Transparent Ready – řešení od firmy Schneider Electric

Transparent Ready – řešení od firmy Schneider Electric

Již od roku 1999 společnost Schneider Electric nabízí a stále zdokonaluje moderní řešení původně nazvané Transparent Factory (obr. 1). Zdokonalením funkcí v informačních technologiích doznalo i řešení Transparent Factory výrazného rozšíření své výkonnosti. S ohledem na nové funkce a možnosti se nyní řešení označuje jednotným názvem Transparent Ready (dále jen TR).

Velice stručně: TR využívá služby internetové technologie, která rozšiřuje funkce průmyslových zařízení zejména ohledně přenosu informací a dat. Hlavními prvky řešení jsou webové servery integrované v modulech průmyslových zařízení, které umožňují sledovat informace a ovládat výrobní proces z prostředí běžného internetového prohlížeče. Tímto způsobem poskytuje TR informace o provozních hodnotách, diagnostice zařízení i procesu, umožňuje správu alarmů, ale také přístup do vnitřní datové paměti řídicího systému, popř. dálkové programování. Základní vlastnosti řešení a odpovídající technické materiály jsou k dispozici na extranetu Automatizace firmy Schneider Electric na adrese http://www.aut.schneider-electric.cz

Základní funkce, význam a výhody řešení Transparent Ready

TR poskytuje všechny potřebné informace z řízeného procesu, a to všem zainteresovaným lidem na libovolné místo. Jednoznačný přínos pro výrobu a management je v otevřenosti a dostupnosti potřebných dat v libovolných aplikacích a podnikových systémech. Přínos pro údržbu spočívá v informovanosti o stavu a diagnostice provozovaných zařízení. Každý uživatel má možnost přistupovat k právě potřebným informacím a není nutné, aby se vedoucí pracovníci probírali spoustou nepotřebných informací. Naopak, uživatelské rozhraní TR lze navrhnout přesně podle potřeb všech uživatelů (operátorů, managementu, údržby apod.).

Filozofie řešení

Řídicí systémy, měniče frekvence a další prvky jsou vybaveny komunikací Ethernet TCP/IP a webovým serverem, jehož funkce je podobná běžným webovým serverům v internetu nebo intranetu. Webový server používá pro přenos stránek standardní protokol HTTP a umožňuje tak přenos informací v podobě běžných stránek v HTML.

Webové servery obsahují grafickou interpretaci technologických schémat a dat v takové podobě, v jaké je vidí uživatel na svém počítači. Tuto funkci však lze využívat nejen na operátorských pracovištích. Všichni uživatelé podnikové sítě s definovaným přístupem mají možnost napojit se na libovolné zařízení a sledovat tak provozní, diagnostická a jiná potřebná data. Všechny informace jsou k dispozici v prohlížeči Microsoft Internet Explorer, popř. jiných webových prohlížečích.

S jistotou lze tvrdit, že spolehlivost řešení a jeho imunita proti nežádoucím vlivům a kolizím přicházejícím z podnikové sítě jsou maximální. Nedochází ani k žádnému zpomalení činnosti řídicí jednotky výrobního zařízení a jejímu zatížení na úkor řízení procesu.

Otevřenost řešení

Provozní, diagnostická, ale i statistická a jiná data jsou přístupná nejen z kanceláře, ale v podstatě z libovolného místa podniku. Popisovaný způsob řešení lze aplikovat v libovolném provozu a také přenášet data do libovolných prostředí, která každý denně používá (Microsoft Excel, Word apod.). Jednoduše lze toto řešení zavést do podnikových systémů MES, ERP apod.

Zprvu by se mohlo zdát, že řešení TR je určeno do velkých podniků, které jsou vybaveny podnikovými sítěmi a vlastním informačním systémem. Skutečnost je však jiná. Řešení TR lze využít kdekoliv, od nejmenších aplikací v podobě samostatného stroje nebo procesu až po velký podnik.

Výhody řešení

Hlavní výhody TR jsou zejména v otevřenosti a v dostupnost požadovaných informací. Například včasnou diagnostikou stavu všech provozovaných zařízení lze předejít jejich poruchám a tak uchránit vynaložené investice. Následně pak lze eliminací doby potřebné na opravy dosáhnout zvýšení spolehlivosti a plynulosti výroby. Stručně je možné výhody TR shrnout do několika skupin:

• inženýring: sjednocení typů komunikačních prostředků, jednotný přístup k řízení a informacím,
• údržba: zlepšení servisu v případě technické závady, snadná a včasná preventivní údržba,
• výroba: zvýšení spolehlivosti a plynulosti výroby, zlepšení přístupu k procesním datům,
• management: snížení výrobních nákladů a nákladů na opravy.

Ekonomické zhodnocení

I přes vysoký výkon, který TR poskytuje, je celkové řešení ekonomicky velice výhodné. Zaměříme-li se pouze na ekonomickou stránku a opomineme vyšší technickou a informační úroveň řešení, získáme několik velmi zajímavých pohledů:

• pořizovací náklady prvků průmyslové automatizace jsou srovnatelné s jiným standardním průmyslovým řešením,

• všechny komunikační prvky jsou běžné a cenově dostupné u jakéhokoliv dodavatele výpočetní techniky (firewally, směrovače – routers, rozbočovače – hubs, přepínané rozbočovače – switches aj.),

• preventivní diagnostika zaručuje včasné informování o tom, že bude nutné odstavit proces, popř. jeho část, a to dříve, než dojde k jeho poškození, a tak snižuje nutné výdaje na opravu a servis,

• diagnostika zařízení a eliminace oprav a servisu má vliv na zvýšení plynulosti výroby.

Služby Transparent Ready

Doposud jsem se věnovali pouze základní funkci TR, založené na uplatnění webových serverů v průmyslové automatizaci. V této části se více zaměříme na služby, které rozšiřují použitelnost TR zejména v kategorii správy provozu a diagnostiky zařízení.

Integrovaná webová diagnostika
Řešení TR poskytuje přímou diagnostiku zařízení v reálném čase (obr. 2). Integrovaný webový server umožňuje sledovat tyto informace:

• detailní konfiguraci řídicího systému,
• hodnoty v paměti dat v řídicím systému,
• nastavení a stav vzdálených i distribuovaných I/O,
• statistiky provozu a záznamu chyb komunikace v síti Ethernet TCP/IP.

Druhým způsobem diagnostiky zařízení je správa alarmových hlášení z řízeného procesu (obr. 3). Podobně jako u specializovaných programů, i zde jsou možnosti potvrzování alarmů, výběru a uchování aktivních a minulých alarmů, potvrzených a nových alarmů apod.

Sledování I/O
Služba sledování vzdálených a distribuovaných vstupů a výstupů v reálném čase je využívána při výměně informací mezi vstupy a výstupy distribuovanými v síti Ethernet TCP/IP. Tato služba nevyžaduje speciální programování, ale pouze jednoduché nastavení v konfiguraci řídicího systému. Metoda označená I/O Scanning je desetkrát rychlejší než standardní přenos dat, rychlost přenosu je až 4 000 zpráv za sekundu, a navíc obsahuje diagnostiku I/O zařízení, možnosti sledování stavu probíhající výměny informací apod.

Sdílení a synchronizace dat
Služba Global Data umožňuje synchronizovat data a sdílet databáze mezi řídicími systémy. Služba se nastavuje při konfiguraci řídicího systému bez nutnosti programování přenosu v aplikačním programu. V rámci segmentu sítě komunikuje přenosovou rychlostí 800 kb/s a mimo jiné zajišťuje diagnostiku a sledování stavu probíhající synchronizace.

K výměně dat se využívá standardní protokol RTPS (Real Time Publish Subscribe), který je podporován organizací IDA (Interface for Distributed Automation). Tento protokol zajišťuje nejlepší výkon při minimálním zatížení sítě a je jako standard přijat mnoha dalšími společnostmi.

Náhrada vadného zařízení
Služba Faulty Device Replacement – FDR je užitečná zejména při servisním zásahu, výměnách zařízení apod. Kombinuje metody BOOTP¹⁾ DHCP²⁾, File Storage³⁾ a TFTP⁴⁾. FDR vytváří systém, v němž jsou závada a následná náhrada zařízení automaticky detekovány a zařízení je ihned automaticky nakonfigurováno a začleněno do systému bez jakéhokoliv uživatelského zásahu.

Správa síťových komponent
Tato služba vychází z protokolu SNMP (Simple Network Management Protocol). TR využívá SNMP pro správu síťových komponent, umožňuje analyzovat případné komunikační problémy a nacházet jejich příčiny. To vše dovoluje získávat statistiky o provozu sítí stejně, jak je to běžné v „kancelářských“ počítačových sítích, a sledovat zařízení v síti pomocí standardního MIB (Management Information Base) i v provozní úrovni průmyslové automatizace.

Monitorování šířky pásma

Služba monitorování šířky pásma sleduje zatížení komunikace Ethernet TCP/IP a umožňuje uživatelům předcházet problémům dříve, než nastanou. Zatížení modulů je zobrazováno třemi způsoby:

• standardními prostředky pro správce sítě,
• ve vývojovém prostředí pro programování řídicích systémů,
• v podobě webové stránky.

Šířka pásma je zobrazována v procentech dostupné šířky pásma modulu, která je přiřazena pro zasílání zpráv (Messaging), sledování I/O (I/O Scannig), sdílení dat (Global Data) a další přenosy.

Z uvedených skutečností vyplývá, že řešení Transparent Ready nejen využívá pokrokové systémy a řešení, které mohou být využity nejen ve velmi rozsáhlých provozech, ale je připraveno i pro malé struktury řízení.

Ing. Martin Červinka, prodej a marketing,
Schneider Electric CZ, s. r. o.

Schneider Electric CZ, s. r. o.

Technická podpora
tel.: 0362/76 63 33
e-mail: tp@cz.schneider-electric.com

Praha - Thámova 13, 186 00 Praha 8
tel.: 02/81 08 81 11, fax: 02/24 81 08 49

Brno - Mlýnská 70, 602 00 Brno
tel.: 05/43 42 55 55, fax: 05/43 42 55 54

http://www.schneider-electric.cz

Pozn. red.:
¹⁾ BOOTP, bootstrap protocol, je protokol TCP/IP, který umožní bezdiskovému vestavnému zařízení, aby při zavádění systému zjistilo svoji IP adresu.
²⁾ DHCP, Dynamic Host Configuration Protocol, je dynamické přiřazování IP adres serverem v sítích založených na operačním systému Microsoft Windows NT.
³⁾ File Storage jsou služby umožňující sdílet programy (nebo celé adresáře a disky) v rámci internetové sítě. Služby File Storage existují v mnoha modifikacích s různým stupněm zabezpečení.
⁴⁾ TFTP, Trivial File Transfer Protocol, zjednodušený nezabezpečený protokol FTP, používaný k dálkovému zavádění systému do bezdiskových zařízení.