QuickPanel View & Control – více než

QuickPanel View & Control – více než

GE Fanuc Automation, dceřiná firma společnosti GE Infrastructure, je předním světovým dodavatelem průmyslové automatizační techniky. Dodává kompletní sortiment automatizačních produktů od vstupních a výstupních jednotek, přes programovatelné automaty a operátorské panely až po vizualizační software a další softwarové nadstavby pro optimalizaci výrobních procesů.

V oblasti operátorských rozhraní nabízí GE Fanuc řešení na bázi vlastních operačních systémů řady Datapanel a Quickpanel i řešení řady Intelligence IPC, založená na otevřených platformách Windows NT/2000, i speciální řešení pro aplikace, jako jsou např. venkovní instalace, instalace v prostředí s nebezpečím výbuchu, vojenské použití apod.

Novinkou v oblasti operátorských rozhraní jsou nyní stanice QuickPanel View & Control, které s použitím otevřené platformy Windows CE.NET^TM poskytují vedle vkládání a zobrazování dat i možnost realizovat daný algoritmus, tj. řídit. Po namontování do rozváděče má QuickPanel View & Control čelní krytí IP65. Dále má stanice certifikáty UL (třída 1, divize 1, skupina A, B, C, D), CE a ATEX (třída 1, zóna 2).

Windows CE.NET

Microsoft Windows CE je úplný 32bitový operační systém s grafickým uživatelským rozhraním, který se široce uplatňuje v kapesních počítačích a vestavných řídicích systémech. Výhodou je obecně známé uživatelské rozhraní, a tudíž kratší doba, kterou k osvojení systému potřebují vývojoví pracovníci i obsluha se zkušeností s operačními systémy Windows 95/98/NT/2000/ME/XP. Z hlediska vývoje softwaru je prostředí Windows CE podsestavou rozhraní pro aplikační programy WIN32. To zjednodušuje přenos dosavadního softwaru z jiných verzí Windows. Jde o otevřený systém s rozvíjející se širokou škálou různě orientovaných aplikací od mnoha dodavatelů. Tato skutečnost rozšiřuje možnosti jeho uplatnění a činí ho velmi zajímavým pro uživatele.

QuickPanel CE

Základem stanice QuickPanel View & Control je QuickPanel CE, kompletní mikropočítač pracující pod operačním systémem Windows CE. Ten byl navržen s cílem dosáhnout maximální provozní flexibility. Jeho konstrukce vychází z moderního mikroprocesoru Intel XScale s taktovací frekvencí 300, popř. 400 MHz, a nabízí širokou škálu voleb I/O. Díky mnoha standardním portům a možnosti výběru rozšiřujících sběrnic lze QuickPanel CE připojit k většině průmyslových zařízení. Jaká rozhraní mikropočítač principiálně nabízí a jak je vnitřně uspořádán ohledně použitých pamětí apod., ukazuje obr. 1. Mikropočítač QuickPanel CE nepoužívá žádná rotační paměťová média. Paměť DRAM o kapacitě 32 MB je rozdělena mezi operační systém, paměť objektů a paměť aplikací. Paměť flash (32 MB nebo 64 MB podle modelu), nezávislá na napájení a fungující jako virtuální pevný disk, je rozdělena mezi operační systém a trvalou paměť pro aplikační programy. Operační systém Windows CE se spustí automaticky po zapnutí napájení nebo restartu stanice. Je uložen v 16MB bloku paměti flash a po spuštění se zkopíruje do 16MB bloku DRAM, ze kterého je poté provozován. Pro základní signalizaci jsou k dispozici dvě LED, jedna dvoubarevná pro signalizaci napájení a druhá tříbarevná, uživatelsky konfigurovatelná.

QuickPanel View jako jádro operátorského rozhraní

Operátorská stanice QuickPanel View je ideální volbou pro zákazníky, kteří vyžadují funkce HMI (Human Machine Interface), běžné při ovládání strojů a zařízení, nebo systémy typu SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) ke sledování a řízení chodu technologických procesů, ale přitom nechtějí použít průmyslové PC. Zvládá velký počet úloh, jako jsou např. komplexní grafika, správa a archivace výstražných hlášení, zobrazení grafů včetně časových závislostí veličin, tvorba receptur, komunikace se spoustou různých zařízení, používání skriptů, podpora vytáčeného spojení atd.

Stanice QuickPanel View existuje v mnoha verzích s displejem o úhlopříčce délky 6", 10", 12" nebo 15" a s rozlišením 320 × 240, 640 × 480 nebo 800 × 600 obrazových bodů v monochromatickém i barevném provedení (STN i TFT). Všechny typy jsou vybaveny displejem s dvanáctibitovým rozlišením, který je opatřen odporovým dotykovým stínítkem. Jako zařízení pro vkládání dat a ovládání mohou sloužit jedna nebo dvě externí klávesnice a dotykový displej (se softwarovou emulací klávesnice). Externí klávesnice se běžně používá v režimu vývoje, zatímco dotykový displej má přednost při provozu.

V oblasti sběru dat jsou podporovány mj. sběrnice Modbus RTU, Modbus TCP/IP, Profibus-DP a přímé spojení se systémy GE Fanuc, Allen-Bradley, Siemens, Honeywell, Omron aj. Stanice podporuje standard OPC v roli klientu při sběru i serveru při poskytování dat. S využitím standardně dodávaného webového serveru a běžného webového prohlížeče lze snadno zajistit úplný přístup ke stejným zobrazením, jaká jsou k dispozici přímo na displeji stanice.

Příslušné vývojové prostředí Cimplicity Machine Edition View k tomu podporuje mnoho výhodných vlastností, jako je např. objektově orientovaná knihovna standardních a uživatelských funkcí nebo mnohojazyčná podpora, ideálně řešená zejména pro výrobce strojů. Ti mohou aplikaci vyvinout ve zvoleném jazyce, tzv. základním. Poté pouhým zvolením funkce několikajazyčné podpory Cimplicity Machine Edition automaticky vygenerují tabulku všech textů vyskytujících se v uživatelských zobrazeních. V případě potřeby stačí vytvořit pro každý další jazyk nový sloupec tabulky a do něj zapsat překlad základního textu. Jazyk, ve kterém bude stanice komunikovat, se volí jako číselný parametr s hodnotou čísla příslušného sloupci v tabulce s překlady. Tam, kde překlad není zadán, se automaticky použije text v základním jazyce.

Protože je založena na systému Windows, lze stanici QuickPanel View snadno propojit s jinými počítači využívajícími tutéž platformu. Je-li jejím prostřednictvím sledován nebo řízen stroj, popř. technologické zařízení, lze zobrazení použitá na displeji stanice QuickPanel současně přímo použít v systému SCADA Cimplicity HMI, který může dohlížet na celé technologické zařízení nebo výrobní linku. V menších aplikacích může QuickPanel View v reálném čase předávat informace o stavu výroby do kancelářských PC ke sledování jejích kvantitativních i kvalitativních ukazatelů. Komunikace je však možná i v opačném směru: QuickPanel View může z kancelářských aplikací získávat data pro další činnost jím sledovaného zařízení. Za příklad lze zvolit řezací stroj, kterému je např. z programu typu CAD předán soubor s údaji o počtech kusů, délkách, úhlech řezů atd., na jejichž základě jsou automaticky vyrobeny požadované díly patřící k jednomu celku. QuickPanel View přitom může zpětně informovat o stavu rozpracovanosti zakázky, zásobách materiálu atd.

Řídicí stanice QuickPanel Control

QuickPanel Control (obr. 2) je plnohodnotná řídicí stanice na základě Windows CE.NET. (Je podstatné rozlišovat mezi operačními systémy Windows CE.NET a Windows CE 3.0, z nichž druhý nevyužívá metodu DCOM a vykazuje menší stabilitu než Windows CE.NET. Ten je naopak robustním operačním systémem reálného času.) Protože v jednom produktu kombinuje vlastnosti řídicí stanice a operátorského panelu, je QuickPanel Control ideálním prostředkem k řízení strojů a technologických zařízení s velkými požadavky na funkci operátorského rozhraní. Grafická část stanice představuje komfortní rozhraní operátora, včetně snadného spojení s okolními počítači pracujícími pod Windows, a řídicí část současně, vlivem výkonných procesorů, nabízí řídicí výkon srovnatelný s programovatelným automatem střední třídy.

Grafický operátorský panel je již v mnoha odvětvích standardem. Protože QuickPanel Control může posloužit současně jako operátorský panel i řídicí stanice, lze v mnoha aplikacích vyloučit potřebu programovatelného automatu. Systém vstupů a výstupů lze – díky široké škále podporovaných sběrnic pro připojení modulů I/O, zahrnující DeviceNet, Profibus-DP, Ethernet (EGD a Modbus TCP/IP), Allen-Bradley Remote I/O a I/O systémy GE Fanuc jako Genius I/O nebo Series 90-30 I/O – libovolně zvolit.

Popisovaná stanice se programuje v jazycích definovaných v normě IEC 61131-3. V rámci jednotného vývojového prostředí Cimplicity Machine Edition lze vytvořit řídicí i grafickou část aplikace. K tomu je možné využít objektově orientovanou knihovnu, umožňující tvorbu uživatelských objektů s řídicí i grafickou částí. Díky ní lze výrazně zkrátit dobu potřebnou k vytvoření uživatelského programu.

Další výhodou stanice QuickPanel Control je standardně dodávaný webový server, který pomocí běžného webového prohlížeče umožňuje přístup k řídicí části aplikace přes intranet nebo internet. V případě problémů s chodem technologického procesu nebo stroje tak může servisní složka okamžitě získat informace, aniž je nutná cesta k zařízení.

Použití v praxi

Stanice QuickPanel View & Control se uplatní ve velkém množství aplikací. Jednou z významných skupin, která může efektivně využít jejich vlastnosti, jsou výrobci strojů. Špičkové operátorské rozhraní, možnost nahradit programovatelný automat pro řízení, variabilita systému I/O, snadné spojení s okolními systémy a možnost na dálku diagnostikovat řídicí systém i celý stroj mají zásadní vliv na koncepci řešení stroje.

Vedle řízení strojů nacházejí stanice QuickPanel View & Control uplatnění i při řízení spojitých procesů, jako je tomu např. v projektech firmy GE Betz, předního světového dodavatele vodárenské techniky. Firma byla založena v roce 1920, má 4 000 zaměstnanců a v roce 2002 se stala součástí společnosti General Electric. Stanici QuickPanel Control používá k zobrazování hodnot vybraných proměnných a k řízení čerpadel a ventilů v systémech pro úpravu vody. Nadřazený systém potom získaná data statisticky analyzuje. Firma GE Betz si při výběru nové řídicí techniky stanovila jako základní cíle zvýšit výkon systému, snížit celkové náklady na jeho realizaci a provoz (cena vybavení a práce, údržba, spotřeba chemikálií, školení a podpora) a digitalizovat servisní činnost. Výsledkem analýzy mnoha produktů a řešení bylo rozhodnutí použít QuickPanel Control, a to zejména pro kvalitní vývojové prostředí, flexibilitu systému I/O, možnosti ukládání dat a komunikace, podporu webového serveru a celosvětovou servisní síť.

Stanice QuickPanel View & Control patří do skupiny produktů PACSystems, a nese tedy vlastnosti typické pro všechny systémy typu PAC (Programmable Automation Controller) od firmy GE Fanuc. Je to jednotné vývojové prostředí pro všechny aplikace, společná databáze proměnných, programování nezávislé na hardwarové platformě, plná přenositelnost aplikací mezi hardwarovými platformami, knihovna standardních a uživatelsky definovaných objektů atd.

Stanice QuickPanel View & Control je novým moderním prostředkem pro průmyslovou automatizaci, jehož výhody ocení výrobci strojů i dodavatelé technologických celků s kontinuálními procesy.

Ing. Jan Koudelka,
GE Fanuc Automation CR s. r. o.

GE Fanuc Automation CR s. r. o.
U Studánky 3
170 Praha 7 – Holešovice
tel.: 233 372 503
fax: 233 370 821
e-mail: info@gefanuc.cz
http://www.gefanuc.cz