Aktuální vydání

celé číslo

01

2020

Operátorské panely, HMI, SCADA

celé číslo

Člověk si se strojem musí rozumět – a to na první pohled

Automa 3/2000

Ing. Martin Koželka, B&R

Člověk si se strojem musí rozumět – a to na první pohled

Rakouská firma Bernecker&Rainer je známa především produkcí výkonných volně programovatelných řídicích systémů B&R 2000. Nedílnou součástí jejího výrobního programu jsou ovšem také prostředky pro vizualizaci a ovládání, které pokrývají veškeré oblasti použití – od obslužných terminálů až po průmyslová PC. Stejně jako u jiných produktů B&R je i u této skupiny společným jmenovatelem důsledná modularita, skýtající široké možnosti výběru nejvhodnější konfigurace pro danou aplikaci. Modulární koncepce je také s výhodou používána jako základ pro snadnou tvorbu zákaznických provedení ovládacích panelů.

Obr. 1.

Obslužné panely B&R Panelware™
K dispozici jsou nejen kompaktní panely, ale také široký výběr řídicích jednotek, zobrazovacích displejů a klávesových modulů, pomocí nichž lze sestavit panel tzv. šitý na míru. S touto stavebnicí je tak možné vytvořit optimální řešení pro danou aplikaci po technické i cenové stránce. Čelní krytí panelů je IP54 nebo IP65. Jejich mechanická konstrukce umožňuje snadnou montáž do čel rozváděčů. Panely lze velmi snadno a efektivně konfigurovat, popř. programovat v prostředí B&R Automation Studio™.

Modulární koncepce panelů
Na výběr je několik typů textových displejů v provedení VFD a LCD s možností zobrazit 2 × 20 až 4 × 40 znaků a grafické LCD s rozlišením až 128 × 240 bodů. Jednoduchý stavebnicový systém umožňuje používat moduly se čtyřmi, osmi a šestnáci tlačítky s diodami LED. Popisky tlačítek lze snadno vyměnit a přesně přizpůsobit požadavkům. Do sestavy lze začlenit i moduly s tlačítkem STOP, zamykatelným vypínačem apod. Všechny tyto prvky je možné používat i v kombinaci s průmyslovými PC PROVIT, kde mohou nahradit standardní klávesnici AT. Inteligence ovládacích panelů PANELWARE™ je určena typem použité řídicí jednotky. Ty existují v provedení od nejjednodušších (obsluha pomocí ESC sekvencí – emulace terminálu VT100) až po verze umožňující současný provoz několika komunikačních protokolů na různých rozhraních (zpravidla RS-232, RS-485 a CAN), zpracování řídicích algoritmů a komfortní zobrazení.

Obr. 2.

Kompaktní provedení panelů
Kromě modulárních panelů nabízí firma B&R pro standardní typové případy kompaktní řešení operátorských panelů. K dispozici jsou varianty od dvouřádkových displejů až po grafické provedení s dotykovou obrazovkou s různými kombinacemi ovládacích tlačítek. Mezi další výhody těchto panelů patří velmi malá zástavbová hloubka a čelní krytí IP65.

Průmyslová PC – IPC PROVIT
Produkty IPC PROVIT jsou vystavěny na bázi dvou základních typových řad PROVIT 2000 a PROVIT 5000. Z nabízených komponent je možné sestavit konfigurace pro nejrůznější použití – od grafického panelu bez pevného disku až po výkonnou pracovní stanici. Všechny podstatné části, jako je základní deska, mechanická stavba atd., pocházejí z vývojové dílny B&R, která má bohaté zkušenosti s návrhem odolné průmyslové řídicí techniky. IPC PROVIT nejsou tedy upravené produkty, které byly původně určeny do kancelářského a domácího prostředí. To je mimo jiné zárukou dlouhodobé dostupnosti stejných nebo kompatibilních produktů, popř. náhradních dílů, což je v průmyslové praxi jedním ze základních požadavků. Otevřenost a důsledná kompatibilita se světem PC je jedním ze základních kamenů této řady produktů. Nejmodernější technologické a testovací vybavení ve výrobě dává v kombinaci se systémem řízení jakosti podle ISO 9001 navíc záruku vysoké kvality, která je u produktů určených pro trvalý provoz v průmyslovém prostředí neodmyslitelná.

Široká nabídka zobrazovacích jednotek
Jako zobrazovací jednotky jsou výhradně používány ploché displeje. Jsou k dispozici ve všech dostupných formátech a rozlišeních a mají vesměs čelní krytí IP65. U řady PROVIT 2000 jsou v nabídce displeje s rozlišením 1/4 VGA a VGA v technologiích monochromatický nebo barevný LCD a barevný TFT o délce úhlopříčky od 5,7" do 10,4". Pro výkonnější PROVIT 5000 je k dispozici řada barevných displejů TFT až do rozlišení XGA a o délce úhlopříčky 15", na individuální přání zákazníka až do 20,1". Displejové jednotky mohou být provozovány vzdáleně od řídicích jednotek a zabudovány např. do výkyvného ramene stroje. Při hloubce zástavby pouhé 3 cm nabízejí řešení i do omezených prostor. Libovolnou konfiguraci IPC PROVIT lze provozovat také bez plochého displeje nebo s běžným externím monitorem.

Obr. 3.

Pro optimální vedení obsluhy jsou k dispozici konfigurace vybavené dotykovou obrazovkou typu touch screen (pro všechny konfigurace) a zařízení touchpad (pouze PROVIT 5600). K dispozici jsou rovněž integrované funkční klávesy s diodami LED. Je možný jejich individuální popis pomocí zásuvných popisek, stejně jako je prostřednictvím konfiguračního programu možné jejich jednotlivé kódy a režimy rozsvěcování LED přizpůsobit dané aplikaci. Téměř neomezené klávesové konfigurace se nabízejí díky možnosti připojení klávesových bloků PANELWARE™. Libovolnou konfiguraci IPC PROVIT je rovněž možné provozovat bez klávesnice nebo s připojenou standardní klávesnicí PS/2. Z produktů B&R je nabízena plná klávesnice PS/2 s čelním krytím IP65 do devatenáctipalcového rámu.

Výkonné řídicí jednotky
PROVIT 2000 je kompaktní a v kombinaci s plochým displejem je nejčastěji využíván jako zástavbový grafický panel. Přitom však nabízí naprostou otevřenost plnohodnotného kompatibilního PC. Procesory typu 486DX2 a 486DX5 s frekvencí taktu 66, resp. 133 MHz skýtají dostatečný výkon pro většinu aplikací této kategorie. Všechny typy vybavené procesory typu 486DX2 jsou spolehlivě použitelné bez nuceného větrání až do teplot 50 °C. PROVIT 2000 je kromě konfigurací s pevným diskem nabízen ve více variantách bez pevného disku, což zaručuje vysokou odolnost proti vibracím na strojích a zařízeních v náročném prostředí. Je zde použita nejnovější technologie výměnných pamětí CompactFlash. Jsou to miniaturní paměťové karty typu ATA-Flash Silicon Disk s kapacitou do až 128 MB. Oproti paměťovým kartám typu PCMCIA nevyžadují žádné dodatečné ovládače a vůči operačním systémům se chovají jako standardní pevný disk. Další výhodou je jejich snadná výměna bez nutnosti rozebrat přístroj. Aktualizace verzí aplikačního softwaru je tak možná bez přítomnosti servisního odborníka.

Obr. 4.

PROVIT 5000 je velmi výkonné průmyslové PC, přesto však nabízí jedinečnou flexibilitu. Lze je použít jako grafický obslužný panel, pro řídicí účely nebo jako výkonnou pracovní stanici, popř. pro kombinaci více funkcí. Díky modulární stavbě a rozdělení na systémovou a sběrnicovou část je možné vytvářet celky o různém výkonu a s různým počtem slotů pro zásuvné karty. Modularita je k dispozici i na úrovni paměťových médií. Místo pevně zabudovaného pevného disku je k dispozici jeden (u PROVIT 5600 dva) speciální slot, který lze osadit jednoduše vyměnitelnými pevnými disky o kapacitách v řádu gigabytů nebo adaptéry PC-Card, které mohou obsahovat paměť ATA--Flash (popř. CompactFlash) až do kapacity 220 MB. Kromě splnění základních podmínek odolnosti pro provoz ve vysoce náročném prostředí nabízí PROVIT množství dalších diagnostických a monitorovacích funkcí. Systém např. automaticky vede provozní deník pro sledování restartů, provozních hodin v teplotním přetížení, provozu větráků  a displejových jednotek. Tyto uživatelem neovlivnitelné záznamy je možné vyhodnocovat z aplikace i prostřednictvím samostatných programových nástrojů. PROVIT 5000/5600 umožňuje provoz displejové jednotky v místě vzdáleném do 10 m od řídicí jednotky. V jednom kabelu se přitom současně přenáší nejen obrazová informace, ale i kódy generované klávesnicí a kódy pro řízení LED u kláves. PROVIT 5600 má navíc ve své ploché displejové jednotce zabudován čelní i zadní konektor pro připojení externí klávesnice PS/2. Do čelního panelu PROVIT 5600 lze zabudovat i kombinovanou jednotku FDD/CD-ROM. Místo FDD je volitelně k dispozici i jednotka typu LS120 – tzv. Superdisk pro diskety o kapacitě 120 MB.

Obr. 5.

GENESIS 32
Aby výsledná aplikace splňovala ta nejpřísnější kritéria, je třeba spojit dokonalý hardware se stejně kvalitním softwarem. Společnost B&R nabízí ve spolupráci s firmou ICONICS (USA) produkt GENESIS 32 v podobě optimalizované pro použití s produkty B&R. Jde o vysoce propracovaný vizualizační SCADA software, jenž umožňuje efektivní tvorbu velmi výkonných a působivých aplikací v prostředí Windows NT či Windows CE. GENESIS 32 je standardně nabízen ve verzi pro neomezený počet v/v bodů. Lze jej použít na počítačích řady PROVIT 5000 i PROVIT 2000. Důležitou vlastností tohoto produktu je modularita, vazba na standardní datová rozhraní Windows, a tím i potřebná otevřenost, tedy atributy současných produktů na nejvyšší technické úrovni.

Zákaznické varianty
Firma B&R nabízí na bázi modulární koncepce IPC PROVIT, stejně jako na bázi obslužných panelů B&R PANELWARE™ snadnou tvorbu nejrůznějších zákaznických variant čelních panelů, a to i pro dosti malé výrobní série. Tato možnost přitom není omezena pouze na obměny grafického ztvárnění čelní fólie včetně loga výrobce stroje či zařízení, ale umožňuje také volit výkonnost řídicí jednotky a displeje, počet a uspořádání kláves, kombinace elektronických kláves s tlačítky přímo připojenými na vstupy řídicího systému, integraci dalších obslužných prvků apod. Přitom však u panelů na bázi IPC PROVIT není kompatibilita celého zařízení s PC omezena, ale je optimálně přizpůsobena potřebám a tržnímu úspěchu výsledného celku.

B&R automatizace spol. s r. o.
Kalvodova 23
602 00 Brno
tel.: 05/43 23 60 46
fax: 05/43 23 60 47
e-mail: office@br-automation.cz
internet: www.br-automation.cz

Tab. 1. Základní parametry IPC PROVIT

Typová řada PROVIT 2000 PROVIT 5000 PROVIT 5600
Napájení 24V DC volitelně 110/220V AC nebo 24V DC
Vnější rozměry bez displejové jednotky (mm) 182x182x55 270x190x90 až 160 367x272x162 až 200
Procesor 486DX2 66MHz, 486DX5 133MHz Intel Pentium 100, 166, 200MMX, Celeron 300, 366
Paměť RAM 8/32MB DRAM max. 512MB DRAM
Vnější paměť (volitelné varianty) 2MB FlashProm, 6GB HDD, 20MB Silicon Disk 6GB HD nebo PC-Card Silicon Disk až 2x6GB HD, PC-Card Silicon Disk nebo jejich kombinace
Rozhraní, volitelné periferie COM1-COM4 (RS232/422/485), LPT1, ext.monitor, klávesnice PS/2, myš, ext,. FDD, jednotka CAN Ethernet, Arcnet COM1-COM2 (RS232), LPT1, ext. monitor, klávesnice PS/2, myš, ext. FDD, volitelně COM3,4 (RS422/485), CD-ROM, LS120 disk, CAN, Ethernet
Ploché displejové jednotky 1/4 VGA a VGA, LCD-B/W, LCD color, TFT color, TFT color Touch do 10,4" VGA, SVGA, XGA, TFT color, TFT color Touch do 15" (event. 20.1")