Aktuální vydání

celé číslo

04

2024

Průmyslové roboty a automatizace výrobních a montážních linek

celé číslo

Prvky průmyslové automatizace

Prvky průmyslové automatizace je možné rozdělit podle jejich základní funkce do tří kategorií. Na vstupní straně jde o prvky snímací či ovládací. Říká se jim snímače (senzory) a akční členy. Jádrem systémů automatizace jsou řídicí jednotky. Mohou to být specializované hardwarové prvky, programovatelné automaty anebo počítače. Poslední částí jsou zobrazovací jednotky (displeje) nebo zobrazovače s vlastní inteligencí – panelová PC, jež oboje patří do kategorie zařízení HMI (Human Machine Interface).
 
AutoCont IPC, a. s., se v průmyslové automatizaci zaměřuje převážně na druhou a třetí úroveň v kategorii prvků tohoto oboru. Specializuje se na výrobu a distribuci výpočetních systémů (programovatelných automatů, průmyslových PC a modulárních technologických informačních systémů) a zobrazovacích jednotek (displeje, panelová PC, panely HMI a SCADA). Tyto prvky charakterizuje několik obecných kritérií, která budou dále uvedena. Ke každému je přidán i zástupce z nabídky AutoCont IPC a. s.
 

Řídicí jednotky

Řídicí prvky automatizovaných systémů mají několik společných vlastností:
  • účelovost: často jsou navrženy tak, aby vyhovovaly jednomu typu úlohy, např. videoserver VITO-350 pro snímání A/V signálu,
  • velký počet rozhraní I/O: řídicí jednotky jsou zatíženy snahou centralizovat v nich maximální počet rozhraní pro sběr dat a komunikaci; např. komunikační server VITO-2688 má osm rozhraní RS-232/422/485, dvě RS-232, čtyři DI, čtyři DO, dvě rozhraní CAN, dvě USB a čtyři LAN,
  • nízká spotřeba a pasivní chlazení (fanless): nutnost použít komponenty v náročných podmínkách při maximální spolehlivosti vede k pasivnímu chlazení; např. vestavný počítač SBC na platformě RISC Kamio-2701A má ztrátový výkon jen 2 W,
  • miniaturizovaná nebo vestavná provedení (embedded): jednotky pro sběr dat je často nutné umístit přímo do monitorovaného objektu, popř. stroje, kde je málo místa; např. vestavný počítač SBC EM-1220 má rozměry 11,7 × 7 cm,
  • velký rozsah pracovních teplot: řídicí jednotky mnohdy pracují mimo teplotní rozsah běžné elektroniky a tepelnou zátěž zvyšuje i pasivní chlazení; např. programovatelný automat WinCon-8000 je uzpůsoben pro teploty –25 až +75 °C,
  • operační systémy typu embedded: maximálního využití výpočetního výkonu lze dosáhnout pouze účelově vytvořeným operačním systémem, jenž úzce souvisí také s účelovostí zařízení; např. Windows CE.NET v komunikačním ovladači ADAM-6501,
  • průmyslové komunikační sběrnice: v průmyslu se pro přenos dat typicky používají různé druhy komunikačních sběrnic, vybrané podle požadavků úlohy, zpravidla s velkou odolností proti rušení (RS-485, CAN, Modbus, MagicWire); např. automaty I-8000 komunikují po sběrnici CAN protokolem CANopen.

Typy řídicích jednotek

V dalších odstavcích je uvedeno rozdělení řídicích jednotek do kategorií podle jejich konstrukčního provedení.
 
První jsou vestavné (embedded) počítače SBC a COM. Zkratky SBC (Single-Board-Computer, jednodeskový počítač) a COM (Computer-On-Module, počítač na modulu) vystihují podstatu konstrukce těchto jednotek. Počítače s procesory RISC nebo x86 jsou integrovány na jedné desce se všemi (resp. téměř všemi) rozhraními. Zástupcem ze sortimentu Autocont IPC je např. typová řada Kamio RISC COM od firmy IEI.
 
Jednotky typu device server, OPC server nebo data server (serverem je zde myšlena hardwarová komponenta) jsou odolná PC (RISC nebo x86), často bezdisková, která disponují velkou řadou rozhraní I/O. Každý model má rozhraní specializovaná podle typu úlohy, pro niž je určen, např. audio- a videovstupy a výstupy, digitální vstupy a výstupy, RS-232/422/485 atd. Příklady jsou device server ThinkCore DA-663 se šestnácti rozhraními RS-232/422/485 od firmy Moxa, dále OPC server VITO-2100 nebo videoserver VITO-350 se šestnácti vstupy pro videosignál, oba od firmy IEI.
 
Obecné odolné vestavné počítače, embedded computers, jsou určením a funkcemi velmi podobné klasickým PC, ovšem s jedním rozdílem – často jsou vyráběny bez jakýchkoliv točivých součástí: používají pasivní chlazení místo aktivního, disky SSD a CF místo HDD, napájecí zdroje bez ventilátorů atd. Příkladem je série ECN od firmy IEI nebo série UNO od společnosti Advantech.
 
Wireless a GSM embedded computers jsou vestavné počítače, které jsou zaměřeny na dálkovou bezdrátovou komunikaci. Obsahují integrovaný vysílač (WiFi, GSM, GPRS). Jde např. o sérii ThinkCore od firmy Moxa – W311 (WiFi), W315 (GSM/GPRS).
 
Programovatelné automaty (PLC, Programmable Logic Controller) jsou zařízení podobná embedded počítačům, na rozdíl od nich však více specializovaná. Prioritně jsou určeny pro připojení a ovládání specializovaných rozšiřujících hardwarových modulů, které určují jejich funkci. Obsahují omezenou paletu nástrojů, ze kterých lze sestavit celou úlohu. Typickými zástupci jsou série WinCon, KinCon a LinCon od firmy ICP-DAS (W-8000, K-8000, L-8000) a dále řada ADAM-5000 od společnosti Advantech.
 
Zobrazovací a ovládací jednotky jsou v sortimentu společnosti AutoCont označovány zkratkami PPC (Panel Personal Computer) a HMI (Human Machine Interface). Protože často jde o zařízení, která kromě displeje obsahují i řídicí počítač, mohou být uvedena i v kapitole řídicích jednotek. Panelová PC jsou vlastně vestavná PC se zobrazovačem a HMI jsou počítače s procesory RISC, které se svou funkcí blíží device serverům. Mohou pracovat také jako OPC servery a plnit funkci komunikační brány (gateway) mezi průmyslovým a uživatelským prostředím. Panel PC a HMI zastupuje řada PPC-2700 až PPC-5300 a řada IOVU, obě od společnosti IEI, a řady IPPC a TPC od firmy Advantech.
 

Zobrazovací a ovládací jednotky

Podobně jako u řídicích jednotek, i zde lze vysledovat společné vlastnosti, v některých případech stejné jako u řídicích jednotek:
  • účelovost: příkladem optimalizace pro daný typ úlohy může být např. iSignager-LCD-42, 42" displej s vestavěným počítačem, který je vhodný pro „digital signage
  • digitální distribuci informačních a navigačních informací a především pro reklamy ve veřejně přístupných prostorách (obr. 1),
  • velký počet vstupních rozhraní: např. multimediální displeje MDM obsahují vstupní signálové konektory VGA, DVI, S-Video a kompozitní konektory pro schopnost adaptace v multimediálních úlohách,
  • velký rozsah pracovních teplot, zvláště u exteriérových displejů; příkladem je ES-3112C-VSS-SRE, 12,1" odolný exteriérový displej pro pracovní teploty –30 až +80 °C,
  • nízká spotřeba a pasivní chlazení (fanless), které jsou důležité nejen v průmyslové automatizaci; příkladem je medicínský panelový počítač POC-415A-915 s krytím IP64, pasivním chlazením a minimálním ztrátovým výkonem,
  • operační systémy typu embeded: např. operátorský panel IOVU-1000 může pracovat s OS Windows CE a Windows embedded,
  • velké krytí: průmyslové operátorské panely a panelové počítače mívají krytí IP64 až IP65 z přední strany, nebo dokonce ze všech stran, např. IAC Panel Profi 4000,
  • specifická montáž: většina průmyslových panelů je konstruována pro montáž do panelu, na lištu DIN nebo do 19" rozváděče; např. panelový počítač PPC-5150 lze namontovat všemi zmíněnými způsoby.

Další informace

Všechna tato zařízení nabízí a distribuuje společnost AutoCont IPC, a. s. (http://www.autocont-ipc.cz). Případní zájemci o další informace se mohou se svými dotazy obracet na techniky a obchodníky této společnosti. Mohou také využít internetový katalog a e-shop (http://eshop.autocont-ipc.cz).
Miroslav Rosulek,
AutoCont IPC a. s.
 
Obr. 1. LCD pro digital signage – iSignager LCD 42
 

OPC server VITO-2100-OPC310

Průmyslový OPC server s vestavěným výkonným CPU Celeron M obsahuje bohatý výběr síťových rozhraní a softwarový komunikační OPC server. Hraje důležitou roli jako komunikační brána, ale může být použit i jako jednotka HMI.
 

IAC Panel PC 4010 Embeded

Operátorský panel s pasivním chlazením, navržený pro operační systémy Windows CE a Windows XP embedded. Vhodný pro sítě Windows 2003 Server – podporuje Windows CE .NET 5.0.
 
Jeho ocelová konstrukce z korozivzdorné oceli nebo s odolným komaxitovaným povrchem a krytí IP65 z čela ho předurčuje pro potravinářský a chemický průmysl a do extrémních podmínek. Má malou spotřebu a malý ztrátový výkon, a přesto velký výpočetní výkon. Jeho odolnost proti nárazům lze ještě zlepšit použitím disku SSD nebo CF místo HDD.
 

Programovatelný automat WP-8841

WinPac-8000 je druhá generace programovatelných automatů s procesory PXA270 (520 MHz) a OS Windows CE .NET 5.0, dále s rozhraními VGA, USB, Ethernet, RS-232/485 a osmi volnými sloty pro paralelní (řada I-8K ) a sériové (řada I-87K) vstupně-výstupní rozšiřující moduly. Programátoři mohou využít Visual Basic.NET, Visual C#, Embedded Visual C++ a software SCADA či soft-PLC kompatibilní s Windows.
 

DVS-350Z fanless PC, určené do vozidel

DVS-350Z fanless PC je vestavný počítač s procesorem x86, určený k použití ve vozidlech. Je odolný proti vibracím a rázům a má pasivní chlazení. Napájení je 9 až 36 V DC. Management napájení chrání PC před nepříznivými vlivy při použití ve vozidle. Rozhraní WLAN, GPRS a pro sítě CDMA dělá z DVS-350 univerzální komunikační jednotku. Dále má počítač rozhraní USB, COM, TV-OUT a izolované digitální I/O a také sloty pro Cardbus, Mini-PCI a CF. Je ideální pro použití v pozemních vozidlech nebo lodích, ale také jako přístrojový server, pro digital signage nebo jako záznamník dat.