Aktuální vydání

celé číslo

07

2020

Řízení distribučních soustav a chytrá města

Měření a monitorování prostředí v budovách a venkovním prostředí

celé číslo

Nové průmyslové počítače Siemens Nano

Procesory Intel Atom dosáhly velkého úspěchu především v přenosných zařízeních, mininoteboocích, počítačích se základní deskou formátu miniITX i jiných zařízeních, kde je nutné dbát na celkově malou spotřebu energie. Jejich výkon je přitom dostatečný také pro mnoho jednodušších úloh v oblasti sběru a zpracování dat, vizualizace a řízení.

Právě pro zmíněné oblasti použití uvedla společnost Siemens na trh novou skupinu průmyslových počítačů s označením Nano. Přístroje jsou založeny na procesorech Intel Atom nejnovější generace E6xx a rozšiřují sortiment na dolním konci výkonnostního spektra průmyslových počítačů značku Siemens o dva nové typy. Simatic IPC227D Nanobox PC je kompaktní počítač určený k zástavbě do rozváděče, zatímco přístroj Simatic HMI IPC277D Nanopanel PC má integrovaný širokoúhlý displej s délkou úhlopříčky od 7" nahoru (obr. 1).

Na výběr jsou v obou případech čtyři typy procesorové jednotky, lišící se použitými procesory Atom (E620, E640, E660 a E680). Všechny procesory obsahují funkci SpeedStep pro dynamickou změnu taktovací frekvence a s ní spojenou další úsporu energie. Příkon procesoru ve spojení s řídicím rozbočovačem (hub) EG20T začíná již na 4,2 W, celkový příkon systému je 8 W a více, podle použitých komponent.

Malé rozměry a robustní konstrukce

Díky robustnímu celokovovému prachotěsnému pouzdru bez větracích otvorů a bez baterií, větráků a jiných rotačních částí nevyžaduje počítač Nanobox PC v základní sestavě žádnou údržbu a je dlouhodobě použitelný i ve velmi prašném prostředí. Pouzdro také dokonale odstiňuje veškeré elektromagnetické rušení. Přístroj je odolný proti nárazům (až 15 g), vibracím (1 g) a je učen k trvalému provozu při teplotě okolního prostředí až 50 °C.

V základní konfiguraci má Nanobox PC rozměry 191 × 100 × 60 mm (š × v × h při instalaci na lištu) při objemu asi 1 dm3, takže jej lze snadno zabudovat do malého rozváděče, popř. přímo do řízeného stroje nebo jeho podstavce (obr. 2). Přístroj je vybaven všemi rozhraními, rozmístěnými na jedné stěně pouzdra, což znamená jednodušší přístup i připojování kabelů. Z hlediska umístění počítače Nanobox PC v rozváděči nebo stroji je důležité, že může být podle potřeby namontován buď na lištu DIN, zadní nebo boční stěnu a jako „portrét“.

K rychlým přenosům provozních dat je počítač vybaven dvěma rychlými gigabitovými ethernetovými porty s podporou funkce teaming, a tudíž na principu redundance, což dále zvyšuje robustnost řídicí sítě. Jeden z portů lze volitelně použít jako rozhraní s protokolem Profinet s vlastnostmi v reálného času.

Pracovní paměť přístrojů má kapacitu 512 MB a lze ji volitelně doplnit trvalou pamětí MRAM s kapacitou až 512 kB, z nichž 128 kB může být využito pro softwarový PLC WinAC RTX. K uložení dat lze u přístrojů Nanobox PC i Nanopanel PC použít přídavnou kartu Compact Flash (až 8 GB, přístupná z vnějšku) nebo interní polovodičový disk (SSD) s kapacitou 50 GB. Pro ukládání větších množství dat je k dispozici také pevný disk s kapacitou 250 GB.

Široké možnosti konfigurování

Přístroje skupiny Nano lze dodat s výbavou v několika variantách (obr. 3). Základní jednotku, obsahující grafické rozhraní DVI-D (s rozlišením až 1 920 × 1 200), dva rychlé ethernetové porty, čtyři porty USB 2.0 (u přístroje Nanopanel PC nejméně tři), slot na kartu Compact Flash a jeden port COM, lze rozšířit na variantu se slotem PCI-Express (do příkonu 5 W bez speciálního větrání), variantu se třemi přídavnými porty COM a sběrnicí RS-485 nebo CAN, popř. variantu s jednotkou digitálních I/O (4 I/O, 24 V DC).

Panelové PC s displejem ve vysokém rozlišením

Jestliže úloha vyžaduje vedle samotného PC i zobrazovací, popř. ovládací panel, je možné zvolit přístroj Simatic HMI IPC277D Nanopanel PC. Jeho širokoúhlý dotykový displej s vysokým rozlišením (od 800 × 480 u nejmenšího modelu s úhlopříčkou 7") zvládne mnoho různých vizualizačních úloh. Pro aplikace vyžadující displej větších rozměrů je k dispozici 12" verze s rozlišením 1 280 × 800 obrazových bodů a připravovány jsou displeje s úhlopříčkou 15", popř. 19". Kvalitní displeje vynikají velkým jasem až 400 cd/m2a velkým pozorovacím úhlem až 170° horizontálně i vertikálně. Jas displeje podsvíceného světelnými diodami (LED) lze regulovat v rozmezí od 0 do 100 % podle provozních podmínek, takže je dále možné uspořit elektrickou energii. Displej je zabudován do odolného rámu ze slitin hliníku. Nanopanel PC má z čelní strany stupeň krytí IP65, ze zadní IP20.

Softwarová výbava pro rychlé uvedení do provozu

Jednotná hardwarová platforma přístrojů Nanobox PC i Nanopanel PC vede k použití identických ovladačů i podpůrného softwaru.

Pro bezproblémové a rychlé uvádění do provozu je Nanobox PC dodáván spolu s výhodnými softwarovými balíčky se softwarovým PLC WinAC RTX (F) 2010 (i v bezpečnostní verzi) a vizualizačním softwarem WinCC RT advanced V11.

Podle volby lze dodat přístroje s nainstalovaným a aktivovaným operačním systémem Windows Embedded Standard 2009 nebo Windows XP Professional, v blízké budoucnosti také Windows Embedded 7 a Windows 7. Dodat lze i samotný přístroj bez operačního systému a softwaru.

Stav přístroje Nanobox PC indikují čtyři diagnostické LED, z nichž tři jsou zcela programovatelné. K omezení nákladných odstávek je v přístroji standardně předinstalován jednoduchý diagnostický software DiagBase. Ten sleduje stav polovodičových disků a karet Compact Flash podobně jako technika S.M.A.R.T u klasických pevných disků a varuje před jejich případných selháním.

Pro správu zařízení na dálku je výhodné použít soft­ware Simatic IPC Diag­Mo­nitor. V něm je integrován webový server umožňující odesílat diagnostická hlášení elektronickou poštou či jako SMS. Software DiagMonitor je po­užitelný nejen s platformou Nano, ale i se všemi ostatními průmyslovými PC od firmy Siemens.

Závěrem

Přístroje Nanobox PC a Nanopanel PC jsou vhodnými nástroji k řešení mnoha průmyslových automatizačních úloh, u nichž není vyžadován nejvyšší dosažitelný výkon, ale především kompaktnost a robustnost řídicího systému. Kompaktní design přístroje Nanobox PC, respektující požadavky praxe, také získal od organizace International Forum Design prestižní ocenění iF.

Další informace o průmyslových počítačích skupiny Nano je možné nalézt na adrese www.siemens.com/simatic-nano-ipc.

Ing. Vojtěch Kubáň, Siemens, s. r. o.

Obr. 1. Nanobox PC Simatic IPC227D a Nanopanel PC Simatic IPC277D

Obr. 2. Kompaktní počítač Nanobox PC lze díky uzavřené konstrukci bez pohyblivých součástí použít i v drsném průmyslovém prostředí

Obr. 3. Varianty přístroje Nanobox PC (zleva): PCIexpress, standardní, s digitálními I/O