momentu,
• Wejście KROK/KIERUNEK.
• Serwonapęd firmy KINCO => silnik +
sterownik,
• Znamionowa moc: 1000W,
• Wymiar flanszy mocującej: kwadrat
80mm,
• Znamionowa prędkość: 3000obr/min,
• Znamionowy moment: 3,18Nm,
• Możliwość chwilowego przeciążenia do
300% wartości znamionowej,
• Napięcie zasilania: 230VAC,
• Znamionowy prąd: 6,3A,
• Kontrola pozycji, prędkości i momentu,
• Wejście KROK/KIERUNEK.
CD420-0100 + SMH80S0100-30AAX-3LKL
• Serwonapęd firmy KINCO => silnik +
sterownik,
• Znamionowa moc: 1000W,
• Wymiar flanszy mocującej: kwadrat
80mm,
• Znamionowy moment: 3,18Nm,
• Możliwość chwilowego przeciążenia do
300% wartości znamionowej,
• Napięcie zasilania: 230VAC,
• Znamionowy prąd: 6,3A,
• Kontrola pozycji, prędkości i momentu,
• Wejście KROK/KIERUNEK.
CD620-0157 + SMH110D0188-30AAX-4HKC
• Serwonapęd firmy KINCO => silnik +
sterownik,
• Znamionowa moc: 1880W,
• Wymiar flanszy mocującej: kwadrat
110mm,
• Znamionowy moment: 6Nm,
• Możliwość chwilowego przeciążenia do
300% wartości znamionowej,
• Napięcie zasilania: 400VAC – 3 fazy,
• Znamionowy prąd: 6,2A,
• Kontrola pozycji, prędkości i momentu,
• Wejście KROK/KIERUNEK.
CD430-0105 + SMH80S0105-20AAX-4LKC
• Serwonapęd firmy KINCO => silnik +
sterownik,
• Znamionowa moc: 1050W,
• Wymiar flanszy mocującej: kwadrat
80mm,
• Znamionowa prędkość: 2000obr/min,
• Znamionowy moment: 5Nm,
• Możliwość chwilowego przeciążenia do
300% wartości znamionowej,
• Napięcie zasilania: 230VAC,
• Znamionowy prąd: 5,4A,
• Kontrola pozycji, prędkości i momentu,
• Wejście KROK/KIERUNEK.
CD620 + SMH110D0126-30AAX-4HKC
• Serwonapęd firmy KINCO => silnik +
sterownik,
• Znamionowa moc: 1260W,
• Wymiar flanszy mocującej: kwadrat
110mm,
• Znamionowa prędkość: 3000obr/min,
• Znamionowy moment: 4Nm,
• Możliwość chwilowego przeciążenia do
300% wartości znamionowej,
• Napięcie zasilania: 400VAC,
• Znamionowy prąd: 4,3A,
• Kontrola pozycji, prędkości i momentu,
• Wejście KROK/KIERUNEK.
CD620-0188 +
SMH110D-018830AAX-4HKC
• Serwonapęd firmy KINCO => silnik +
sterownik,
• Znamionowa moc: 1880W,
• Wymiar flanszy mocującej: kwadrat
110mm,
• Znamionowa prędkość: 3000obr/min,
• Znamionowy moment: 6Nm,
• Możliwość chwilowego przeciążenia do
300% wartości znamionowej,
• Napięcie zasilania: 400VAC – 3 fazy,
• Znamionowy prąd: 6,2A,
• Kontrola pozycji, prędkości i momentu,
• Wejście KROK/KIERUNEK.
CD430 + SMH110D0126-30AAX-4LKC
• Serwonapęd firmy KINCO => silnik +
sterownik,
• Znamionowa moc: 1260W,
• Wymiar flanszy mocującej: kwadrat
110mm,
• Znamionowa prędkość: 3000obr/min,
• Znamionowy moment: 4Nm,
• Możliwość chwilowego przeciążenia do
300% wartości znamionowej,
• Napięcie zasilania: 230VAC,
• Znamionowy prąd: 4,3A,
• Kontrola pozycji, prędkości i momentu,
• Wejście KROK/KIERUNEK.
www.kinco.com.pl
Panele HMI
Sterowniki PLC
Serwonapędy
www.controlengineering.pl • CONTROL ENGINEERING POLSKA STYCZEŃ/LUTY 2012 • 71
Giełda Control Engineering Polska
CD420-0020 + SMH60S0020-30AAX-3LKL
SPIS REKLAM
Firma
Strona
WWW
Telefon
ABB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42–43 . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.abb.pl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 790 09 22/23
Adaptive Vision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.adaptive-vision.com . . . . . . . . . . . . . 32 461 23 09
AUTOMATICA 2012 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.automatica-munich.com/visitor . . . 22 620 44 15
Balluff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.balluff.pl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 338 49 29
CIT Engineering Polska . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.citengineering.com . . . . . . . . . . . . . . 71 344 11 89
COGNEX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II okładka, 40–41 . . . . . . . . .www.cognex.pl
Deutsche Messe – Hannover Messe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.hannovermesse.com
Elmark Automatyka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.elmark.com.pl . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 773 79 37
Eltron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.eltron.pl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 343 97 55
Emerson Process Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.emersonprocess.pl
Endress+Hauser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52–53, IV okładka . . . . . . . .www.pl.endress.com . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 773 00 00
iPS Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26–27 . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.ipscontrol.pl. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 840 80 26
Multiprojekt Grzegorz Góral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67–69 . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.multiprojekt.pl . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 413 90 58
Newtech Engineering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.newtech.com.pl. . . . . . . . . . . . . . . . . 32 237 61 98
OMRON. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.omron.pl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 645 78 60
RS Poland . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.rspoland.com
SIEMENS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1, 28–30 . . . . . . . . . . . . . . . .www.siemens.pl
Turck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.turck.com . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 443 48 00
Vigran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12–14 . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.vigran.pl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 237 24 28
WOBIT E.K.J.OBER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70–71 . . . . . . . . . . . . . . . . . .www.wobit.com.pl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 291 22 25
.MKG?P@CXĆ?BLWAFIMKNPMKGQÖU
0RZEP‘YWOMIERZULTRADŽWIūKOWY
0ROSONIC&LOW"
PoMIar przep‘YWu BIoGazu I sTıĈenIa MeTanu
ProsonIC FloW " JesT przep‘YWoMIerzeM ulTradĉWIıkoWYM sTWorzonYM speCJalnIe
zƁMYĘlļ o BIoGazIe. 'WaranTuJe sTaBIlne I dok‘adne WYnIkI poMIaru nIezaleĈnIe od
zMIennoĘCI sk‘adu BIoGazu CzY kondensuJļCeJ WIlGoCI.
ProsonIC FloW " To znaCznIe WIıCeJ nIĈ przep‘YWoMIerz. /prØCz poMIaru przep‘YWu
oBJıToĘCIoWeGo przYrzļd MIerzY TeĈ QRįĆCLGCKCR?LS WarToĘĻ opa‘oWļ Indeks
7oBBeGo oraz skorYGoWanY przep‘YW oBJıToĘCIoWY.
ProsonIC FloW " To naJlepsze I naJpeWnIeJsze rozWIļzanIe poMIaru przep‘YWu BIoGazu
IƁGazØW FerMenTaCYJnYCH.
s *ednoCzesnY poMIar przep‘YWu sTıĈenIa MeTanu I WarToĘCI opa‘oWeJ BIoGazu
s #a‘koWITa odpornoĘĻ na kondensuJļCļ WIlGoĻ I zMIennY sk‘ad BIoGazu
s "rak sTraTY CIĘnIenIa I krØTkIe odCInkI prosTe ruroCIļGu przed I za CzuJnIkIeM
s $WuprzeWodoWe zasIlanIe redukuJļCe koszTY okaBloWanIa
s 3TaBIlna praCa BezpoĘrednIo za koMoraMI FerMenTaCYJnYMI.
Endress+Hauser Polska sp. z o.o.
ul. 7o‘oWska 7roC‘aW
4el. + Fax + InFo pl.endress.CoM
WWW.pl.endress.CoM