Aktuální vydání

celé číslo

03

2021

Digitální transformace, chytrá výroba, digitální dvojčata

Komunikační sítě, IIoT, kybernetická bezpečnost

celé číslo

DataLab PC – spolehlivý průmyslový počítač v kompaktním provedení

číslo 8-9/2003

DataLab PC – spolehlivý průmyslový počítač v kompaktním provedení

Počítače standardu PC se již nezvratně staly nedílnou součástí technických prostředků průmyslové automatizace. Zasloužily se o to zejména svou neobyčejnou flexibilitou, snadností programování a přizpůsobování aplikací konkrétním požadavkům zákazníků (s vhodnými nástroji), všeobecnou standardizací a podporou od mnoha výrobců, bohatostí rozhraní a v neposlední řadě také vynikajícím a stále se zlepšujícím poměrem ceny k výkonu. Úměrně s rostoucím počtem PC v systémech průmyslové automatizace také klesají počty jejich tradičních odpůrců.

Obr. 1.

Situace v této oblasti ale zdaleka není zcela jasná a přehledná. Na jedné straně existují velmi výkonné, levné, ale pro průmyslové prostředí vesměs zcela nevhodné kancelářské PC a na straně druhé jsou zde podstatně méně výkonné a obvykle velmi drahé průmyslové PC. Vysoké ceny průmyslových PC tak často brání jejich využití tam, kde by jejich možnosti přinesly celému řešení nemalý efekt. Ideálem by bylo PC se spolehlivostí a rozměry průmyslového počítače a s výkonem a cenou počítačů kancelářských.

Technický vývoj PC se odehrává téměř výhradně v oblasti kancelářských a herních počítačů. Výkonné procesory a grafické karty vyžadují aktivní chlazení a vysokootáčkové ventilátory jejich chladičů se stávají nespolehlivým prvkem omezujícím dobu bezúdržbového provozu. Rotující pevné disky činí počítače citlivými na mechanické otřesy a rázy.

Naštěstí však vývoj v oblasti PC nespěje jen ke stovkám wattů tepelných ztrát a k procesorům pracujícím na mnoha gigahertzech. Někteří výrobci si uvědomili, že i pomalejší, ale plně vybavené a kompaktní počítače s malou spotřebou se mohou velmi dobře uplatnit zejména v zabudovaných řešeních. Procesor kompatibilní se standardem x86, přestože pracuje „jen„ s taktem stovek megahertzů, stále nabízí řádově vyšší výkon, než dosud bylo u zabudovaných řešení zvykem a nabízí tak schopnosti, které zákazníci vyžadují: rychlou komunikaci po sítích Ethernet protokolem TCP/IP, podporu webových serverů, komunikaci přes GSM, přístup do SQL databází, spolupráci s komponentami ActiveX, OPC servery apod.

Tomuto trendu odpovídá i nová řada průmyslových počítačů DataLab PC, plně kompatibilních se standardem osobních počítačů, avšak určených pro použití v průmyslových, laboratorních i školních podmínkách. Použití nízkospotřebových procesorů VIA EDEN umožňuje práci bez aktivního chlazení procesoru a čipové sady a tím zajišťuje dlouhodobou spolehlivost vyžadovanou v průmyslových aplikacích. Naproti tomu plná kompatibilita se standardem PC (procesory VIA EDEN používají instrukční sadu procesorů x86), velký výkon, bohatost rozhraní, komunikační možnosti a nízká cena přinášejí do průmyslového prostředí možnosti donedávna zcela nevídané:

  • Plná kompatibilita se standardem PC dovoluje spouštět neobyčejně bohatou škálu standardních (Windows 2000, Windows XP, Linux) i embedded (Windows CE, Windows XP Embedded, Embedded Linux) operačních systémů a aplikací pracujících na těchto systémech.

  • Malá, kompaktní a neobyčejně robustní skříň chrání počítač před mechanickým poškozením a umožňuje snadnou manipulaci. DataLab PC lze umístit i na lištu DIN do rozváděčů.

  • Nízká spotřeba procesorů nevyžadující aktivní chlazení (chladiče CPU i čipové sady jsou pasivní, bez ventilátoru) zajišťuje dlouhodobou spolehlivost a bezúdržbový provoz.

  • Velký výkon (rychlost CPU je 500 až 600 MHz) a velká operační paměť (do standardního slotu DIMM lze osadit 64 až 512 MB paměti) umožňují práci rozsáhlým a náročným aplikacím.

  • Volitelně lze použít buď standardní pevný disk, nebo paměťové CF karty (CompactFlash card; použití CF karty vyžaduje instalaci embedded operačního systému). Schopnost práce bez rotujícího pevného disku velmi zvyšuje spolehlivost celého systému.

  • Přítomnost všech standardních PC rozhraní (RS-232C, LPT, Ethernet, USB, VGA, PS/2 klávesnice a myš, audio) činí DataLab PC stejně všestranným zařízením, jako jsou stolní PC. Navíc rozhraní RS-485 dovoluje připojovat další průmyslová zařízení.

  • Počítače DataLab PC jsou ideální platformou pro provoz systému Control Web.

Obr. 2.

Operační systémy pro zabudovaná řešení

Má-li počítač pracovat bez pevného disku, ale např. jen s CF kartou jako systémovým paměťovým médiem, není možné použít běžné operační systémy, např. Windows 2000 nebo Windows XP. Tyto systémy pevný disk vyžadují např. ke zřízení odkládacího souboru. Nejde přitom ani tak o problém velikosti (dnešní CF karty dosahují kapacit stovek megabytů a objevují se i karty s kapacitou jednotek gigabytů). Omezení paměťových médií compact flash spočívá v počtu zápisových cyklů na stovky tisíc až jednotky milionů. Přitom intenzivně pracující aplikace může na disk přistupovat mnohokrát za sekundu a životnost CF karty tak může být týdny nebo jen dny.

Tyto problémy řeší operační systémy speciálně navrhované nebo upravované s ohledem na použití v zabudovaných řešeních.

Windows CE je „malý„ operační systém navrhovaný od počátku pro zabudovaná řešení. Běžně pracuje s relativně malou pamětí a bez pevného disku. Ačkoliv kompatibilita aplikačního programového rozhraní systémů Win32 Windows CE a ostatních systémů Windows byla cílem návrhářů systému, v mnoha případech ji prostě nebylo možné dodržet. Přenést aplikaci do prostředí Windows CE je sice díky podpoře systému Control Web Runtime for Windows CE relativně snadné, ale rozhodně ne tak přímočaré a bezproblémové, jako je tomu u stolních systémů.

Obr. 3.

Windows XP Embedded (Windows XPe) je speciální modifikace Windows XP určená pro zabudovaná řešení. Windows XPe je znatelně náročnější na paměť i výkon procesoru než Windows CE, ale paměti či výkonu CPU u systémů DataLab PC není nedostatek. Přitom Windows XPe dokážou pracovat bez pevného disku, pouze s pamětí compact flash. Přitom v prostředí Windows XPe pracují všechny standardní aplikace včetně systémů Control Web Runtime. Spustit aplikaci systému Control Web na Windows XPe je velmi snadné.

Počítače DataLab PC se dodávají se systémy Windows CE i s Windows XP Embedded podle přání zákazníků.

(Moravské přístroje, a. s.)

Moravské přístroje, a. s.
tel./fax: 577 107 071
gsm/tel.: 603 498 498, 603 228 976
gsm/fax: 603 490 803
e-mail: info@mii.cz
http://www.mii.cz

Inzerce zpět