Aktuální vydání

celé číslo

04

2022

veletrh Amper 2022
celé číslo

Automatizační server

Krize na počátku nového tisíciletí pomohla ukázat způsob, jak se vyrovnat s budoucími technickými požadavky na programovatelné automaty. Při vývoji se již nebylo možné držet jen „starých“ osvědčených koncepcí návrhu pro PLC, a to hlavně pro jejich uzavřenost, nedostatečnou flexibilitu a v neposlední řadě také pro vzájemnou nekompatibilitu jednotlivých zařízení od různých výrobců. Naproti tomu situace okolo „internetové (.com) bubliny“ ukázala, co se stane při použití jen „nového“ přístupu ke koncepci návrhu řešení. Z této situace vyplynula jediná schůdná cesta pro další vývoj programovatelných automatů, a to kombinace obou zmíněných směrů vývoje, což znamená společnou implementaci „nových“ a „starých“ technických řešení. Společnost Saia-Burgess se této cesty drží při vývoji svých programovatelných automatů, a tím dosahuje výrazného technického pokroku a výhod oproti své konkurenci.
 

Koncepce založená na neustálé inovaci

 
V prvních dvaceti letech své existence založila společnost Saia-Burgess svou koncepci na výrobě a vývoji programovatelných automatů, do kterých vložila vlastnosti otevřeného systému s kvalitním průmyslovým provedením a s dlouhým, až patnáctiletým životním cyklem. Tyto programovatelné automaty mají mimo jiné velkou kapacitu paměti, rozsáhlé komunikační možnosti a rovněž vysokou míru zpětné kompatibility hardwaru.
 
V roce 2001 byla tato firemní koncepce rozšířena o inovaci již existujících programovatelných automatů implementací nových a v široké míře používaných technologií, známých hlavně z komerčních informačních systémů. Tím se již tehdy začaly odstraňovat zbytečné hranice mezi programovatelnými automaty různých výrobců. Ve zmíněném roce byla na trh uvedena první generace webového serveru, který umožňuje zobrazovat řízené technologie na PC a odtud je také ovládat, a to jen za pomoci webového prohlížeče. Tento webový server lze také pro stejný účel s výhodou použít v operátorských panelech s grafickým dotykovým displejem.
 
Použitím flash pamětí pro ukládání souborů s daty a zároveň s konfigurací programovatelných automatů bylo dosaženo dostatečného paměťového prostoru pro jejich uložení, prodloužení doby jejich spolehlivého uložení a především zlepšení bezpečnosti při přenosu dat z technologického procesu do řídicích systémů vyšší úrovně. Následovala implementace FTP serveru a protokolů TCP/IP, HTTP, SMTP, DHCP, DNS a SMNP známých ze světa informační techniky. V důsledku toho byla úplně zbořena hranice mezi průmyslovými protokoly a protokoly běžně používanými ve světě komerčních informačních systémů. Společnost Saia-Burgess nezapomněla ani na implementaci telekomunikačních zařízení, jako jsou např. modemy PSTN, ISDN, GSM, GPRS. Jednotlivá zařízení nejsou ničím novým, novinkou je však jejich kombinace s programovatelnými automaty. Díky tomu může Saia-Burgess svým zákazníkům nabídnout ve srovnání s konkurencí PLC s téměř ideální kombinací vlastností, která jim budou v provozu přinášet větší užitek.
 

Současné podmínky při využívání programovatelných automatů

 
Dodnes se provozovatelé zařízení potýkají s tím, že každý ze zavedených výrobců automatizační techniky dělá všechno pro to, aby se odlišil od konkurence, a tak si udržel zákazníky jen pro sebe. Vytváří si vlastní koncepci ideálního modelu řízení výrobních procesů.
 
Operátor pak musí pochopit celou jeho koncepci, aby mohl výrobní procesy jen ovládat. Tím se však ztíží používání zařízení od několika výrobců v jednom řešení. Také provozní pracovníci musí být vyškoleni pro práci na různých, koncepčně odlišných systémech řízení jednotlivých zařízení od různých výrobců. Pro dohled nebo servis musí používat softwarové nástroje výhradně od daných výrobců a také je vždy udržovat v aktuální verzi. Nepříjemným následkem je také obvykle velmi nákladný a složitý přístup do systémů řízení podniku (ERP). Provozovatelé, kteří ve své úloze kombinují programovatelné automaty od různých výrobců, musí sami zajistit výstavbu heterogenního řídicího a informačního systému. Oni sami jsou zodpovědní za správné vzájemné propojení jednotlivých programovatelných automatů. Nesou riziko a náklady na hledání a tvorbu komunikačních rozhraní a jejich provoz a údržbu po celou dobu životnosti zařízení, která trvá nezřídka i desítky let. Při modernizaci a nebo rozšíření systému provozovatelé mnohdy zjistí, že není dostatečně a dobře dokumentován, takže jej nelze vylepšit ani rozšířit. Celý systém je pak nutné zcela nahradit, protože není pružný a nebo se jeho celková pružnost ztratí. Příčinou uvedeného stavu je to, že každý výrobce sice dodá programovatelné automaty pro řízení technologických procesů, ale ty většinou nemají žádná použitelná komunikační zařízení pro připojení do heterogenní sítě. Všichni velcí dodavatelé hovoří o otevřenosti, ale zároveň neustále vytvářejí vlastní komunikační standardy, čímž paradoxně dělají úplný opak . Přitom však nemusí nést odpovědnost za kompatibilitu po dobu životnosti celého systému. Splnění požadavku provozovatele na otevřenost je vždy dosahováno za cenu jeho velkých nákladů, zbytečné složitosti a nepružnosti celého řešení.
 

Co by měli výrobci PLC skutečně poskytovat?

 
Situace by měla být naprosto opačná: uživatelé by se neměli přizpůsobovat výrobcům, ale ti by měli přizpůsobit programovatelné automaty potřebám a přáním uživatelů. Mají všeobecně upřednostňovat standardizované nástroje, které už všichni běžně používají. Dosáhnout tohoto cíle lze pouze tehdy, jsouli splněny tyto předpoklady:
  • žádné další uzavřené komunikační protokoly,
  • žádné další vlastní formáty dat,
  • žádné vlastní ovladače a nekompatibilní komunikační karty,
  • žádné další vlastní nekompatibilní softwarové nástroje pro ovládání procesu.
Další zásada je, že softwarové nástroje řídicího systému musí být možné připojit na takový typ komunikačního zařízení, který je k dispozici všude, a tedy levně nebo zcela zdarma. Zmíněné nástroje musí být snadno osvojitelné, aby se na jejich využívání operátoři snadno přeškolili. Toho lze snadno dosáhnout použitím nástrojů, jako jsou webové prohlížeče, klientské nástroje pro FTP nebo e-mail či databázové systémy běžně používané v komerčních informačních systémech v kancelářích i v domácnosti. Nutností je také využívat vhodné funkce ze světa informační techniky, jako jsou např. instrukce CGI. Data musí být ukládána ve známých a běžně užívaných formátech, jako je např. CSV, a do standardních pamětí, např. karet SD.
 
Takto vznikne ideální a levný systém pro řízení procesů, jejich ovládání a dohled nad nimi. Uvedený systém umožní jednoduše a bezpečně přenášet data mezi programovatelnými automaty od různých výrobců a také mezi programovatelnými automaty a systémy řízení vyšší úrovně. K realizaci tohoto ideálního systému je však třeba do programovatelného automatu implementovat soubor funkcí nejen pro automatizaci řízení daného procesu, ale také pro jeho obsluhu a snadnou údržbu.
 

Automatizační server jako chybějící článek

 
Automatizační server od společnosti Saia-Burgess tvoří přechod mezi otevřeným a hlavně standardizovaným prostředím, založeným na široce používaných webových a informačních technologiích, a aplikačním softwarem v programovatelném automatu. Tento server mimo jiné obsahuje funkce webového serveru, serverů FTP, SMTP, SNTP a dalších. Má svůj vlastní souborový systém s velkým paměťovým prostorem – až 4 GB paměti SD Flash pro ukládání dat v uživatelsky volitelném formátu CSV, DAT, BIN, TXT.
 
Jen změnou firmwaru byla postupně integrována funkce automatizačního serveru do všech řad programovatelných automatů firmy Saia-Burgess, tj. Saia®PCD1, SaiaPCD2, SaiaPCD3 a SaiaPCS1. Takto byl připraven nástroj pro realizaci otevřené koncepce řízení technologických procesů, jejich ovládání a servis. Firma Saia-Burgess tak získala náskok před konkurencí, protože se jí podařilo poskytnout uvedené výhody bez nutnosti instalovat průmyslová PC a drahé rozsáhlé řídicí systémy. V budoucím novém automatu SaiaPCD1 bude automatizační server instalován dokonce i ve třídě zařízení, jejichž cena je o polovinu menší než cena SaiaPCD2.M5 nebo SaiaPCD3.
 
Další výhodou, kterou přináší automatizační server zákazníkům, je to, že poskytuje další prostor pro rozšíření stávajících systémů s velkou mírou volnosti a bez zbytečných nákladů a závislosti na jediném výrobci. Jestliže tedy výrobci programovatelných automatů opustí cestu vytváření svých vlastních komunikačních nástrojů, může být skutečně dosaženo stejných výsledků s méně kvalifikovanými pracovníky než dříve. Nedostatek inženýrů a techniků v příští generaci bude možné nahradit inovacemi dosavadních systémů řízení. Cestu firmy Saia-Burgess může následovat každá z jejích konkurenčních firem. Stačí překonat současná technická omezení a integrovat do zařízení webové a informační technologie v průmyslovém provedení. Implementací automatizačního serveru převezme dodavatel odpovědnost za integraci svých zařízení, místo aby ji přenášel na provozovatele. Tudíž bude dodávat výrobky se skutečnou přidanou hodnotou, bez technických omezení a provozních rizik, jako tomu bylo doposud.
 
Koncepce automatizačního serveru není jen lepší nebo upravená verze starého přístupu k automatizaci procesů, ale radikálně nový a v mnoha ohledech lepší přístup. Vychází z toho, že rozšířené neslučitelné komunikační nástroje založené na současných technických normách jsou z velké části nahrazeny nástroji založenými na celosvětově uznávaných standardech známých z komerčních systémů. V budoucnu mají být k dispozici pouze nástroje pro vývoj uživatelského softwaru pro programovatelné automaty jednotlivých výrobců, což bude stále doména systémových integrátorů. Díky automatizačnímu serveru nebudou již provozovatelé a uživatelé zatěžováni potřebou vyvíjet vlastní komunikační softwarové nástroje. Jejich úkolem konec konců není vyvíjet nástroje řízení technologických procesů, ale pouze je efektivně využívat. Nová koncepce jim umožní více se soustředit na svůj hlavní předmět podnikání a vytvářet vyšší přidanou hodnotu prostřednictvím zařízení dodávaných všemi výrobci zaměřenými na automatizaci.
 
Ing. Miroslav Symerský, SBsys, s. r. o.
 
Obr. 1. Automatizační server ve vývoji programovatelných automatů společnosti Saia-Burgess
Obr. 2. Automatizační server jako článek mezi otevřeným prostředím webových a informačních technologií a logikou řízení procesu v programovatelném automatu