PAR 12/2014

P O M I A RY • A U T O M AT Y K A • R O B O T Y K A

PAR miesięcznik naukowo-techniczny

12/2014 ISSN 1427-9126 Indeks 339512 Cena 10,00 zł w tym 8 % VAT

www.par.pl

Nowa era procesu wizualizacji:

Komputery przemysłowe XP500

Komputery przemysłowe XP500 z wielopunktową, pojemnościową, szerokoekranową matrycą wielkości 10,1”, 15,6” oraz 21,5”.

Wychodząc naprzeciw nieustannie rosnącym potrzebom producentów maszyn i urządzeń, firma Eaton poszerzyła swoją ofertę o nowoczesne, wydajne komputery przemysłowe serii XP500.

Mają ekran podświetlany za pomocą techniki LED z możliwością płynnego, programowego ściemniania. Matryce chronione są hartowaną szybą z powłoką ograniczającą refleksy. Całość umieszczona jest w estetycznej obudowie z ramą aluminiową pokrytą warstwą zabezpieczającą. Chłodzenie niewymagające stosowania wentylatora czyni nowe jednostki wyjątkowo atrakcyjną propozycją dla różnych gałęzi przemysłu.

Wesołych Świąt i szczęścia w Nowym Roku

9 771427 91230 6

12

TEMAT NUMERU

ROZMOWA PAR

RYNEK I TECHNOLOGIE

PLC i HMI – razem czy osobno?

Marian Konsek, prezes firmy Askom

Systemy sterowania, wizualizacji i nadzoru procesów przemysłowych

28

56

74

Od Redakcji Drodzy Czytelnicy, Szanowni Klienci!

Numer miesięcznika „Pomiary Automatyka Robotyka”, który właśnie trzymacie Państwo w rękach (bądź czytacie on-line), jest ostatnim wydaniem pisma w dotychczasowym kształcie – w formule czasopisma naukowo-technicznego.

Mamy jednak dwie dobre wiadomości – ani my nie rozstajemy się z Państwem, ani PAR nie znika z rynku.

Od stycznia 2015 roku „Pomiary Automatyka Robotyka” staną się kwartalnikiem naukowym.

W czasopiśmie, które poprowadzi dotychczasowa redaktor naukowa miesięcznika „Pomiary Automatyka Robotyka”, dr inż. Małgorzata Kaliczyńska, będą publikowane wyłącznie artykuły recenzowane (zarówno w języku polskim, jak i angielskim).

Prawdziwa rewolucja czeka natomiast dotychczasową część „techniczną” miesięcznika PAR. Od nowego roku rusza bowiem zupełnie nowy magazyn poświęcony automatyce i robotyce przemysłowej, którego pierwsze wydanie ukaże się na przełomie stycznia i lutego 2015 roku. Czasopismo to będzie wydawane w ścisłej współpracy z wortalem AutomatykaOnline, zarówno w zakresie sprzedaży powierzchni reklamowej, jak i dystrybucji treści.

Nowa inicjatywa wydawnicza to efekt wnikliwej analizy rynku i wsłuchania się w Państwa potrzeby jako specjalistów z branży oraz próba pogodzenia ich z oczekiwaniami, a także możliwościami wiodących partnerów na rynku automatyki i robotyki przemysłowej. Wierzymy, że rozdzielenie czasopisma PAR na kwartalnik naukowy, kierowany przede wszystkim do środowisk akademickich, oraz miesięcznik stricte branżowy, z nową szatą graficzną, nowym układem treści i nowymi formatami, jest właściwą odpowiedzią na liczne sygnały płynące zarówno z rynku producentów i dystrybutorów komponentów automatyki, jak i ze strony środowiska naukowego, coraz silniej akcentujące wyczerpywanie się formuły czasopism naukowo-technicznych oraz zasadniczą trudność z właściwą adresacją publikowanych tam treści.

Zależało nam na tym, by tytuł nowego pisma był krótki i komunikatywny, stąd nasz wybór – „Automatyka”.

Pozostawienie z obecnej nazwy jedynie środkowego, za to najbogatszego semantycznie członu dobrze ilustruje kierunek zmian, o które nam chodzi – z dotychczasowego PAR i jego osiemnastoletniej obecności na rynku bierzemy to, co najlepsze, czyli renomę, wysoki poziom merytoryczny i edytorski oraz szerokie kontakty w branży automatyki, i formujemy z tego nową jakość, czyli czasopismo B2B ukierunkowane na praktykę oraz konkretne rozwiązania realnych problemów, szeroko ilustrowane przykładami z rynku.

Dziękujemy, że towarzyszyliście nam Państwo wiernie przez tyle lat i gorąco zabiegamy o przychylne przyjęcie nas w nowej odsłonie. Mamy nadzieję, że nowe czasopismo trafi w Państwa gusta i spełni pokładane w nim nadzieje. Chcemy nadal być dla Was nie tylko źródłem informacji, ale i inspiracji.

Pragniemy też uspokoić wszystkich Prenumeratorów – przez najbliższy rok oba czasopisma, czyli „Automatyka” oraz „nowy” PAR, będą dystrybuowane razem, tak by każdy z Państwa mógł się z nimi zapoznać i pod koniec roku podjąć decyzję, które z nich będzie dalej prenumerować. Święta za pasem, więc korzystając z okazji składamy wszystkim naszym Czytelnikom i Partnerom Biznesowym życzenia wesołych, zdrowych i spokojnych świąt Bożego Narodzenia oraz satysfakcjonujących wyzwań i wielu sukcesów w nadchodzącym 2015 roku!

Zespół redakcyjny miesięcznika „Pomiary Automatyka Robotyka”

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

3

SPIS TREŚCI TREŚCI

WYDARZENIA

Efektywna automatyzacja i utrzymanie ruchu – z wizytą w fabryce Danfoss Poland

12

Fabryka Danfoss w Grodzisku Mazowieckim specjalizuje się w produkcji kabli i mat grzejnych oraz komponentów do automatycznej kontroli, wykorzystywanych m.in. w układach chłodniczych i zabezpieczających. Grodziski „kampus” jest najmocniejszym, obok lokalizacji w Danii, punktem na mapie europejskich działań Grupy Danfoss, a poczynione ostatnio inwestycje jeszcze zwiększają jego potencjał produkcyjny.

WYDARZENIA 6

Aktualności

15

Aktualności (cd.)

16

SUR w teorii i praktyce – VIII Forum Służb Utrzymania Ruchu

18

TAROPAK 2014 – biznes w najlepszym wydaniu

20

Aktualności (cd.)

NOWOŚCI 23

Nowe produkty

93

Nowości w asortymencie firmy PREMA

TEMAT NUMERU

PLC i HMI – razem czy osobno?

36

Komputery przemysłowe XP500 firmy EATON

48

Wielka moc w niewielkiej obudowie – sterownik i komputer w jednym

49

Ergonomia i bezpieczeństwo – dwie koncepcje doboru komputerów panelowych

APLIKACJE 50

Elastyczna produkcja oraz proste okablowanie dzięki RFID oraz IO-Link

54

System monitoringu parametrów technologicznych dla przepompowni i wodociągów lokalnych w Łodzi

28 TEMAT NUMERU

38

Komputery przemysłowe Astraada HMI Panel PC

Wizualizacja i sterowanie w duecie lub indywidualnie

40

Rozwój technologii komputerów przemysłowych SIMATIC

W odniesieniu do wielu systemów automatyki przemysłowej

42

Sposoby na dodatkowe porty szeregowe w komputerach

wizualizacji, dokonując myślowo ich połączenia, z uwagi

44

PRO-FACE LT4000M – zintegrowane rozwiązanie HMI + PLC

we współczesnych aplikacjach. Jednak w większości

Panel HMI ułatwia dostęp do PLC

systemy sterowania i wizualizacji.

46

4

mówi się często o warstwie sterowania i warstwie na konieczność ich jednoczesnego występowania przypadków rozwiązania sprzętowe i programowe to osobne

RYNEK I TECHNOLOGIE

Wizualizacja i nadzorowanie procesów

74

Pierwowzorem systemów SCADA były stosowane jeszcze w latach 60. tradycyjne sposoby prezentacji przebiegu procesu przemysłowego. Można do nich zaliczyć osprzęt elektryczny, taki jak lampki sygnalizacyjne, przyrządy wskaźnikowe, przyciski, zadajniki, tablice i schematy synoptyczne, a także rejestratory, sygnalizatory, mierniki oraz tradycyjne pulpity sterownicze.

ROZMOWA PAR

89

Sieci bezprzewodowe w przemyśle

56

90

Bezpieczny, zdalny dostęp serwisowy do instalacji automatyki

92

Rejestracja i wizualizacja pomiarów

Większa integracja systemów automatyki i MES jest nieunikniona – rozmowa z Marianem Konskiem, prezesem firmy Askom

AUTOMATYKA 62

Routery i modemy ROBUSTEL

64

Niezawodność produkcji w przemyśle spożywczym – produkty Festo z serii Clean Design

66

Serwonapędy ADSA-M – trzyosiowy serwonapęd z funkcjami sterownika ruchu

69

Kompaktowe napędy serii AC10 PARKER

70

Modułowe napędy AC30 – elastyczność, prostota obsługi, niezawodność, konkurencyjna cena i Ethernet w standardzie

NAUKA 95

Systemy SCADA w środowisku Android dr hab. inż. Krzysztof Oprzędkiewicz, inż. Dominik Barwacz – AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej, Katedra Automatyki i Inżynierii Biomedycznej

100

Rozwiązania sprzętowe i programowe w sterowaniu robotami rehabilitacyjnymi Renus mgr inż. Jacek Dunaj, mgr inż. Wojciech Klimasara – Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP

117

Indeks firm

118

Prenumerata

ROBOTYKA P O M I A RY • A U T O M AT Y K A • R O B O T Y K A

72

EGP firmy SCHUNK – najmniejszy chwytak elektryczny na rynku

RYNEK I TECHNOLOGIE 82

86

Miesięcznik naukowo-techniczny Pomiary Automatyka Robotyka Rok 18 (2014) nr 12 (214) ISSN 1427-9126, Indeks 339512

PAR miesięcznik naukowo-techniczny

ISSN 1427-9126 Indeks 339512 Cena 10,00 zł w tym 8 % VAT

www.par.pl

Nowa era procesu wizualizacji:

Komputery przemysłowe XP500

Automation Platform.NEXT – otwarta platforma oprogramowania przemysłowego w najnowszych technologiach ASIX – inspirujący system SCADA – adaptacyjne sterowanie naśnieżaniem stoku

12/2014

Komputery przemysłowe XP500 z wielopunktową, pojemnościową, szerokoekranową matrycą wielkości 10,1”, 15,6” oraz 21,5”.

Wychodząc naprzeciw nieustannie rosnącym potrzebom producentów maszyn i urządzeń, firma Eaton poszerzyła swoją ofertę o nowoczesne, wydajne komputery przemysłowe serii XP500.

Mają ekran podświetlany za pomocą techniki LED z możliwością płynnego, programowego ściemniania. Matryce chronione są hartowaną szybą z powłoką ograniczającą refleksy. Całość umieszczona jest w estetycznej obudowie z ramą aluminiową pokrytą warstwą zabezpieczającą. Chłodzenie niewymagające stosowania wentylatora czyni nowe jednostki wyjątkowo atrakcyjną propozycją dla różnych gałęzi przemysłu.

Na okładce: komputery przemysłowe XP 500 firmy Eaton

Wesołych Świąt i szczęścia w Nowym Roku

9 771427 91230 6

12

TEMAT NUMERU

ROZMOWA PAR

RYNEK I TECHNOLOGIE

PLC i HMI – razem czy osobno?

Marian Konsek, prezes firmy Askom

Systemy sterowania, wizualizacji i nadzoru procesów przemysłowych

28

56

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

74

5

WYDARZENIA AKTUALNOŚCI

Profesor Mikołaj Busłowicz nie żyje

IX Spotkanie Użytkowników Systemów B&R

Z wielkim smutkiem przyjęliśmy wiadomość, że 1 listopada 2014 r. odszedł na wieczny spoczynek Profesor Mikołaj Busłowicz, wybitny naukowiec.

Prof. dr hab. inż. Mikołaj Busłowicz był długoletnim pracownikiem Politechniki Białostockiej. Po okresie kształcenia na Wydziale Elektrycznym Politechniki Warszawskiej, zakończonym tytułem magistra inżyniera, ukończył studia doktoranckie i uzyskał stopień naukowy doktora nauk technicznych. Na Wydziale Elektrycznym PB pracował nieprzerwanie od 1978 r., gdzie pełnił funkcję prodziekana oraz dziekana Wydziału Elektrycznego PB. Był prorektorem Politechniki Białostockiej ds. nauki i pierwszym zastępcą rektora uczelni. W ciągu swej działalności zawodowej zgromadził bardzo poważny i ceniony również na arenie międzynarodowej dorobek naukowy. Jest autorem lub współautorem około 200 publikacji. Wiele z tych prac zawiera oryginalne koncepcje i rezultaty, rozwijane i pogłębiane przez licznych badaczy z różnych ośrodków naukowych Polski i świata. Profesor Mikołaj Busłowicz był również członkiem Komitetu Programowego oraz prelegentem wielu edycji Konferencji Automation organizowanej przez Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP.

W połowie października odbyła się kolejna edycja Spotkania Użytkowników Systemów B&R. W tegorocznej konferencji wzięło udział prawie 100 uczestników. Firma B&R zaprezentowała 10 praktycznych stanowisk, w których inżynierowie mogli nie tylko przedstawić gościom nowości technologiczne, jak np. technologię reACTION z mikrosekundowym czasem reakcji, lecz także przybliżyć praktyczne zagadnienia i przydatne funkcjonalności z zakresu budowania maszyn opcjonalnych, projektowania systemów bezpieczeństwa, efektywnego dobierania napędów i ich optymalizacji oraz wykorzystywania szerokich możliwości komunikacyjnych rozwiązań B&R.

Poza obszarem sprzętowo-programistycznym znalazły się dwie Kafejki Wiedzy. Jedna z nich dotyczyła współpracy firmy B&R z klientami w obszarze tworzenia miejsc praktyk dla studentów uczelni technicznych, druga prezentowała rozwój współpracy firmy z klientami końcowymi. Zaprezentowano także wdrożenia z wykorzystaniem rozwiązań B&R.

REKLAMA

Najnowsze technologie i trendy w dziedzinie pomiarów, zautomatyzowanych testów, wbudowanych systemów kontrolno-pomiarowych, a także ponad 300 gości, przedstawicieli przemysłu i nauki, 30 prezentacji technicznych, wystawy sprzętu firm partnerskich i bezpłatny egzamin Certified LabVIEW Associate Developer – tak w skrócie można podsumować konferencję firmy National Instruments, która odbyła się 29 października 2014 r. w Warszawie.

W ramach kilku ścieżek tematycznych eksperci zaprezentowali rozwiązania dla różnych gałęzi przemysłu, zaś przedstawiciele akademiccy – innowacyjne aplikacje opracowane przy użyciu narzędzi do graficznego projektowania systemów.

Z kolei inżynierowie National Instruments przedstawili możliwości najnowszych produktów i rozwiązań z dziedziny pomiarów, zautomatyzowanych testów, wbudowanych systemów kontrolno-pomiarowych oraz aplikacji.

6

Fot. Politechnika Białostocka, B&R, S. Ścibior (PAR), ABB

NIDays 2014

ABB zapowiedziała na szczycie klimatycznym ONZ w Nowym Jorku, że dołącza do globalnej akcji Programu Środowiskowego Organizacji Narodów Zjednoczonych na rzecz poprawy efektywności urządzeń i sprzętu. Przystąpienie do globalnego programu ONZ ma na celu rozpowszechnienie inwestycji ukierunkowanych na zakup urządzeń i sprzętu efektywnego energetycznie.

Firma będzie udostępniać doświadczenie zdobyte w dziedzinie efektywnych energetycznie silników i transformatorów, aby pomóc rządom opracowywać zasady przyspieszające oszczędność energii.

– ABB wiąże duże nadzieje z uczestnictwem w inicjatywie Organizacji Narodów Zjednoczonych i swoim wkładem w oddzielenie rozwoju gospodarczego od zużycia energii i emisji – mówi Ulrich Spiesshofer, prezes Grupy ABB. – Wiele efektywnych kosztowo i energetycznie technologii jest już dostępnych. Największym wkładem, jakiego można oczekiwać ze strony rządów i firm w dziedzinie zwalczania zmian klimatu w krótkim czasie, jest wspieranie wdrażania istniejących, sprawdzonych i często niedrogich technologii efektywniejszego korzystania z energii.

Silniki elektryczne odpowiadają za około 28 proc. globalnego zużycia energii. Wiele silników ma większe rozmiary niż potrzeba i większość z nich pracuje z pełną prędkością, nawet jeśli nie muszą. Oszczędności energii szybko się sumują, gdy silniki o dużej efektywności są używane w połączeniu z urządzeniami, które dopasowują ich prędkość do wykonywanego zadania – znanymi jako napędy bezstopniowe – ponieważ energia zużywana do pracy silnika w całym okresie jego eksploatacji kosztuje sto razy więcej niż sam silnik. Inwestowanie w silniki o dużej efektywności zazwyczaj charakteryzuje się wewnętrzną stopą zwrotu, która jest o ponad 100 proc. wyższa niż dla silników standardowych. Transformatory natomiast odpowiadają za około 3 proc. globalnego zużycia energii i przewiduje się, że ich liczba na rynkach wschodzących niemal potroi się do 2030 r. W związku z tym, że najbardziej efektywne transformatory zużywają 80 proc. mniej energii elektrycznej niż najmniej efektywne, istnieje tu olbrzymie pole do oszczędności. W pierwszej fazie programu ABB udostępni swoją wiedzę związaną z efektywnym wykorzystaniem energii w silnikach i transformatorach, łącznie z bieżącą polityką, przepisami i standardami, oraz rady dotyczące potencjalnych zastosowań najlepszych dostępnych technologii.

Program Środowiskowy Organizacji Narodów Zjednoczonych powinien spowodować przechodzenie na efektywne urządzenia i sprzęt w skali globalnej, co powinno doprowadzić do zmniejszenia zużycia energii elektrycznej na świecie o około 1500 TWh do 2030 r.

REKLAMA

Fot. Politechnika Białostocka, B&R, S. Ścibior (PAR), ABB

ABB promuje efektywność energetyczną

WYDARZENIA AKTUALNOŚCI

Polskie miasta będą bardziej efektywne energetycznie?

Prawie 90 proc. polskich samorządów uważa, że wydatki na zaopatrzenie w wodę i energię budynków, którymi zarządzają, są zbyt duże. Jednym z głównych powodów zwiększonych wydatków miast jest niska efektywność energetyczna budynków, a głównym powodem jest przestarzała sieć energetyczna i zainstalowane w budynkach urządzenia. O tym, jak wpłynąć na poziom zużycia wody i uzyskać realne oszczędności energii mówili specjaliści podczas specjalnego seminarium „Efektywność energetyczna budynków”, które odbyło się jesienią w Zabrzu w ramach projektu ECO-Miasto.

Według danych GUS opublikowanych w raporcie „Efektywność wykorzystania energii w latach 2001–2011”, średnioroczne tempo indywidualnego zużycia energii w tych latach wzrosło z poziomu 90 Mtoe do 102 Mtoe, czyli o 1,3 proc. rocznie. Do najbardziej energochłonnych czynności należy ogrzewanie pomieszczeń, gotowanie posiłków czy korzystanie

z urządzeń elektrycznych, w tym oświetlenia. Wraz z ciągłym wzrostem konsumpcji energii rosną straty energii w sieciach instalacyjnych budynków, co bezpośrednio jest związane z brakiem odpowiednich urządzeń dokonujących pomiaru zużycia oraz przestarzałą instalacją energetyczną i cieplną.

Realne oszczędności w budynkach mieszkalnych to obecnie jedno z największych wyzwań na drodze do efektywności energetycznej polskich miast. Istnieją już rozwiązania, które z łatwością umożliwiają uzyskanie 40 proc. oszczędności. Jak wskazali specjaliści z firmy Schneider Electric – globalnego specjalisty w zakresie zarządzania energią i partnera projektu ECO-Miasto – wykorzystanie nowych technologii jest narzędziem obniżenia rachunków dla samorządów i mieszkańców oraz poprawy jakości środowiska.

Technologie, o których wspominali specjaliści, pozwalają efektywnie zarządzać np. oświetleniem klatek schodowych, monitorować zużycie energii elektrycznej przez różne instalacje w budynku i wprowadzić zmiany w tych miejscach, gdzie jest ono nadmierne.

Powodów, dla których efektywność energetyczna jest tak ważna dla miast, jest kilka. Pierwszy to rosnące ceny energii, które według specjalistów nie będą spadać. Kolejny element to wymagania w zakresie redukcji emisji CO2 o 40 proc. do 2030 r., które nakłada na państwa Komisja Europejska. Trzeci to poprawa komfortu życia mieszkańców poprzez jasne i klarowne zarządzanie zużyciem energii we własnych domach oraz zwiększenie niezawodności instalacji w budynkach. Więcej informacji o projekcie i przykładach realizacji energoszczędnych miast można znaleźć na stronie www.eco-miasto.pl.

Aspern Seestadt Wiens to jeden z największych i najbardziej innowacyjnych projektów urbanistycznych w Europie. Całkowicie nowa dzielnica, położona na działce o powierzchni 240 ha na północno-wschodnich przedmieściach austriackiej stolicy, ustanowi nowy standard efektywności energetycznej i zrównoważenia środowiska. Joint venture Wiednia, miejskiego przedsiębiorstwa Wien Energie, dostawcy energii Wiener Netze oraz firmy Siemens wykorzystuje Aspern jako pewnego rodzaju laboratorium innowacji technologicznych. – Już od prawie trzech lat wykorzystujemy cywilne drony w ramach projektu badawczego monitorowania placów budowy Construct. Drony, które filmują i analizują warunki na placach budowy, to oktokoptery – małe, ośmiośmigłowe urządzenia, ważące mniej niż pięć kilogramów – mówi Claudia Windisch, kierowniczka grupy badawczej Videoanalytics w dziale badawczo-rozwojowym Corporate Technology Siemens.

Cyfrowa technologia powietrzna do monitorowania postępów budowy jest testowana w wiedeńskim Aspern oraz innych lokalizacjach. Pokrywające się w dużym stopniu zdjęcia budynków z powietrza są wykorzystywane do tworzenia trójwymiarowych modeli danej przestrzeni.

Badacze pracują nad systemem, który będzie wspierać operatorów dronów podczas wykonywania lotów poprzez tworzenie i stałe aktualizowanie trójwymiarowych modeli i oznaczanie kolorami obszarów problematycznych. Do uzyskania takiego poziomu

8

nakładania się zdjęć, który umożliwia stworzenie odpowiedniego modelu, potrzebne są dodatkowe zdjęcia. – Nasza technologia umożliwia nam ustalenie postępów w pracach budowlanych oraz wszelkich odstępstw od planów. Jednak ze względu na to, że znajdujący się na miejscu kierownicy budowy mają obecnie dostęp jedynie do dwuwymiarowych planów, postanowiliśmy wykorzystać w Aspern modele trójwymiarowe do stworzenia dwuwymiarowych obrazów aktualnej sytuacji. Można nałożyć tradycyjne, dwuwymiarowe plany CAD na dwuwymiarowe obrazy i następnie je porównać – wyjaśnia przedstawicielka Siemens.

W przyszłości proces ten zostanie zoptymalizowany, tak by umożliwić automatyczne porównywanie i graficzne odwzorowanie różnic między planami a aktualnymi rezultatami w postaci wirtualnych modeli trójwymiarowych.

Fot. Schneider Electric, www.aspern-seestadt.at, ProSoft Technology

Oktokoptery do monitoringu nowej dzielnicy Wiednia powstaną we współpracy z SIEMENSEM

Dwie betonowe wieże, sięgające na wysokość 20 m ponad poziomem gruntu po obu stronach ujścia Dartford Creek, są częścią systemu barier przeciwpowodziowych Dartford w hrabstwie Kent w Anglii, zarządzanego przez UK Environment Agency. Bariera jest okresowo zamykana, wraz z większą barierą znajdującą się u ujścia Tamizy, co zapobiega zalaniu Dartford i terenów przyległych przez cofające się wody rzeki wywołane dużą falą pływową. Pomiędzy betonowymi wieżami zostały zawieszone dwie stalowe grodzie, które są podnoszone i opuszczane za pomocą silników hydraulicznych z napędem bezpośrednim.

Kilka lat temu w systemie sterowania zaczęły pojawiać się pierwsze problemy związane z jego zużyciem, dlatego też zdecydowano się na jego modernizację. Oryginalny system, bazujący na instalacji przekaźnikowej, pracował przez ponad 30 lat, dlatego znalezienie do niego części zamiennych stanowiło coraz większy problem. Ze względu na niezawodność i koszty oferowanego rozwiązania oraz wsparcie ze strony Rockwell Automation zdecydowano się na skorzystanie z usług firmy ProSoft Technology. ProSoft Technology należy do programu Rockwell Automation Encompass Partner. Moduły PROFIBUS i radia przemysłowe firmy ProSoft Technology umożliwiają transmisję krytycznych danych z kontrolerów PAC z serii ControlLogix w systemie ochrony przeciwpowodziowej (ang. Flood Defense System).

W obu wieżach zainstalowano po dwa redundantne sterowniki PAC ControlLogix pochodzące z oferty Rockwell Automation, których zadaniem jest sterowanie otwieraniem i zamykaniem bariery. Ze względu na to, że większość znajdujących się tu urządzeń bazuje na rozwiązaniach PROFIBUS lub Siemens, w sterownikach PAC ControlLogix zastosowano również dwa moduły komunikacyjne PROFIBUS Master (MVI56-PDPMV1) produkcji ProSoft Technology, których zadaniem jest ułatwienie komunikacji z procesorami Rockwell Automation. Między wieżami poprowadzono kable światłowodowe stanowiące część systemu sterowania. Podczas montażu kabli łącze komunikacyjne realizowano za pomocą przemysłowych hotspotów 802.11 produkowanych przez ProSoft Technology. Rozwiązania z oferty ProSoft Technology ułatwiły prowadzenie prac inżynieryjnych, umożliwiając komunikację w obrębie systemu ControlLogix za pomocą pojedynczego protokołu. System umożliwia obecnie szybki przegląd danych, zarówno centralny, jak i zdalny, zapewniając wygodny dostęp do informacji diagnostycznych.

ULTRASZYBKA AUTOMATYKA

cZAS ODPOWIEDZI 1µs www.br-automation.com/reACTION

reACTION TECHNOLOGY

< < < < <

Zastępuje dedykowany sprzęt Swobodnie programowalne IEC 61131, biblioteka blokόw funkcyjnych Zmniejszone obciążenie sterownika Krόtszy cykl pracy maszyny

Dowiedz się więcej.

REKLAMA

Fot. Schneider Electric, www.aspern-seestadt.at, ProSoft Technology

Modernizacja systemu kontroli bariery przeciwpowodziowej

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

9

WYDARZENIA AKTUALNOŚCI

Umowa EPLAN i MITSUBISHI ELECTRIC EUROPE

Hartmut Pütz

Maximilian Brandl

Mitsubishi Electric Europe i Eplan, jako strategiczni partnerzy współpracujący w ramach programu e-F@ctory Alliance, pracują nad większą integracją środowisk środowisk Eplan Electric P8 i GX Works2. – Integracja z GX Works2 poprawia jakość projektu i spójność danych, a równocześnie obniża koszty i skraca czas projektowania naszym wspólnym klientom – mówi Hartmut Pütz, prezes Mitsubishi Electric’s Factory Automation – European Business Group.

Oddziały projektowe Mitsubishi Electric i Eplan ściśle współpracują przy zapewnieniu optymalnej integracji inżynierii elektrycznej i aplikacji do programowania PLC. Platforma Eplan i GX Works2 – czyli pakiet programowania firmy Mitsubishi Electric dla oferowanych przez nią sterowników PLC serii MELSEC – są obecnie połączone nowym interfejsem. Pozwala to klientom obu firm skrócić czas

projektowania o ponad 50 proc. Oto jeden ze scenariuszy zastosowań: inżynier zajmujący się elektryką tworzy diagram połączeń, a następnie za pomocą pojedynczego kliknięcia przyciskiem myszki wysyła informacje dotyczące adresów I/O i tekstów funkcyjnych do programisty PLC zajmującego się projektowaniem kontrolek GX Works2. Automatyczna wymiana danych eliminuje konieczność czasochłonnego wysyłania zapytań, co pozwala znacznie skrócić czas projektowania i uruchamiania systemów. Eplan Electric P8, stanowiący część tej platformy, łączy dane do planowania obwodów elektrycznych i technologii sterowania oraz związaną z nimi obszerną dokumentację. – Nasi globalni klienci zyskują na interfejsie między E-CAD i PLC oraz szerokiej dostępności komponentów w Eplan Data Portal. Co więcej, kooperacja z Mitsubishi Electric Europe wzmacnia naszą pozycję na rynku japońskim – zaznacza Maximilian Brandl, prezes Eplan.

Platforma Eplan zawiera wszystkie dane, począwszy od planowania wstępnego po szczegółowe dane inżynieryjne.

Informacje te mogą być wykorzystane jako podstawa dla kolejnych faz projektu, zorientowanych na automatyzację z wykorzystaniem sterowników PLC. Makra (biblioteki) i dane produktowe CAD od Mitsubishi Electric mogą być zintegrowane w celu przyspieszenia wyboru komponentów, konfiguracji i projektowania schematów. Po zakończeniu fazy inżynierii elektrycznej dane zapisane w Eplan mogą zostać bezpośrednio zaimportowane do GX Works2, zapewniając możliwość szybkiej konfiguracji i projektowania systemu.

„Odkryj przyszłość” – to hasło przyświecało firmie Conrad Business Supplies na tegorocznych monachijskich targach electronica, które odbyły się w dniach 11–14 listopada.

Firma zaprezentowała swoje najnowsze działania oraz szeroką ofertą produktową. Na powierzchni 180 m2 można było obejrzeć na żywo prezentacje najnowszych technologii oferowanych przez firmę oraz wziąć udział w fascynujących zabawach interaktywnych. Odwiedzający stoisko mogli także wygrać nagrody. Kulminacją obecności firmy Conrad na targach electronica był bankiet.

Należąca do Grupy Conrad firma SOS electronics, która specjalizuje się we wspieraniu klientów w krajach Europy Środkowej, otrzymała specjalną powierzchnię na stoisku Conrad, na której można było również spotkać brytyjską część firmy – Rapid Electronic. Obie firmy wzbogaciły wiedzę, doświadczenie i asortyment produktów firmy

10

Conrad na rynku dystrybucji komponentów oraz wniosły znaczące doświadczenie lokalne w zakresie wsparcia klientów.

Ważne miejsce na stoisku Conrad zajmował innowacyjny zestaw startowy WunderBar Internet of Things (IoT).

Pokazy na żywo pozwoliły gościom zrozumieć, co można osiągnąć dzięki WunderBar i zaprezentowały potencjał IoT. Inne prezentacje na żywo dotyczyły najnowszych produktów i innowacji spośród licznych marek własnych, z obszarów takich jak technika pomiarowa, zestawy rozwojowe oraz komponenty elektroniczne.

Kolejną atrakcją Conrad podczas targów electronica było skanowanie 3D, które pozwoliło gościom stworzyć własny skan w postaci „minibliźniaka 3D” oraz umożliwiło wygranie minidrukarki 3D. Aby podkreślić znaczenie hasła „Odkryj przyszłość”, na stoisku firmy Conrad zagościł wpływowy futurolog Sven Gábor Jánszky, który wygłosił wykład „2025 – jak będziemy żyć w przyszłości”.

– Od czasu ostatnich targów electronica, które odbyły się dwa lata temu, nasza firma szybko i znacznie się rozwinęła.

Bardzo cieszymy się, że jesteśmy w stanie pokazać i wytłumaczyć gościom, czym się zajmowaliśmy, jak możemy ich wspierać podczas opracowywania nowych produktów oraz sprostać potrzebom ich firm dzięki najnowszym komponentom, technologiom i innowacjom – mówi Holger Ruban, prezes Conrad Business Supplies.

Fot. Eplan, Conrad Business Supplies, Frost & Sullivan

CONRAD BUSINESS SUPPLIES na targach electronica

Wiodące technologie stworzą wielomiliardowe możliwości rynkowe

Nowa analiza Frost & Sullivan dotycząca 50 najbardziej innowacyjnych technologii, z uwzględnieniem ich zastosowania w najbliższej przyszłości, wskazuje na potrzebę ciągłej ewaluacji struktury biznesowej. Program TechVision wyróżnia korzyści wynikające z konwergencji technologii.

Frost & Sullivan ocenia, iż w ciągu najbliższych pięciu lat 50 największych globalnych technologii stworzy łącznie potencjał rynkowy o wartości 2,8 bln dolarów. W samym tylko 2013 r. globalne inwestycje w badania i rozwój, związane ze wspomnianymi 50 wiodącymi technologiami, wyniosły ponad 120 mld dolarów.

Program TechVision firmy Frost & Sullivan jest dostosowany do określania konkretnych technologii, które mogą mieć wpływ na działalność operacyjną firmy oraz wzmocnienie jej pozycji. – Ważnym celem jest pokazanie, w jaki sposób firmy poprzez współpracę mogą współtworzyć przyszłe rozwiązania z partnerami, z którymi wcześniej prawdopodobnie nie rozpoczęliby współdziałania. Tworzony jest konkretny przypadek biznesowy, który pomaga śledzić technologie i skupić się na możliwościach wartych wiele miliardów euro, wynikających z ewentualnej konwergencji technologii – zauważa Ankit A. Shukla, dyrektor zespołu Technical Insight na Europę.

W ramach programu TechVision zidentyfikowano wiele ciekawych przykładów konwergencji technologii. Możliwości wynikające z zastosowania samonaprawiającej się infrastruktury naftowej i gazowej (ang. self-healing oil and gas infrastructure) staną się rzeczywistością dzięki konwergencji elastycznej elektroniki i doskonałej powłoki hydrofobowej. Technologie rzeczywistości rozszerzonej (ang. augmented reality), w połączeniu z elektroniką noszoną na ciele (ang. wearable electronics), ulepszą doświadczenia użytkowników w sektorze konsumenckim, obronnym, edukacyjnym oraz użytkowników gier.

Sektor opieki zdrowotnej będzie czerpał korzyści z technologii druku 3D, która umożliwi m.in. gojenie ran z wykorzystaniem drukowanej w tej sposób skóry. Technologie te prawdopodobnie będą wprowadzane na szeroką skalę w latach 2019-2020.

– Znać świetną technologię to jedno, ale trzeba jeszcze wiedzieć, co można z nią zrobić – mówi Ankit A. Shukla. – Firmy łatwo dają się złapać w pułapkę najnowszego trendu, który nigdy nie przekłada się na uzyskanie zwrotu z inwestycji. Dlatego ważne jest, aby określić swój model biznesowy i wprowadzać do niego innowacje z większą dokładnością oraz tworzyć nowe koncepcje dla silniejszej stopy zwrotu.

50 wiodących innowacyjnych technologii zidentyfikowanych przez Frost & Sullivan pochodzi z dziewięciu różnych sektorów. Są to: technologie informacyjne i telekomunikacyjne, sprzęt medyczny i technologie obrazowania, zaawansowana produkcja i automatyzacja, sensory i urządzenia sterujące, materiały i powłoki, mikroelektronika, a także sektor czystego i zielonego środowiska naturalnego, zrównoważonej energetyki oraz ochrona zdrowia i ogólny dobrobyt.

REKLAMA

Fot. Eplan, Conrad Business Supplies, Frost & Sullivan

Przemysłowe routery GSM Robustel GoRugged R3000 2G, 3G, 4G 2 lub 4 × ethernet, USB 2 × DI, 2x DO 2 × SIM RS-232, RS-485 VPN szyfrowane Firewall, SDK GPS, WiFi Robustlink Cloud MicroSD -40 °C...+80 °C

biuro@navi-net.pl

tel. 71 723 49 35

www.navi-net.eu

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

11

WYDARZENIA RELACJE

Efektywna automatyzacja i utrzymanie ruchu

Zakład produkcyjny Danfoss w Grodzisku Mazowieckim specjalizuje się w produkcji kabli i mat grzejnych oraz komponentów do automatycznej kontroli, wykorzystywanych m.in. w układach chłodniczych i zabezpieczających.

Grodziski „kampus” jest najmocniejszym, obok lokalizacji w Danii, punktem na mapie europejskich działań Grupy Danfoss, a poczynione ostatnio inwestycje jeszcze zwiększyły jego potencjał produkcyjny.

12

Fabryka Danfoss w Grodzisku Mazowieckim, która powstała w 1998 r., składa się z dwóch hal. W jednej z nich produkowane są kable i maty grzejne.

– Wykonujemy kilkadziesiąt, w zależności od potrzeb odbiorców, grup produktowych, między innymi maty grzejne, kable grzejne do położenia bezpośrednio w posadzce, kable zewnętrzne do podgrzewania chodników, podjazdów i dachów, jak również kable inteligentne, czyli samoregulujące, które na różnych odcinkach mają różną oporność i tam, gdzie jest wymagana określona temperatura, kabel sam rozgrzewa się odcinkowo, a tam, gdzie temperatura jest wyższa od zadanej – pozostaje w swojej temperaturze – opowiada Jacek Stępiński, starszy kierownik do spraw projektów utrzymania ruchu w Danfoss Poland.

Kable zewnętrzne, chociaż nie należą do najtańszych rozwiązań, cieszą się coraz większym zainteresowaniem na rynku. – Układy naszych kabli zewnętrznych są zamontowane między innymi na dachu lotniska w Gdańsku. Są też stosowane na przykład do podgrzewania przystanków autobusowych czy wiaduktów, które w ten sposób są odszraniane – mówi Jarosław Strzelczyk, starszy dyrektor operacyjny w Danfoss Poland. Z dobrodziejstw tego rozwiązania korzysta również sama fabryka – kable zostały zamontowane do

podgrzewania niektórych wejść do budynków.

Możliwości zastosowań wspomnianych kabli są jednak znacznie szersze. – Od niespełna roku kable grzejne Danfoss są wykorzystywane nawet do ogrzewania powierzchni okien okrętowych – zaznacza Krzysztof Powała, kierownik ds. kluczowych klientów w Dziale Komponentów Automatyki Przemysłowej spółki Danfoss Poland.

Produkcja kabli grzejnych w grodziskiej fabryce odbywa się na linii, na której pracuje osiem wytłaczarek ślimakowych. Ciąg produkcyjny rozpoczyna się od zasypu oraz od wytłaczarki i podawania drutu oporowego i drutu do oplotu. Następnie przez układ chłodzenia i sprawdzania przebiciowego markowane są odcinki kabla, by były łatwo identyfikowalne w zakresie rodzaju, typu, oporności. Dopiero wtedy następuje etap połączenia kabla z matą.

W drugiej części fabryki produkowane są komponenty do automatycznej kontroli, wykorzystywane np. w układach chłodniczych i zabezpieczających.

Najważniejszymi są tzw. przełączniki – presostaty i termostaty – oraz zawory używane do kontroli przepływu czynnika chłodniczego. – Jednym z nich chciałbym się szczególnie pochwalić: presostat RT w tym lub podobnym wariancie jest obecny na rynku od 70 lat, a sprze-

Fot. U. Chojnacka (PAR), Danfoss

Z wizytą w fabryce Danfoss Poland

Fot. U. Chojnacka (PAR), Danfoss

Flexomat – instrukcje robocze dla operatorów wyświetlane są w odpowiedniej kolejności na monitorach

daży mógłby mu pozazdrościć niejeden oparty na nowoczesnej elektronice – podkreśla Jacek Stępiński.

Fabryka w Grodzisku wykorzystuje system pick-by-light. To rozwiązanie jest przydatne zwłaszcza tam, gdzie mamy do czynienia z ręczną kompletacją i sortowaniem komponentów. – Gdy pojawia się zlecenie, dzięki zapalonym lampkom pracownik wie, które komponenty ma pobrać. Jeśli lampka gdzieś się pali, wiadomo, że ten komponent nie został jeszcze pobrany. To rozwiązanie znacznie ułatwiło nam pracę. Jednocześnie jednak doszło wiele nowych produktów i to jest problem, ponieważ trzeba ten – bądź co bądź bardzo drogi – system modyfikować, by wprowadzić do niego kolejne elementy i by reagował on na ich pobieranie – opowiada Jacek Stępiński.

Zakład w Grodzisku zatrudnia około 800 osób. Pełna automatyzacja procesów nie jest planowana i, jak podkreślają przedstawiciele spółki, nie miałaby sensu. – Produkujemy tutaj około pięciu tysięcy wyrobów gotowych/kodów, na które składa się około 40 rodzin produktów, a w przypadku linii w pełni zautomatyzowanych jednym z największych kłopotów jest przezbrajanie. W grę wchodzą też inne czynniki – niektóre linie pracują na trzy zmiany, inne na jedną, są też takie, które nie pracują codziennie, w związku z tym pełna automatyzacja byłaby droga i nieefektywna, bo nie w pełni wykorzystana. Mielibyśmy przestoje i mniejszą elastyczność produkcji – tłumaczy Jarosław Strzelczyk. W planach jest natomiast częściowa automatyzacja procesów, w których praca człowieka nie jest potrzebna lub wskazana.

Grodziska fabryka stawia na autonomiczne utrzymanie ruchu – gdy konieczne są drobne przestrojenia, mogą ich dokonać pracownicy produkcji.

Zakład świadczy też na zasadzie outsour-

Poprawność deklarowanych parametrów wyrobów finalnie sprawdzana jest na stanowiskach kontroli jakości

cingu utrzymanie ruchu dla innych firm, w tym dla spółki joint venture – Danfoss Saginomiya. Wielu pracowników produkcji ma kompetencje pozwalające im na pracę w obu halach i na różnych stanowiskach. – Pracownicy mają matrycę kompetencji i na jej podstawie osoby z kompetencjami z różnych działów są wymieniane. Dzięki temu sezonowa fluktuacja zamówień nie wiąże się z koniecznością przyuczania pracowników do nowych prac, odchodzenia jednych, przychodzenia innych itp. Temu między innymi zawdzięczamy 25-procentowe zwiększenie wydajności i produkcji po przeniesieniu produkcji z Danii do Polski. Możliwości naszej fabryki były jedną z kluczowych kwestii, które zdecydowały o przeniesieniu produkcji z Danii do nas – mówi Jacek Stępiński.

Na początku działalności w Polsce Danfoss stawiał gównie na produkcję zaworów i termostatów grzejnikowych.

Później produkcja była systematycznie poszerzana: najpierw o styczniki, presostaty czy zawory, a od 2007 r. – także o pompy ciepła, których produkcję pięć lat później przeniesiono do Szwecji. Dziś Grodzisk produkuje znaczną część na potrzeby dywizji Refrigeration & A/C Controls. – Nasza produkcja to około 20 procent światowej produkcji Danfoss w tej dywizji, a wyroby trafiają na cały świat, przy czym blisko 60 procent odbiorców stanowią odbiorcy z Europy, w tym Rosji, a ponadto także z Bliskiego Wschodu, ponad 20 procent – z Azji, 10 procent z Ameryki Północnej, a poniżej 10 procent – z Ameryki Południowej i reszty świata – mówi Jarosław Strzelczyk.

Produkcja kabli i mat grzejnych była przenoszona stopniowo. Pierwszy etap rozpoczął się w 2008 r., ostatni zakończył się w ubiegłym. Obecnie cała produkcja Grupy Danfoss wyrobów pod marką Devi – czyli mat grzejnych i kabli – odbywa się

już w Grodzisku Mazowieckim. – Nasza produkcja zaopatruje obecnie wszystkie kraje, zarówno w Europie, jak i na całym świecie, przy czym na rynek europejski, uwzględniając Rosję, trafia ponad 80 procent – podkreśla Jarosław Strzelczyk.

W przypadku elektrycznego ogrzewania podłogowego aż 70 proc. całego obrotu Grupy Danfoss pochodzi z wyrobów wyprodukowanych w Polsce.

Serwis dla większości zainstalowanych w grodziskiej fabryce maszyn Danfoss zapewnia we własnym zakresie, jednak są wyjątki. Należy do nich m.in. piec marki Mahler używany do lutowania – w tym przypadku firma korzysta z serwisu zewnętrznego, a przegląd odbywa się co dwa lata. Jak zauważa Jacek Stępiński, każde z tych rozwiązań ma swoje wady i zalety. – Korzystanie z usług zewnętrznych pozwala na optymalizowanie utrzymania ruchu, ale jednocześnie trzeba liczyć się z kosztami. Nierzadko własnymi siłami można zrobić więcej i lepiej.

Tak więc w części obszarów zamawiamy serwisy zewnętrzne, w innych radzimy sobie sami – wyjaśnia starszy kierownik do spraw projektów utrzymania ruchu w Danfoss Poland.

Fabryka w Grodzisku Mazowieckim jest również wyposażona w nowoczesne stanowiska zrobotyzowane. Jednym z nich jest zakupione przez duński oddział firmy i przeniesione do Polski wtedy, gdy zapadła decyzja o przeniesieniu tu produkcji z Danii, zrobotyzowane urządzenie do produkcji zaworu KV, które jest w stanie zastąpić kilku pracowników – zamiast trzech osób na trzech stanowiskach pracuje jedna na jednym. Jego wielką zaletą jest niska awaryjność robotów, jednak samo stanowisko jest dużym wyzwaniem dla utrzymania ruchu.

– To zrobotyzowane rozwiązanie pozwala nam na o wiele większą wydajność – przyznaje Jacek Stępiński, dodając jednak, że

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

13

WYDARZENIA RELACJE

Presostat RT jest obecny na rynku od kilkudziesięciu lat i wciąż notuje wysoką sprzedaż

z kolei na mniejszych, niezrobotyzowanych maszynach fabryka może szybko zacząć produkować inne niż jeszcze przed chwilą wyroby, co w przypadku stanowiska zrobotyzowanego nie jest ani łatwe, ani opłacalne. Wśród zalet zrobotyzowanego rozwiązania należy też wymienić kamerę wizyjną, która sprawdza m.in. kontur i cień elementów i dzięki temu wychwytuje produkt, który ma nie w pełni zgodny z wymaganiami wymiar. W razie wykrycia wady produkt bocznym torem wraca do operatora.

Kolejne miejsce w grodziskiej fabryce to lutowarka wielostanowiskowa. Najczęściej występujące na tym stanowisku problemy to przegrzanie i spadek poziomu mieszanki gazu. – To jedna z trzech maszyn, która ma cotygodniowy przegląd, podczas gdy inne mają przeglądy dwutygodniowe, miesięczne, kwartalne lub rzadsze – mówi Jacek Stępiński. Na stanowisku zainstalowany jest system monitorowania, a w miejscach, gdzie następuje proces lutowania – dwie kamery pokazujące rozkład ciepła.

W realizacji i w planach są również inwestycje związane z energooszczędnością. Wśród ostatnich była zmiana oświetlenia na jednej z hal, a ponadto modernizacja wentylacji. – Idziemy w kierunku, który promujemy w naszych produktach w całej Grupie Danfoss – energooszczędności. Przechodzimy na układy, które są sterowane automatycznie. To dość drogie modernizacje. Te inwestycje są już zaplanowane i chcemy je przeprowadzić w najbliższym roku lub dwóch latach. Obecnie modernizujemy instalację sprężonego powietrza – mówi Jarosław Strzelczyk.

W najbliższych latach planowane jest też zainstalowanie klimatyzacji w starszej hali, która w przeciwieństwie do tej później powstałej, nie jest w nią wyposażona.

14

Największą bolączką w lean manufacturing są ogromne ilości kabla, które fabryka musi magazynować i ponosić związane z tym koszty

Danfoss w Polsce realizuje również inwestycje zwiększające potencjał produkcyjny – kilka miesięcy temu spółka zakupiła w Grodzisku grunt obok już funkcjonującej fabryki z myślą o rozszerzeniu produkcji w przyszłości, na co nie byłoby miejsca w istniejących halach. – Polska ma w Grupie Danfoss bardzo wysoką ocenę, a Grodzisk – jako jedyny w Europie obok lokalizacji w Danii – jest określany mianem kampusu. Tak określane są miejsca, w których Danfoss chce intensywniej się rozwijać i planuje inwestycje z różnych obszarów. Na nowych terenach możemy zbudować hale większe niż te istniejące. Przy dwóch poziomach udałoby się nam uzyskać nawet 20 tysięcy metrów kwadratowych powierzchni – zaznacza Jarosław Strzelczyk.

Polska spółka Danfoss, do której należą cztery fabryki w Polsce, zajmuje pod względem zatrudnienia 5. miejsce w całej Grupie Danfoss, a pod względem obrotów – 12. – Zawsze naszym kluczem do rynku była dostępność produktów. Zawdzięczamy to temu, że zbudowaliśmy szeroką sieć dystrybucji, co nie jest aż takie powszechne, bo wiele firm bazuje na sprzedaży bezpośredniej – podkreśla Krzysztof Powała.

Polska spółka Danfoss powstała w 1991 r., jednak jej produkty były w Polsce obecne już od lat 80. – Gdy więc po zmianach ustrojowych w centrali Danfoss w Danii zapadła decyzja o wejściu na rynek Europy Wschodniej, Polska była dość naturalnym wyborem. Jednocześnie nasz kraj był pierwszym rynkiem spoza Europy Zachodniej, w którym pojawiła się firma. Dopiero później Danfoss pojawił się w Rosji, Chinach czy Indiach. Można powiedzieć, że globalizacja w Danfoss rozpoczęła się od Polski – stwierdza Jarosław Strzelczyk.

Dziś firma w zakresie ogrzewnictwa oferuje m.in. bardzo nowoczesne rozwiązanie do budynków inteligentnych, które pozwala sterować ogrzewaniem w całym budynku z panelu dotykowego, a system grzewczy jest skomunikowany drogą radiową. Najsilniejszym jednak segmentem Danfossa jest dziś chłodnictwo. Firma jest też znana m.in. z rozwiązań automatyki przemysłowej oraz przetwornic częstotliwości. W tym ostatnim segmencie chce stać się w najbliższych latach numerem 1 na świecie.

Obecnie trwa kampania marki Danfoss pod nazwą Engineering Tomorrow.

– Koncepcja powstała w naszej duńskiej centrali, ale kampania jest globalna i obejmuje wszystkie filie firmy na całym świecie – wyjaśnia Krzysztof Powała. Nowa koncepcja marki Danfoss odwołuje się do dziedzictwa firmy i jest połączeniem potencjału inżynierii z określeniem głównych obszarów, w których Danfoss poszukuje innowacji. Są to: infrastruktura, przemysł spożywczy, energia i klimat.

Aspiracje Danfoss związane z koncepcją Engineering Tomorrow przedstawia film, który można obejrzeć na stronie: www.danfoss.com/about/engineering-tomorrow/.

Urszula Chojnacka Współpraca: Jolanta Górska-Szkaradek PAR

Zobacz więcej Pobierz bezpłatną aplikację PAR+ App Store | Google Play

AKTUALNOŚCI WYDARZENIA

Fot. U. Chojnacka (PAR), ASTOR, PIAP

Tytuł Innovatora Małopolski 2014 dla firmy ASTOR W zorganizowanym po raz dziewiąty prestiżowym konkursie Innovator Małopolski tytuł Innovatora Małopolski 2014 w kategorii średnich przedsiębiorstw otrzymała firma ASTOR. Nagrodę przyznano za interaktywną wystawę robotyki i technologii IT dostępną w głównej siedzibie firmy – ASTOR Innovation Room.

Ideą konkursu, organizowanego przez Centrum Transferu Technologii Politechniki Krakowskiej oraz Urząd Marszałkowski Województwa Małopolskiego jest nagradzanie firm, które wyróżniają się nowatorskimi rozwiązaniami biznesowymi oraz innowacyjnymi produktami i technologiami. To konkurs, dzięki któremu Małopolska pokazana jest jako miejsce sprzyjające przedsiębiorczości i wychodzeniu poza utarte schematy.

ASTOR Innovation Room jest przykładem nieszablonowego podejścia do przybliżenia zagadnień z dziedziny automatyki przemysłowej i systemów IT. Jest to miejsce, w którym działają nowoczesne systemy produkcyjne oparte na robotach Kawasaki i EPSON, nadzorowane przez sterowniki GE Intelligent Platforms oraz oprogramowanie SCADA i MES firmy Wonderware. AIR to coś więcej niż aplikacje demo czy laboratorium – są tu realizowane prawdziwe procesy produkcyjne: zrobotyzowane spawanie, paletyzacja i pakowanie.

AIR został stworzony dla wszystkich zainteresowanych nowoczesnymi metodami produkcji, m.in. z myślą o zakładach produkcyjnych, firmach integratorskich, uczelniach wyższych i szkołach. Firmy produkcyjne nie tylko mogą obserwować zautomatyzowaną produkcję, ale też wykonać testy robotyzacji procesów zachodzących w ich zakładach.

Pozwala to zweryfikować rozwiązanie oraz przeanalizować jego szczegóły.

Drukowanie 3D – konferencja dla przemysłu 14 stycznia 2015 r. odbędzie się pierwsza konferencja dla przemysłu pt. „Drukowanie 3D – nowy kierunek w polskim przemyśle”, organizowana przez PIAP design. Ideą konferencji jest usystematyzowanie wiedzy na temat doboru właściwej technologii druku 3D do aplikacji przemysłowych, a także pokazanie możliwości i korzyści, jakie daje nowoczesny druk 3D. Prelegentami będą dystrybutorzy profesjonalnych drukarek 3D i centrów wytwórczych, eksperci ze świata nauki, którzy od wielu lat zajmują się badaniami nad technologiami druku 3D i rozwiązują problemy przemysłu oraz użytkownicy, których zakłady produkcyjne wdrożyły technologie druku 3D. Udział w konferencji to niepowtarzalna okazja, aby otrzymać praktyczną wiedzę na temat rozwiązań z obszaru technologii wytwarzania przyrostowego oraz nowych materiałów do produkcji użytecznych części urządzeń mechanicznych.

Eksperci PIAP design zapraszają przedstawicieli firm, przedsiębiorstw produkcyjnych oraz agencji reklamowych zainteresowanych drukiem 3D. Konferencja skierowana jest również do projektantów, konstruktorów, technologów, przedstawicieli nauki oraz wszystkich osób poszukujących nowych rozwiązań, wykorzystujących technologię druku 3D. Więcej informacji na temat konferencji można znaleźć na stronie www.design.piap.pl.

REKLAMA

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

15

WYDARZENIA RELACJE

Fabryka Danfoss w Grodzisku Mazowieckim

SUR w teorii i praktyce Już po raz ósmy odbyło się Forum Służb Utrzymania Ruchu organizowane przez firmę MOVIDA Conferences. Wyjątkową atrakcją tegorocznego spotkania, efektywnie łączącego zagadnienia teoretyczne z praktycznymi przykładami, była możliwość zwiedzenia zakładów produkcyjnych Danfoss i SM Mlekovita.

16

Doroczne spotkania z obszaru SUR skupiają przede wszystkim osoby ceniące samodoskonalenie i rozwój zawodowy, ponieważ bardzo wysoki poziom merytoryczny czyni forum unikatowym w skali rynku. W trakcie tegorocznego forum, które odbyło się w dniach 14–16 października 2014 r., przedstawiciele działów utrzymania ruchu mieli niepowtarzalną okazję do wyjątkowego, bo odsłaniającego techniczne kulisy ich działania, zwiedzania dwóch zakładów produkcyjnych: Danfoss oraz SM Mlekovita.

Celem forum jest podnoszenie kompetencji zawodowych osób związanych z obszarem SUR, ale również ich integracja środowiskowa, która sprzyja cennej wymianie doświadczeń.

Tematyka spotkań jest kształtowana

pod wpływem znaczących wydarzeń gospodarczych, zmian przepisów prawa czy wdrożenia nowoczesnych standardów i nowatorskich rozwiązań, z których warto czerpać inspiracje. Również w bieżącym roku, po dogłębnym zbadaniu potrzeb rynku i wnikliwej analizie wskazanych tematów, został stworzony projekt, w którym wzięli udział najwyższej klasy eksperci i wybitni prelegenci-praktycy. Podczas tego cenionego przez specjalistów wydarzenia przedstawiono ponad 10 niepublikowanych wcześniej studiów przypadków oraz poruszono tematy związane z optymalizacją pracy działu UR, aspektami technicznymi i oszczędnościowymi.

Dzięki formule spotkania masterclass, tj. praktycy dla praktyków, uczestnicy

Fot. Danfoss, MOVIDA Conferences

VIII Forum Służb Utrzymania Ruchu

Część tlenowa oczyszczalni SM Mlekovita w Wysokiem Mazowieckiem

Fot. Danfoss, MOVIDA Conferences

Obiekty instalacji biogazowej – odsiarczalnia SM Mlekovita w Wysokiem Mazowieckiem

mieli możliwość wymiany doświadczeń z przedstawicielami różnych firm i branż, co zawsze inspiruje do wdrożenia kolejnych rozwiązań, optymalizujących działania SUR we własnych zakładach. Najwyższy poziom merytoryczny był możliwy dzięki współpracy z praktykami z wiodących firm, jak Danfoss, SM Mlekovita, Volvo Polska, Kompania Piwowarska, General Motors oraz Pruftechnik-Wibrem, Cooper Standard CSF czy Centrum Projektowo-Doradczo-Szkoleniowe PROFEN, Frito Lay i ANT. Eksperci poruszyli wątek współpracy działu UR z produkcją oraz skupili się na zmieniających się normach bezpieczeństwa maszyn i urządzeń.

Równie rzeczowa była prelekcja na

temat możliwości monitoringu stanu technicznego maszyn, a ponadto uczestnicy spotkania mieli okazję przeanalizować opłacalność wdrożenia systemu WCM oraz zapoznali się z nowoczesnymi rozwiązaniami energooszczędnymi w zakładach produkcyjnych.

Bardzo cenna była również dyskusja na temat praktycznych sposobów dokumentowania zapisów dotyczących prac SUR. Rzeczowa część merytoryczno-wykładowa została uzupełniona o zwiedzanie dwóch zakładów produkcyjnych, należących do Danfoss i SM Mlekovita. W zakładzie Danfoss uczestnicy mieli okazję zobaczyć rozwiązania efektywnego, opartego na miernikach, profesjonalnego systemu utrzymania ruchu. Metodologia TPM

i narzędzia lean manufacturing z powodzeniem przełożyły się na sukces: uzyskanie certyfikatu ISO/TS, będącego potwierdzeniem rygorystycznych wymagań przemysłu samochodowego, bez żadnych niezgodności w obszarze utrzymania ruchu. Z kolei dzięki gościnności SM Mlekovita uczestnicy forum mogli bezpośrednio zapoznać się z systemem utrzymania ruchu energetycznego w kotłowni gazowej, wraz z elektrociepłownią o mocy 1,6 MW, i w oczyszczalni ścieków, wraz z produkcją energii elektrycznej w elektrowni biogazowej.

Wizyty we wzorcowych, dbających o najwyższą jakość zakładach i współpraca z najlepszymi praktykami to znak rozpoznawczy spotkań podnoszących kompetencje zawodowe, jakie organizuje firma MOVIDA Conferences.

Konkretne rozwiązania oraz szczególna dbałość o jakość na każdym etapie organizacyjnym gwarantują uczestnikom praktyczną wiedzę, właśnie poprzez dokładne wyeksponowanie najlepszych praktyk na rynku. VIII Forum SUR było okazją do ciekawych dyskusji, wymiany doświadczeń czy nawiązania kontaktów biznesowych i zostało bardzo wysoko ocenione przez szefów UR i produkcji, dlatego już dziś organizator zaprasza na spotkanie dla rzetelnych pracowników w 2015 r. Na stronie internetowej www.movida.com.pl można prześledzić relację z wydarzenia, a także zapoznać się z materiałami pokonferencyjnymi oraz kolejnymi wartościowymi projektami.

Dzięki wieloletniemu doświadczeniu i fachowej wiedzy zespół firmy MOVIDA Conferences z powodzeniem realizuje projekty z obszaru organizacji specjalistycznych konferencji dla profesjonalistów i aranżacji różnego rodzaju wystaw. Pasja i zaangażowanie widoczne są również w autorskiej akcji społecznej typu non-profit (biało-czerwona.org). Wszystkie wspomniane działania łączy motto „Wiedza ze źródeł”: znak niepowtarzalnej jakości, który charakteryzuje profesjonalizm i doskonałą wartość merytoryczną podejmowanych inicjatyw.

Joanna Świeczko

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

PAR

17

WYDARZENIA RELACJE

Poznań na cztery dni stał się międzynarodową stolicą branży opakowaniowej i logistycznej.

Odbywające się cyklicznie co dwa lata targi Taropak gościły specjalistów i przedstawicieli z największych firm polskich i zagranicznych.

wystawiało się ponad 1,3 tys. firm z 45 krajów, prezentując 450 nowości produktowych. Wystawcy targów Taropak przedstawili ponad dwieście nowoczesnych rozwiązań, z których 12 zostało wyróżnionych Złotym Medalem MTP. Wśród tegorocznych nowości na szczególną uwagę zasługiwały urządzenia i maszyny wspierające proces automatyzacji. Wiele nowoczesnych rozwiązań pojawiło się również w zakresie logistyki, gdzie widoczny jest intensywny rozwój technologii. Optymalizacja procesów, usprawnienie ciągów komunikacyjnych, śledzenie łańcucha dostaw – wszystko to wymaga odpowiedniego oprogramowania i automatyzacji.

Robotyka w centrum zainteresowania Miniona edycja Międzynarodowych Targów Techniki Pakowania i Logistyki Taropak, która odbyła się w dniach 27 września – 2 października 2014 r., zgromadziła na Międzynarodowych Targach Poznańskich ponad 500 wystawców, którzy swoimi ekspozycjami wypełnili pięć pawilonów wystawienniczych oraz znaczną część głównego placu na terenie zewnętrznym. Równocześnie odbywały się także targi Polagra Tech, Polagra Food, Polagra Gastro, Invest Hotel i Smaki Regionów, jednak to targi Taropak były największym wydarzeniem wystawienniczym. Łącznie, w czasie czterech dni, na wszystkich targach

18

Zrobotyzowane stoiska do pakowania oraz paletyzacji, jak również przykłady linii produkcyjnych wykorzystujących roboty przemysłowe, cieszyły się dużym zainteresowaniem wśród odwiedzających.

Coraz powszechniejsze na targach są wspólne stoiska producentów i integratorów, mające na celu zaprezentowanie szerszego spektrum działań. Podążając za tym trendem, firma integratorska Blumenbecker przygotowała wraz z firmą KUKA stanowisko łączące linię pakowania, na której pracowały dwa roboty firmy KUKA serii AGILUS oraz stanowisko do paletyzacji. Robot paletyzujący serii KR QUANTEC PA zaprezentował

możliwości szybkiego i precyzyjnego układania pojemników zbiorczych wypełnionych uprzednio w procesie pakowania puszkami metalowymi.

Na wspólnym stanowisku firm Comau i GEMA prezentowano praktyczne zastosowanie robotów przemysłowych w linii pakująco-paletyzującej, wyposażonej w maszyny do owijania w folie stretch firmy GEMA. Firma ta jest nie tylko certyfikowanym integratorem robotów Comau, ale przede wszystkim polskim producentem maszyn do pakowania w folie stretch oraz maszyn do pakowania w kaptury termokurczliwe i w kaptury stretch.

WObit na swoim stanowisku zaprezentował nową wersję robota SCARA, wykonaną na silnikach serwo, która idealnie sprawdza się w takich aplikacjach, jak pakowanie i powtarzalny montaż.

Uczestnicy mieli również okazję zobaczyć demo silnika liniowego produkcji CPC. Na stoisku Przemysłowego Instytutu Automatyki i Pomiarów PIAP prezentowany był robot KR5 firmy KUKA, wyposażony w podciśnieniowy chwytak wykonany metodą druku 3D, który został zastosowany do paletyzacji i depaletyzacji elementów.

Firma SKK przedstawiła urządzenia do znakowania i automatycznej identyfikacji – roboty przemysłowe, etykieciarki, drukarki etykiet, przenośne komputery i czytniki kodów kreskowych, a także oprogramowanie do projektowania

Fot. MTP, K. Jakubek (AutomatykaOnline.pl)

TAROPAK 2014 – biznes w najlepszym wydaniu

i druku etykiet, zarządzania magazynem oraz rejestracji operacji produkcyjnych.

FANUC w czasie targów zaprezentował trzy rozwiązania zrobotyzowane, oparte na robotach tej firmy. Pierwsze rozwiązanie bazowało na robocie M-3iA/12H. Robot z dużą szybkością i precyzją pakował szklane opakowania jednostkowe do opakowania zbiorczego.

Na drugim stanowisku pokazowym robot M1iA/0.5S lokalizował metalowe łożyska za pomocą systemu wizyjnego iRVision, następnie pobierał je i wkładał do odpowiednich otworów. Na ostatnim stanowisku, przygotowanym wspólnie z firmą Wikpol, zaprezentowano możliwości robota z serii M2iA/3SL w procesie pakowania czekoladek.

Rekordowa liczba zwiedzających Liczba zwiedzających znacznie przekroczyła początkowe założenia organizatorów. Tegoroczne targi odwiedziło ponad 60 tys. uczestników z całego świata.

Blok targów Polagra, wraz z największym w tej grupie Taropakiem, zwiedziło około 130 delegacji z takich krajów, jak Uzbekistan, Tadżykistan, Iran, Algieria, Egipt, Turcja, Kazachstan, Białoruś, Ukraina, Litwa, Rosja, Chiny, Zjednoczone Emiraty Arabskie, Meksyk czy Kanada.

– Potencjał polskiego opakowalnictwa jest imponujący, a co najważniejsze chcą z niego korzystać przedsiębiorcy z najróżniejszych branż. Naturalnie największy udział w spotkaniach mieli przedsiębiorcy reprezentujący branżę FMCG, ale zdecydowany akcent farmaceutyki, kosmetologii czy motoryzacji daje sporo do myślenia – mówi Joanna Kucharska, dyrektor targów Taropak.

Jak podają organizatorzy, zwiększył się również procent zwiedzających, stanowiących pion zarządzający międzynarodowych koncernów, sieci handlowych i prężnie rozwijających się przedsiębiorstw.

Fot. MTP, K. Jakubek (AutomatykaOnline.pl)

Złote Medale MTP Złoty Medal MTP to prestiżowa i wysoko ceniona nagroda dla wystawców, o którą w każdej edycji – od ponad 30 lat – ubiegają się uczestnicy targów. W konkursie rokrocznie startuje kilkaset produktów, które poddawane są wnikliwej analizie ekspertów pod kątem innowacyjności rozwiązań, estetyki wykonania, ergonomii czy bezpieczeństwa dla środowiska. Przyznawana nagroda jest świadectwem wysokiej jakości produktu, która dodatkowo pomaga wzmocnić jego pozycję na rynku.

Złoty Medal MTP jest również dla laureatów przepustką do walki o równie cenne wyróżnienie, jakim jest Złoty

Medal MTP – Wybór Konsumentów.

W tym konkursie decydują już tylko głosy zwiedzających i internautów, a zwycięzca jest tylko jeden. Swoje głosy na wybrane produkty można przyznawać na stronie www.zlotymedal.mtp.pl w ciągu 30 dni od dnia rozpoczęcia targów.

W tegorocznej edycji targów Złote Medale otrzymały produkty: Platynki drukowane techniką Flexo HD, wykonane z ekologicznego surowca Ecor FPO Leaf (Ecor Product); przekładka transportowa Kartonplast (Gekoplast); samojezdny robot do owijania ładunków folią stretch, model Motion (PKG Group); opakowanie do umytych owoców i warzyw (Janfruit); słój wielopoziomowy 710 i 1400 (Klar Glass); automat pakujący Polpak D2000ECO (Polpak); słoik kosmetyczny typu air less (Promens); urządzenie przeznaczone do kartonowania zbiorczego RKZ-22, 5 (Radpak Fabryka Maszyn Pakujących); Veraplex Craft powlekany papierem (Sudpack Polska); półautomatyczna owijarka Plana ze stołem obrotowym do owijania folią stretch ładunków paletowych (C&C Group); Graphit Composite System (Trilogiq) oraz brama rolowana samonaprawiająca WinSelf (Winterwarm Polska).

– Liczba i jakość produktów wyróżnionych Złotym Medalem to efekt nieprzeciętnego zaangażowania wystawców, za które bardzo dziękujemy. Cieszy fakt, że to właśnie takie firmy budują i kreują z nami przyszłość branży opakowaniowej i logistycznej, która maluje się w niezwykle optymistycznych barwach – podkreśla Joanna Kucharska.

Podsumowanie Organizatorom Międzynarodowych Targów Techniki Pakowania i Logistyki przyświeca jedna, bardzo prosta, ale jakże ważna idea tworzenia przyjaznej przestrzeni biznesowej, w której miejsce dla siebie znajdą zarówno zwiedzający, jak i wystawcy, przedstawiciele mediów branżowych, instytucji czy stowarzyszeń. Tegoroczne wydarzenie pokazało, jak ogromny potencjał mają branża opakowaniowa i logistyki. Kolejna edycja Międzynarodowych Targów Techniki Pakowania i Logistyki Taropak odbędzie się dokładnie za dwa lata. Wcześniej, w dniach 21–24 września 2015 r., odbędą się Targi Opakowań dla Przemysłu Spożywczego Pakfood.

Katarzyna Jakubek AutomatykaOnline.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

19

WYDARZENIA AKTUALNOŚCI

HaPeS w jubileuszowym wydaniu

igus pomaga sprostać wymaganiom dyrektywy RoHS Polimerowe łożyska ślizgowe iglidur firmy igus są dostosowane do wymogów dyrektywy RoHS. Łożyska z tworzyw sztucznych są wydajniejsze i nie wywierają negatywnego wpływu na środowisko naturalne. Seria iglidur znajdzie zastosowanie w wielu branżach przemysłu. – Do 1 lipca 2006 roku producenci łożysk mieli wyjątkowy przywilej, który pozwalał im wprowadzać na rynek łożyska zawierające w sobie między innymi ołów, a zatem potencjalnie niebezpieczne dla rynku – wyjaśnia Michał Obrębski, manager produktu łożyska ślizgowe w firmie igus, dodając, że na rynku wciąż działają producenci, którzy nie dostosowali się do wymogów dyrektywy RoHS. Powszechne przykłady aplikacji obejmują zastosowanie ołowiu w stopach lutowniczych lub jako składnik łożysk metalowych i kompozytowych oraz zastosowanie PBB jako środka zmniejszającego palenie. Wymienione substancje podlegają wymogom ograniczenia. – Łożyska stalowe z powłoką z mate-

20

riału na bazie PTFE są nadal dostępne na rynku. W niektórych przypadkach materiał ten może zawierać dodatki ołowiu i z tego powodu łożyska ślizgowe mogą nie spełnić wymogów dyrektywy RoHS. Uzyskanie zgodności jest bardzo ważnym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę, ponieważ często łożyska, które zawierają materiały spiekane, mogą być impregnowane olejami wykluczonymi z użytku przez dyrektywę – wyjaśnia Michał Obrębski.

Dodatkowo, w branży technologii medycznych, od 22 lipca 2014 r. wszystkie produkty, takie jak łożyska ślizgowe, muszą być wycofane z użytku, jeśli zawierają w sobie duże stężenie ołowiu. To kolejny argument za tym, aby stosować bezsmarowe, polimerowe łożyska ślizgowe dry-tech od igus, które zapewniają funkcjonalność prawną i mechaniczną oraz bezpieczeństwo użytkowania.

Fot. FairExpo, igus, Comau, B&R

Najbardziej zaawansowane technologicznie urządzenia i podzespoły wykorzystywane w rynku techniki płynowej, prestiżowe nagrody i wyróżnienia, fachowe wykłady i warsztaty oraz liczne grono specjalistów – to atuty Międzynarodowych Targów Hydrauliki, Pneumatyki, Sterowania i Napędów HaPeS, które odbyły się w Katowicach w drugiej połowie października.

Tegoroczna, 10. edycja zgromadziła na ponad 5 tys. m2 130 firm z Anglii, Austrii, Belgii, Bułgarii, Czech, Danii, Grecji, Hiszpanii, Finlandii, Francji, Niemiec, Słowacji, Szwajcarii, Tajlandii, Turcji, USA, Włoch oraz Polski. W trakcie trzech dni trwania targi odwiedziło ponad 2 tys. osób.

Wśród wystawców obecne były firmy, które współtworzą HaPeS od początku istnienia – Ponar Wadowice, Ponar Silesia, RDL Hydraulics, Bosch Rexroth, Bibus Menos, Parker Hannifin Sales Poland, Tubes International, Centrum Produkcyjne Pneumatyki Prema, Hydropress Centrum Hydrauliki Siłowej, Madejski Sp. J., PHS Hydrotor, Bondioli & Pavesi, Bulmach, Fabryka Aparatury Elektromechanicznej Fanina, GS Hydro, Hansa-Flex, Schwer Fittings, Siti-Pol, Hydac.

Targom towarzyszyły konferencje i warsztaty. Pierwszego i drugiego dnia odbyła się konferencja przygotowana specjalnie z okazji 10. jubileuszu odbywającej się co dwa lata imprezy, zatytułowana „20 lat targów HaPeS istotnym czynnikiem rozwoju technologii i rynku techniki płynowej”.

Poprowadzili ją przedstawiciele Korporacji Napędów i Stero-

wań Hydraulicznych i Pneumatycznych z Wrocławia. Nie zapomniano też o studentach i uczniach szkół profilowanych – przyszłych inżynierach. Z myślą o nich odbyły się warsztaty projektowania układów hydraulicznych.

Prestiżu targom dodały liczne nowości i premiery produktowe, spośród których wybrano najlepsze rozwiązania, nadając im tytuł Produkt HaPeS. Wśród nagrodzonych i obdarowanych złotymi medalami oraz statuetkami w kategorii Nowe Maszyny i Technologie znalazły się firmy: Bosch Rexroth za siłownik elektromechaniczny EMC Heavy Duty (EMC-HD), Hektos Sławomir Pokraka za pompę hydrauliczną dwukierunkową typu Xpi, Centrum Produkcyjne Pneumatyki Prema za blok przygotowania sprężonego powietrza G1 typu Górnik. W kategorii Poprawa Bezpieczeństwa zwyciężył Ponar Wadowice, nagrodzony za rozdzielacze typu WE6_M, WE10_M, WEH16_M i WEH22_M z sygnalizacją przesterowania suwaka, Parker Hannifin Sales Poland – za EO-3, czyli system łączników z wizualną kontrolą poprawności montażu oraz firma Gates Europe – za złączkę iLock.

W kategorii Napędy i Silniki jury przyznało pierwsze miejsce firmie Hafner Pomagier Trzebuchowscy za siłowniki pneumatyczne D80-D160 z wewnętrznymi zaworami krańcowymi, Bibus Menos za aplikację demonstracyjną – badanie przepływu zaworów dławiąco-zwrotnych, firmie Biuro Handlowe Kurant Trade Krzysztof Kurant za siłownik testowy serii 326 Premium w jakości Servofloat firmy Hanchen.

W Kategorii Systemy Automatycznego Sterowania Procesami z Udziałem Pneumatycznych i Hydraulicznych Elementów Wykonawczych nagrody otrzymali Amet SC Jan Kawiak, Wiktor Kuśnierz za stanowisko prezentacyjne innowacyjnego zasilacza hydraulicznego z korpusem, Multiprojekt za cewkę zaworu pneumatycznego o mocy poniżej 1 W, Ponar Wadowice za zawór redukcyjno-przelewowy proporcjonalny iskrobezpieczny IWZCDE4. W ostatniej, piątej kategorii Urządzenia Pomiarowe i Czujniki najlepsze okazały się firmy: Pepperl+Fuchs, nagrodzona za czujnik F31K2 do wykrywania położenia zaworu, Elesa+Ganter – za wskaźnik poziomu cieczy serii HCK-GL oraz ponownie Pepperl+Fuchs – za system pozycjonowania PGV.

Marco Belinelli specjalnym trenerem robota Racer

B&R otwiera nowe biuro w Manchesterze

„We learn from challenges” to tytuł filmu firmy Comau, prezentującego współpracę najnowszego robota przemysłowego firmy z Turynu – Racer – i włoskiego mistrza NBA z San Antonio Spurs, Marco Belinelliego. Po opublikowaniu filmu przez koszykarza i przez Comau na ich oficjalnych kontach na Facebooku i Twitterze stał się on jedną z najczęściej oglądanych i udostępnianych treści w serwisach społecznościowych.

W wywiadzie, który przeprowadzono z nim podczas kręcenia filmu, Marco Belinelli podkreślał, że był zaskoczony łatwością, z jaką robot Racer wykonywał ruchy i gesty, dzięki którym zdobył tyle punktów. Widoczne były takie cechy, jak prędkość, płynne ruchy, dokładność, powtarzalność, a przede wszyst-

W odpowiedzi na rosnące potrzeby rynku północnej Anglii i Szkocji firma B&R otworzyła nowe biuro w Manchesterze. Nowy oddział B&R na północną Anglię, pod kierownictwem regionalnego menedżera sprzedaży, Andrewa Norcliffe’a, zatrudnia trzech inżynierów aplikacyjnych, w tym dedykowanego trenera technologicznego B&R. Planowane jest także poszerzenie składu nowego zespołu.

Andrew Norcliffe, regionalny menedżer sprzedaży (na zdjęciu po lewej) kieruje nowym zespołem w oddziale B&R na północną Anglię. Ceremonię otwarcia nowej placówki zaszczycił swą obecnością Simon Goodwin, dyrektor generalny na Wielką Brytanię (na fotografii po prawej). – Podstawą naszego modelu działalności jest gwarancja najwyższej jakości w obsłudze klienta i jego aplikacje. Czynnik ten, wraz z rozwojem naszej działalności, skłonił nas do decyzji o powołaniu nowego oddziału w północnej Anglii – mówi Andrew Norcliff, regionalny menedżer sprzedaży B&R. Biuro B&R w północnej Anglii świadczy usługi w wielu dziedzinach, np. energii odnawialnych i branży chemicznej, a także w sektorach przetwórstwa żywności i napojów, opakowań i produkcji tworzyw sztucznych.

kim współpraca. – Myślę, że lepiej mieć Racera w swojej drużynie, zwłaszcza w konkursie rzutów wolnych! Ponadto, chociaż robot nie może w pełni zastąpić człowieka, może mu jednak pomóc w wielu sytuacjach. Ja „pomogłem” Racerowi rzucać do kosza, on może pomóc ludziom lepiej pracować.

Myślę, że z tej kombinacji może powstać perfekcja – ocenia Marco Belinelli, mistrz NBA. Film jest projektem silnie wspieranym przez firmę Comau, która wybrała tę interesującą postać na wizerunek własnej tożsamości i strategii. – Marco jest sportowcem, który ma wiele cech wspólnych z Comau, dzięki czemu jest idealnym reprezentantem naszej filozofii. Marco to włoska doskonałość, jest znany na całym świecie dzięki swoim wyczynom w NBA i, co nie jest bez znaczenia, jest zawsze uśmiechnięty, otwarty, ciekawy, a jego pragnieniem, jak sam mówi, jest ciągłe poszukiwanie nowych wyzwań i pokonywanie ich. Powiedziałbym, że jest to osoba poszukująca doskonałości i ciągłej innowacji, zupełnie tak jak Comau. Dzięki temu jest idealną twarzą reklamową naszej firmy – mówi Mathias Wiklund, Chief Operating Officer firmy Comau Robotics.

Jak podkreślają technicy Comau, trenowanie Racera, by umożliwić mu grę z Belinellim, było zabawne, a przy tym dość proste i intuicyjne. Robot nie miał jedynie symulować rzutu do kosza – wykonał go w rzeczywistości. Nie ma tu żadnej fikcji scenicznej czy efektów spreparowanych w postprodukcji.

REKLAMA

Fot. FairExpo, igus, Comau, B&R

Zobacz więcej

Pobierz bezpłatną aplikację PAR+ App Store | Google Play

Film można zobaczyć na oficjalnym kanale Youtube Comau pod adresem http://youtu.be/sPfL9YIbYeY, zaś kulisy filmu „We learn from challenges”, dodatkowe zdjęcia i wywiady dostępne są na stronie www.racer.comau.com.

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

21

WYDARZENIA AKTUALNOŚCI

ABB zapewni infrastrukturę sieciową dla największego projektu energii pływów morskich w Europie

Firma ABB wygrała przetarg organizowany przez Atlantis Resources Limited na dostarczenie przyłącza do sieci elektroenergetycznej w ramach pierwszego etapu projektu wykorzystania prądów pływowych MeyGen, realizowanego w szkockiej cieśninie Pentland Firth.

Projekt MeyGen zakłada pozyskanie energii z prądów pływowych i jest szczytowym osiągnięciem techniki w zakresie energetyki morskiej. Jest on realizowany na obszarach morskich o największym potencjale energetycznym w Europie – w cieśninie łączącej Ocean Atlantycki z Morzem Północnym, między archipelagiem Orkadów a Szkocją.

W ramach pierwszego, pokazowego etapu tego pierwszego dużego projektu energetyki pływów morskich, realizowanego

przez Wielką Brytanię na obszarze Inner Sound w cieśninie Pentland Firth, na północ od Caithness, zainstalowane zostaną cztery podwodne turbiny o mocy 6 MW. Pierwszy przesył energii planowany jest na rok 2016.

W ramach projektu ABB odpowiada za systemy przekształcania energii oraz przyłącza sieciowe, zapewniając bezpieczne i niezawodne przesyłanie prądu do lokalnej sieci rozdzielczej. Zakres powierzonych ABB prac obejmuje zaprojektowanie, wykonanie, dostarczenie oraz przekazanie do eksploatacji przekształtników mocy, aparatury rozdzielczej i transformatorów, a także wykonanie związanych z tym prac budowlanych i podłączeniowych. Dostawy obejmują głównie transformatory, aparaturę rozdzielczą średniego napięcia oraz przekształtniki mocy.

Badania prowadzone przez różne zespoły, w tym przez Uniwersytet w Edynburgu oraz Uniwersytet Oksfordzki, pokazują, że prądy pływowe w cieśninie Pentland Firth mają wysoki potencjał energetyczny. Prędkość prądów oceanicznych jest szacowana na 5 m/s, co stanowi jeden z lepszych wyników w obszarze Wysp Brytyjskich.

W ramach wstępnego etapu projektu MeyGen możliwe jest pozyskanie prądu o mocy do 86 MW, wystarczającego do zaspokojenia potrzeb około 42 tys. domostw. Teoretycznie pozwoliłoby to na dostawę prądu do niemal 40 proc. gospodarstw domowych w górzystych regionach północnej Szkocji.

W ciągu kolejnych 10 lat w ramach projektu MeyGen w cieśninie Pentland Firth przewidywana jest instalacja turbin podwodnych o łącznej mocy do 398 MW. Umożliwi to dostarczanie czystej, odnawialnej energii do brytyjskiego systemu elektroenergetycznego (UK National Grid).

Akademia BACnet już w lutym

PEPPERL+FUCHS nagrodzony na targach HaPeS

Europejska Akademia BACnet organizuje 2 lutego 2015 r. w Warszawie trening BACnet.

Akademia BACnet powstała w 2009 r. i organizuje wstępy informacyjne do tematyki BACnet (ISO 16484-5) – standardu w automatyce budynkowej.

Polski rynek automatyki budynkowej rozwija się coraz prężniej. Wydajne ogromne multiprojekty energetyczne wymagają specjalistycznej wiedzy na temat integracji i funkcjonalności, włączając w to otwarte standardy komunikacyjne.

– Chcemy przekazać najważniejsze informacje techniczne dla projektantów, inżynierów budowlanych, operatorów i kierowników placówek z całej Europy – wyjaśnia Tomasz Kurowski, trener i reprezentant wewnętrznego kręgu standaryzacji BACnet. Jest on również członkiem głosującym Komitetu ASHRAE BACnet (ASHRAE SSPC 135), Grupy Roboczej Technika BIG-UE (BIG-EU Working Group Technique) oraz Grupy Roboczej BTL (BTL Working Group).

Warszawa staje się centrum BACnet w Polsce. Jest to miejsce powstającej w Polsce BACnet Interest Group i jedno z 12 miejsc w światowym BACnet Roadshow 2015. Zapisy na Akademię BACnet w Warszawie są możliwe na stronie www.bacnetacademy.org.

Czujnik F31K2 firmy Pepperl +Fuchs został wybrany najlepszym produktem w kategorii Urządzenia Pomiarowe i Czujniki w trakcie 10. Międzynarodowych Targów Hydrauliki, Pneumatyki, Sterowania i Napędów HaPeS w Katowicach, które odbyły się w dniach 21–23 października 2014 r.

Rodzina podwójnych czujników indukcyjnych typu F25 oraz F31 jest przeznaczona do wykrywania pozycji siłowników zaworów. Sprawdzają się one w każdych warunkach. Seria F31K dostosowana jest do użytkowania na otwartym terenie – czujniki są przeznaczone do zastosowania we wszystkich zakładach przemysłowych i przetwórczych, w których wymagana jest wyjątkowa wytrzymałość – od branży chemicznej po oczyszczalnie ścieków oraz elektrownie. Poszczególne modele są wyjątkowo elastyczne i można je montować bezpośrednio na każdych standardowych siłownikach pneumatycznych, bez użycia mechanicznych elementów mocujących.

22

Dział powstaje we współpracy z portalem

NOWE PRODUKTY

NOWOŚCI

Wielozakresowe analogowe przetworniki ciśnienia i różnicy ciśnień Bardzo ciekawym i ekonomicznym rozwiązaniem, dostępnym w ofercie firmy Peltron, są klasyczne przetworniki ciśnienia serii PX i różnicy ciśnień serii PXD, z możliwością skokowej zmiany zakresu pomiarowego. W wersji z wyjściem od 4 mA do 20 mA możliwe jest wykalibrowanie przyrządu na cztery zakresy pomiarowe.

Zmiany dokonuje się przez przełączanie mikroprzełączników, dostępnych po

odkręceniu tylnej części obudowy. Rozwiązanie to pozwala na zastosowanie klasycznych przetworników w punktach pomiarowych, w przypadku których jest korzystne, a nawet pożądane, korygowanie zakresu pomiarowego.

PELTRON TPH Sp. z o.o. tel. 22 615 63 56 fax 22 615 70 78 e-mail: peltron@home.pl www.peltron.pl

Switche HARTING Ha-VIS 4100 z portami gigabitowymi Zoptymalizowane i zaprojektowane do stosowania w wymagających warunkach aplikacyjnych, zarządzalne i niezarządzalne switche ethernetowe serii Ha-VIS 4100 zawierają porty gigabitowe, przez co umożliwiają tworzenie szkieletowych magistral gigabitowych pozwalających na podniesienie możliwości sieci. Aktualne trendy integracji dodatkowych serwisów oraz rosnąca liczba urządzeń końcowych w sieciach ethernetowych

sprawiają, że wymagane są coraz większe prędkości przesyłu danych. Switche serii Ha-VIS 4100, zarówno zarządzalne jak i niezarządzalne, mają dwa porty gigabitowe zoptymalizowane pod kątem stosowania w trudnych warunkach.

Całościowa liczba portów na urządzeniu wynosi 10, na co składają się dwa porty gigabitowe oraz osiem portów Fast Ethernet, wszystkie porty ze złączami M12.

Porty gigabitowe mają funkcję by-pass, a switche

niezarządzalne dodatkowo mają możliwość zapisywania konfiguracji na zewnętrznych nośnikach pamięci.

Switche zostały również zaprojektowane do stosowania najnowszych złączy typu M12 PushPull, złącza te są rozwinięciem powszechnie stosowanego standardu M12. Nowe złącza ułatwiają i przyspieszają obsługę podczas instalacji. Złącza M12 PushPull charakteryzują się łączeniem bez konieczności przykręcenia – wystarczy wetknąć wtyczkę złącza

do gniazda, aby dokonać pewnego połączenia.

HARTING Polska Sp. z o.o. ul. Duńska 9, 54-427 Wrocław e-mail: pl@HARTING.com www.HARTING.pl

Fot. ABB, BACnet IGE, Pepperl+Fuchs, Peltron, HARTING, NAVINET

Wzzard – inteligentna plaftorma bezprzewodowych czujników Firma B&B wprowadziła do oferty inteligentną platformę bezprzewodowych czujników – Wzzard. Dowolne czujniki podłączone do punktów Wzzard i gateway pracują w technologii SmartMeshIP 802.15.4e jako aplikacja IoT (ang. Internet of Things, Internet rzeczy).

Punkty Wzzard mają stopień ochrony IP67 i szeroki zakres Promocja

temperatury pracy: od –40 °C do +80 °C. Zasilane są bateryjnie i mogą pracować do pięciu lat (raportowanie co minutę).

Antena może

być wbudowana lub zewnętrzna, a obudowa mocowana jest za pomocą silnego magnesu lub śrub.

Punkty są konfigurowane i kalibrowane poprzez Bluetooth z tabletu lub smartphona.

Gateway zbiera dane z czujników

i przesyła poprzez 3G lub ethernet. Oparty na systemie operacyjnym Linux pozwala na obsługę dostosowanych do potrzeb użytkownika modułów. SmartMesh to jedna z najbezpieczniejszych sieci, odporna na zakłócenia i podsłuchanie, niezawodna w 99,999 proc.

NAVINET ul. Góralska 46 53-610 Wrocław tel. (71) 723 49 35 e-mail: biuro@navi-net.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

23

NOWOŚCI NOWE PRODUKTY

Phoenix Contact wprowadził do oferty nowe złączki wysokoprądowe PTPOWER 95. Pozwalają one na łatwe podłączenie – bez użycia narzędzi – przewodów sztywnych lub giętkich z końcówką rurkową o przekroju nawet do 95 mm2. Przy wkładaniu przewodu w zacisk sprężyna push-in otwiera się automatycznie. Dzięki niskim siłom wtykania podłączenie tak dużych przewodów nigdy nie było łatwiejsze. Duże siły docisku sprężyny z przewodem znacznie przewyższają wymagania zawarte w normach i zapewniają połączenie wysokiej jakości o niezawodnym styku REKLAMA

24

przewodu z zaciskiem.

Aby wyciągnąć przewód ze złączki, wystarczy odchylić specjalnie zaprojektowany do tego celu przycisk, który może być uruchomiony za pomocą standardowego wkrętaka. Użycie przycisku oddziałuje na wewnętrzną sprężynę i otwiera ją do maksymalnego odchylenia. Pomarańczowy kolor przycisku jednoznacznie identyfikuje go jako element uruchamiający, zapobiegając w ten sposób ewentualnym pomyłkom. Nowa gama złączek wysokoprądowych na parametry znamionowe 232 A i 1500 V zawiera kilka rodzajów złączek. Należą do nich: uniwersalne złączki szynowe z gniazdami lub bez gniazd testowych, złączki szynowe na przewody ochronne z automatycznym stykiem na szynie, wstępnie zmontowane bloki złączek oraz złączki z kołnierzami do montażu bezpośrednio na płycie bez używania szyn montażowych. Do złączek PTOPWER można zamontować w pełni izolowane zaciski odgałęźne AGK za pomocą zintegrowanych zatrzasków.

Sterownik Simatic S7-1200 w ofercie RS COMPONENTS Firma RS Components, dystrybutor produktów dla inżynierów, wycofała z oferty sterownik PLC Simatic S7-200 firmy Siemens. Został on zastąpiony przez sterownik nowej generacji Micro-SPS Simatic S7-1200, zapewniający lepszą wydajność oraz cenę w porównaniu z poprzednim modelem.

Sterownik Siemens Simatic S7-1200 to mały moduł PLC o skalowalnej i elastycznej architekturze, przeznaczony do systemów automatyki. Dzięki zaawansowanym funkcjom pozwala na szybkie uruchomienie i precyzyjne monitorowanie systemów.

Konstrukcja kompaktowego sterownika Simatic S7-1200 odzwierciedla rosnące znaczenie elastyczności, modularności i skalowalności w projektowaniu sprzętu, zapewniając jednocześnie dostęp do łatwych w użyciu zaawansowanych funkcji.

Sterownik oferuje pięć typów procesorów o różnych zakresach wydajności i ma modułową budowę, która pozwala na rozszerzenie o dodatkowe wejścia lub wyjścia.

System można precyzyjnie skalować, instalując „tablice sygnalizujące” na interfejsie bezpośrednio na procesorze, aby dodać kilka cyfrowych lub analogowych kanałów.

Wejścia i wyjścia procesora również są przystosowane do aplikacji sterowania ruchem, tak więc mamy do czynienia z elastycznością w podstawowym module.

Zintegrowane funkcje technologiczne obejmują sterowanie w zamkniętej pętli PID, sterowanie ruchem oraz osią.

S7-1200 został wyposażony w zintegrowany interfejs, standardowy dla wszystkich

procesorów, zaprojektowany w przypadku większych modeli jako interfejs dwuportowego przełącznika.

Obsługuje rozproszone architektury z wejściami i wyjściami, HMI, napędy i inne urządzenia polowe

PROFINET. Ta funkcja jest szczególnie użyteczna, gdy sterownik działa w obrębie połączonego siecią systemu lub podłączone jest więcej niż jedno urządzenie HMI. Dla komunikacji PROFINET dostępne są niezależne moduły rozszerzeń.

Do konfiguracji sterownika Simatic S7-1200 wykorzystano oprogramowanie inżynieryjne STEP 7 Basic w środowisku TIA Portal (w pełni zintegrowana automatyka).

Oznacza to, że użytkownicy mają dostęp do standardowego i kompleksowego narzędzia inżynieryjnego do przeprowadzania operacji logicznych, HMI i łączności sieciowej za pomocą pojedynczego współdzielonego edytora.

Cała nawigacja, wszystkie symbole i menu są standardowe we wszystkich widokach, dzięki czemu oprogramowanie jest łatwe w obsłudze.

Fot. Phoenix Contact, RS Components, HMS Industrial Network, Fluke

Wysokoprądowe złączki PTPOWER 95 z zaciskami sprężynowymi

Karty interfejsowe IXXAT PC/CAN w nowych wersjach na szynę PCI Firma HMS wprowadziła do oferty dwie karty CAN na szynę PCI o symbolach CAN-IB300/PCI i CAN-IB400/PCI, umożliwiające modułową rozbudowę do czterech interfejsów CAN. Karty interfejsowe, ze względu na uniwersalność, znajdą zastosowanie w wielu aplikacjach przemysłowych.

Pozwalają na podłączenie komputera do sieci CAN w celu ułatwienia i przyspieszenia wykonywania analiz, konfiguracji i rozwiązywania

ewentualnych problemów komunikacyjnych. Nowe karty PCI stanowią rozszerzenie rodziny CAN-IB, obejmującej również karty standardu PCIe, PCIe-Mini i PCIe-104.

Nowe karty interfejsowe CAN-IB, oprócz czterech kanałów CAN high-speed, obsługują też standard CAN low-speed. Co więcej, mogą być wyposażone w maksymalnie cztery interfejsy LIN lub K-Line, jak również inne, dostosowane do wymogów

klienta. Tak dużą elastyczność osiągnięto dzięki zweryfikowanej i przetestowanej koncepcji, zastosowanej już wcześniej w kartach PCIe, wykorzystującej system modułów piggy-back. Obie karty występują w formacie standardowym i niskoprofilowym. Opcjonalnie mogą być dostarczane w wersji z izolacją galwaniczną.

CAN-IB300/PCI to tania karta pasywna, natomiast CAN-IB400/PCI jest kartą aktywną, z 32-bitowym

systemem mikroprocesorowym, umożliwiającym inteligentne zarządzanie i filtrowanie wiadomości odbieranych i wysyłanych przez kartę.

Mini. Wystarczy jeszcze tylko pobrać darmową aplikację z Apple App Store, by w pełni cieszyć się funkcjonalnościami systemu Fluke Connect. System Fluke Connect obejmuje ponad 20 przyrządów współ-

pracujących z urządzeniami mobilnymi: multimetry, mierniki elektryczne, mierniki przemysłowe, wibrometry i kamery termowizyjne.

Instalowana na urządzeniu mobilnym aplikacja pozwala na udostępnianie pomiarów w czasie rzeczywistym, zapis danych i obrazów termowizyjnych w „chmurze”, intuicyjne tworzenie wykresów i śledzenie trendów oraz

tworzenie historii pomiarów, automatycznie skojarzonej z diagnozowanym urządzeniem.

Wykorzystanie Fluke Connect ułatwia technikom serwisu, elektrykom i inżynierom utrzymania ruchu pracę w zespole, zapewniając natychmiastowy dostęp do danych, wyników pomiarów i raportów, a także umożliwiając natychmiastową komunikację.

Kamery Fluke z serii Ti105, Ti110 i Ti125 oraz Ti200, Ti300 i Ti400 przeznaczone są do diagnostyki przemysłowej, elektrycznej i budowlanej.

Kamera termowizyjna i tablet

Fot. Phoenix Contact, RS Components, HMS Industrial Network, Fluke

Firma Fluke wprowadziła w tym roku na rynek system Fluke Connect, którego jednym z elementów jest współpraca kamer termowizyjnych z urządzeniami mobilnymi. W najnowszej promocji Fluke, przy zakupie najpopularniejszych modeli kamer termowizyjnych, klienci otrzymają w prezencie tablety Ipad Air lub Ipad Mini. W ramach trwającej do końca grudnia 2014 r. promocji klienci, którzy kupią kamerę Fluke Ti200, Ti300 lub Ti400 otrzymają w prezencie Ipad Air. Zakup kamer Fluke Ti105, Ti110 lub Ti125 będzie premiowany Ipadem REKLAMA

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

25

NOWOŚCI NOWE PRODUKTY

Komputery panelowe z funkcją multi-touch

ASEM HT3000 to bezwentylatorowe przemysłowe komputery panelowe.

Gwarantują bardzo dobrą jakość obrazu, a procesor Intel trzeciej generacji zapewnia wydajne przetwarzanie danych. Komputery HT3000 są oferowane w siedmiu wielkościach ekranu (od 12,1” do 21,5”, w proporcjach obrazu: 4:3,

5:4 oraz 16:9) i wyposażone w pięcioprzewodowe matryce dotykowe LCD TFT z podświetleniem LED. Wybrane modele dostępne są z dodatkową szklaną warstwą zabezpieczającą (ang. Glass Thin Glass) oraz funkcją wielodotyku (multi-touch). Gwarantowana minimalna żywotność wyświetlaczy wynosi

– w zależności od wielkości ekranu – 50–100 tys. godzin.

Urządzenia wyposażone są w trzeciej generacji procesory Intel Core i3, i5 lub i7 i pamięć RAM rozszerzalną do 16 GB. Producent gwarantuje 10 lat dostępności urządzeń oraz pięć dodatkowych lat wsparcia serwisowego (do 2029 r.).

Konfigurację HT3000 można swobodnie dobierać do potrzeb użytkowników i aplikacji (oprócz wielkości ekranu i wykończenia panelu przedniego można wybrać m.in. wersje bezdyskowe lub z HDD, wielkość pamięci RAM, rodzaj matrycy, dodatkowe interfejsy komunikacyjne i system operacyjny). Do komputerów można także zabudować osiem wejść i osiem wyjść

cyfrowych (dostępnych na karcie MiniPCI). Rodzina HT3000 jest zgodna z nowym standardem ASEM oznaczającym: zunifikowane otwory montażowe urządzeń (wspólne dla odpowiednich wielkości ekranu), fronty dostępne w trzech wariantach wykończenia (aluminium, aluminium True Flat, Stainless Steel True Flat), galwanicznie izolowane zasilacze oraz zintegrowane interfejsy USB. Unikalną cechą komputerów ASEM jest technologia ASEM Ubiquity – bezpieczny, zdalny dostęp serwisowy do instalacji i urządzeń działających w sieciach Ethernet oraz szeregowych, który jest realizowany w systemach Windows CE oraz innych 32- i 64-bitowych.

w branży spożywczej, farmaceutycznej i medycznej. Ze względu na obecność chloru elementy Elesa+Ganter ze stali nierdzewnej A4 znajdą zastosowanie przy budowie basenów oraz w wodnym sprzęcie rehabilitacyjnym i rekreacyjnym.

Wysoka odporność na korozję staje się kluczową potrzebą producentów maszyn i urządzeń, zapewniającą niezawodność, wyższą żywotność oraz bezobsługowość w każdych warunkach pracy. Aby uzyskać wymagane parametry materiału, należy dobrać jego odpowiedni gatunek, a nie każda stal nierdzewna ma te same parametry.

Zasadnicza różnica między stalą nierdzewną A2 i A4 kryje się w ich składzie chemicznym.

Głównym dodatkiem, znacząco podnoszącym parametr odporności na korozję stali A4, jest molibden. Szczególnie dobrze radzi on sobie w środowisku chlorków, z korozją szczelinową i wżerową, występującą w warunkach morskich, nadbrzeżnych lub przemysłowych.

Elesa+Ganter wprowadziła do oferty grupę elementów wykonanych z bardzo odpornej na korozję stali. Do elementów powszechnie wykonywanych ze stali nierdzewnej A2 (AISI 304) dołączyły części wykonane ze stali A4 (AISI 316). Zakres poszerzonej linii produktowej obejmuje: koła ręczne GN 227.4, rękojeści stałe DIN 39, śruby z uchem DIN 580, nakrętki z uchem DIN 582, zawiasy GN 237, GN 128.2, GN 129.2 i GN 129.5, jak również uchwyty GN 425, pokrętła z występami GN 5334.4, pokrętła GN 5345.4 oraz pierścienie osadcze rozcięte GN 706.2 i dwuczęściowe GN 707.2.D. Dzięki zawartości niklu, chromu i molibdenu w stali wspomniane części mogą być stosowane w środowisku narażonym na oddziaływanie kwasów

26

i chlorków. Elementy w wykonaniu ze stali A4, ze względu na wysoką odporność na korozję, doskonale sprawdzą się w przemyśle stoczniowym, morskim oraz naftowym i wydobywczym. Wysokie wymagania antykorozyjne są również powszechne

Fot. Sabur, Elesa+Ganter, Balluff, Phoenix Contact

Grupa elementów z nierdzewnej stali A4

Sensory MICROmote firmy BALLUFF Zminiaturyzowane sensory fotoelektryczne MICROmote firmy Balluff z odseparowanym elektronicznym blokiem przetwarzania sygnału zapewniają doskonałe parametry optyczne przy

małej objętości dzięki wykorzystaniu do ich produkcji miniaturowych diod LED, fotodiod i fototranzystorów. Do produkcji tych elementów firma Balluff opracowała

i opatentowała specjalny proces technologiczny, pozwalający na osiągnięcie dużej precyzji optycznej.

Te odporne mechanicznie elementy są zamykane w metalowych obudowach i współpracują z zewnętrznym wzmacniaczem, który może być umieszczony poza strefą pracy. Kable elektryczne o dużej elastyczności zapewniają bezpieczne przesyłanie sygnałów z sensora między głowicą, w której jest on zamocowany i wzmacniaczem.

Dzięki temu elementy te mogą stanowić alternatywę dla światłowodów.

Dodatkową zaletą są ergonomicznie umieszczone wskaźniki i elementy operacyjne wzmacniacza.

System bezpieczeństwa SafetyBridge Phoenix Contact wprowadził zdecentralizowany system bezpieczeństwa z technologią SafetyBridge.

Rozproszone moduły IO przejmują wszystkie funkcje bezpieczeństwa w instalacji. Moduły wyposażone w technologię SafetyBridge wymieniają „sygnały bezpieczeństwa” za pośrednictwem standardowej sieci automatyki, bez konieczności stosowania drogich sterowników SafetyPLC. Funkcje logiczne związane z bezpieczeństwem są realizowane przez moduł I/O SafetyBridge. Bezpłatny program Safeconf umożliwia stworzenie dowolnej logiki systemu bezpieczeń-

stwa przy użyciu certyfikowanych bloków funkcyjnych (bariera, drzwi, stop bezpieczeństwa itd.) oraz dokonuje diagnostyki programu i instalacji. Dostępna jest optymalna integracja funkcji bezpieczeństwa ze standardową siecią (PROFIBUS, PROFINET i INTERBUS) bez sterownika bezpieczeństwa.

Dział powstaje we współpracy z portalem

REKLAMA

Kiedy liczy się szybkość...

Dźwignie blokujące GN 720 Elesa+Ganter rozszerzyła ofertę grupy dźwigni blokujących o najnowszy model. W porównaniu do poprzedniego modelu, GN 702, GN 720 ma masywniejsze ramię.

Dźwignia znajdzie zastosowanie m.in. w miejscach, gdzie występuje duże obciążenie, może być także stosowana jako ogranicznik lub

pozycjonowanie ramienia co 90° (cztery pozycje na obwodzie).

Ramię dźwigni jest wykonane z odlewu cynkowanego i pomalowane

Fot. Sabur, Elesa+Ganter, Balluff, Phoenix Contact

Przemysłowy punkt dostępowy do 300 Mbps!

blokada przed wysunięciem szuflady.

Ramię dźwigni GN 720 obraca się wokół osi śruby mocującej w zakresie 360°. Połączenie ramienia ze śrubą stanowi kulkowo-sprężynowy mechanizm ustalający, umożliwiający

proszkowo na kolor czarny RAL 9005 lub srebrny RAL 9006. Mechanizm ustalający oraz śruba mocująca są natomiast wykonane ze stali nierdzewnej. Produkt ten dostępny jest w dwóch rozmiarach, z ramieniem o długości 45 mm oraz 65 mm.

► Obsługa standardów IEEE 802.11 a/b/g/n ► Praca jako AP, Client, Bridge, Router i Repeater Mode ► Obsługa protokołu Spanning Tree (STP) ► Zgodny z IEEE 802.1q VLAN Tagging ► Funkcja Watchdog i Auto Reboot ► Redundantne zasilanie 12-48 VDC ► Gwarancja 5 lat

TEL.: +48 22 862 88 81 | E-MAIL: info@antaira.pl

Formerly Aaxeon Technologies www.antaira.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

27

TEMAT NUMERU PLC I HMI – RAZEM CZY OSOBNO?

Sterownik segmentowy z rodziny X20 firmy B&R

Wizualizacja i sterowanie w duecie lub indywidualnie automatyki przemysłowej mówi się często o warstwie sterowania i warstwie wizualizacji, dokonując myślowo ich połączenia, z uwagi na konieczność ich jednoczesnego występowania we współczesnych aplikacjach. Jednak w większości przypadków rozwiązania sprzętowe i programowe to osobne systemy sterowania i wizualizacji.

28

W pierwszej warstwie znajdują się najczęściej systemy bazujące na PLC lub komputerach przemysłowych, a w drugiej wymienić można panele operatorskie i systemy SCADA. Ale czy w każdym przypadku taki podział powinien być stosowany? Już od wielu lat firmy oferują urządzenia hybrydowe, łączące systemy sterowania i wizualizacji. Jakie są ich zalety i z jakimi ograniczeniami muszą się liczyć ich użytkownicy? Na te pytania postaramy się odpowiedzieć w tym artykule.

Bardzo często czynnikiem branym pod uwagę przy wyborze rozwiązania bazującego na programowalnym systemie automatyki, poza koniecznością spełnienia wymagań technicznych, jest łatwość programowania. W przypadku łączenia rozwiązań różnych producentów, w odniesieniu do systemu sterowania i wizualizacji musimy liczyć się z koniecznością zakupu i nauki posługiwania się dwoma różnymi środowiskami.

Tak jest w przypadku zastosowania

większości systemów wykorzystujących oprogramowanie SCADA. Przykładem może być InTouch – produkt firmy Wonderware. Choć jego twórcy dokładają wszelkich starań, aby system był przyjazny dla użytkownika, to zawsze jest to kolejne środowisko programistyczne, które należy sobie przyswoić. Na kolejną trudność natrafimy przy próbie skonfigurowania połączenia, służącego do wymiany danych między takim systemem a systemem sterowania – trzeba sprawić, by rozwiązania różnych firm poprawnie się ze sobą komunikowały.

Łatwość programowania i konfiguracji Z punktu widzenia konfiguracji połączeń systemów sterowania i wizualizacji oraz minimalizacji wysiłku, włożonego w poznanie środowisk programistycznych, korzystniejsze wydaje się zastosowanie obu systemów, pochodzących od tego samego producenta.

Najważniejszym czynnikiem jest tu

Fot. B&R, ASTOR

W odniesieniu do wielu systemów

Fot. B&R, ASTOR

Sterownik modułowy z oferty firmy ASTOR – produkt z serii VersaMax firmy GE

wspólne środowisko programowania.

Producenci programowalnych urządzeń automatyki dostrzegli już dawno, że użytkownik dużo chętniej sięgnie po ich rozwiązania, jeśli nie będzie musiał uczyć się działania w nowej aplikacji dla każdego z komponentów automatyki. Z tego względu dziś na rynku dominują środowiska programistyczne, pozwalające na programowanie właściwie wszystkich elementów automatyki, oferowanych przez danego producenta, za pomocą jednego narzędzia. Poza programowaniem i konfiguracją PLC czy paneli operatorskich środowiska te pozwalają na programowanie różnego rodzaju napędów elektrycznych lub konfigurację i obsługę sieci komunikacyjnych, takich jak np. EiB. Wymienić można m.in. Automation Studio, oferowane przez firmę B&R, TIA Portal – środowisko programowania urządzeń firmy Siemens, czy Proficy Machine Edition, powstałe na potrzeby elementów GE Intelligent Platforms.

Oczywiście nawet jedno środowisko różni się interfejsem, w zależności od programowanego elementu, bo i różnić się musi, z uwagi na różne przeznaczenie tych elementów. Ma też jednak wiele identycznych funkcji, niezależnych od programowanego elementu, a dodatkowo pozwala na tworzenie jednego projektu, w którym zawarte są aplikacje przygotowywane na wszystkie komponenty projektowanego systemu automatyki.

Oprócz jednego środowiska programowania możemy mieć do czynienia z jednym urządzeniem łączącym w sobie komponenty systemu sterowania i wizualizacji. Czy jednak takie połączenie nie ogranicza zbytnio funkcji i wielkości systemu? Funkcji nie ogranicza, a wielkości rozumianej jako liczba wejść i wyjść również nie musi. Postarajmy się jednak znaleźć te cechy, które zdecydują, jaki wariant gdzie może najlepiej się sprawdzić.

PLC to podstawa sterowania Do sterowania obiektów przemysłowych, w zależności od stopnia ich rozległości i złożoności, służyć mogą systemy wbudowane, sterowniki swobodnie programowalne, systemy PAC, komputery przemysłowe (Industrial PC) czy też systemy DCS. W większości przypadków rozwiązania bazujące na PLC, PAC i IPC są wystarczające. Jedynie małe systemy, jak np. bankomat, sterowane są poprzez bazujące na mikrokontrolerach systemy wbudowane. Z kolei bardzo rozległe i złożone systemy, np. typowe dla przemysłu petrochemicznego, bazują na rozwiązaniach DCS w warstwie sterowania. Spośród systemów PLC, PAC i IPC komputery przemysłowe stanowią rozwiązania dostosowane do największych potrzeb w kontekście ilości i szybkości przetwarzania danych oraz zadań, jakie wykonują, a PLC do najmniejszych.

W przypadku sterowników swobodnie programowalnych, w zależności od firmy, stosowane są różne podejścia

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

29

Panel EW1 z rodziny ESAWARE firmy ESA

konstrukcyjne. Firmy o dłuższej historii, takie jak np. Siemens, nadal mają w ofercie sterowniki o konstrukcji kompaktowej oraz modułowej. Natomiast firmy takie jak B&R, nieco krócej funkcjonujące na rynku, stawiają na pełną modułowość, segmentowość. Z reguły sterowniki kompaktowe, czyli te zawierające w jednej obudowie jednostkę centralną wraz z pewną liczbą układów wejść i wyjść cyfrowych, a nawet analogowych, to sterowniki o skromniejszych możliwościach w stosunku do sterowników modułowych, które – jak sama nazwa wskazuje – zestawiane są w różnych kombinacjach z modułów.

Oczywiście również w przypadku niektórych rodzin sterowników kompaktowych istnieje szansa rozszerzenia możliwości sterownika przez zastosowanie różnych modułów rozszerzeń, jak np. w rodzinie sterowników Siemens S7-1200.

Pozostając wśród rozwiązań firmy Siemens, która stale rozszerza i unowocześnia ofertę, wymienić można rodzinę modułów logicznych LOGO! 8 (wkrótce w sprzedaży), rodzinę sterowników kompaktowych S7-1200 (następca S7-200) oraz sterowników modułowych S7-1500 (następca S7-300 i S7-400). W ofercie japońskiego konkurenta, firmy Mitsubishi, również występują rozwiązania tego typu. Do realizacji najprostszych układów sterowania firma poleca urządzenia z rodziny ALPHA2, dla nieco większych systemów oferowane są kompaktowe sterowniki z rodziny FX, a największe systemy mogą być realizowane na bazie modułowej rodziny Q. Na polu mikro- i nanorozwiązań swoje produkty oferuje także firma Fatek. Zaliczane do mikrosterowników sterowniki z rodziny B1 i B1z cechują się możliwością rozszerzenia liczby punktów. W przypadku konieczności obsługi obiektów o większej liczbie punktów, sięgającej 512 cyfrowych i 128 analogowych, firma oferuje produkty z rodziny FBs, które oprócz większej liczby punktów komunikacyjnych pozwalają na interpolacje liniową

30

do czterech osi oraz mają trzyosiowy moduł do interpolacji kołowej, obsługujący m.in. G-kody.

Z kolei seria sterowników segmentowych X20 firmy B&R odzwierciedla podejście elastycznego doboru konfiguracji układu sterowania, niezależnie od stopnia skomplikowania procesu.

Podobne podejście do systemów sterowania wykazuje także firma Beckhoff, oferująca szeroką gamę sterowników segmentowych z rodziny CX. Mimo że rozwiązania segmentowe i modułowe dają dużą swobodę tworzenia

konfiguracji sprzętowych, typowe sterowniki kompaktowe znajdują szeroką rzeszę odbiorców. O wyborze danego sprzętu decydują niejednokrotnie przywiązanie do marki, występujące już i dobrze funkcjonujące w zakładzie rozwiązania, bazujące na danym sprzęcie, jak i stosunek jakości oraz możliwości do ceny.

W przypadku sterowników modułowych i segmentowych dokonanie zestawienia nie jest bardzo trudne. Firmy często proponują różne jednostki centralne, zależnie od wymagań procesu, oraz olbrzymią liczbę uniwersalnych, jak i spe-

Tab. Zestawienie podstawowych parametrów wybranych sterowników kompaktowych oferowanych Sterownik

Liczba wejść

Liczba wyjść

Szybkość działania

Mikrosterowniki

SIEMENS LOGO!

8 / w tym 4 AI

4 tranzystorowe lub przekaźnikowe

<0,1 ms/ funkcję

Mitsubishi ALPHA2

6 12, w tym 6 AI 8 16, w tym 8 AI 15 23, w tym 8 AI

4 4 6 6 9 9

brak danych

Astraada RCC

16, w tym 8 AI

12, w tym 4 AO

0,013 ms/kB

GE VersaMax Nano

6

4

1,3 ms/kB Sterowniki kompaktowe

Siemens S7-1200

8, w tym 2 AI 10, w tym 2 AI 16, w tym 2 AI 16, w tym 2 AI

4 6 10 12, w tym 2 AO

0,08 µs / operację bitową 1,7 µs / operacja 16-to bitowa 2,3 µs / operacja zmiennoprzecinkowa

Mitsubishi FX3S

6 8 12 16

4 6 8 14

0,21 µs / podstawową instrukcję

GE VersaMax Mikro

8 12 15, w tym 2 AI 16 24 40

6 8 11, w tym 1 AO 12 16 24

1,3 ms/kB 1,7 ms/kB 1,1 ms/kB 1,1 ms/kB 1,7 ms/kB 1,7 ms/kB

Fot. Sabur

TEMAT NUMERU PLC I HMI – RAZEM CZY OSOBNO?

na polsk

ania

cję

cję

16-to

cja owa

wową

Fot. Sabur

na polskim rynku Moduły rozszerzeń

4 DI + 4 DO 8 DI + 8 DO 2 AI 2 AO AS-Interface (slave) EIB / KNX 4 DI 4 DO 2 AI 2 AO AS-Interface (slave) brak brak

DI 8 lub 16 DO 8 lub 16 8 DI i 8 DO 16 DI i 16 DO AI 4 lub 8 AO 2 lub 4 4 AI I 2 AO AS-Interface (master) RS-232 RS-485 PROFIBUS master i slave PROFINET Płytki sygnałowe: 1 AI 1 AO 2 AI i 2 AO 4 AI 4 AO AI 2 lub 4 lub 8 AO 2 lub 4 2 AI i 1 AO 4 AI i 1 AO

34 moduły brak szczegółowych danych

zakresem modułów wejść i wyjść analogowych i cyfrowych. Poprzez standardowe interfejsy komunikacyjne pozwalają także na sterowanie serwonapędami czy instalacją elektryczną pomieszczeń. Jedna z najmocniejszych jednostek centralnych tego systemu bazuje na procesorze Intel Atom E680T o częstotliwości taktowania 1,6 GHz i ma 512 MB pamięci RAM. Natomiast jednostka centralna produkcji firmy Beckhoff CX9020 jest wyposażona w procesor ARM Cortex-A8 o częstotliwości taktowania 1 GHz i ma 1 GB pamięci RAM.

IPC – łącznik między sterowaniem a wizualizacją W przypadku konieczności uzupełnienia systemu sterowania o narzędzia do wizualizacji oraz gromadzenia dużych ilości danych i raportowania rozwiązaniem może być zastosowanie w miejsce sterownika PLC systemu PAC lub użycie komputera przemysłowego. Te ostatnie rozwiązania to bardzo często bazujące na najnowszych procesorach komputery przystosowane do pracy w specyficznych warunkach przemysłowych. Nowoczesne układy procesorowe, w połączeniu z dużą ilością pamięci operacyjnej, pozwalają na szybkie przetwarzanie dużych ilości danych, nie tylko na potrzeby bieżącego sterowania procesem, ale także wykonywania raportów czy wizualizowania przebiegu procesu, np. przez histogramy.

Do rozwiązań z tego obszaru zaliczyć można komputer przemysłowy RXi BOX IPC firmy GE, na pokładzie którego może być procesor Intel Core i7 1,7 GHz oraz pamięć operacyjna o pojemności 4 GB i 32 GB półprzewodnikowej lub 250 GB magnetycznej pamięci masowej.

Komputer taki może być dostarczony z systemem operacyjnym Microsoft Windows 7 Professional (32-/64-bitowym) lub Linux (Kernel 2.6.3), ewentualnie bez systemu operacyjnego.

W ofercie firmy ASTOR, przedstawiciela firmy Wonderware w Polsce, jest także przeznaczony do obsługi systemów wizualizacji komputer Wonderware Box PC, wykorzystujący procesor Core 2 Duo 2,33 GHz, 2 GB pamięci RAM oraz 160 GB pamięci masowej. Pod kontrolą systemu operacyjnego Microsoft Windows XP Professional na tym komputerze mogą działać dostarczone przez producenta aplikacje: Wonderware InTouch

REKLAMA

rowanych

cjalizowanych modułów rozszerzeń.

W przypadku takich systemów często oferowane są jednostki centralne z funkcjami niedostępnymi dla mniejszych rodzin, np. umożliwiające pracę w układzie redundantnym. Takie możliwości mają np. jednostka centralna Q12PRHCPU z oferty Mitsubishi czy systemy PAC, oferowane przez firmę GE: RX3i oraz RX7i.

Sterowniki segmentowe X20 firmy B&R najczęściej są sprzedawane jako samodzielne jednostki centralne, przygotowane do współpracy z szerokim

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

31

TEMAT NUMERU PLC I HMI – RAZEM CZY OSOBNO?

Wielodotykowy panel PC firmy Beckhoff

Runtime (2 tys. zmiennych) z I/O lub Platforma Systemowa Wonderware SingleNode, DAServers, Acronis TrueImage/ DiskDirector.

Również inni wielcy gracze na rynku automatyki przemysłowej oferują wiele rozwiązań w sektorze komputerów przemysłowych. We wrześniu firma Beckhoff wprowadziła urządzenia z czterordzeniowymi procesorami Intel Core i7 czwartej generacji, o częstotliwości taktowania sięgającej 2,4 GHz, oznaczone symbolem C6930-0050. W ofercie firmy B&R jest aktualnie komputer o podobnym procesorze: z czterordzeniowym układem Intel Core i7 trzeciej generacji i taktowaniem 2,3 GHz – Automation PC 910.

operacje mają szansę zostać wykonane. W przypadku rozbudowanych procesów to dobry system wizualizacji pozwala operatorowi wiedzieć wszystko o przebiegu procesu i na niego wpływać.

Zatem można powiedzieć, że im więcej widzimy, tym sprawniej możemy prowadzić proces.

Istnieje kilka rozwiązań systemów wizualizacji. Newralgiczne, rozległe systemy, bazujące na DCS, mają zintegrowaną wizualizację. Nieco mniejsze systemy bazują często na oprogramowaniu SCADA, które ma szereg dostępnych funkcji, często również dzięki współpracy z innymi aplikacjami. Omówienie możliwości takich systemów, jak InTouch firmy Wonderware oraz związanych z nimi funkcji zarządzania obiektami samo w sobie stanowi materiał na cały artykuł, w związku z czym szerzej nie

sytuacji występującej w procesie. Zatem im lepiej aktualny stan procesu jest operatorowi znany, tym lepiej dobrane

Pańskie oko konia tuczy Jak to staropolskie porzekadło ma się do automatyzacji procesów? Bardzo często system może do poprawnego działania potrzebować zmian, wprowadzanych przez operatorów na podstawie informacji o aktualnej

Sterownik firmy Siemens z rodziny SIMATIC S7-1200

Jednostka centralna

Liczba obsługiwanych kanałów cyfrowych

Liczba obsługiwanych kanałów analogowych

Szybkość działania

Pamięć

1 MB na program, 5 MB na dane

Siemens S7-1500 CPU 1516-3 PN

262 144

16 384

operacja bitowa 0,01 µs operacja 16-bitowa 0,012 µs operacja stałoprzecinkowa 0,016 µs operacja zmiennoprzecinkowa 0,064 µs

GE 90-30 CPU350

2048AI i 2048 DI

2048 AI + 512 DI

0,22 ms/kB

74 kB

Mitsubishi Q30UDHCPU

4096

8192

9,5 ns / instr. log.

≤32 MB

32

Fot. Beckhoff, Siemens

Tab. Zestawienie podstawowych parametrów wybranych sterowników modułowych oferowanych na polskim rynku

o rozdzielczości 1920 × 1200 px. Z kolei w ofercie Astor są panele jednej z nowszych marek, występujących na polskim rynku automatyki – Astraada, a ponadto produkty uznanego producenta – GE. Pod marką Astraada sprzedawane są rozwiązania o skromniejszych parametrach, takie jak panel AS40TFT0434 z matrycą o przekątnej 4,3 ², o rozdzielczości 480 × 272 px i możliwością wyświetlenia obrazu w 65 tys. kolorów, jak i np. AS43TFT1525 z dotykowym ekranem 15 ² o rozdzielczości 1024 × 768 px i identyczną paletą barw.

Podobny wachlarz oferowanych paneli występuje w ofercie firmy GE. Największe panele tego producenta, zarówno

REKLAMA

Fot. Beckhoff, Siemens

będą one tu opisane. Więcej informacji o tych rozwiązaniach znaleźć można w wydaniu 5/2014 PAR, w artykule „Systemy MES a optymalizacja produkcji” oraz w bieżącym numerze w artykule poświęconym tematyce SCADA. Warto jednak skupić się na panelach operatorskich. Dzisiejsza technologia pozwala, aby miały one rozmiar zbliżony do tego, jaki dawniej oferowały tylko systemy bazujące na komputerach przemysłowych, sprzęgniętych z monitorami lub systemami projekcji obrazu. Co jest istotne, poza wielkością ekranu i jego rozdzielczością oraz parametrami wyznaczającymi, jak duży i dokładny może być widok odzwierciedlający obiekt? Z pewnością są to odporność na warunki i sposób eksploatacji. W zależności od procesu panele operatorskie mogą być wykonane jako dotykowe lub mieć osobne klawiatury. Odpowiednie wybranie rozwiązania zagwarantuje wygodę obsługi, a także długi czas niezawodnej eksploatacji takiego panelu. W odróżnieniu od elementów układu sterowania panele operatorskie mogą znajdować się często w pobliżu samego procesu. Z tego względu ważnym aspektem przy wyborze konkretnego rozwiązania może okazać się stopień ochrony wykonania takiego panelu. Nie ma najmniejszych problemów ze znalezieniem na rynku modeli odpornych zarówno na zapylenie czy zalanie, jak i na wysoką temperaturę. Panele mogą też zostać wykonane z materiału spełniającego wymagania sanitarne, występujące m.in. w przemyśle spożywczym. Z punktu widzenia estetyki istotne może być indywidualne projektowanie frontów obudowy paneli zgodnie z wymaganiami klienta. Takie możliwości dają odbiorcom m. in. firmy B&R oraz Siemens, które sprzedają swoje rozwiązania producentom maszyn i urządzeń, wykonywanych dla różnych branż przemysłu. Firma Siemens oferuje także rozwiązania OEM, w których zakres zmian rozpoczyna się od indywidualnego wzornictwa, przez przygotowanie oprogramowania, specjalne testy i certyfikaty, a kończy na zmianach w serwisie, wsparciu technicznym oraz logistyce.

Szeroką gamę standardowych paneli operatorskich proponuje m. in. właśnie firma Siemens. W jej ofercie można znaleźć zarówno proste konstrukcje, takie jak panele z serii Basic o 3,6 ² wyświetlaczu monochromatycznym, o rozdzielczości 240 × 80 px z 10 dowolnie konfigurowanymi przyciskami, jak również pochodzące z tej samej linii panele 15 ², 256-kolorowe wyświetlacze o rozdzielczości 1024 × 768 px, wykonane w technologii dotykowej. Klienci poszukujący jeszcze większych ekranów mogą również skorzystać z oferty Siemens. Panel serii Comfort, oznaczony symbolem PT2200, jest wyposażony w 21,5 ² ekran dotykowy z 16 milionami kolorów i matrycą o rozdzielczości Full HD. Podobnej klasy produkty występują także w portfolio innych firm. Przykładowo B&R oferuje produkty z serii Automation Panel 900, których wyświetlacze mogą mieć nawet 19 ² i pracować z rozdzielczością 1280 × 1024 px, natomiast w ofercie firmy Beckhoff występują rozwiązania z wyświetlaczem 24 ²

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

33

TEMAT NUMERU PLC I HMI – RAZEM CZY OSOBNO?

w serii QuickPanel CE, jak i QuickPanel+, to konstrukcje z ekranem 15 ² o rozdzielczości 1024 × 768 px. Oferta paneli operatorskich firmy Mitsubishi obejmuje urządzenia serii GOT, m.in. takie jak 15 ² modele GT16.

Osobną grupę wśród paneli operatorskich stanowią modele mobilne.

I w tym sektorze większość producentów proponuje swoje rozwiązania, czego przykładami są seria Mobile Panel 50 firmy B&R, mobile 270 firmy Siemens czy pulpity operatorskie serii GOT firmy Mitsubishi.

Rozwiązania hybrydowe – moda czy wygoda?

Stosowanie wydzielonych systemów sterowania i wizualizacji sprawdza się w przypadku procesów rozległych.

Wówczas sterowanie jest najczęściej rozproszone. Występują oddzielne dla poszczególnych komponentów instalacji szafy sterownicze. Dane z tych szaf są przesyłane do nadrzędnego systemu sterowania, z którym połączony jest globalny system nadzoru. Jeśli jednak zachodzi potrzeba umożliwienia ingerencji operatora w przebieg procesu,

Komputery przemysłowe firmy Beckhoff – seria IPC C69xx

34

Fot. Multiprojekt, Beckhoff, Sabur

Sterowniki firmy FATEK z rodziny FBs

wygodne jest zastosowanie dodatkowo lokalnych urządzeń wizualizacji. Wówczas okazuje się, że zarówno sterowanie, jak i wizualizacja procesu, mogą być zabudowane w jednej szafie. Podobnie jest w przypadku systemów na maszynach pracujących niezależnie. Tu swoje zalety mogą ujawnić właśnie rozwiązania hybrydowe, czyli połączenie PLC i HMI. Takie układy mogą mieć jeden szybki procesor, obsługujący zarówno zadania sterowania, jak i wizualizacji.

Taki wyposażony w pamięć masową system pozwala na archiwizację i prezentowanie danych z procesu. W przypadku niektórych rozwiązań istnieją jednak także ograniczenia w postaci mniejszej, w porównaniu z klasycznymi systemami sterowania, liczby podłączanych modułów I/O. Tego typu urządzenia, All-in-One, są np. w ofercie firmy ASTOR – to produkty firmy Horner.

Seria XL przeznaczona jest do sterowania i tworzenia wizualizacji małych lub średnich procesów. Największy z paneli tej rodziny ma przekątną 10² i rozdzielczość 640 × 480 px. Model o oznaczeniu HEXT501C115 ma także standardowo 14 układów wejściowych, w tym 2 AI i tyle samo wyjściowych.

Jego czas skanu wynosi 0,08 ms/kB, a montowane na płycie tylnej dodatkowe moduły pozwalają na obsługę

Fot. Multiprojekt, Beckhoff, Sabur

do 2048 cyfrowych wejść i tyle samo cyfrowych wyjść oraz po 512 wejść i wyjść analogowych. Dla dużych procesów przeznaczone są z kolei produkty serii XZ. Model HEZX1152 ma aż 22² wyświetlacz Full HD, a jego program wykonuje się w nim z szybkością 0,005 ms/kB. Do obsługi dużych procesów polecane są także produkty marki Astraada oraz Wonderware, zaliczane do urządzeń klasy komputerów przemysłowych. Model Astraada AS47C19 wyświetla widoki na 19² ekranie o rozdzielczości 1280 × 1024 px, a model Wonderware TPC/OIC ma 17² ekran o tej samej rozdzielczości, co produkt Astraady. Oba urządzenia bazują na procesorach firmy Intel i systemie operacyjnym Windows firmy Microsoft.

Również inne firmy, takie jak Beckhoff czy B&R, oferują urządzenia hybrydowe. Przykładem jest model z serii CP67 firmy Beckhoff, który może być wyposażony w 19² wyświetlacz o rozdzielczości 1280 × 1024 px oraz jeden z dwóch procesorów AMD LX800 lub Intel Celeron ULV. Z kolei produkty z serii Power Panel 500, których producentem jest firma B&R, mogą mieć 15² wyświetlacze o rozdzielczości 1024 × 768 px i jednordzeniowe procesory Intel Atom Z5x0, o częstotliwości taktowania od 1,1 GHz do 1,6 GHz. Warto podkreślić, że możliwości komunikacyjne z obiektem poprzez układy I/O mogą być w przypadku wielu rozwiązań All-in-One rozszerzane na drodze dołączania nie tylko modułów do konstrukcji urządzenia, ale także sieciowo.

Przykładem sieciowego łączenia systemu wizualizacji i sterowania są panele PAC LP30/LP31 firmy ASEM, w których komunikacja m.in. rozproszonymi wejściami i wyjściami jest realizowana przez dwa porty Ethernet.

Panele te produkowane są w rozmiarze od 5,7² do 15,6². Podobny wariant łączenia funkcji wizualizacyjno-sterujących proponuje w swoich produktach oznaczonych EW1 (linia B) z rodziny ESAWARE firma ESA. Firma ma również w tej rodzinie klasyczne panele (linia A) oraz panele z lokalnymi układami wejściowo-wyjściowymi (linia C).

Moduły lokalnych wejść/wyjść dla paneli EW1 z rodziny ESAWARE firmy ESA

sterowania urządzeń i bogatych w funkcje paneli operatorskich, przez zestawienie prostych systemów sterowania i wizualizacji, po systemy hybrydowe.

Na wybór danego wariantu realizacji sprzętowej często będą miały wpływ takie czynniki, jak perspektywa rozbudowy systemu, zarówno od strony sprzętowej, jak i programowej, oraz osobiste przekonania projektanta

systemu. Jest w czym wybierać, więc z pewnością każdy znajdzie rozwiązanie najlepiej pasujące do automatyzowanego procesu i spełniające jego wymagania. dr inż. Krzysztof Jaroszewski Wydział Elektryczny Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

REKLAMA

PLC i HMI pod jednym numerem IP!

Podsumowanie Jak widać z powyższego, krótkiego przeglądu rozwiązań systemów sterowania i wizualizacji, użytkownik ma bardzo szeroki wybór. Od specjalistycznych, służących do wyrafinowanego

Multiprojekt | www.multiprojekt.pl | info@multiprojekt.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

35

TEMAT NUMERU PLC I HMI – RAZEM CZY OSOBNO?

Uzupełniając bogatą ofertę paneli operatorskich HMI serii XV, firma Eaton wprowadziła do oferty nowoczesne, wydajne komputery przemysłowe serii XP500 z szerokoekranową matrycą wielkości 10,1”, 15,6” oraz 21,5”.

Ciekawy wygląd, wielopunktowa, pojemnościowa matryca dotykowa i chłodzenie niewymagające stosowania wentylatora czynią nowe jednostki wyjątkowo atrakcyjną propozycją dla różnych gałęzi przemysłu.

Komputery przemysłowe XP500 firmy EATON

36

Promocja

Matryce są chronione hartowaną szybą z powłoką ograniczającą refleksy.

Wyposażenie sprzętu w złącze DVI pozwala podłączyć dodatkowo zewnętrzny wyświetlacz oraz zapewnić awaryjne działanie sprzętu, na wypadek uszkodzenia matrycy. Całość umieszczona jest w estetycznej obudowie z ramą aluminiową, pokrytą warstwą zabezpieczającą. Wytrzymały front o stopniu ochrony IP65/NEMA 4X, pozbawiony ostrych kantów, ułatwia utrzymanie sprzętu w higienicznej czystości. Urządzenia mają certyfikat UL Class I Div 2.

Ekran dotykowy Dotyk wykrywany jest pojemnościowo (ang. PCT, Projected Capacitive Touch), a możliwość obsługi wielu punktów jednocześnie pozwala wprowadzić nowe możliwości zwiększenia bezpieczeństwa sterowania. Kontrola krytycznych

procesów może przykładowo odbyć się za pomocą jednoczesnego wciśnięcia kilku obszarów na ekranie. Ekran pojemnościowy daje także możliwość obsługi znanych doskonale ze smartfonów i tabletów gestów: powiększania, przesuwania i przewijania. Sprawia to, że obsługa wizualizacji, przeglądanie dokumentacji czy pomocy na ekranie stają się bardziej intuicyjne.

Protect Mode Nowe komputery działają pod kontrolą systemu Windows 7 lub Windows Embedded 7, z 64-bitową architekturą, co pozwala uruchomić szereg aplikacji wizualizacyjnych, dostępnych na rynku. Oczywiście istnieje możliwość uruchomienia wizualizacji firmy Eaton, np. Galileo Open. Użytkownik nie musi aktywować samodzielnie systemu operacyjnego.

Fot. Eaton

Sercem nowych komputerów, zapewniającym optymalne osiągi, dwurdzeniowy procesor AMD taktowany zegarem 1,65 GHz oraz zintegrowana wydajna karta graficzna Radeon HD. Urządzenia wyposażone są w dwa porty Ethernet (10/100/1000 Mb/s) oraz dwa USB 3.0. Komunikację szeregową zapewniają porty RS-232 oraz RS-485.

Dodatkową zaletą jest możliwość obsługi kart CFast (dostarczana z urządzeniem – co najmniej 4 GB), które można stosować poza wewnętrzną pamięcią masową w formie dysku SSD, w wykonaniu przemysłowym (co najmniej 24 GB). Panele mają ekrany wysokiej rozdzielczości: 1024 × 600 dla wielkości 10”, 1366 × 768 dla 15,6” oraz Full HD (1920 × 1080) dla ekranu 21,5”. Oczywiście podświetlane są one za pomocą diod LED, z możliwością płynnego, programowego ściemniania.

Tab. Dostępne wersje komputerów przemysłowych XP500 Numer kategorii

Typ

Wersja

174474

XP-503-10-A10-A00-1B

(10,1” z licencją Galileo Open)

174475

XP-503-15-A10-A00-1B

(15,6” z licencją Galileo Open)

174476

XP-503-21-A10-A00-1B

(21,5” z licencją Galileo Open)

Jedną z ciekawszych opcji, zaimplementowanych w nowych komputerach przemysłowych, jest tryb Protect Mode, działający w oparciu o funkcje Windows Embedded Standard 7. Mechanizm zabezpiecza zawartość nośnika poprzez przekierowanie wszystkich operacji zapisu do innej lokalizacji (RAM), tworząc formę nakładki. Dzięki temu zabezpieczany jest dysk SSD, zawierający system operacyjny, oprogramowanie HMI, projekt itp. Aby była możliwa rejestracja danych procesowych, receptur, historii alarmów itp., użytkownik ma do dyspozycji niezabezpieczony przez Protect Mode nośnik CFast. Na etapie instalowania oprogramowania wizualizacyjnego, parametryzowania systemu dostrajania wizualizacji itp., tryb jest wyłączany.

Gdy aplikacja zostaje oddana do użytku, Protect Mode jest aktywowany i od tego momentu wszelkie modyfikacje zawartości dysku są aktywne, do czasu ponownego uruchomienia komputera. Po restarcie wszelkie zmiany są tracone.

Dzięki temu komputer po ponownym uruchomieniu jest zawsze taki sam. Dodatkowo wyłączenie zasilania urządzenia może odbyć się bez uprzedniej procedury zamykania systemu Windows, bez ryzyka jego uszkodzenia.

Zaawansowane technologie informatyczne zawsze wchodziły nieco później do świata przemysłu i automatyki. W czasach, w których kontakt z zaawansowanymi urządzeniami dotykowymi mają już najmłodsze dzieci, naturalnym krokiem jest przeniesienie tej technologii do świata przemysłu. Tu najważniejsze jest niezawodne i pewne działanie, nierzadko w trudnych warunkach. Komputery przemysłowe serii XP500 to propozycja dobrze wpisująca się w te potrzeby.

Jacek Zarzycki

Fot. Eaton

Ekran pojemnościowy daje możliwość obsługi gestów powiększania, przesuwania i przewijania, znanych ze smartfonów i tabletów

EATON Electric Sp. z o.o. ul. Galaktyczna 30 80-299 Gdańsk tel. 58 554 79 00 fax 58 554 79 09 e-mail: pl-gdansk@eaton.com www.moeller.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

37

TEMAT NUMERU PLC I HMI – RAZEM CZY OSOBNO?

Astraada HMI Panel PC to zintegrowane urządzenia, w skład których wchodzą ekran dotykowy oraz komputer PC z zainstalowanym systemem operacyjnym Windows.

Astraada HMI są przeznaczone do użytku w trudnych warunkach środowiskowych, tj. w wysokiej temperaturze, zapyleniu i wilgotności, zapewniając zainstalowanym aplikacjom stabilną i niezawodną pracę.

Astraada HMI Panel PC AS47C19

Komputery przemysłowe Astraada HMI Panel PC Omawiane urządzenia są przeznaczone do zastosowań przemysłowych, w takich dziedzinach jak sterowanie i wizualizacja, wymagających procesów technologicznych, ale również jako punkty informacyjne lub terminale sprzedaży. Komputery Astraada HMI Panel PC charakteryzują się niewielkimi rozmiarami, a ich obudowy zostały wykonane z metalu lub – opcjonalnie – ze stali nierdzewnej.

• szeroki zakres napięcia zasilania: 9–32 V DC (w serii AS47AN do 36 V DC), • możliwość podwieszenia na uchwytach zgodnych ze standardem VESA, • chłodzenie pasywne,

• możliwość wykorzystania dowolnego oprogramowania wizualizacyjnego, • klasa szczelności frontu IP65, • porty RS-232/RS-485, Ethernet, USB, • wysoka wydajność i stabilność działania.

Podstawowe cechy omawianych paneli to: • rezystancyjne ekrany dotykowe o przekątnych: – 8” (800 × 600 px), – 12” (800 × 600 px), – 15” (1024 × 768 px), – 17” (1280 × 1024 px) – 19” (1280 × 1024 px),

38

Promocja

Porty komunikacyjne Astraada HMI Panel PC

Fot. ASTOR

Najważniejsze cechy

Tab. Zestawienie parametrów technicznych Astraada HMI Panel PC AS47AN

Przekątna ekranu Rozdzielczość

AS47AD

8”

12”

15”

15”

17”

19”

15”

17”

19”

800 × 600 px

800 × 600 px

1024 × 768 px

1024 × 768 px

1280 × 1024 px

1280 × 1024 px

1024 × 768 px

1280 × 1024 px

1280 × 1024 px

262 tys.

16,7 mln

16,7 mln

262 tys.

16,7 mln

16,7 mln

Liczba obsługiwanych kolorów

16,2 mln

Matryca dotykowa

rezystancyjna

Typ ekranu Procesor

TFT LCD Intel Atom N2600 1,6 GHz

Intel Atom D2550 1,8 GHz

Intel Core 2 Duo 2,27 GHz

2 GB

2 GB

4 GB

Pamięć RAM Dysk twardy

64 GB SSD

320 GB

1 × RS-232/422/485 1 × RS-232

Porty szeregowe

1 × RS-232/422/485, 1 × RS-232, 1 × RS-422/485

Ethernet (RJ45)

2 × RS-232 DB9, 1 × RS-422/485

2 × GbE RJ45

USB

2 × USB 2.0

4 × USB 2.0

4 × USB 2.0

Napięcie zasalania

9…36 V DC

9...32 V DC

9...32 V DC

Masa (kg)

1,8

2,5

4,4

7,8

Zakres temperatury pracy

7,8

10

12,1

10… 90 %, bez kondensacji

Stopień ochrony

front IP65

Certyfikaty

Aby umożliwić klientom łatwe poruszanie się po ofercie Astraada HMI oraz dobór odpowiedniego modelu do kryteriów instalacji, komputery podzielono na trzy serie: AS47AN (Intel Atom 2550), AS47AD (Intel Atom N2600) oraz AS47C (Intel Core 2 Duo). Głównymi różnicami w poszczególnych grupach są moce obliczeniowe zastosowanych procesorów oraz ich wydajność. W zależności od przeznaczenia w seriach AS47AD, AS47AC dostępne są monitory o przekątnych 15”, 17” oraz 19”, a w grupie AS47AN: 8”, 12”, 15”, wyświetlające obraz nawet w 16 milionach kolorów.

Komputery panelowe dostarczane są z zainstalowanym systemem operacyjnym Windows 7, w wersjach 32- i 64-bitowych, co umożliwia ich użycie z wybranym oprogramowaniem

12,1

–20…+60 °C

Dopuszczalna wilgotność

Trzy rodziny

10 0…+50 °C

Zakres temperatury składowania

Fot. ASTOR

AS47C

CE/F CC class A

przemysłowym. Dwie karty sieci Ethernet pozwalają na zabezpieczenie się przed awarią jednej z nich lub łączenie oddzielnych sieci – sterowania (przemysłowej) oraz biurowej, co jest zgodne z powszechną polityką bezpieczeństwa budowy aplikacji. Poza standardowymi portami USB można także łączyć się z urządzeniami za pomocą dostępnych portów szeregowych COM.

i dużej interakcji pomiędzy stanowiskami operatorów oraz systemami produkcyjnymi. Są przeznaczone zarówno do prostych wizualizacji, jak i rozbudowanych procesów technologicznych, obrazowanych w oparciu o dowolne oprogramowanie przemysłowe, takie jak np. Wonderware InTouch. Pozwala to na praktycznie nieograniczoną liczbę zastosowań.

Pozostałe informacje Astraada HMI Panel PC wykorzystują najnowsze technologie w zakresie sprzętu oraz oprogramowania. Urządzenia są gotowe do działania w zasadzie zaraz po podłączeniu zasilania, bez konieczności dokonywania dodatkowej konfiguracji. Mogą być stosowane wszędzie tam, gdzie istnieje potrzeba uzyskania bogatego zestawu funkcji

ASTOR Sp. z o.o. ul. Smoleńsk 29 31-112 Kraków tel. 12 428 63 00 fax 12 428 63 09 e-mail: info@astor.com.pl www.astor.com.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

39

TEMAT NUMERU PLC I HMI – RAZEM CZY OSOBNO?

W dzisiejszych czasach nowoczesne procesy produkcyjne bazują na wzajemnej interakcji wielu komponentów. Jednocześnie ilość przetwarzanych danych rośnie w zastraszającym tempie. Ma to szczególne znaczenie na drodze do przemysłu 4.0.

Już dzisiaj potężne komputery przemysłowe oferują otwartą platformę, pozwalającą na łączenie różnych systemów automatyki, z wydajnością zapewniającą bezpieczne przechowywanie gromadzonych danych.

Zastosowanie technologii PC w środowisku przemysłowym to wzorcowa historia sukcesu. Zalety PC udało się połączyć z wysokimi wymaganiami produkcji przemysłowej. W ten sposób, w zakładach produkcyjnych, gdzie wymagana jest bardzo duża szybkość przetwarzania danych (np. w aplikacjach akwizycji danych i kontroli jakości), możliwe było wykorzystanie mocy obliczeniowej komputerów PC oraz ich uniwersalności. Najczęściej dotyczy to aplikacji wymagających pracy ciągłej w trudnych warunkach, a więc to pod tym kątem należało zaprojektować komputery przemysłowe.

40

Promocja

Rodzina SIMATIC IPC Siemens jest dostawcą takich rozwiązań od ponad 25 lat. Produkty z rodziny SIMATIC IPC to sprzęt z najwyższej półki, zaprojektowany specjalnie do pracy w przemyśle. Jego najważniejszą cechą charakterystyczną jest bardzo wysoka wytrzymałość, pozwalająca na pracę bezpośrednio na hali produkcyjnej. Przejawia się to w odporności na wibracje i uderzenia, co umożliwia montaż również poza szafą sterowniczą, od razu na maszynie. Uzyskana w ten sposób większa elastyczność montażu wpływa na obniżenie kosztów budowy takiej maszyny. Aby zapewnić

możliwość pracy w rygorze 24-godzinnym, specyfika urządzenia musi pozwalać na pracę w podwyższonej temperaturze otoczenia oraz w silnym polu elektromagnetycznym. Komputery SIMATIC spełniają te wymagania dzięki innowacyjnemu systemowi chłodzenia oraz pełnej, metalowej obudowie. Łączenie w całość i integracja wielu różnych systemów automatyki pozostają nadal głównym zadaniem rozwiązań IPC. W zależności od wybranego rozwiązania w komputerach SIMATIC możliwe jest zainstalowanie nawet 11 różnych kart rozszerzeń w standardzie PCI Express lub PCI. Dodatkowo wybranie konfiguracji z procesorem komunikacyjnym PROFINET lub PROFIBUS, wbudowanym w płytę główną, pozwala na łatwe zapewnienie komunikacji ze sterownikami PLC i innymi urządzeniami sieciowymi, bez zajmowania dodatkowego gniazda rozszerzeń.

Koncepcja projektowa wysokiej klasy IPC zakłada najwyższą wydajność i bogate funkcje, przy jednoczesnym spełnieniu wymagań przemysłowych i dużych możliwościach rozbudowy systemu. Dzięki nowej generacji „D”

Fot. Siemens

Rozwój technologii komputerów przemysłowych SIMATIC

komputerów SIMATIC uzyskaliśmy dostęp do najnowszych technologii PC w rozwiązaniach przemysłowych.

Procesory Xeon – maksymalna wydajność przetwarzania danych Rola IPC, jako centralnego systemu przetwarzania różnorodnych danych produkcyjnych, stawia bardzo wysokie wymagania wydajnościowe. Równoległe wykonywanie takich zadań, jak przetwarzanie obrazów, sterowanie i wizualizacja oraz stale rosnąca ilość gromadzonych danych, wymagają coraz większej mocy obliczeniowej. Właśnie z myślą o wykonywaniu takich zadań najnowsze SIMATIC IPC, produkty z górnej półki, zostały wyposażone w procesory Intel, znane jako Haswell.

Dzięki skalowalności rozwiązania, od procesorów Celeron czwartej generacji, przez rodzinę Core i, aż po potężne procesory Xeon, IPC mogą być odpowiednio dostosowane do wymagań wydajnościowych i kosztowych aplikacji. Wzrost wydajności o 70 proc. w stosunku do poprzednich wersji komputerów zapewnia rezerwę mocy obliczeniowej, pozwalającą spełnić również wymagania przyszłych aplikacji.

Fot. Siemens

Większa niezawodność systemu i bezpieczeństwo danych Wydajna produkcja oznacza minimalizację czasu przestojów. Awarie poszczególnych komponentów systemu automatyki mogą bardzo szybko doprowadzić do kosztownych przestojów produkcyjnych. Cały system i wszystkie części składowe IPC są zaprojektowane z myślą o pracy 24/7, co zapewnia jej niezawodność. Dodatkowo każdy

komputer SIMATIC, przed wysyłką do klienta, jest poddawany 36-godzinnemu testowi pracy w warunkach podwyższonej temperatury pracy (40 °C).

Taki test gwarantuje najwyższą jakość IPC. Utrata danych produkcyjnych może mieć poważne konsekwencje, łącznie z odpowiedzialnością karną w niektórych branżach przemysłu. Dlatego właśnie, w celu zwiększenia bezpieczeństwa krytycznych danych, stosuje się redundantne macierze dyskowe. Komputery Rack PC Siemensa mają dodatkowo opcję instalacji – jako gorącej rezerwy (ang. hot-spare) – dysków, które są automatycznie włączane do macierzy RAID w przypadku awarii jednego z dysków. Takie rozwiązanie zapewnia najwyższy poziom bezpieczeństwa danych, nawet bez udziału obsługi serwisowej w przypadku awarii.

Wydajna wizualizacja procesów Portfolio paneli PC firmy Siemens obejmuje rozwiązania typu All-in-One dla każdej aplikacji przemysłowej: od poziomu obsługi operatorskiej i sterowania pojedynczych maszyn, przez zaawansowane układy regulacji w zamkniętej lub otwartej pętli, aż do przetwarzania dużych ilości danych. Panele PC dostępne są w trzech rozmiarach: 15'', 19'' i 22''.

Mogą być instalowane również w pionie.

Mają jasną i odporną na zarysowania matrycę, ze stopniem ochrony IP65. Matryce dostępne są w klasycznej technologii dotykowej oraz nowoczesnej technologii multi-touch, która dostarcza ogrom możliwości dla innowacyjnych rozwiązań wizualizacji przemysłowej. Obie wersje komputerów są ze sobą kompatybilne, co

umożliwia łatwą adaptację urządzenia do odpowiedniej technologii.

Urządzenia typu All-in-One umożliwiają budowanie maszyn o bardzo zwartej konstrukcji. W przypadku rozwiązań bardziej rozbudowanych lub rozproszonych (np. bardzo długie maszyny) możliwe jest podpięcie nawet do pięciu monitorów typu Industrial Flat Panel (IFP) do komputera Box/Rack PC lub Panel PC. Innowacyjna dla przemysłu technologia pojemnościowych matryc multi-touch daje nowoczesne możliwości w dziedzinie projektowania systemów wizualizacji.

Zastosowanie techniki operowania gestami, operacji oburęcznych, powiększania synoptyk czy trendów umożliwia bardziej intuicyjną pracę operatorów. Szklane ekrany, odporne na zarysowania i środki chemiczne, mogą być obsługiwane zarówno gołą dłonią, jak i w rękawiczkach. Operator maszyny nie musi przełączać się między poszczególnymi ekranami, dzięki czemu może skupić się na jednym ekranie synoptycznym, co zapobiega pomyłkom i błędom podczas pracy. Ponadto brud na ekranie, krople wody czy przypadkowe dotknięcie lub oparcie się o urządzenie nie zakłócają jego prawidłowej pracy. Oprogramowanie inżynierskie wspiera zarówno technologię klasycznego, pojedynczego dotyku, jak i multi-touch. Narzędzia te ułatwiają wykorzystanie możliwości multi-touch, takich jak gesty, przez prekonfigurowane ustawienia domyślne, co znacznie skraca czas projektowania i konfigurowania aplikacji.

SIMATIC IPC – optymalne rozwiązanie wybiegające w przyszłość Wysoka odporność, niezawodność pracy systemu i bezpieczeństwo gromadzonych danych czynią z komputerów Siemens IPC idealną platformę komputerową dla rozwiązań automatyki przemysłowej. Wyposażenie w procesory Intel najnowszej generacji oraz zastosowanie innowacyjnej technologii multi-touch czynią z komputerów SIMATIC IPC rozwiązanie najnowocześniejsze technologicznie, które sprawdzi się zarówno w dzisiejszych, jak i przyszłych aplikacjach.

Michał Urliński Siemens Sp. z o.o. ul. Żupnicza 11, 03-821 Warszawa tel. 22 870 84 65 e-mail: Michal.Urlinski@siemens.com www.siemens.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

41

TEMAT NUMERU PLC I HMI – RAZEM CZY OSOBNO?

W przemyśle standardy szeregowe powoli ustępują pola Ethernetowi, jednak proces ten postępuje nie tak szybko, jak spodziewali się tego producenci sterowników PLC, korzystających z protokołów ethernetowych. Jednocześnie coraz trudniej jest znaleźć komputery PC, wyposażone w porty COM, mimo licznych aplikacji, w których są one wykorzystywane.

Firma MOXA oferuje całą gamę sprzętu komunikacyjnego, ułatwiającego podłączenie RS-232/422/485 do maszyn obliczeniowych.

Karta CP-116E-A oferuje 16 portów RS-232/422/485 za optoizolacją

W komercyjnych zastosowaniach standardy szeregowe są używane bardzo rzadko, dlatego dostępnych jest bardzo wiele konwerterów na inne, bardziej popularne interfejsy komunikacyjne. Jednak w przemyśle standard ten jest nadal popularny, a liczba urządzeń, które go wykorzystują, jest nadal dosyć wysoka. W automatyce przemysłowej znajdziemy np. maszyny i obrabiarki sterowane numerycznie, gdzie RS-232 jest często interfejsem sterującym. Nierzadko też autorskie rozwiązania integratorów są oparte na popularnym RS-485, np. w przypadku różnego rodzaju rozproszonych systemów sterowania I/O i innych. W energetyce najczęściej razem z tym interfejsem można znaleźć liczniki energii elektrycznej, które komunikują się z systemami SCADA. W przemyśle wydobywczym również funkcjonują urządzenia z omawianym interfejsem. Przykładem mogą

Konwertery z RS na USB są popularnym rozwiązaniem; na zdjęciu UPort 1450

42

Promocja

być zdalnie sterowane roboty, penetrujące morską głębię, ale również modemy GSM, falowniki i sterowniki PLC. Jak widać, mimo upływu 52 lat od powstania RS-232, nadal on oraz jego odmiany są szeroko wykorzystywanymi technologiami transmisji danych w aplikacjach przemysłowych.

Ethernet w przemyśle Ethernet już wiele lat jest obecny w przedsiębiorstwach i w domach, jako technologia ułatwiająca dostęp do Internetu i nie tylko. W przemyśle standard ten funkcjonuje stosunkowo niedługo, bo od kilkunastu lat. Oferuje on duże szybkości transmisji – od 10 Mb/s do 10 Gb/s, zapewniając medium transmisyjne dla wielu usług na obiekcie, takich jak telewizja przemysłowa, lokalna sieć komputerów lub sieć do zbierania danych pomiarowych. To właśnie dzięki łatwości rozbudowywania i unowocześniania sieci opartych na Ethernecie stały się one tak popularne.

Na tym polu standardy szeregowe zdecydowanie przegrywają z Ethernetem. Sieci na nich oparte są dosyć bezpieczne, ponieważ są odizolowane od reszty świata i niepołączone z Internetem, przez co zdalny dostęp jest do nich dosyć utrudniony. Serwery portów szeregowych firmy Moxa, czyli NPorty, to zaawansowane urządzenia, które

prowadzą konwersję ze standardów RS-232/422/485 na protokoły TCP/IP. Innymi słowy są mostem między sieciami ethernetowymi a urządzeniami z interfejsem szeregowym.

W ofercie firmy Moxa dostępne są urządzenia w różnych odmianach. Znajdziemy w niej NPorty z interfejsem opartym na skrętce UTP oraz modele z portami światłowodowymi. NPort z interfejsem światłowodowym jednomodowym pozwala na komunikację na włóknie o długości do 40 km.

Czasami zdarza się, że urządzenie z portem szeregowym jest w ruchu i nie da się go podłączyć do komputera. Wtedy rozwiązaniem jest NPort W2150, który jest wyposażony w interfejs Wi-Fi i może łączyć się do punktów dostępowych, znajdujących się na obiekcie, zapewniając ciągłą komunikację nawet w ruchu, np. z czujnikiem kodów kreskowych/QR kodów.

Firma Moxa ma też w ofercie rozwiązania typu OEM, czyli moduły do zabudowy w innych urządzeniach.

Mowa o modułach z serii NE-41XX oraz MiiNePort EX. Większość z nich ma interfejs szeregowy na standardzie TTL, co ułatwia podłączenie bezpośrednio do mikrokontrolera. Istnieje nawet moduł MiiNePort W1, który zawiera interfejs Wi-Fi. Jest to bardzo ciekawe rozwiązanie, dające możliwość podłączenia

Fot. Elmark Automatyka

Sposoby na dodatkowe porty szeregowe w komputerach

Przepięcia są wszędzie, ale można im zapobiegać stosując dobre praktyki i właściwe zabezpieczenia

Przykładowa aplikacja z zastosowaniem serwerów portów szeregowych

mikroprocesora bądź komputera wbudowanego do bezprzewodowej sieci LAN, przy wykorzystaniu interfejsu szeregowego.

Fot. Elmark Automatyka

Dodatkowe porty szeregowe w komputerze Jeśli nie ma potrzeby, aby port szeregowy był oddalony od komputera, a raczej był dostępny lokalnie, można skorzystać z innych urządzeń, takich jak wieloportowe karty portów lub konwertery USB na RS. Wieloportowe karty szeregowe Moxy są dobrym rozwiązaniem dla integratorów przygotowujących stacje robocze, które muszą zawierać porty szeregowe w obrębie obudowy. Często systemy SCADA zbierające dane z użyciem protokołu Modbus RTU lub innego potrzebują właśnie stacji roboczej ze znaczną liczbą portów COM. Moxa ma w ofercie karty RS-232, obejmujące od dwóch do nawet 32 portów, co w przypadku protokołu Modbus RTU umożliwia komunikację nawet z tysiącem urządzeń. Karty wieloportowe są wdzięcznym rozwiązaniem, ponieważ obecnie praktycznie każda stacja robocza jest wyposażona w slot PCI Express, a czasem PCI. Jednak co zrobić, jeśli komputer ma wyjątkowo małą obudowę, bez możliwości umieszczenia kart PCI/PCIe, lub gdy mamy do czynienia z laptopem? Innym bardzo popularnym interfejsem, który znajdziemy obecnie niemal wszędzie, jest USB, dostępny nawet na platformach Embedded i urządzeniach przenośnych. Dlatego właśnie firma Moxa stworzyła rodzinę urządzeń o nazwie UPort, które realizują konwersję standardów szeregowych na USB. Dostępne są modele 1-, 2-, 4-, 8- i 16-portowe. Są one bardzo uniwersalne, ponieważ można je

podłączyć do niemal każdego komputera, a wszystko to odbywa się zgodnie ze standardem plug&play. Uporty występują w wersjach z RS-232/422/485, lub wszystkimi tymi standardami naraz, które w przypadku systemów Windows konfiguruje się w menadżerze urządzeń.

Większość modeli jest zasilana bezpośrednio z portu USB, a gdy brakuje już prądu, można podłączyć zewnętrzny zasilacz (od modeli czteroportowych wzwyż). Warto wspomnieć, że standard RS-232 w tych urządzeniach jest w 100 proc. kompatybilny z oryginałem, ponieważ wspiera wszystkie sygnały sterujące: TxD, RxD, RTS, CTS, DTR, DSR, DCD i GND.

Zabezpieczenie urządzeń przed burzą Gdy nadchodzi lato, w wielu obiektach można zaobserwować znaczny przyrost uszkodzonych urządzeń komunikacyjnych, co wynika z częstych burz. Przyczyną są skoki napięcia w liniach zasilających, komunikacyjnych, indukowane przez wyładowania atmosferyczne w niedużej odległości od przewodów. W ten sposób może zostać uszkodzonych nawet kilka urządzeń na obiekcie naraz, często drogich, w których utracona konfiguracja lub program sterujący mogą być trudne

do odzyskania. Istnieją jednak specjalne układy elektroniczne, nazywane zabezpieczeniami przeciwprzepięciowymi, chroniące (w pewnym zakresie) przed pojawieniem się przepięć na portach szeregowych. W ofercie Moxy znajdziemy cztery urządzenia pełniące tę rolę, różniące się stopniem zabezpieczenia: 4 KV lub 20 KV do zastosowań wewnątrz lub na zewnątrz budynków. Różnią się one także interfejsem, jaki zabezpieczają: RS-232 lub RS-422/485. Dzięki wewnętrznej budowie pojawiający się nadmiarowy ładunek elektryczny jest uziemiany. Takie rozwiązanie jest szczególnie trafne, jeśli na obiekcie występują cykliczne wyładowania, indukujące napięcia poniżej maksymalnej wartości zabezpieczeń. Dzieje się tak, gdyż umożliwia to skuteczną i długotrwałą ochronę urządzeń.

Moxa to producent szerokiej gamy urządzeń dla komunikacji przemysłowej, a doświadczenie w ich projektowaniu i produkcji zdobywa już od ponad 20 lat.

Urządzenia tego producenta charakteryzują się przemyślaną konstrukcją, wysoką jakością oraz przemysłowym wykonaniem. Większość urządzeń firmy Moxa występuje w wersjach przystosowanych do rozszerzonego zakresu temperatury pracy (od –30 °C do +75 °C) oraz ma optoizolację. Są to urządzenia od początku do końca zaprojektowane na potrzeby aplikacji przemysłowych.

ELMARK Automatyka ul. Niemcewicza 76 05-075 Warszawa-Wesoła tel. 22 773 79 37, fax 22 773 79 36 Zabezpieczenia przeciwprzepięciowe skutecznie chronią sprzęt w trakcie burz

e-mail: elmark@elmark.com.pl www.elmark.com.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

43

TEMAT NUMERU PLC I HMI – RAZEM CZY OSOBNO?

Fot. 1. Oprogramowanie GP-Pro EX

PRO-FACE LT4000M – zintegrowane rozwiązanie HMI+PLC na ciągły rozwój zintegrowanych rozwiązań HMI+PLC. Firma Pro-face, japoński producent automatyki, od wielu lat jest czołowym dostawcą systemów tego typu. Najnowszy produkt z jej oferty, seria LT4000M, wprowadza sporo udogodnień. Modułowa budowa, czytelne matryce oraz szerokie możliwości przyczyniają się do ciągłego wzrostu sprzedaży tej serii urządzeń.

44

Promocja

Nie każda aplikacja z dziedziny automatyki jest bardzo skomplikowanym i rozbudowanym projektem, wymagającym obsługi tysięcy sygnałów wejściowych i wyjściowych. W niektórych sytuacjach zastosowanie odrębnej jednostki PLC i oddzielnego panelu HMI są w pełni uzasadnione, jednak w przypadku wielu mniejszych aplikacji można znaleźć lepsze rozwiązania.

Co decyduje o dużej popularności rozwiązań zintegrowanych? Mówiąc krótko: ich prostota, która idzie w parze ze sporymi możliwościami.

LT4000M jako urządzenie All-In-One Seria LT4000M obejmuje dwie wielkości paneli dotykowych: 3,5” oraz 5,7”.

Czytelne i wyraziste matryce TFT obsługują 65 tys. kolorów i dobrze odwzorowują wizualizacje. Zastosowane podświetlenie LED zapewnia bardzo dobre kąty widzenia. Panel w połączeniu z jednostką PLC w wersji cyfrowej lub

cyfrowo-analogowej tworzą zintegrowane rozwiązanie HMI+PLC, umożliwiające obsługę wielu aplikacji o różnych stopniach zaawansowania.

Sterowniki PLC Do omawianych paneli można podłączyć dwa rodzaje sterowników, różniących się między sobą rodzajem obsługiwanych wejść i wyjść.

Sterownik PLC w wersji cyfrowej Do dyspozycji użytkownika w tym sterowniku jest 20 wejść cyfrowych oraz 12 wyjść cyfrowych. Możliwe jest skonfigurowanie dwóch wbudowanych wejść jako wejść standardowych lub wejść specjalnych szybkiego licznika HSC 65 kHz (z wyjściem synchronicznym). Szybkie wejścia można wykorzystać np. do obsługi enkodera.

Sterownik umożliwia również obsługę np. silnika krokowego, gdyż dwa wbudowane wyjścia mogą pełnić funkcje specjalne: PWM oraz PLS (wyjście impulsowe).

Fot. Pro-face

Badania rynku automatyki wskazują

Sterownik PLC w wersji cyfrowo-analogowej Wyposażony jest w 12 wejść cyfrowych, z których dwa mogą pełnić funkcje specjalne szybkiego licznika. Sześć wyjść cyfrowych również jest wzbogaconych o dwa wyjścia specjalne, jak w przypadku PLC w wersji cyfrowej.

Dodatkowo model ten ma dwa wejścia analogowe z przetwornikiem A/C 13-bitowym (prądowe lub napięciowe), dwa wejścia temperaturowe 16-bitowe (termopara typu B, E, J, K, N, R, S, T, Pt 100, Pt 1000, Ni 100, Ni 1000) oraz dwa wyjścia analogowe (prądowe lub napięciowe). W przypadku wejść/ wyjść analogowych, Pro-face oferuje dużą elastyczność, gdyż wyboru typu danego wejścia lub wyjścia dokonuje się w oprogramowaniu GP-Pro EX. Programista ma więc możliwość określenia trybu pracy wejścia/wyjścia prądowego jako 4–20 mA lub 0–20 mA oraz wejścia/wyjścia napięciowego jako 0–10 V lub od –10 V do +10 V.

Fot. Pro-face

Komunikacja z LT4000M W sterownikach LT4000M znajdują się wszystkie niezbędne porty komunikacyjne: Ethernet, port szeregowy RS-232/RS-485 (wyprowadzony jako RJ45) oraz porty USB typu A i USB mini B. Port USB typu mini B służy do programowania, podobnie jak port Ethernet oraz USB typu A. Możliwe jest również programowanie przy użyciu pamięci USB. Sterowniki wyposażone są również w port CANopen master. Jeśli liczba zabudowanych wejść/wyjść cyfrowych/ analogowych nie jest wystarczająca, serię LT4000M można rozbudować o dodatkowe, rozproszone moduły I/O, za pośrednictwem sieci CANopen. Sterownik jako jednostka master może komunikować się z 63 jednostkami CANopen slave. Każdy moduł CANopen slave można rozbudować o siedem modułów EXM, co w sumie daje system sterowania obsługujący nawet 512 cyfrowych I/O oraz 128 analogowych I/O. Seria LT4000M obsługuje do czterech różnych protokołów komunikacyjnych. Komunikacja z innymi sterownikami PLC nie stanowi problemu.

Zawsze wykorzystywane są specjalizowane protokoły komunikacyjne, zapewniające wzorową komunikację. Dodatkowo można podłączyć regulatory temperatury, sterowniki ruchu, falowniki lub drukarkę.

Seria LT4000M współpracuje również z nową rodziną produktów EZ,

w ramach której można znaleźć czytnik linii papilarnych (Fingerprint Recognition Unit), podświetlane przyciski funkcyjne (ang. Illuminated Switch) oraz kolumnę świetlną (ang. Tower Light).

Montaż Czy można wyobrazić sobie prostszy i szybszy sposób montażu panelu operatorskiego niż standardowe wycięcie prostokątnego otworu montażowego?

Seria LT4000M pokazała, że tak. Panel jest montowany w otworze o średnicy 22 mm, podobnie jak wszystkie przyciski i lampki. Takie rozwiązanie znacznie redukuje czas montażu i jest szczególnie doceniane podczas seryjnej prefabrykacji szaf sterowniczych. Jednostka PLC może być zamontowana zaraz za panelem. Pozwala to na oszczędność miejsca w szafie sterowniczej.

Kolejny sposób montażu jednostki PLC pokazano na fot. 2. Montaż na szynie DIN za pomocą specjalnego kabla pozwoli na odseparowanie panelu HMI i sterownika PLC. W przypadku uszkodzenia samego panelu HMI lub sterownika PLC jest możliwa ich niezależna wymiana.

wspomaga programowanie. Możliwość tworzenia podprogramów oraz obsługa bloków funkcyjnych sprawiają, że program jest bardziej czytelny.

Szerokie możliwości komunikacyjne LT4000M idealnie sprawdzą się w projektach, w których trzeba wykonać zbieranie danych z różnych urządzeń. Gromadzenie informacji z obiektu w bazie SQL, Access lub w Excelu nie stanowi problemu.

Wersja testowa Wersję testową oprogramowania GP-Pro EX, zawierającą symulator, można pobrać bezpłatnie ze strony www.proface.pl. Umożliwia ona przygotowanie, zapisanie i pełne symulowanie działania aplikacji na komputerze. Rozwiązanie to pozwala bezpłatnie zapoznać się ze wszystkimi możliwościami oprogramowania.

Bezpłatne szkolenia Serdecznie zapraszamy również na cykl bezpłatnych seminariów szkoleniowych z zakresu oprogramowania GP-Pro Ex.

Remote HMI LT4000M w pełni wspiera aplikację Remote HMI. Jest ona dostępna dla urządzeń mobilnych z systemem Android lub iOS. Zapewnia zdalny podgląd oraz sterowanie m.in. paneli z serii LT4000M. Remote HMI można wykorzystać do zdalnej zmiany lub podglądu parametrów i zarejestrowanych zdarzeń. Udostępnia pełną kontrolę nad wizualizacją, dokładnie taką samą, jak podczas pracy przy panelu operatorskim.

Aplikację Remote HMI można pobrać z Google Play lub AppStore. Do 25 grudnia 2014 r. obowiązuje promocyjna cena na zakup Remote HMI, z 80proc. rabatem.

GP-Pro EX Tworzenie aplikacji na panel i sterownik jeszcze nigdy nie było aż tak proste.

Oprogramowanie GP-Pro EX, obsługujące oprócz serii LT4000M również inne produkty, oferuje sporą elastyczność. Przyjazny interfejs użytkownika oraz wbudowane, gotowe funkcje usprawniają i przyspieszają programowanie. Logikę aplikacji można tworzyć w języku drabinkowym (LD) lub za pomocą listy instrukcji (IL). Funkcja drag&drop (przeciągnij i upuść) również

Fot. 2. Sposób montażu serii LT4000M

Jednodniowe seminaria organizowane są w Warszawie, Katowicach, Wrocławiu oraz w Poznaniu. Więcej informacji oraz kartę zgłoszeniową można uzyskać drogą mailową, pisząc na adres proface@proface.pl bądź ze strony www. proface.pl.

PRO-FACE ul. Ostrobramska 101, 04-041 Warszawa tel. 22 465 66 62, fax 22 465 66 67 e-mail: info@proface.pl www.proface.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

45

TEMAT NUMERU PLC I HMI – RAZEM CZY OSOBNO?

Postęp i niczym nieograniczone możliwości w eksperymentowaniu pozwalają na łączenie rozwiązań wcześniej istniejących osobno. Mało kto już pamięta telefon komórkowy w wersji bez wbudowanego aparatu fotograficznego, a może nawet bez stałego połączenia z Internetem.

Ten sam mechanizm działa w branży automatyki. Funkcje wielu urządzeń próbuje się łączyć

Panel HMI ułatwia dostęp do PLC Istnieją już sterowniki programowalne z zespolonym wyświetlaczem. Może to sugerować ich wielką uniwersalność, ale czy na pewno i czy w każdej sytuacji?

Razem czy osobno?

Pierwsza myśl jest taka: to korzystne, że mamy dwa urządzenia w jednym – sterownik i wyświetlacz. Montujemy sprzęt tylko raz, podłączamy zasilanie i działa. Komunikacja między dwoma urządzeniami jest już zwykle ustanowiona.

Wszystko to sprawia wrażenie idealnego rozwiązania. Pytanie czy zawsze?

Myśląc perspektywicznie należy wziąć pod uwagę długofalowe skutki użytkowania i całkowity koszt utrzymania oraz modernizacji w przyszłości. Najprostszym przykładem jest wystąpienie awarii lub mechanicznego uszkodzenia ekranu dotykowego przez operatora. W takim przypadku cała maszyna lub obiekt sterowania jest wyłączony z użycia, bo trzeba zdemontować zintegrowany element sterujący wraz z wyświetlaczem i poddać go

46

Promocja

naprawie lub wymianie. Wymiana na nowy egzemplarz wiąże się z aktualizacją programu. Gdy klasyczny panel HMI ulegnie uszkodzeniu, demontując go nie przerywamy pracy całej maszyny. Przy odpowiednim zaprojektowaniu aplikacji dla HMI maszyna jest w stanie dalej pracować po odłączeniu panelu.

Co więcej – są dostępne wersje paneli operatorskich bez ekranu, zaprojektowane z myślą o użyciu dowolnego urządzenia mobilnego jako ekranu. Wtedy już zupełnie eliminuje się zagrożenia powstałe wskutek niewłaściwego użytkowania, gdyż wymiana urządzenia sprowadza się do zainstalowania aplikacji na nowym telefonie lub tablecie.

Problem rozbudowy aplikacji Znacznie łatwiej jest dodać nowe funkcje do projektu wizualizacji sterującego obiektem, tak jak w zespolonym HMI i PLC. Jest to opcja dostępna dla wielu sterowników PLC i pozwalająca na dodanie tabeli oznaczeń poszczególnych komórek pamięci z PLC do panelu HMI. Z czasem wymagania co do dzia-

łania aplikacji ulegają zmianie i ewoluują, więc zmieniamy i dodajemy nowe funkcje. Dużo więcej możliwości rozbudowy sterownika otrzymujemy, gdy nasz PLC jest zamontowany osobno w szafie. Możemy go nawet wymienić na produkt innej marki, jeżeli dotychczasowy nie spełniał założeń, a panel może zostać na swoim miejscu, bo niemal z całą pewnością będzie współpracował z nowym PLC. Wbudowane sterowniki programowalne są ponadto często urządzeniami przeznaczonymi do mniejszych aplikacji. Mają mniej pamięci oraz obsługują mniej zmiennych i siłą rzeczy ograniczoną możliwość rozbudowy, choćby ze względu na brak miejsca. Wymiana panelu na model bardziej zaawansowany nie wiąże się z ogromnym zaangażowaniem ze strony instalatora/automatyka. Jeżeli panel jest tej samej firmy, to bardzo łatwo przeniesiemy projekt na bardziej zaawansowany sprzęt, dodając nowe funkcje. Montaż nie nastręczy też żadnych problemów, gdy producent dba o unifikację swoich jednostek.

Fot. Multiprojekt

w jednej obudowie.

Rozproszona struktura CloudHMI

Problem montażu

Fot. Multiprojekt

Klasyczny panel HMI jest zwykle montowany na drzwiach szafy sterującej, w odpowiednim wycięciu. To oznacza, że jego gabaryty powinny być jak najmniejsze. Pożądana jest maksymalnie płytka obudowa, zajmująca jak najmniej miejsca w środku szafy, tak by nie zbliżała się do innych urządzeń w jej wnętrzu, choćby nawet przez wzgląd na chłodzenie. Panel z zespolonym sterownikiem nie zmieści się w małej obudowie. Ważne jest też połączenie elektryczne urządzenia.

Prowadzenie dużej liczby przewodów do zacisków sterownika może przysparzać wiele trudności ze względu na to, że trasa prowadzi po drzwiach szafy.

Przewody do wejść i wyjść cyfrowych, analogowych i komunikacji mogą zająć sporo miejsca. Gdy sterownik jest zamontowany na szynie DIN, sytuacja jest jasna – trzeba tylko połączyć PLC i HMI cienkim kablem komunikacyjnym oraz dodać zasilanie.

Interfejsy komunikacyjne Niepodważalnym atutem nowoczesnych paneli HMI są ich protoko-

ły komunikacyjne, które pozwalają na komunikowanie się jednocześnie z wieloma urządzeniami różnych producentów. Firma Weintek zdefiniowała ich ponad 250 dla swoich paneli. To jednak nie oznacza, że panel będzie się komunikował tylko z PLC, ale ze znacznie większą liczbą urządzeń. Panel HMI także udostępni, poprzez lokalną sieć Ethernet, swoje połączenie ze sterownikiem PLC dla operatora lub systemu SCADA (nawet konwertując protokół na Modbus). To tak zwane połączenie transparentne, przy którym panel HMI jest pośrednikiem w połączeniu ze sterownikiem lub innym, dowolnym urządzeniem.

W ten sposób uzyskuje się dostęp do nawet kilku PLC i HMI pod jednym numerem IP.

Zdalny dostęp do HMI i PLC pod jednym numerem IP

w użytkowaniu i w zdalnym serwisie.

Nie ma konieczności przekierowywania portów, konfigurowania routerów itp. Jest to szczególnie ważne, gdyż w większości obiektów, gdzie zainstalowana jest nasza aplikacja, informatyk po prostu nie udzieli nam do niej fizycznego dostępu. Panel i nasz komputer zgłaszają się do serwera producenta, gdzie zestawiane jest połączenie szyfrowane. Aplikacja kliencka jest dostępna dla systemu Windows, ale niebawem pojawią się wersje dla Androida i iOS, rozszerzając ideę dostępu mobilnego, którą nazwano CloudHMI.

Maciej Sakowicz MULTIPROJEKT

Niedawno pojawił się też mechanizm EasyAccess 2.0, który znosi wszelkie ograniczenia oraz upraszcza do minimum konfigurację przy połączeniach zdalnych. Jest to szyfrowany tunel VPN, który daje ogromną swobodę

ul. Fabryczna 20a 31-553 Kraków tel. 12 413 90 58 fax 12 376 48 94 e-mail: krakow@multiprojekt.pl www.multiprojekt.pl

REKLAMA

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

47

TEMAT NUMERU PLC I HMI – RAZEM CZY OSOBNO?

Automation PC jest niewiele większy od ludzkiej dłoni, lecz zapewnia rewelacyjną wydajność zawsze, gdy jest ona potrzebna

Wielka moc w niewielkiej obudowie Sterownik i komputer w jednym

Nowy komputer Automation PC 2100 firmy B&R łączy platformę PC

może wykonywać zadania systemu operacyjnego Windows i środowiska

2.0 i jeden USB 3.0. Istnieje możliwość indywidualnej konfiguracji połączeń z sieciami polowymi, takimi jak np.

POWERLINK i CAN. Zapotrzebowanie na dodatkową pamięć bez problemu spełnią kompaktowe karty CFast MLC o pojemności 60 GB lub większej.

Automation Runtime.

Maksymalna wydajność grafiki

Z tego względu Automation PC 2100 może pracować w roli wydajnego sterownika przemysłowego i komputera PC obsługującego zaawansowane aplikacje HMI. Cały komputer mieści się w niezwykle małej obudowie, a więc zajmuje bardzo mało miejsca w szafie sterowniczej.

Silnik graficzny procesorów Intel Atom jest zbliżony do stosowanego w procesorach serii Core i, gwarantując szybkie przetwarzanie obrazu, nawet w rozdzielczości Full HD. Dodatkowo, po raz pierwszy w tym segmencie, zastosowano wsparcie dla DirectX 11, co otwiera jeszcze więcej możliwości użycia zaawansowanych funkcji graficznych w systemach SCADA i innych systemach HMI.

z bardzo wymagającymi aplikacjami czasu rzeczywistego. Dzięki potężnemu procesorowi Intel Atom i technologii przetwarzania wielordzeniowego

stosunkiem wydajności do ceny. Moc obliczeniowa Automation PC 2100 jest silnie skalowalna. Komputer jest dostępny z procesorami jedno-, dwu- i czterordzeniowymi, przy czym najszybsze z nich prześcigają wydajnością nawet procesory serii Core i.

Całkowicie bezobsługowy Szybki i funkcjonalny Komputer Automation PC 2100, pomimo swojej bardzo małej obudowy, jest w pełni funkcjonalnym urządzeniem klasy PC i kamieniem milowym w wydajności systemów wbudowanych.

Cechuje się też bezkonkurencyjnym

48

Promocja

Bez względu na wybrany wariant, brak wentylatorów i części obracających się oznacza, że omawiane urządzenia w ogóle nie wymagają konserwacji. W standardowej konfiguracji przewidziano dwa gniazda interfejsu Gigabit Ethernet oraz jeden port USB

B&R Automatyka Przemysłowa Sp. z o.o. ul. Strzeszyńska 33, 60-479 Poznań tel. 61 846 05 00, fax 61 846 05 01 e-mail: office.pl@br-automation.com www.br-automation.com

Ergonomia i bezpieczeństwo Dwie koncepcje doboru komputerów panelowych Ergonomiczne miejsce pracy operatora maszyny lub linii produkcyjnej, wyposażonej w interfejs człowiek–maszyna, jakim jest komputer panelowy, powinno charakteryzować się m.in. łatwością dostępu i obsługi tego interfejsu. Z tego względu konstrukcja komputera powinna zapewnić elastyczny sposób montażu, np. na ruchomym ramieniu, umożliwiający dostosowanie jego położenia do własnych upodobań i potrzeb operatora.

W miejscach, gdzie występują duże zapylenie, kurz i wilgoć, istotnym czynnikiem jest zabezpieczenie komputera przed niekorzystnym działaniem tych czynników. Zastosowanie dodatkowej szafki chroniącej komputer ma tę wadę, że wymaga to bardziej skomplikowanego montażu oraz zwiększa masę, gabaryty i koszty całego panelu.

IEI UPC-V315 Nowy komputer panelowy UPC-V315 produkcji IEI Integration Corp. powstał z myślą o tego typu zastosowaniu. Podstawową cechą tego rozwiązania jest całkowita szczelność – komputer ma klasę szczelności IP 65, co czyni go całkowicie pyłoszczelnym i odpornym na polanie wodą. Bardzo szeroki zakres temperatury pracy – od –20 °C do +60 °C – oraz odporność na wstrząsy o sile do 3G i wibracje (MI-STD-810F 514.5C-1) pozwalają na pracę urzą-

dzenia nawet w bardzo trudnych warunkach środowiskowych.

Obudowa komputera wykonana jest z aluminium, co czyni ją lekką i odporną mechanicznie. Osiem otworów montażowych, umieszczonych w tylnej części obudowy, umożliwia montaż w standardzie VESA 100 mm lub 75 mm. Na froncie obudowy producent umieścił 10 programowalnych przycisków funkcyjnych, a pod nimi podświetlane diodami wskaźniki stanu pracy, co znacznie zwiększa funkcjonalność urządzenia. Wewnątrz bezwentylatorowej konstrukcji mogą pracować procesory Intel Celeron/i3/i7. Do dyspozycji użytkownika oddano szereg niezbędnych interfejsów, z których wymienić można 3 × RS-232, RS-422/485, RJ-45, 1 × HDMI, 2 × Ethernet, WiFi czy 2 × USB. Opcjonalnie komputer można rozbudować o moduł, Bluetooth, GPS lub czytnik RFID (EM lub Mifire) przydatny np. do logowania się operatora na stanowisku pracy.

Fot. B&R, JM elektronik

IEI PPC-F

Komputer panelowy UPC-V315

Promocja

Innymi celami, branymi pod uwagę podczas projektowania systemów automatyki i interfejsów HMI, są bezpieczeństwo nieprzerwanej pracy i łatwość obsługi.

Maszyny pracują coraz szybciej, a tym samym nawet drobne usterki stają się bardzo kosztowne ze względu na spowolnienie procesu produkcji. Czynnikiem, który pozwala znacznie skrócić czas ewentualnej naprawy, jest zdalny dostęp do urządzenia. Z tą myślą firma iEi Integration Corp. opracowała bardzo funkcjonalny i przydatny system iRIS, bazujący

Komputer panelowy serii PPC-F

na standardzie IPMI 2.0. Umożliwia on m.in. zdalną diagnostykę komputera, włączenie/wyłączenie/restart systemu, aktualizację BIOS, utworzenie kopii zapasowej systemu operacyjnego i jego aktualizację. Funkcje te są dostępne tylko przy podłączonym zasilaniu do komputera – aktywność systemu jest zbędna.

W system iRIS wyposażona jest najnowsza seria komputerów panelowych PPC-F o przekątnych ekranu od 15² do 24². Tym, co rzuca się w oczy, jest nowoczesne wzornictwo i kompaktowa konstrukcja. Grubość szczelnego (IP65) i całkowicie płaskiego (co ułatwia czyszczenie) panelu czołowego to zaledwie 8 mm, a grubość całego urządzenia zredukowano do zaledwie 6,5 cm.

Konstrukcja opiera się na procesorach Intel i7/i5/i3 czwartej generacji, zapewniających świetny stosunek wydajności do zużycia energii oraz posiadających wydajną grafikę IntelHD. Urządzenie oferuje wszystkie najważniejsze złącza, włączając w to RS-422/485 i HDMI. Producent gwarantuje co najmniej pięcioletnią dostępność komputerów na rynku, co w przypadku projektów powtarzalnych ma niebagatelne znaczenie dla zachowania spójnej infrastruktury w przedsiębiorstwie i ewentualnej obsługi serwisowej.

JM elektronik Sp. z o.o. ul. Karolinki 58, 44-100 Gliwice tel. 32 339 69 00, fax 32 339 69 09 e-mail: sprzedaz@jm.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

www.jm.pl

49

APLIKACJE PRZEMYSŁ MASZYNOWY

Każda paletka systemu transportowego wyposażona jest w nośnik RFID

Na linii zamontowanych jest 14 głowic RFID

Systemy RFID są niezbędnym elementem elastycznych linii produkcyjnych, na których wytwarzane jest wiele różnych odmian danego produktu.

W takich sytuacjach konieczne jest przetwarzanie wielu różnorodnych sygnałów z czujników oraz elementów wykonawczych, np. związanych ze sterowaniem pneumatyką. Pracownicy firmy Nidec, dostawcy z branży motoryzacyjnej, zastosowali przy budowie nowej linii do produkcji wirników najnowszą generację kontrolerów RFID BIS V oraz rozproszony system I/O, bazujący na interfejsie IO-Link.

Firma Nidec, założona w roku 1973 r. w Japonii, jest jednym największych producentów napędów elektrycznych, wykorzystywanych w wielu dziedzinach, m.in. w przemyśle IT, motoryzacyjnym, lotniczym czy maszynowym.

Dążąc do uzyskania statusu najlepszej na świecie, Nidec rozwija swoją

50

Promocja

działalność w oparciu o motto „Wszystko, co obraca się i porusza.”

Nowa linia do produkcji wirników silników elektrycznych Decyzja o budowie nowej linii produkcyjnej została podyktowana koniecznością zwiększenia wydajności

oraz elastyczności produkcji. Wyzwaniem przy projektowaniu nowej linii było zwiększenie wydajności z około 900 sztuk wirników do 2000 sztuk na zmianę. Jednocześnie linia produkować ma ponad 100 różnych referencji. Do obsługi tak wielu różnych referencji wykorzystano nowe paletki transportowe, umożliwiające montaż wirników o długości do 28 cm.

W projekt były zaangażowane dwie osoby, odpowiedzialne za projekt elektryczny i mechaniczny, oraz trzech techników, odpowiedzianych za montaż elementów linii. Na wykonanie projektu przewidziany był okres siedmiu miesięcy. Przy tak napiętym harmonogramie oraz ograniczonych zasobach ludzkich, istotne było, aby stosowane rozwiązania maksymalnie skracały czas potrzebny na ich instalację oraz uruchomienie.

Do wykonywanej własnymi siłami linii transportowej dołożono poszczególne stacje robocze. W sumie na linii pracuje siedem stacji w pełni zautomatyzowanych oraz sześć ręcznych.

Fot. Balluff

Elastyczna produkcja i proste okablowanie dzięki RFID oraz IO-Link

Procesor RFID BIS V

Zwiększenie wydajności osiągnięto m.in. przez zainstalowanie dwóch równolegle pracujących nawijarek. Z punktu widzenia stosowanych rozwiązań, istotna była również prosta integracja stacji roboczych z linią transportową.

Fot. Balluff

Elastyczna produkcja Do wytwarzania tak dużej liczby różnych referencji niezbędne było zastosowanie wydajnego i prostego w instalacji systemu RFID. Na całej linii zainstalowano 14 głowic do odczytu i zapisu danych.

W tym celu wybrany został system RFID BIS V oraz głowice czytająco–zapisujące w obudowach M30, które w bardzo prosty sposób mogą być instalowane w systemach transportu. Wszystkie paletki nowego systemu zostały wyposażone w nośniki danych. Sposób zabudowy nośników danych umożliwił montaż głowic pod systemem transportu.

Opracowany przez firmę Balluff procesor BIS-V to uniwersalny kontroler RFID, do którego można podłączyć do czterech głowic odczytujących/zapisujących, pracujących w różnych technologiach. Wraz z urządzeniem można stosować głowice odczytujące HF (13,56 MHz, zgodne z wymaganiami norm ISO 15693 i ISO 14443) oraz głowice odczytujące LF (125 kHz).

Użytkownik nie musi konfigurować żadnych ustawień ani dopasowywać przyłączy. Wtyki głowic odczytujących wystarczy podłączyć do odpowiednich gniazd, znajdujących się z przodu kontrolera, który automatycznie rozpozna,

Master IO-Link z interfejsem PROFINET

czy podłączona została wersja HF czy LF. Urządzenia mogą być stosowane na całym świecie. Jest to możliwe dzięki wykorzystaniu standardowych częstotliwości oraz możliwości odczytywania i zapisywania danych na wszystkich nośnikach, zgodnych z wymaganiami norm ISO 15693 lub ISO 14443 – zarówno w procesach statycznych, jak i dynamicznych.

Nowy kontroler charakteryzuje się również zwartą budową, a jego konstrukcja spełnia wymagania stawiane w przemyśle. Długość 150 mm, szerokość 60 mm i głębokość 45 mm sprawiają, że do instalacji nie jest wymagana duża ilość wolnej przestrzeni. Procesor ma certyfikaty CE, UL oraz FCC. Można go instalować w szafce przyłączeniowej lub bezpośrednio na obiekcie.

Jego odlewana, cynkowa obudowa zapewnia wymagany stopień ochrony EMC. Zasilanie 24 V DC jest podłączane – także z przodu urządzenia – za pomocą pięciostykowego wtyku o rozmiarze 7/8 cala. Wszystkie przyłącza są więc łatwo dostępne, dzięki czemu udało się wyeliminować skomplikowane manipulowanie zaciskami i wiązkami kablowymi. Możliwość podłączania systemów sterowania wyższych poziomów jest realizowana przez interfejsy sieciowe, takie jak PROFIBUS, PROFINET, EtherNet/IP, CC-Link i EtherCAT. Adres magistrali można wprowadzić za pomocą przycisków sterujących na wyświetlaczu. Możliwe jest także wyświetlenie identyfikatorów UID

dla nośników danych, znajdujących się w polu działania głowic czytająco–zapisujących. Status magistrali jest sygnalizowany za pomocą trzech diod LED. Do wygodnego aktualizowania oprogramowania służy interfejs USB. Dodatkowo usprawniono oferowane do tej pory głowice odczytujące i zapisujące, szczególnie w zakresie możliwości podłączania do wielofunkcyjnego kontrolera. Oferowane są głowice odczytujące o różnych konstrukcjach. Do wyboru są modele cylindryczne oraz wersje prostopadłościenne. Niezależnie od rodzaju konstrukcji wszystkie głowice odczytujące i zapisujące spełniają wymagania zabezpieczenia klasy IP67 oraz są wyposażone w dwie dobrze widoczne diody LED, służące do sygnalizowania stanu pracy i diagnostyki.

Zastosowane w tym projekcie głowice w obudowach M30 mają sygnalizację stanu pracy, umieszczoną w czole głowicy, dzięki czemu diagnostyka oraz regulacja są bardzo proste.

System sterowania bazujący na IO-Link IO-Link to ustandaryzowany, uniwersalny interfejs automatyki przemysłowej.

IO-Link oferuje ogromne możliwości optymalizacji i redukcji kosztów w cyklu życia maszyn i systemów. Decydują o tym uproszczona instalacja, centralna konfiguracja za pomocą sterownika oraz ciągła diagnostyka, dzięki którym znacznie zwiększa się dostępność systemu. Interfejs IO-Link pozwala szybko,

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

51

APLIKACJE PRZEMYSŁ MASZYNOWY

Rozproszone moduły I/O z interfejsem IO-Link

jednolicie i bez modyfikacji połączyć różne czujniki i elementy wykonawcze za pomocą standardowego, nieekranowanego przewodu trójżyłowego. Prosta integracja z sieciami przemysłowymi, uzyskana dzięki jednolitemu interfejsowi i standardowym, nieekranowanym przewodom, umożliwia zmniejszenie czasochłonności i pracochłonności instalacji. Konfiguracja odbywa się z poziomu sterownika, co znacznie skraca czas uruchomienia.

Jedną z największych zalet interfejsu IO-Link, obok uproszczonej instalacji, jest możliwość przesyłania parametryzacji i informacji diagnostycznych bezpośrednio z urządzenia, za pośrednictwem łącza IO-Link i magistrali wyższego poziomu. Dane te

Sterowanie wyspami zaworowymi z wykorzystaniem IO-Link

można w dowolnej chwili wyświetlać, zmieniać, odczytywać lub zapisywać w urządzeniu, bez konieczności stosowania dodatkowych narzędzi. Oznacza to ogromne uproszczenie procedur, związanych ze zmianą formatu, regulacją parametrów obrabianego elementu lub podobnych ustawień maszyn.

Szybki dostęp w przypadku korzystania z ethernetowych modułów wejść i wyjść firmy Balluff zapewniają prosta przeglądarka internetowa i zintegrowany serwer sieciowy. Zintegrowany serwer sieciowy jest narzędziem diagnostycznym i konfiguracyjnym do obsługi wszystkich modułów ethernetowych. Aby sprawdzić stan modułu za pomocą komputera, wystarczy przeglądarka internetowa – specjalistyczne

oprogramowanie nie jest wymagane.

Użytkownik musi jedynie wprowadzić w przeglądarce adres IP modułu, a strona z odpowiednimi informacjami wyświetli się na ekranie komputera.

W przypadku nowej linii w firmie Nidec wykorzystane zostały urządzenia master IO-link z interfejsem sieciowym PROFINET i aż ośmioma portami IO-Link. Pozwoliło to na łączenie w jednym punkcie sieci aż do ośmiu różnych urządzeń IO-Link. Konstruktorzy firmy Nidec przy budowie swojej instalacji wykorzystali moduły I/O z interfejsem IO-Link, obsługujące do 16 sygnałów cyfrowych, do zbierania sygnałów ze standardowych czujników binarnych oraz z inteligentnych wtyczek do sterowania wyspami zaworowymi. Dodatkowo zastosowane zostały moduły IP20 w szafkach sterowniczych, dzięki czemu wszystkie sygnały są zbierane poprzez IO-Link i przesyłane do systemu sterowania za pośrednictwem sieci PROFINET. Pozwoliło to na uniknięcie instalowania dodatkowych kart wejść i wyjść na sterowniku oraz prowadzenia dodatkowego okablowania równoległego. Sieć oparta na IO-Link umożliwiła znaczne uproszczenie instalacji oraz redukcję okablowania na maszynach.

BALLUFF Sp. z o.o. ul. Muchoborska 16 54-424 Wrocław fax 71 338 49 30 e-mail: balluff@balluff.pl Prosta diagnostyka jest możliwa m.in. dzięki zdalnemu dostępowi do masterów IO-Link

52

www.balluff.pl

Fot. Balluff

tel. 71 338 49 29

APLIKACJE INSTALACJE WODNO-KANALIZACYJNE

Widok wizualizacji jednego z modernizowanych obiektów, objętych systemem monitoringu

System monitoringu parametrów technologicznych dla przepompowni i wodociągów lokalnych w Łodzi

automatyki przemysłowej i w branży elektrycznej, począwszy od projektu, przez produkt, po wdrożenie i serwis – to atrybuty firmy Automatyka Pomiary Sterowanie (APS) z Białegostoku.

Firma świadczy również usługi pomiarowe i prowadzi bezpośrednią sprzedaż urządzeń automatyki przemysłowej. APS jest zaliczana do grupy najbardziej prężnych przedsiębiorstw tej branży na terenie Polski.

54

Promocja

W okresie od listopada 2013 r. do sierpnia 2014 r. firma APS wykonała kompleksowo system monitoringu parametrów technologicznych na potrzeby przepompowni i wodociągów lokalnych, będących w użytkowaniu Wydziału Produkcji Wody Łódź, w ramach umowy z Łódzką Spółką Infrastrukturalną.

Zakres prac Zakres prac obejmował zabudowę i uruchomienie aparatury, związanej z kontrolą jakości wody, w odniesieniu do mętności i zawartości wolnego chloru oraz obsługującej transmisję danych z nowo zabudowanego systemu monitoringu i pozostałych urządzeń, odpowiedzialnych za stabilną pracę przepompowni, stacji wodociągowych oraz ujęć wody.

W ramach przedsięwzięcia systemem monitoringu objęto 10 obiektów, zlokalizowanych po wschodniej stronie miasta. Wszystkie prace zostały wykonane w oparciu o dokumentację projektową, którą również wykonała firma, w ramach wcześniejszych umów.

Przeprowadzona rozbudowa oraz modernizacja miały za zadanie udosko-

nalenie systemu kontroli jakości wody oraz umożliwienie ciągłego monitorowania stanu pracy obiektów.

Integralną częścią systemu monitoringu jest istniejący serwer, znajdujący się w jednym z budynków ZWiK Łódź.

Dane gromadzone są na istniejącym serwerze ZWiK Łódź, a następnie udostępniane na potrzeby systemu wizualizacji: systemu SCADA oraz istniejącej tablicy synoptycznej. W ramach prac programistycznych wykonano: • konfigurację systemu wizualizacji dla utworzenia nowych kanałów przesyłu danych z i do nowych obiektów, • aplikacje wizualizacyjne nowych obiektów, objętych systemem monitoringu dla dyspozytorni wydziałowej oraz dla centralnej dyspozytorni, • modyfikację aplikacji sterującej tablicą synoptyczną w dyspozytorni wydziałowej.

Elementy systemu Głównymi elementami systemu monitoringu są układy do pomiaru mętności wody oraz zawartości wolnego chloru, które mierzą w sposób ciągły wyżej wy-

Fot. APS

Kompleksowe usługi z dziedziny

mienione wielkości. Pomiar realizowany jest na próbce pobieranej z rurociągu na wyjściu do miasta. Próbka wody po wyjściu z aparatury pomiarowej jest odprowadzana do kanalizacji, w ilości średnio około 15–20 l/h.

Nowatorskim rozwiązaniem było zastosowanie układu zwrotu próbki pomiarowej z powrotem do sieci wodociągowej na obiektach, które nie miały przyłącza do kanalizacji ani zbiornika na ścieki o dostatecznie dużej pojemności. Układ zwrotu próbki oparty został na wykorzystaniu zbiornika technologicznego, lampy UV oraz pompki dozującej, która ma za zadanie wpompowanie zebranej wody (próbki pomiarowej) w zbiorniku technologicznym z powrotem do sieci wodociągowej.

Modernizacja poszczególnych obiektów obejmowała zbliżony zakres prac, zarówno od strony obiektowej, jak i systemowej.

Prace obiektowe Prace obiektowe obejmowały: • przygotowanie punktu poboru próbki pomiarowej na potrzeby aparatury pomiarowej, • przygotowanie punktu zrzutu próbki pomiarowej na obiektach, na których przewidziano układ zwrotu próbki pomiarowej do rurociągu, • montaż aparatury do pomiaru mętności wody oraz zawartości wolnego chloru,

• montaż dodatkowych czujników ciś- nienia, • wejście w istniejące obwody sterownicze oraz pomiarowe poprzez zabudowę przekaźników i separatorów w istniejących rozdzielnicach zasilająco-sterowniczych, • w przypadku obiektów wyposażonych w sterowniki PLC – ich rozbudowę o dodatkowe karty akwizycji dodatkowych sygnałów pomiarowych oraz przesył danych do serwera ZWiK Łódź, • w przypadku obiektów niewyposażonych w sterowniki PLC – prefabrykację i zabudowę szafek komunikacyjno–pomiarowych, umożlwiających przesył danych do serwera WPW Łódź.

Prace systemowe Prace systemowe obejmowały: • wykonanie oprogramowania nowych sterowników PLC oraz uruchomienie przesyłu danych, • modyfikację oprogramowania istniejących sterowników PLC oraz uruchomienie przesyłu danych, • rozszerzenie aplikacji wizualizacyjnych na istniejących panelach operatorskich o dodatkowe dane, objęte systemem monitoringu, • sprawdzenie oraz przetestowanie działania wykonanego oprogramowania.

Inne prace Na jednym z ważniejszych obiektów, podlegających modernizacji, wykonano m.in. wymianę istniejącej stacji operatorskiej na nową, z nową wersją oprogramowania wizualizacyjnego, oraz zabudowę nowej tablicy synoptycznej w miejsce istniejącej. Istniejące obwody sterownicze oraz pomiarowe zostały zmodernizowane poprzez zabudowę przekaźników oraz separatorów w istniejących rozdzielnicach zasilająco–sterowniczych. Dokonano montażu aparatury do pomiaru mętności wody. Wykonano prace systemowe, obejmujące: • rekonfigurację istniejącego sterownika PLC o nowe moduły, • modyfikację oprogramowania istniejącego sterownika PLC, • rozszerzenie aplikacji wizualizacyjnych na istniejącym panelu operatorskim o dodatkowe dane, objęte systemem monitoringu, • stworzenie aplikacji wizualizacyjnej na nowej stacji operatorskiej oraz komunikacji z tablicą synoptyczną, • uruchomienie przesyłu danych z/do ZWiK Łódź, • przeprowadzanie testów i sprawdzeń wykonanych aplikacji.

Realizacja umowy wymagała szczegółowego planowania prac i dużego zaangażowania, nie tylko ze strony pracowników nadzoru inwestorskiego, ale też pracowników Wydziału Produkcji Wody Łódź, bezpośrednio odpowiedzialnych za stosowne dopuszczenia oraz pozwolenia na pracę na terenie obiektów, co umożliwiło usprawnienie i minimalizację ewentualnych przerw w dostawie wody dla mieszkańców podczas realizacji inwestycji.

Fot. APS

Podsumowanie

Sposób zabudowy urządzeń do pomiaru zawartości wolnego chloru i mętności wody oraz układu zwrotu próbki do sieci wodociągowej.

1 – przetwornik wolnego chloru, 2 – mętnościomierz, 3– sonda pomiarowa wolnego chloru, 4 – sterylizator UV do wody, 5 – pompa membranowa, 6 – zbiornik technologiczny

Firma Automatyka-Pomiary-Sterowanie po raz kolejny zaprezentowała wysoki stopień zaangażowania w realizację powierzonych zadań oraz profesjonalizm podczas ich wdrażania. Dzięki sprawnej koordynacji przedsięwzięcia przez specjalistów z Zakładu Wodociągów i Kanalizacji Łódź, zaangażowaniu inspektorów nadzoru ze strony inwestora zastępczego, firmy Grontmij Polska oraz dobrej współpracy wszystkich uczestników, biorących udział w modernizacji, powstał zaawansowany technologicznie produkt, spełniający wysokie wymagania inwestora.

Grzegorz Sasinowski AUTOMATYKA-POMIARY-STEROWANIE SA tel. 85 748 34 00, fax 85 748 34 19

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

www.aps.pl

55

ROZMOWA PAR

Rozmowa z Marianem Konskiem, prezesem firmy Askom.

Askom specjalizuje się w opracowywaniu systemów automatyki, sterowania i komputerowego nadzoru w oparciu o sterowniki programowalne oraz komputery PC. Jakie branże są największymi odbiorcami Państwa rozwiązań?

Automatyka jest uniwersalną dziedziną, a jej rozwiązania sprawdzają się niezależnie od branży przemysłu, procesu technologicznego czy linii produkcyjnej.

Nie zmienia to faktu, że rzeczywiście inwestorzy są bardziej przekonani do firm, które już mają za sobą wdrożenia

56

w zakładach o zbliżonym profilu produkcji. Jest w tym pewna racja, bo automatycy rozumieją wtedy łatwiej ich technologię i szybciej znajdują wspólny język.

Na starcie jednak każda firma ma czyste konto, więc jest jej trudniej przekonać do siebie klientów. Nieraz na początku naszej działalności doświadczaliśmy tej niepewności ze strony użytkowników, czy aby nasze know-how dotyczące systemów automatyki i SCADA jest wystarczające. Mamy już za sobą ten okres i po ponad 20 latach obecności na rynku możemy się pochwalić sukcesami w wielu branżach przemysłowych, między innymi w przemyśle spożywczym, chemicznym, maszynowym, koksownictwie i energetyce. Tych pięć obszarów jest filarem naszych zamówień co roku.

W 2000 roku Askom rozszerzył działalność w zakresie automatyki o realizacje oparte na systemach DCS. Co zdecydowało o rozwoju w tym kierunku?

Na początku działalności Askom realizował raczej mniejsze projekty, głównie w energetyce. Dotyczyły one tak zwanych instalacji pomocniczych, choć ta nazwa może być myląca, bo należą do nich wszystkie instalacje pozablokowe, a więc nawęglanie, odpopielanie, stacje ciepłownicze itd. Pamiętajmy też, że w latach 90. istniała przepaść techniczna między systemami DCS a systemami opartymi na sterownikach. Z biegiem czasu rozwój obu typów systemów spowodował naturalne zbliżenie się ich obszarów działania. Systemy DCS stały się opłacalne nie tylko dla dużych insta-

Fot. Askom

Większa integracja systemów automatyki i MES jest nieunikniona

Fot. Askom

lacji, a sterowniki zyskały możliwości zastosowania na większych obiektach.

Mieliśmy ambicje, aby zaistnieć także w automatyce bloków energetycznych.

W tamtym okresie producenci systemów DCS byli dość hermetyczni. Na szczęście pojawił się konkurent otwarty na firmy integracyjne, Neles Automation (dzisiejsze Metso), z którym realizowaliśmy pierwszy system i to od razu dla kotła fluidalnego według technologii Rafako.

Było to w roku 2000. Z drugiej strony Askom od początku działalności stawiał na współpracę z Siemensem. Nie było więc czymś szczególnym, że wprowadziliśmy do oferty ich system DCS-owy, PCS7, gdy tylko pojawił się na rynku – w Polsce jest dostępny od 1998 roku.

Początkowo braliśmy udział w uruchomieniu PCS7 na bloku tlenowym spółki Alkat na terenie Huty Katowice, a później, już na zlecenie Siemensa, realizowaliśmy przystosowanie tego systemu do nowej wersji. Innym impulsem do rozwoju naszych kompetencji w kierunku DCS stało się rozszerzenie PCS7 o sterowanie wsadowe, czyli Simatic Batch, które było wymagane, by zaistnieć w automatyzacji linii produkcji odżywek dziecięcych w ZP Nutricia, należących wtedy do koncernu Numico. Klient wymagał wykonania projektu zgodnie ze standardem ISA88. Na bazie PCS7 Batch spełniliśmy te wymagania i dzięki temu rozpoczęliśmy współpracę, która trwa do dziś.

Askom stawia na dostarczanie systemów opartych na niezawodnych sterownikach czołowych producentów, wśród których są m.in. Siemens, Wago czy Beckhoff. Na ile taki wybór wiąże się z wyższym kosztem i czy odbiorca sam decyduje o doborze komponentów?

Od początku oferujemy rozwiązania systemów automatyki w oparciu o sterowniki czołowych producentów, kierując się przy ich wyborze kryterium najlepszego stosunku ceny do wartości technicznej sterownika dla danej aplikacji. W zależności od tego, czy sterujemy procesem prostym czy złożonym, czy mamy postawione wymagania bezpieczeństwa prowadzenia procesu i wysokiej niezawodności systemu, czy projektujemy tylko system monitoringu – dokonujemy analizy techniczno-cenowej różnych rozwiązań w naszym dziale projektowym, aby dokonać wyboru optymalnego sterownika. Tak się dzieje, gdy klient nie narzuca typu sterownika, wynikającego z przyjętej w jego zakładzie standaryzacji.

Dzisiaj oferty producentów są bardzo wyrównane i zbliżone, jeśli chodzi

o parametry techniczne, możliwe struktury systemów, rodziny modułów wejść i wyjść itd. Jednak gdy zaczynaliśmy działalność, takie cechy jak komunikacja po sieci Ethernet, rozproszone konfiguracje modułów wejść i wyjść z małą liczbą sygnałów, duża pamięć programu i danych nie były powszechne. Wielcy producenci nie byli tak elastyczni we wdrażaniu nowości interesujących z punktu widzenia poszukiwania lepszych rozwiązań.

Nasz wybór niezawodnych sterowników czołowych producentów miał też u podstaw dalekowzroczną politykę posprzedażową. Gdy sterownik jest pewny w działaniu, to koszty serwisu gwarancyjnego są znikome. Dla firmy inte-

Kładziecie Państwo nacisk na wdrażanie systemów zarządzania produkcją klasy MES, realizując systemy automatyki w ramach technologii Siemens TIA. Gdzie notujecie najwięcej wdrożeń?

Początek naszego „wejścia” w systemy MES był dość prozaiczny. Nasz kluczowy klient, ZP Nutricia, po wdrożeniu przez Askom systemów automatyki PCS7 dla produkcji odżywek dziecięcych, zgłosił zainteresowanie wdrożeniem systemu MES w oparciu o Simatic IT firmy Siemens. Głównym celem projektu było śledzenie procesu produkcji, pozwalające na prezentację tak zwanej genealogii produktu, czyli listy surowców i opakowań zużytych do produkcji określonej partii odżywek, wraz z rejestracją para-

Większość klientów w Polsce nie oczekuje na razie kompleksowych rozwiązań informatycznych do zarządzania produkcją, lecz skupia się raczej na podstawowych funkcjach, związanych głównie z pozyskiwaniem danych, rozliczaniem i raportowaniem produkcji.

gratorskiej jest to bardzo ważny aspekt, gdyż pozwala skupić się na podstawowym zakresie działania. Dodatkowo uzyskujemy efekt marketingowy – nasze rozwiązania są dobre i pewne. Owszem, ich koszt początkowy jest trochę wyższy niż w przypadku sterowników małych producentów, ale gdy weźmie się pod uwagę cały okres życia systemu okazuje się, że tańsza opcja często jest zdecydowanie mniej korzystna.

Dodatkowym aspektem jest znajomość sprzętu przez pracowników firmy.

Lepiej wybrać kilka rodzin niezawodnych sterowników i opanować ich programowanie do perfekcji, niż „rzucać się” na każdą, chwilowo tańszą nowość.

Pozwala to bardziej zogniskować uwagę na sterowaniu obiektem, bez konieczności „walki” ze sprzętem. Ułatwia to także zarządzanie zasobami dzięki możliwości łatwej wymiany pracowników zaangażowanych w projekt, bez wpływu na jakość i terminowość świadczonych usług.

metrów procesu produkcyjnego. Ręczne prowadzenie dokumentacji produkcyjnej stało się zbyt czasochłonne i kosztowne, gdyż nie dawało możliwości szybkiej odpowiedzi w przypadku wykrytej złej jakości produktu. Askom, jako wieloletni autoryzowany partner Siemensa w zakresie automatyki, nie musiał długo przekonywać tej firmy, że może szybko zdobyć kompetencje w zakresie wdrażania systemów Simatic IT, tym bardziej, że klient był zdecydowany rozpocząć projekt. Po kilkuletnim okresie etapowego wdrażania w ZP Nutricia funkcjonuje obecnie system MES o pełnej funkcjonalności opisanej w przemysłowej normie ANSI/ISA-95.

Dzięki referencjom tam uzyskanym otrzymaliśmy zamówienie na wdrożenie systemu MES w jednej z fabryk koncernu Akzo Nobel, produkującej farby i lakiery w Polsce. W tym przypadku funkcjonalność systemu wdrożonego w ramach technologii TIA objęła zarządzanie zleceniami produkcyjnymi, bieżącą rejestrację

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

57

ROZMOWA PAR

Opracowany przez Askom autorski pakiet wizualizacji procesów – SCADA – pod nazwą Asix, dwukrotnie nagrodzony Złotym Medalem na targach Automaticon, w 1998 i 2005, będzie w przyszłym roku świętował 20-lecie istnienia.

Ile licencji sprzedano przez ten czas?

Do wspomnianej listy trzeba jeszcze dodać wyróżnienie Asixa przez Frost & Sullivan w 2010 roku. Uzasadnienie tej nagrody jest dobrym wytłumaczeniem sukcesu pakietu Asix: doskonały stosunek jakości do ceny, bogaty zakres funkcji, dobre wsparcie techniczne dla klientów końcowych i integratorów. Nie ustawiałbym jednak głównego akcentu na samej cenie, ale raczej na funkcjonalności oprogramowania i współpracy z integratorami i klientami końcowymi. Dodatkowym czynnikiem jest nasza duża elastyczność w podejściu do klienta, możliwość realizacji indywidualnych pomysłów integratorów i inwestorów – można rzec, że spełniamy życzenia klientów w szerokim zakresie. Może nie jak Dżin z lampy Aladyna, ale staramy się podążać śladem oczekiwań klientów. To również nasza moc – szybkie odpowiadanie na potrzeby rynku i wykorzystywanie ich jako zaczyn do tworzenia nowych elementów pakietu Asix. A dzięki długoletniemu rozwojowi systemu, zdobył on zaufanie klientów i daje pewność, że produkt nie zniknie nagle z rynku.

W minionych latach Askom sprzedał ponad siedem tysięcy licencji różnego typu, od pojedynczych stacji operatorskich do rozbudowanych systemów

58

wielostanowiskowych z dostępem do serwerów danych z poziomu przeglądarek internetowych. Największe systemy, prezentujące w sieci zakładowej dane produkcyjne takich gigantów jak Elektrownia Bełchatów, Elektrownia Rybnik czy ZP Janikosoda, obejmują setki współpracujących ze sobą komputerów. Gdy dodamy do tego ponad 50 autoryzowanych firm integratorskich wdrażających systemy SCADA w oparciu o nasz pakiet, to myślę że możemy mówić o sukcesie naszego produktu, którego głównym ojcem jest konsekwencja w realizacji naszej wizji.

Organizujemy warsztaty IPA – integratorów. To cykliczna impreza integracyjno-doszkalająca dla ściśle współpracujących z nami firm partnerskich. Ponadto systematycznie prowadzimy czterodniowe szkolenia projektantów aplikacji Asix dla wszystkich chętnych, nie tylko zrzeszonych w „klubie IPA”. Corocznie planowanych jest dziesięć takich szkoleń i corocznie ta liczba jest znacznie przekraczana, co dowodzi rosnącej popularności pakietu na naszym rynku. Ten rok zamkniemy liczbą 19 szkoleń dla blisko 90 inżynierów. Zapewniamy także indywidualne wsparcie techniczne, udzielane przez naszych doświadczonych projektantów w trakcie realizacji konkretnych projektów tworzonych na bazie systemu ASIX przez naszych klientów.

Jak obecnie kształtuje się popyt na oferowane przez Państwa rozwiązania?

Rok 2014 obfitował w projekty o dużym znaczeniu, a pod względem sprzedaży powinien być najlepszy w historii firmy.

Dla koncernu BASF realizujemy system sterowania instalacjami nowo budowanej fabryki katalizatorów w Środzie Śląskiej. Dzięki wieloletniej współpracy z ZP Janikosoda, jednym z Zakładów Soda Polska Ciech, wdrażamy duży system PCS7, obejmujący sterowanie wydziałami suszenia i konfekcjonowania soli. Nie brakuje dużych projektów w energetyce: w PGE Elektrownia Turów kończymy migrację systemu automatyki nawęglania i odpopielania ze sterowników Simatic S5 do najnowszej rodziny S7-1500. W ramach wieloletniego kontraktu bierzemy udział w modernizacji automatyki czterech kotłów wodnych w Ciepłowni Wola. Zostaliśmy zaproszeni do projektu modernizacji instalacji węglopochodnych w Zakładzie Arcelor Mittal w Zdzieszowicach. W przemyśle spożywczym w ZP Nutricia w Opolu, należącym do koncernu Danone, zrealizowaliśmy systemy automatyki opar-

te na PCS7 oraz zintegrowane z nimi systemy MES dla dwóch dużych linii technologicznych na Wydziale Odżywek Sypkich, które wprowadziły na rynek nowe, innowacyjne produkty.

Askom realizuje głównie projekty na produktach firmy Siemens, muszę się jednak pochwalić projektem dla motoryzacji, realizowanym w fabryce Jaguar Land Rover w Anglii na sterownikach Rockwell Automation. Nasz zespół wykonał projekty elektryczne i oprogramowanie sterowników, a aktualnie uczestniczy w rozruchu i optymalizacji kilku stref w zakładzie montażu nadwozia nowych modeli samochodów Jaguar.

Prowadzimy też bardzo innowacyjny projekt w SGL Carbon. To projekt migracji systemów nadzoru SCADA opartych na naszym systemie Asix.Evo dla wszystkich instalacji produkcyjnych do konfiguracji opartej na klastrze z serwerami procesów pracującymi na maszynach wirtualnych i stanowiskami operatorskimi w postaci terminali systemu MS Windows RDS. To bardzo innowacyjne podejście w implementacji systemów nadzoru SCADA. Czy widzi Pan nowe obszary, w których rozwiązania Askom mogą znaleźć zastosowanie w niedalekiej przyszłości?

Myślę, że nie możemy spodziewać się rewolucyjnych zmian, raczej „dopieszczania” rozwiązań i technologii ostatnich lat, które są na tyle nowe, że wymagają dopracowania. To, co moim zdaniem jest nieuniknione, to głębsza integracja systemów automatyki i systemów MES. Producenci na trudnym rynku cały czas szukają oszczędności kosztów, większej efektywności produkcji i szybszego wejścia na rynek z nowymi produktami, a także produkcji elastycznej – zindywidualizowanej według wymagań klienta.

Nie da się tego osiągnąć bez swobodnego przepływu informacji między poziomem operacyjnym i zarządczym produkcji, między automatyką a systemami MES, tak jak to już ma miejsce w TIA firmy Siemens. Producenci liczą koszty, więc systemy monitoringu i rozliczania zużycia mediów, szczególnie ujętych we wskaźniku jednostkowego zużycia mediów na produkt, staną się koniecznością nie tylko dla dużych, ale także średnich przedsiębiorstw. Bezpieczeństwo produktów i kontrola jakości też będą miały coraz większy wpływ na ściślejsze powiązanie automatyki z MES. Coraz mniej jest producentów działających w pojedynkę, a wielozakładowe organizacje i koncerny wymuszają dostosowanie produkcji zakładów do bieżących zamówień w skali

Fot. Askom

i raportowanie przebiegu procesu oraz wyznaczanie kluczowych wskaźników wydajności produkcji. Askom ma więc know-how potwierdzone zakończonymi sukcesem wdrożeniami. Aktualnie prowadzimy duże projekty MES dla koncernu Akzo Nobel, ale w Wielkiej Brytanii.

Na polskim rynku systemy MES to nadal nowość. Większość klientów w Polsce nie oczekuje na razie kompleksowych rozwiązań informatycznych do zarządzania produkcją, lecz skupia się raczej na podstawowych funkcjach, związanych głównie z pozyskiwaniem danych, rozliczaniem i raportowaniem produkcji, przede wszystkim danych o bieżącej wydajności i czasach przestojów maszyn. Tak więc, odpowiadając na potrzeby rynku, w Polsce głównie skupiamy się na automatycznym – bez udziału operatora – pozyskiwaniu danych o parametrach, wydajności oraz czasie pracy maszyn i urządzeń, a także bieżącym prezentowaniu i raportowaniu trendów parametrów procesu i wskaźników KPI, takich jak OEE czy MTBF.

Intranet/Internet, narzędzi analitycznych do jej przetwarzania, wyliczania KPI itp.

Fot. Askom

Marian Konsek urodził się w 1951 r. w Rydułtowach na Śląsku. Jest absolwentem Wydziału Automatyki i Informatyki Politechniki Śląskiej w Gliwicach, gdzie ukończył studia magisterskie w zakresie systemów kompleksowego sterowania. W latach 1974–1987 był pracownikiem naukowym, pod kierunkiem profesora Stefana Węgrzyna, w Zakładzie Systemów Automatyki Kompleksowej Polskiej Akademii Nauk w Gliwicach. W 1983 r. uzyskał stopień naukowy doktora nauk technicznych. W PAN kierował zespołem mikroprogramowania, który wdrożył do produkcji w Zakładach Mera-Elzab, m.in. system RTDS, wspomagający uruchamianie układów mikroprocesorowych oraz polski „komputer osobisty” ComPAN. W latach 1984–1985 był stypendystą Fulbrighta na Uniwersytecie Urbana-Champaign w Stanach Zjednoczonych. W latach 1987– 1993 pracował jako dyrektor techniczny, a następnie dyrektor generalny w Przedsiębiorstwie Zagranicznym Polgat. Od 1994 r. jest dyrektorem i prezesem zarządu spółki Askom w Gliwicach – integratora systemów automatyki i zarządzania produkcją MES oraz producenta systemu SCADA Asix.

Jego hobby to gotowanie i narty.

globalnej i dostępu do informacji o produkcji poszczególnych zakładów w czasie rzeczywistym z dowolnego miejsca na świecie – z centrum zarządzania. Dlatego należy oczekiwać dalszego szybkiego rozwoju systemów w kierunku łatwego dostępu do informacji z poziomu sieci

Czym – poza ceną – wygrywa się dziś w rywalizacji z innymi dostawcami? Żyjemy w czasach wszechobecnych przetargów, a w większości z nich jedynym kryterium wyboru pozostaje cena.

W takich warunkach szalenie trudno jest zapewnić wysoką jakość rozwiązań, a taki cel zawsze stawiała sobie firma Askom.

Na szczęście Askom, a pewnie i inni integratorzy dłużej działający na rynku, mają swoich kluczowych wieloletnich klientów, którzy cenią sobie partnerską współpracę ze sprawdzonymi dostawcami i wybierają najlepsze rozwiązania w normalnych, chociaż twardych negocjacjach.

Integratorzy automatyki muszą być przygotowani na projektowanie systemów na różnych platformach automatyki. Oczywiście know-how zdobywa się latami, ale bez wprowadzenia do oferty sterowników różnych producentów może się okazać, że atrakcyjne projekty nam uciekają. Utrzymywanie kompetencji na wysokim poziomie w dziedzinie wielu różnych systemów – PLC, DCS czy SCADA – rodzi spore koszty, ale jest konieczne dla znalezienia swojego miejsca na rynku.

Wielkim wyzwaniem staje się czas realizacji projektów. Inwestorzy często zwlekają ze startem projektów, a systemy automatyki dotyka to szczególnie.

Presja czasu to jeden z głównych czynników mających wpływ na organizację projektów, ich koszt i oczywiście jakość.

Tylko firma o dużym potencjale może sprostać takim oczekiwaniom.

Swoją misję Askom określa jako integrację systemów automatyki i zarządzania produkcją, zmierzającą do budowy kompleksowego systemu automatyzacji całego przedsiębiorstwa produkcyjnego (ang. Total Plant Automation). W jakich przedsiębiorstwach firma Askom przeprowadziła integrację od A do Z? Na polskim rynku w pełni zintegrowane kompleksowe zarządzanie produkcją – MES i automatyka – wdrożyliśmy dotychczas w przemyśle spożywczym w ZP Nutricia w Opolu i w przemyśle chemicznym w jednym z największych zakładów produkcyjnych farb i lakierów należącym do globalnego koncernu chemicznego Akzo Nobel.

Planując wdrożenie systemu MES na początku należy jasno zdefiniować mierzalne cele takiego projektu, takie jak na przykład poprawa wskaźnika efektywności produkcji o 20 procent w ciągu określonej liczby miesięcy po zakoń-

czeniu wdrożenia, ograniczenie liczby/ czasu/kosztów przezbrojeń o 20 procent, zapewnienie wysokiej jakości produkcji na poziomie 98 procent dobrych sztuk itd.

Jedynie dzięki takiemu podejściu możliwa będzie wiarygodna analiza opłacalności wdrożenia systemu w określonym czasie po jego zakończeniu, dająca podstawy do podejmowania decyzji o ewentualnych kolejnych wdrożeniach w przyszłości.

Wybierając system klasy MES do wdrożenia warto poszukać kompleksowego rozwiązania, oferującego jak najszerszy zakres funkcjonalny, nawet jeżeli na początku wymagania nie są zbyt rozbudowane. Warto pamiętać, że wdrożenie systemu MES to wieloletnia inwestycja nie tylko w sam system, ale również w jego późniejsze utrzymanie i rozwój.

Gdy ma on objąć całą fabrykę i wiele funkcjonalności, wskazane jest podzielenie jego realizacji na etapy. Szczególnie istotne jest pierwsze, pilotażowe wdrożenie, które warto zrealizować w ograniczonym zakresie funkcjonalnym i na ograniczonym obszarze, np. na wybranym wydziale. Po uruchomieniu takiego pilota zarówno firma wdrażająca, jak i sam klient są w stanie lepiej zapoznać się z możliwościami systemu i co za tym idzie – znacznie lepiej zaplanować swoje wymagania i realizację kolejnych etapów.

Rośnie popularność systemów sterowania o konfiguracji rozproszonej z wykorzystaniem inteligentnych modułów wejść i wyjść. W czym upatruje Pan sukcesu tego rozwiązania?

Systemy rozproszone zapewniają większą elastyczność rozwiązania, a jednocześnie obniżają koszty realizacji, gdy uwzględnimy nie tylko koszty dostaw, ale i montażu obiektowego. Dzięki rozproszeniu systemu można znacznie zredukować koszt kabli, ponieważ ich długość zostaje ograniczona do lokalnych odległości w ramach danego węzła technologicznego. Likwidacji ulegają też trasy kablowe między poszczególnymi węzłami technologicznymi a dyspozytornią centralną. Zamiast tradycyjnego okablowania prowadzi się kable światłowodowe, wspólne dla wszystkich połączeń komunikacyjnych systemu.

Konfiguracje rozproszone wymusiły również zastosowanie modułów wejść i wyjść o małej liczbie sygnałów: dwu-, cztero- i ośmiokanałowych z podstawką zaciskową, która jest substytutem listwy zaciskowej. Pozwala to minimalizować niewykorzystane wejścia i wyjścia, które przecież też kosztują, oraz umożliwia bezpośrednie łączenie kabli do podstawek. Oszczędzamy więc na

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

59

ROZMOWA PAR

wiązkach łączących moduły wielokanałowe z listwami wejść i wyjść. Co więcej, popularne moduły 2 × DI 230 V AC oraz 2 × DQ kontakt pozwalają na wyeliminowanie przekaźników pośredniczących.

Na jakich zasadach współpracujecie Państwo z firmami, których komponenty wykorzystujecie w swoich rozwiązaniach – na zasadzie umów partnerskich, przedstawicielstwa w Polsce, innych?

Askom oferuje dostawy systemów automatyki „pod klucz”, a to oznacza, że w naszym zakresie jest między innymi kompletacja dostaw, prefabrykacja szaf sterowniczych i montaż kompletnego systemu na obiekcie. Aby być konkurencyjnym na rynku, zawarliśmy wieloletnie umowy z poddostawcami stosowanych przez nas komponentów automatyki, a w przypadku oprogramowania dbamy o uzyskanie i utrzymanie statusu Partnera, który z jednej strony świadczy o zweryfikowanej wiedzy naszych inżynierów, a z drugiej strony gwarantuje nam silne wsparcie producenta w rozwiązywaniu ewentualnych problemów technicznych.

Od początku działalności jesteśmy autoryzowanym partnerem firmy Siemens w zakresie automatyki, systemów HMI, PCS7 oraz Simatic IT . Od wielu lat jest to status Partner Specialist, uznawany za najwyższy poziom kompetencji na rynku międzynarodowym. Mamy też status Solution Provider między innymi dla GE Intelligent Platform, Metso Automation, Wonderware, VMWare. Także w odniesieniu do systemu Asix naszego autorstwa, który jest złożonym oprogramowaniem projektowanym w technologii .NET firmy Microsoft, uzyskaliśmy status Microsoft Gold Partner w kategorii Application Development.

W ubiegłym roku Askom obchodził 20-lecie istnienia. Jakie były najważniejsze punkty zwrotne w historii firmy?

Szybko minęło te 20 lat. Od firmy zatrudniającej kilkanaście osób rozwinęliśmy się do zespołu blisko 100-osobowego. Zaczynaliśmy jako integrator automatyki, pracujący prawie wyłącznie dla zawodowej energetyki, aby po 20 latach móc powiedzieć, że działamy w każdym obszarze, który wymaga sterowania. Film animowany w technice 3D o dokonaniach naszej firmy, który przygotowaliśmy z okazji 20-lecia, uświadomił nam, jak duży jest wachlarz naszych wdrożeń i jak dobrze podsumowuje je stwierdzenie: „ASKOM realizuje projekty dla ludzi, sterując instalacjami przemysłowymi, których produktem wyjściowym są elementy naszego

60

codziennego życia”. Zapraszam do obejrzenia filmu na youtube https://www. youtube.com/watch?v=0T604h3JgGA. Od początku tworzyliśmy własny system SCADA – Asix. Dokładnie w 1995 roku wydaliśmy pierwszą wersję, która od razu zdobyła Nagrodę Targów Softarg w Katowicach.

Rozwój Askom przez wszystkie te lata odbywał się bez rewolucji, a poprzez organiczny wzrost zespołu inżynierów, w miarę zdobywania nowych klientów i projektów w nowych branżach. Postawiliśmy na budowę stabilnego i doświadczonego zespołu uważając, że o sile firmy decydują ludzie, którzy ją tworzą. W tak skomplikowanej i wymagającej dziedzinie, jaką jest automatyka przemysłowa, doświadczenie pojedynczych pracowników zdobywane przez rozwiązywanie kolejnych problemów i podejmowanie nowych wyzwań przekłada się na potencjał firmy, a w efekcie na jej sukces.

Na przełomie nowego wieku wprowadziliśmy do oferty projekty na systemie PCS7, który otworzył nowe perspektywy dla dużych i międzynarodowych realizacji, a w roku 2006 utworzyliśmy zespół MES, przeznaczony do realizacji systemów zarządzania produkcją na bazie Simatic IT. Askom koncentrował się na projektach w Polsce. Gdy po wejściu Polski do Unii Europejskiej pojawili się zagraniczni inwestorzy, zaczęliśmy realizować nowe projekty także dla nich. Nasze doświadczenie i podejście ukierunkowane na sukces zaowocowało w naturalny sposób projektami w Europie u tych inwestorów, którzy poznali nasze rozwiązania w Polsce. Dzięki temu w roku 2014 udział usług eksportowych wyniesie ponad 40 procent. Na liście referencyjnej Askom można znaleźć blisko 500 pozycji opisujących tylko duże i średnie realizacje. Niektóre z nich będziemy pamiętali szczególnie z uwagi na pokonywanie dużych wyzwań technicznych, ale możemy się poszczycić tym, że każdy projekt został zakończony sukcesem.

Co będzie największym wyzwaniem w przyszłości dla firmy Askom i innych o podobnym profilu działalności?

Obecnie na rynku systemów automatyki i zarządzania produkcją obserwujemy wyraźne dążenie do rozszerzania zakresu oferowanych rozwiązań w kierunku kompleksowego oprogramowania przemysłowego typu MOM (ang. Manufacturing Operations Management). Rozwiązania MOM, oprócz funkcjonalności systemów MES, obejmują również wizualizację

procesów (HMI/SCADA), zarządzanie produkcją partiami na bazie standardu ISA-88 (BCS), projektowanie produktów (CAD/CAM), modelowanie i symulację procesów, zarządzanie cyklem życia produktu (PLM), zapewnienie i kontrolę jakości (QMS), planowanie i harmonogramowanie produkcji (APS). Askom, współpracując z Siemensem, może uzyskać przewagę nad innymi firmami inżynierskimi dzięki temu, że SIEMENS jako chyba jedyna w chwili obecnej firma oferuje kompletne zintegrowane rozwiązanie klasy MOM, od automatyki (WinCC, WinCC Open Architecture) poprzez kompletny system MES (SIMATIC IT) i planowanie produkcji APS (Preactor), aż po systemy do projektowania CAD/CAM, symulacji procesów (Tecnomatix) i PLM (Teamcenter). Wiele z tych rozwiązań jest już w naszym portfolio.

Jakie inwestycje finansowe poczyniliście Państwo w ostatnich latach i czy są w planach kolejne?

Askom przez cały okres 20 lat mógł poszczycić się co roku dodatnim wynikiem finansowym. Trzecia z kolei Gazela Biznesu jest dla nas potwierdzeniem dobrej pozycji na rynku także od strony biznesowej. W latach 2012–2013 zainwestowaliśmy w rozbudowę naszej siedziby. Po adaptacji poddasza, w bardzo ciekawym architektonicznie stylu, powierzchnia biurowa powiększyła się o ponad 500 m2, a to oznacza co najmniej 25 nowych stanowisk pracy. Uruchomiliśmy dział serwisu 24 godziny na dobę przez siedem dni w tygodniu dla naszych klientów MES. Produkcja nie może czekać, nawet jeśli powód przestoju może być błahy. Nasi klienci doceniają, że jesteśmy odpowiedzialną firmą, która nie zostawia ich samych z codziennymi problemami w utrzymaniu ciągłości produkcji. Cały czas inwestujemy w rozwój systemu Asix, i to z własnych środków.

W 2015 roku chcemy zaskoczyć rynek nowymi rozwiązaniami dla monitoringu mediów i dostępu do danych z poziomu smartfonów, tabletów i oczywiście wirtualnych serwerów „w chmurze”. Mamy jeszcze mnóstwo pomysłów!

Rozmawiała Urszula Chojnacka PAR

Zobacz więcej Pobierz bezpłatną aplikację PAR+ App Store | Google Play

ZMIENIAMY SPOJRZENIE NA PRZEMYSŁ

QR CODE Wygenerowano na www.qr-online.pl

KONKURS

WIĘCEJ INFORMACJI WKRÓTCE

HTTP://AUTOMATYKAONLINE.PL/KONKURS

FUNKCJONALNY KATALOG BRANŻOWY CODZIENNE WIADOMOŚCI Z RYNKU PRECYZYJNIE OKREŚLONY ODBIORCA W W W . A U T O M A T Y K A O N L I N E . P L

autoreklama_v4.indd 1

2014-12-03 11:09:58

AUTOMATYKA SYSTEMY KOMUNIKACJI

Współcześnie w przemyśle i automatyce na znaczeniu zyskują rozwiązania transmisji bezprzewodowej GSM. Użytkownicy doceniają brak ograniczeń przewodami oraz możliwość łączenia ze sobą różnych urządzeń – IoT czy M2M – w każdym terenie i lokalizacji. Również niezawodność dostępnych rozwiązań sprzyja rosnącemu wykorzystaniu infrastruktury operatorów sieci GSM.

Firma NaviNet wprowadziła na polski rynek routery oraz modemy GSM firmy Robustel z serii GoRugged, które dzięki doskonałemu stosunkowi ceny do jakości idealnie wpasowują się w zapotrzebowanie rynku przemysłowego na urządzenia transmisji danych. Jak sama nazwa wskazuje, urządzenia te są przeznaczone do pracy w wymagających warunkach.

Jest to możliwe dzięki solidnej, metalowej obudowie oraz wytrzymałości na szeroki zakres temperatury otoczenia.

Nieprzerwaną transmisję danych zapewnia redundancja kart SIM, z możliwością określenia specjalnych reguł przełączania aktywnej karty, np. na podstawie aktualnej odpowiedzi na pakiety PING, roamingu czy też miesięcznego transferu danych. Wbudowany watchdog dba o nieprzerwaną pracę routera. Wszystkie modele można obsługiwać za pomocą specjalnie przygotowanej platformy RobustLink, przeznaczonej do zdalnego zarządzania i konfiguracji urządzeń.

R3000 Podstawowym modelem serii GoRugged jest router R3000, pracujący w standardach od 2G (GPRS) do 4G (LTE), gdzie transmisja danych wynosi do 100/50 Mb/s download/upload. Dzięki rozbudowanemu interfejsowi użytkownika można dowolnie konfigurować funkcje

62

Promocja

takie jak: IPSec, OpenVPN, PPTP, L2TP client/server i GRE, które umożliwiają utworzenie bezpiecznych połączeń tunelowych między poszczególnymi routerami czy też między routerami a stacją bazową.

Ponadto urządzenia Robustel GoRugged R3000 są wyposażone w szereg interfejsów komunikacyjnych, takich jak: port RS-232, port RS-485 oraz dwa wejścia/ wyjścia cyfrowe, które na co dzień używane są w aplikacjach przemysłowych.

Wbudowane porty szeregowe mogą pracować w trybach wirtualnego portu COM oraz Modbus Gateway. Urządzenie może być opcjonalnie wyposażone w moduł Wi-Fi oraz moduł GPS, co umożliwia ich zastosowanie w miejscach takich jak komunikacja miejska oraz transport publiczny, dzięki czemu jedno urządzenie udostępnia Internet pasażerom oraz przekazuje informacje o aktualnej pozycji pojazdu do stacji bazowej.

Inną ciekawą oraz bardzo użyteczną funkcją routerów, wykorzystujących komórkową transmisję danych, jest możliwość wydawania im poleceń za pomocą wiadomości SMS, bądź też połączenia telefonicznego. Oprogramowanie urządzeń umożliwia dowolną konfigurację zasad, według których ustawiane są wyjścia cyfrowe lub uruchamiany jest dowolny skrypt (SDK). SMS-y oraz połączenia głosowe mogą być również

Fot. NaviNet

Routery i modemy ROBUSTEL

wykorzystywane jako sygnał do zresetowania routera. Opisane funkcje można też wykorzystać w sposób odwrotny, tzn. na podstawie stanu wejść cyfrowych oraz odpowiedniej konfiguracji, wysłać wiadomości informacyjne/ ostrzegawcze (SMS o dowolnej treści) pod inny numer telefonu komórkowego, bądź do grupy numerów.

Dwuportowy switch z routerem spełnia wymagania podstawowych aplikacji przemysłowych, natomiast w przypadku aplikacji, w których wymagana jest większa liczba portów ethernetowych, można wykorzystać kolejny model, wyposażony w czteroportowy switch.

R3000 Quad Robustel R3000 Quad to najbardziej rozbudowany model serii GoRugged. Ma cztery porty ethernetowe, które można skonfigurować według potrzeb użytkownika: czteroportowy switch, port WAN + trzyportowy switch (w tym trybie połączenie sieci komórkowej może pracować jako backup, zostaje uruchomione w przypadku awarii lub uszkodzenia połączenia WAN) oraz dwuportowy switch + port WAN + port z przekierowaniem DMZ, np. do podłączenia kamery IP.

Wszystkie routery serii GoRugged są dodatkowo wyposażone w port USB, za pomocą którego można wgrywać nowy firmware oraz zgrywać lub wczytywać konfigurację urządzenia. Podobnie jak model opisany wcześniej, Robustel R3000 Quad może pracować w specjalnie skonfigurowanych połączeniach tunelowych, które zapewniają bezpieczeństwo oraz łatwą komunikację urządzeń w utworzonej sieci. Kolejną cechą umożliwiającą dostosowanie produktu do potrzeb klienta jest możliwość programowania własnych funkcji dzięki dołączonemu pakietowi SDK (Software Development Kit) – opcja ta jest dostępna również w modelu podstawowym R3000.

R3000 Lite Kolejnym produktem, który znajduje zastosowanie wszędzie tam, gdzie nie jest wymagany wieloportowy switch oraz wejścia/wyjścia cyfrowe jest Robustel R3000 Lite. Ma on podstawowe interfejsy, takie jak port ethernetowy, port szeregowy RS-232/485 oraz port USB. Ten, jak i wcześniejsze modele, ma sześć diod LED, określających stan pracy urządzenia (m.in. zasilanie, siłę sygnału GSM).

M1000 PRO V2 Jednym z prostszych oraz korzystniejszych cenowo rozwiązań jest modem przemysłowy GoRugged M1000 PRO V2. Jest on wyposażony w pojedynczy port szeregowy, konfigurowalny programowo jako RS-232 bądź RS-485, dlatego też jest wykorzystywany jako brama portu szeregowego do sieci komórkowej, a następnie dalej używany w aplikacjach w dowolnym miejscu.

Podobnie jak inne modele, również i ten współpracuje z platformą zarządzania M2M RobustLink, gdzie może pracować np. w trybie Modbus master polling.

Tryb ten umożliwia odczyt danych z przyłączonych urządzeń z zadanym interwałem czasowym, a następnie przesłanie ich do systemu RobustLink.

Dzięki temu, przy wykorzystaniu samych modemów M1000, bądź też modemów oraz urządzeń pomocniczych do zbierania danych (na przykład radiomodemów), w bardzo łatwy sposób można tworzyć całe systemy telemetryczne, do których dostęp można uzyskać w dowolnym miejscu na Ziemi.

RobustLink RobustLink to przygotowana specjalnie dla routerów oraz modemów Robustel scentralizowana platforma do zdalnego zarządzania, monitoringu oraz konfiguracji urządzeń. Aplikacja ta pozwala na odczyt informacji takich jak numer ID, model, numer IMEI, siła sygnału, adres IP, wersja aktualnego firmware oraz wiele innych. Produkt jest darmowy i potrafi obsłużyć nawet do tysiąca urządzeń.

Robust VPN

Router R3000 Lite

Router M1000 RS DI/DO

Robust VPN to kolejna przygotowana przez firmę Robustel aplikacja, która umożliwia łatwą konfigurację szyfrowanego połączenia VPN. Komunikacja VPN staje się dominującym rozwiązaniem w przemysłowych standardach M2M. Dzięki zastosowaniu technologii VPN można połączyć wiele niebędących fizycznie w jednej sieci urządzeń oraz zarządzać nimi z dowolnego miejsca na świecie. Kluczem architektury jest serwer centralny, odpowiedzialny za utrzymanie tuneli VPN oraz transmisję danych między połączonymi urządzeniami.

NAVINET Fot. NaviNet

ul. Góralska 46, 53-610 Wrocław tel. 71 723 49 35 e-mail: biuro@navi-net.pl Router M1000 USB LTE

www.navi-net.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

63

AUTOMATYKA NAPĘDY I UKŁADY WYKONAWCZE

Ochrona klienta i reputacji marki producenta to dwa kluczowe elementy higienicznej i sprawnej automatyzacji w branży spożywczej. Głównym celem takiego działania jest uzyskanie wysokiej pro duktywności i najwyższej

Niezawodność produkcji w przemyśle spożywczym Produkty Festo z serii Clean Design 64

Fot. Festo

jakości produktów.

Bezpieczeństwo w produkcji żywności jest zapewnione przez międzynarodowe dyrektywy i standardy, takie jak np. dyrektywa maszynowa Unii Europejskiej 2006/42/EC lub norma EN-ISO 14159.

Aby ułatwić producentom żywności oraz producentom maszyn dla przemysłu spożywczego sprostanie tym wymaganiom, Festo opracowało pionierskie rozwiązania do stosowania w środowisku higienicznym oraz poddawanym intensywnemu czyszczeniu.

Oferta Festo dla przemysłu spożywczego zawiera produkty i rozwiązania obejmujące m.in. wyspy zaworowe, napędy pneumatyczne i elektryczne oraz osprzęt.

Wyspy zaworowe Wyspy zaworowe MPA-C z serii Clean Design wyznaczają nowe standardy.

Mają stopień ochrony IP69K oraz odpowiadają klasie odporności na korozję CRC4. Produkty te, w połączeniu z modułowym systemem uszczelnień, można bezproblemowo czyścić przy użyciu dysz wysokociśnieniowych lub piany. Można też instalować wyspę zaworową w miejscach z trudnymi warunkami środowiskowymi. Do budowy wysp zaworowych użyto materiałów zatwierdzonych przez FDA (Agencja Żywności i Leków, Food and Drug Administration) do stosowania w przemyśle spożywczym, w tym specjalny smar NSF-H1, mający atest na przypadkowy kontakt z żywnością.

Fot. Festo

Siłowniki elektryczne i pneumatyczne Siłownik elektryczny ze śrubą toczną ESBF w wersji Clean Look (gładkie powierzchnie) to szybki i precyzyjny napęd o dużej mocy oraz długim okresie eksploatacji, który z łatwością pokonuje dystans 10 tys. km. Wiele elementów wyposażenia dodatkowego, takich jak akcesoria montażowe i zestawy elementów pośredniczących, zapewnia elastyczność tego rozwiązania, zaś tłoczysko jest wyposażone w prowadzenie ślizgowe i zabezpieczone przed obrotem. Dodatkowe cechy, takie jak stopień ochrony IP65, zwiększona ochrona przed korozją i smar do tłoczyska zatwierdzony przez FDA, czynią siłownik idealnym rozwiązaniem do stosowania w przemyśle spożywczym.

Promocja

Pneumatyczny siłownik okrągły ze stali nierdzewnej CRDSNU, zgodny z ISO 6432, dostępny w wersji Clean Design z samonastawną amortyzacją w położeniach końcowych PPS, również pomaga uniknąć źródeł zakażenia żywności. Brak gwintów pozwala zmniejszyć szansę rozwoju bakterii w typowych zastosowaniach. Ponadto samonastawny system amortyzacji w położeniach końcowych (PPS) nie zawiera śrub nastawnych, które są elementem stanowiącym poważne ryzyko pojawienia się bakterii. Dodatkowe cechy siłownika CRDSNU to: • wysoka odporność na korozję w agresywnych warunkach otoczenia, • konstrukcja ułatwiająca czyszczenie, • długi okres eksploatacji dzięki opcjonalnej uszczelce do pracy na sucho, • wiele wariantów i różnorodny osprzęt.

Festo oferuje także modułowy system uszczelnień, odpowiadający wielu wymaganiom dotyczącym higieny. Można

wybrać uszczelnienia do czyszczenia normalnego bądź intensywnego z użyciem piany. Dostępne są również uszczelnienia niesmarowane, zapewniające właściwe funkcjonowanie napędu, nawet po wypłukaniu środków smarujących, na skutek częstego mycia.

Pneumatyczna technika przyłączeniowa Złączka NPCK Clean Design ze stali nierdzewnej idealnie nadaje się do zastosowania w obszarach poddawanych intensywnym procesom czyszczenia, zwłaszcza w strefie rozbryzgów. Spełnia wszystkie wymagania technologii Clean Design i jest zgodna z wymaganiami FDA oraz HACCP. Specjalne wykonanie nakrętki złączkowej zapobiega zabrudzeniu krawędzi i nagromadzeniu mikroorganizmów lub innych zanieczyszczeń. Dzięki zastosowaniu stali nierdzewnej złącze NPCK można stosować z różnymi mediami. Dodatkowe cechy złączki to: • klasa odporności na korozję CRC4, • zakres temperatury pracy od –20 °C do +120 °C, • ciśnienie robocze od –0,95 barów do +12 barów.

Festo Sp. z o.o. ul. Mszczonowska 7, 05-090 Raszyn tel. 22 711 41 00, fax 22 711 41 02 e-mail: festo_poland@festo.com www.festo.pl

Zobacz więcej

Pobierz bezpłatną aplikację PAR+ App Store | Google Play

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

65

NAPĘDY I UKŁADY WYKONAWCZE

Serwonapędy ADSA-M Trzyosiowy serwonapęd z funkcjami sterownika ruchu

Nowa seria serwonapędów Delta Electronics ADSA-M jest odpowiedzią producenta na pozytywnie przyjętą serię napędów ASDA-A2. Seria M to połączenie trzech serwonapędów w jednej obudowie, które tworzy wręcz idealną bazę do zabudowania funkcji sterownika ruchu wewnątrz serwonapędu.

66

Promocja

Obecnie producent przygotował dwie wersje serwonapędów ASDA-M, przeznaczonych na rynek europejski. Są one przystosowane do zasilania napięciem jednofazowym, o mocy 750 W oraz 1,5 kW.

współpracuje z 20-bitowymi enkoderami inkrementalnymi, co przekłada się na rozdzielczość pozycjonowania silnika, wynoszącą 1 280 000 impulsów na obrót.

Sterowanie Napędy a silniki Zakres mocy napędów definiuje oczywiście dopuszczalną moc stosowanych silników. O ile w przypadku standardowych serwonapędów moc silnika musi być dopasowana dokładnie do mocy napędu, to zastosowanie układów serii M pozwala na podłączanie silników w szerokim zakresie mocy – dla napędu 750 W dopuszczalne jest stosowanie silników w zakresie mocy od 100 W do 750 W, natomiast napędy 1,5 kW mogą współpracować z silnikami o mocy od 750 W do 1,5 kW. Łączenie silników o różnych mocach do jednego napędu nie stanowi oczywiście żadnego problemu. Moment obrotowy, przeciążalności oraz rozdzielczość pozycjonowania silnika są identyczne, jak w przypadku serwonapędów ASDA-A2. Maksymalna przeciążalność wynosi 300 % znamionowego momentu obrotowego przez maksymalnie 5,6 s, w przypadku silników ze średnim oraz dużym momentem bezwładności. Napęd

Podstawową cechą, niezbędną przy doborze serwonapędu do aplikacji, jest metoda sterowania, czyli zadawania sygnału pozycji, prędkości lub momentu.

Serwonapędy ASDA-M obsługują zarówno proste i popularne standardy, jak i bardzo zaawansowane sygnały sterujące. Wśród popularnych metod sterowania zaimplementowane zostało sterowanie analogowe – napięciowe ±10 V oraz impulsowe (m.in. krok/kierunek).

Oczywiście podstawowe metody sterowania nie pozwolą na pełne wykorzystanie możliwości tego trójosiowego napędu. Dużo szersze możliwości sterowania uzyskamy przy wykorzystaniu wbudowanego wewnętrznego pozycjonera (tzw. tryb PR) oraz sterowania sieciowego. Napędy serii M są standardowo wyposażone w protokół Modbus na portach RS-232 oraz RS-485, a także, w zależności od modelu, obsługiwane są CANopen oraz DMCNET – Delta Motion Control Network. DMCNET to szybka

Fot. Induprogress

AUTOMATYKA

sieć, opracowana przez Delta Electronics i przeznaczona do użycia w aplikacjach sterowania ruchem.

Fot. Induprogress

Złącza Serwonapędy ASDA-M są wyposażone w liczne złącza sygnałowe. Do zadawania sygnałów cyfrowych oraz analogowych z zewnętrznego sterownika przeznaczone jest 50-pinowe złącze CN1. Linie do komunikacji szeregowej RS-232 oraz RS-485 zostały zamknięte w postaci złącza IEEE1394, oznaczonego jako CN3. Złącze USB drukarkowe (CN4 na napędzie) umożliwia podłączenie komputera do serwonapędu i jego konfigurację poprzez oprogramowanie ASDASoft. Ważną rolę pełni złącze CN5 – jest to miejsce podłączenia zewnętrznego enkodera, co umożliwia pracę serwonapędu w zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego.

Podłączony enkoder może także pełnić rolę generatora sygnału wzorcowego (master), na potrzeby pracy z wykorzystaniem krzywki elektronicznej E-CAM. Złącze CN6, w postaci gniazda RJ45, jest przeznaczone do obsługi szybkich protokołów komunikacyjnych – CANopen lub DMCNET.

Dodatkowe korzyści Zamknięcie trzech napędów w pojedynczej obudowie daje bardzo szerokie możliwości grupowego sterowania silnikami.

Serwonapędy ASDA-M są wyposażone w wewnętrzny pozycjoner, dzięki któremu możliwe jest zadawanie pozycji lub też tworzenie całych sekwencji ruchów silników. Dla każdej z trzech osi przewidzianych zostało 100 ścieżek z definicją ruchu. Przy wykorzystaniu oprogramowania narzędziowego możliwe jest definiowanie poszczególnych ścieżek.

Istotnym faktem jest to, że poszczególne ścieżki nie muszą być przypisane tylko do pojedynczej osi. Możliwe jest tworzenie ruchów interpolacyjnych dla trzech osi jednocześnie. Dostępne są interpolacje liniowe (zarówno dla dwóch, jak i trzech osi), kołowe dla dwóch wybranych osi oraz śrubowe (ang. Helical Interpolation). Parametryzowanie drogi oraz prędkości dla danej ścieżki może odbywać się przez protokoły komunikacyjne, co stwarza szerokie możliwości sterowania rozbudowanymi aplikacjami. Napędy serii M mają także możliwość bardzo szybkiego budowania aplikacji bramowych. Zintegrowane funkcje pozwalają na precyzyjne i pozbawione

opóźnień, jednoczesne przesuwanie układu napędzanego dwoma osobnymi silnikami serwo.

Warto zwrócić uwagę także na dodatkowe korzyści, wynikające z połączenia trzech serwonapędów w jeden.

Bloki mocy, umieszczone w napędzie, są połączone wspólną szyną DC, co pozwala na lepsze zarządzanie energią niż w przypadku trzech pojedynczych napędów. Inną zaletą, bardzo istotną w zakresie strony elektrycznej układu, jest mniejsza ilość niezbędnego okablowania dla uruchomienia układu. Sterujące wejścia cyfrowe mogą być współdzielone między osiami, a podłączenie sterowania sieciowego (CANopen/DMCNET) zostało zrealizowane w postaci jednego gniazda, podczas gdy osie rozróżniane są na podstawie adresu sieciowego.

Marcin Marcińczyk INDUPROGRESS ul. Płowiecka 109A/2 04-501 Warszawa tel. 22 290 31 78 fax 22 465 98 35 e-mail: biuro@induprogress.pl www.induprogress.pl

REKLAMA

Delta Industrial Automation

STEROWNIKI PLC

DVP-12SE - sterownik serii SLIM z zabudowanym portem Ethernetowym InduProgress przedstawia sterownik PLC DVP-12SE firmy Delta Electronics. ź Duża prędkość wykonywania instrukcji (LD: 0,64 µs, MOV: 2µs) ź Wbudowany port Ethernet z zaimplementowanymi Modbus TCP

oraz Ethernet IP

ź Zaimplementowany firewall – ochrona przed atakami sieciowymi ź Kompatybilny z lewostronnymi oraz prawostronnymi modułami ź ź ź ź ź ź ź

rozszerzeń przeznaczonymi do serii DVP-S RTC podtrzymywany przez 15 dni po odłączeniu zasilania Liczba wejść/wyjść: 12 (8 DI / 4 DO) Maksymalna liczba wejść/wyjść: 480 +12 Pamięć programu: 16 k kroków / 12 k słów Porty komunikacyjne: USB, Ethernet, 2 x RS-485 Szybkie wyjścia: 4 szybkie wyjścia impulsowe (2x100 kHz, 2x10 kHz) Szybkie wejścia: 4 szybkie wejścia (2x100 kHz, 2x10 kHz)

InduProgress Delta Industrial Automation

ul. Płowiecka 109A/5 04-501 Warszawa

www.induprogress.pl biuro@induprogress.pl

NAPĘDY I UKŁADY WYKONAWCZE

AUTOMATYKA

Firma Parker, światowy lider w dziedzinie technologii sterowania i napędu, wprowadziła nowe modele jednych z najmniejszych na rynku falowników serii AC10.

Obecnie dostępne są modele ze stopniem ochrony IP66 oraz z rozszerzonym zakresem mocy, do 22 kW, z nowymi możliwościami i funkcjami.

Kompaktowy napęd AC10 firmy Parker Hannifin – rozszerzony zakres mocy do 22 kW

Fot. Parker

Kompaktowe napędy serii AC10 PARKER Dzięki mocy na wyjściu 0,2–22 kW napęd falownikowy serii AC10 jest teraz idealnym rozwiązaniem do popularnych zastosowań opartych na silnikach. Może być także wykorzystany przez klientów potrzebujących kompaktowych napędów o wielu możliwościach, przeznaczonych do pracy w ciężkich warunkach.

Konstruktor maszyn przemysłowych, poszukujący prostego i oszczędnego sposobu na sterowanie silnikami indukcyjnymi z użyciem wysokowydajnego napędu o kompaktowej budowie, powinien zainteresować się właśnie modelem AC10. Oprócz rozszerzonego zakresu mocy, do nowych funkcji należy także sterowanie silnikami PMAC (z magnesami trwałymi prądu przemiennego), tryb fire (wymuszonej pracy) i fly catcher – rozpoznanie i dostosowanie częstotliwości silnika przy rozruchu, co pozwala uniknąć siły elektromotorycznej wytworzonej przez silnik na wentylatorze lub pompie, bez zasilania po wyłączeniu.

Falownik serii AC10 z obudową o stopniu ochrony IP66

Lepsza ochrona i wysoka wydajność Wprowadzone ostatnio ulepszenie, polegające na zastosowaniu obudowy o stopniu ochrony IP66 (od 0,4 kW do 15 kW), równoważnej obudowom klasy NEMA 4 i 4x (obudowa chroniąca przed wnikaniem pyłu i wody), stanowi bezpośrednią odpowiedź na oczekiwania rynkowe w zakresie kompaktowego napędu charakteryzującego się wytrzymałością na określone warunki środowiskowe w miejscu eksploatacji.

Obudowa IP66 umożliwia zabudowę wewnętrzną, jak i zewnętrzną, w przypadku ciężkich warunków panujących w miejscach takich jak: strefy zmywalne w zakładach produkujących żywność i napoje, zakładach utylizacji, bądź w przypadku zespołów montowanych na dachu. Produkt stanowi także optymalne rozwiązanie dla konstruktorów maszyn OEM, którzy poszukują kompaktowych, opłacalnych napędów o najwyższej wydajności i stopniu ochrony IP66, oferujących najlepszą ochronę przed czynnikami środowiskowymi.

eksploatacji. Do tego należy dodać łatwiejszy rozruch i wyłączanie regularnie cyklicznych obciążeń.

Napędy falownikowe AC10 mają cechy, którymi charakteryzują się zazwyczaj jedynie napędy wyższej klasy – modele z serii AC10 wyposażone są w bezczujnikowy tryb wektorowy, zasilanie trójfazowe 400 V dla wszystkich rozmiarów obudowy oraz możliwość pracy przy pełnym przeciążeniu 150 % przez minutę. Ponadto kompaktowy napęd, dzięki zastosowaniu wbudowanej klawiatury, pozwala skrócić czas i zmniejszyć potrzebny nakład pracy podczas instalacji, konfiguracji i rozruchu.

Seria AC10 to optymalne rozwiązanie dla producentów maszyn szukających kompaktowego, niedrogiego napędu o wysokich osiągach do pracy w trudnych warunkach.

PARKER Hannifin Sales Poland Sp. z o.o. ul. Równoległa 8, 02-235 Warszawa tel. 22 573 24 00, fax 22 573 24 03 e-mail: warszawa@parker.com

Energooszczędność i niezawodność Napędy serii AC10 ułatwiają opracowywanie rozwiązań w zakresie ogólnych zastosowań związanych ze sterowaniem silnikami przemysłowymi w wielu branżach. Korzyści dla użytkowników to m.in. oszczędności energii podczas stosowania silników o zmiennej prędkości, większa niezawodność i dłuższy okres

www.parker.com, www.parker.pl

Zobacz więcej Pobierz bezpłatną aplikację PAR+ App Store | Google Play

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

69

AUTOMATYKA

NAPĘDY I UKŁADY WYKONAWCZE

PIAP-OBRUSN jest wieloletnim dystrybutorem produktów firmy Parker oraz autoryzowanym projektantem urządzeń zbudowanych w oparciu o napędy tego producenta. W odpowiedzi na szybki rozwój technologii napędów w ofercie firmy PIAP-OBRUSN pojawiła się nowa seria produktów AC30. Wśród wielu jej zalet na wyróżnienie zasługuje redukcja kosztów energii, która jest możliwa dzięki ciągłemu dopasowywaniu prędkości na wyjściu napędu do aktualnych wymagań procesu.

Modułowe napędy AC30 Elastyczność, prostota obsługi, niezawodność, konkurencyjna cena i Ethernet w standardzie Napędy AC30 doskonale sprawdzają się nawet w bardzo trudnych warunkach pracy. Są przeznaczone do sterowania pracą pomp i wentylatorów, ale mogą być również stosowane jako napędy ogólnego przeznaczenia.

Wiele funkcji i prosta obsługa Niewątpliwym atutem urządzeń tej serii jest ich prostota, przy jednoczesnym zachowaniu ogromnego zestawu

obsługiwanych funkcji. O prostocie omawianych napędów świadczy m.in. intuicyjny kreator konfiguracji, dzięki któremu można szybko przygotować napęd do pracy w konkretnej aplikacji.

Ważny jest też łatwy w obsłudze, wyposażony w klawiaturę panel graficzny, który umożliwia dostęp do wszystkich funkcji napędu. Istotną cechą wyróżniającą ten panel jest czytelność i intuicyjność obsługi.

Oprogramowanie Parker Drive Quicktool Konfigurowanie, monitoring zachowania oraz kontrola pracy napędu są możliwe dzięki darmowemu oprogramowaniu Parker Drive Quicktool, udostępnionemu na stronie internetowej producenta napędu. Cechą charakterystyczną tego oprogramowania jest bardzo przyjazny interfejs użytkownika.

Istnieje możliwość bezpośredniego podłączenia napędu do komputera, a co więcej – można tego dokonać również za pomocą sieci LAN.

Modułowa budowa Istotną cechą napędów z serii AC30 jest ich modularna budowa, która umożliwia dodawanie różnorodnych opcji, pozwalających na kontrolowanie złożonych procesów. Duża elastyczność omawianych napędów jest zapewniona dzięki możliwości podłączenia wielu rozmaitych kart wejść/wyjść oraz kart komunikacyjnych. Dostępne moduły obsługują komunikację za pomocą różnorodnych sieci przemysłowych, np. PROFIBUS, DeviceNet, PROFINET i RS-485.

PIAP-OBRUSN 87-100 Toruń tel. 56 623 40 21 fax 56 623 44 25 e-mail: obrusn@obrusn.pl www.obrusn.pl

70

Promocja

Fot. PIAP-OBRUSN

ul. Batorego 107

Do

110

Elektryczne i pneumatyczne Jednostki Pick & Place PPU

cykli na minutę

Indukcyjne

czujniki zbliżeniowe

Chwytak do małych komponentów EGP

180 %

sprzedane

500000

razy

lepszy stosunek siły do masy chwytaka

Państwa modułowa automatyka montażowa.

Czas wykorzystać cały potencjał. www.pl.schunk.com/wykorzystujemy-potencjaly Jens Lehmann, Ambasador Marki rodzinnej firmy SCHUNK

AnzSynergie_PPU-E_EGP_Sensorik_PL_0413_205x295.indd 1

06.08.13 06:35

ROBOTYKA CHWYTAKI I MANIPULATORY

Prowadnice krzyżowe zapewniające wysoką precyzję chwytania

Kompaktowa budowa dla maksymalnej oszczędności miejsca

Cyfrowe sterowanie – łatwe uruchamianie i integracja z istniejącymi aplikacjami

EGP firmy SCHUNK Najmniejszy chwytak elektryczny na rynku

Mechatronika to dziedzina, w której SCHUNK jest wiodącym producentem, oferującym szeroką

wieloletniego doświadczenia

i niezawodne rozwiązania do niemal

Moduły mechatroniczne mogą być stosowane bezpośrednio, jako alternatywa modułów pneumatycznych w istniejących systemach. Solidne i niezawodne komponenty SCHUNK w pełni wykorzystują potencjał mechatroniki, oferując elastyczność i efektywność. Integracja modułów SCHUNK z istniejącą architekturą jest bardzo prosta.

każdego zadania.

Kluczowe cechy

w pneumatyce z pionierskimi sukcesami w mechatronice firma SCHUNK oferuje skuteczne, wydajne

Chwytak elektryczny EGP

72

Promocja

Mechatroniczne systemy chwytające to skuteczne zamienniki dla modułów pneumatycznych. Są kompatybilne z różnymi czujnikami i sterowane cyfrowo. Łatwy w obsłudze, lekki i elastyczny, elektryczny chwytak do małych elementów EGP, został zaprojektowany tak, by zadbać o to, co najważniejsze.

Fot. SCHUNK

gamę produktów. Dzięki połączeniu

Podstawowe dane techniczne: EGP

EGP-Speed

Wielkości:

25/40/50

25

Skok na palec:

3/6/8 mm

3 mm

38/140/215 N

7N

Waga przenoszonego przedmiotu:

0,19/0,7/1,05 kg

0,035 kg

Waga chwytaka:

0,11/0,32/0,51 kg

0,10 kg

Czas zamknięcia:

0,09/0,22/0,24 s

0,03 s

Siła zacisku:

Chwytak EGP-S w aplikacji z modułem pick & place

Pozwala na obsługę dynamicznych procesów i regulację siły zacisku, co umożliwia przenoszenie delikatnych komponentów. Dzięki łatwej kontroli chwytaka EGP poprzez wejścia cyfrowe, konwersja systemu z pneumatycznych na elektryczne moduły chwytakowe odbywa się bez utraty siły zacisku.

Fot. SCHUNK

Wersja szybka

Budowa chwytaka EGP 1 – szczęki bazowe, 2 – prowadnice krzyżowe, 3 – mechanizm przekładni, 4 – napęd, 5 – elektroniczna jednostka kontrolna

Mechatroniczny chwytak do małych komponentów EGP-S (wersja szybka) firmy SCHUNK jest najmniejszym na rynku chwytakiem elektrycznym ze zintegrowaną elektroniką. Ma także najlepszy stosunek skoku do czasu zamknięcia. Przy maksymalnym skoku 3 mm, czas zamknięcia palców, to tylko 0,03 s, co daje optymalne warunki do minimalizacji czasu cyklu. Mały, mocny chwytak, ważący zaledwie 100 g z siłą zacisku 7 N, idealnie nadaje się do szybkiego przenoszenia przedmiotów o wadze do 35 g. Bezszczotkowe, a więc nie zużywające się i bezobsługowe serwonapędy oraz potężne prowadnice krzyżowe, gwarantują wysoki poziom wydajności

i czynią chwytak EGP-S idealnym do aplikacji Pick&Place.

W celu zwiększenia dynamiki i efektywności energetycznej, obudowa chwytaka została zbudowana z wysokiej jakości aluminium. Dodatkowo w jego konstrukcji wyeliminowano wszelkie zbędne materiały, a elektronika została wbudowana wewnątrz obudowy, aby zaoszczędzić miejsce. Chwytak EGP-S spełnia wymogi stopnia ochronności IP30 i doskonale wpasowuje się w ofertę automatyki modułowej firmy SCHUNK.

SCHUNK Intec Sp. z o.o. ul. Puławska 40A 05-500 Piaseczno tel. 22 726 25 05 www.schunk.com www.pl.schunk.com

Zobacz więcej Pobierz bezpłatną aplikację PAR+ App Store | Google Play

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

73

RYNEK I TECHNOLOGIE SYSTEMY STEROWANIA, WIZUALIZACJI I NADZORU PROCESÓW PRZEMYSŁOWYCH

Pierwowzorem systemów SCADA były stosowane jeszcze w latach 60. tradycyjne prezentacje przebiegu procesu przemysłowego.

Wykorzystywano osprzęt elektryczny, np. lampki sygnalizacyjne, przyrządy wskaźnikowe, przyciski, zadajniki, tablice i schematy synoptyczne oraz rejestratory, sygnalizatory, mierniki i tradycyjne pulpity sterownicze.

Zrzut ekranu systemu SCADA programu PRO-2000

Wizualizacja i nadzorowanie procesów

Czym jest SCADA? System SCADA to program komputerowy, który w układzie automatyki pełni nadrzędną rolę względem urządzeń wykonawczych i sterowników PLC. Z roku na rok rośnie liczba firm zajmujących się tworzeniem oprogramowania tego typu, przy czym większość programów ma wiele wspólnych cech. Podstawowe zadania to: • Wizualizacja danych w postaci przejrzystej i przyjaznej użytkownikowi.

Graficzna reprezentacja danych intuicyjna i jednoznaczna, dostarczająca użytkownikowi informacje w prostej

74

formie. Umożliwia szybszą reakcję na zmieniającą się dynamicznie sytuację oraz poszerza grono osób obsługujących dany obiekt, zaopatrzony w system SCADA. • Archiwizacja danych, niosących informacje o przebiegu procesu technologicznego. Umożliwia długoterminową analizę pracy obiektu, a także stanowi cenne źródło wiedzy w przypadku niepożądanej pracy obiektu czy ewentualnych awarii.

• Tworzenie okresowych raportów, zawierających zestawienie odpowiednich danych. Raporty takie są tworzone co określony czas, w zależności od charakteru obiektu sterowanego. Inny będzie okres tworzenia raportów dla dużej linii produkcyjnej, a inny dla małej elektrowni wodnej.

• Sygnalizowanie przekroczenia granic ostrzeżeń i alarmów. Alarmowanie o sytuacjach niepożądanych i niebezpiecznych. Alarm musi być skuteczny, zwrócić uwagę użytkownika oraz wymusić jego reakcję. Wystąpieniu alarmu towarzyszy sygnał graficzny lub dźwiękowy. Wyskakujące okno alarmu (pop-up) wymaga potwierdzenia, co jest jednoznaczne z przyjęciem przez użytkownika informacji o alarmie.

• System musi być elastyczny i skalowalny. Mając na uwadze fakt, że człowiek jest adresatem wszystkich informacji oraz to, że każdy inaczej interpretuje otrzymywane informacje, SCADA musi mieć możliwość prezentowania tych samych rzeczy w różny sposób.

Uniwersalność i niezależność Otwarte, rozproszone systemy sterowania i wizualizacji charakteryzują się dużymi możliwościami komunikacyjnymi, umożliwiają wprowadzanie modyfikacji oraz rozbudowę istniejącego systemu. Cechą charakterystyczną systemu SCADA jest to, że układy regulacji w danym procesie technologicznym mogą działać niezależnie od niego.

System SCADA stanowi warstwę nadrzędną, realizując swoje podstawowe zadania w procesie sterowania przez kontrolowanie pracy sterowników.

Otwartość tych systemów jest związana z możliwością współpracy, w architekturze sieciowej, z inteligentnymi urządzeniami automatyki (PLC, regulatory, rejestratory, czujniki, elementy wykonawcze, przetworniki) różnych producentów, w przeciwieństwie do firmowych systemów automatyki, które są wyposażone w urządzenia tylko jednego producenta.

Fot. MikroB, Microsys

Niemal powszechnie w automatyzacji procesów przemysłowych stosowane są rozproszone systemy sterowania i wizualizacji, określane mianem systemów SCADA (ang. Supervisory Control And Data Acquisition). Zastosowanie systemów SCADA umożliwiło podniesienie komfortu personelu obsługi, pracującego bezpośrednio przy obiekcie oraz kadry zarządzającej.

Pośrednio wpływają na podniesienie efektywności ekonomicznej oraz poprawę jakości oferowanych wyrobów.

Systemy wizualizacji wspomagają i ułatwiają podejmowanie strategicznych decyzji oraz śledzenie rezultatów.

Zrzut ekranu systemu SCADA programu Promotic

Fot. MikroB, Microsys

Elementy składowe – bramki Podstawowymi elementami, umożliwiającymi komunikację systemu SCADA z procesem technologicznym, są bramki, które odnoszą się do poszczególnych zmiennych monitorowanych przez aplikację. Spełniają one podobną rolę, jak zmienne w językach programowania.

Każda bramka musi mieć indywidualną nazwę oraz konkretny typ. W systemach SCADA występują zazwyczaj cztery rodzaje bramek: • Bramki PLC – skojarzone z urządzeniami zewnętrznymi, które mają swoje odwzorowania w ich zmiennych (np. rejestr sterownika PLC). Aplikacja dokonuje okresowego odczytu lub zapisu tych zmiennych, z wykorzystaniem sterownika komunikacyjnego. Zmiana wartości bramki jest równoznaczna ze zmianą jej wartości na urządzeniu zewnętrznym i odwrotnie.

• Bramki własne – reprezentują zmienne wewnętrzne, które nie są podłączone do żadnych urządzeń i są używane przy różnorodnych obliczeniach, do obsługi sterowania, przechowywania wartości chwilowych i innych celów, związanych z obsługą aplikacji. Wartości tych bramek mogą być zmienione jedynie przez użytkownika lub wewnętrzny moduł aplikacji.

• Bramki złożone – ich wartość jest obliczana na podstawie wartości innych bramek, zgodnie z zależnościami zdefiniowanymi przez użytkownika.

• Bramki systemowe – ich wartość jest z góry zdefiniowana. Zawierają informacje o stanie systemu, takie jak np. data, czas lub ilość wolnego miejsca

na dysku. Pozwalają również włączać lub wyłączać poszczególne moduły aplikacji, takie jak np. terminarz.

Każda z wymienionych bramek może być następującego typu: • analogowa, czyli reprezentująca wartości liczbowe, np. liczby całkowite, liczby zmiennoprzecinkowe, • cyfrowa, która reprezentuje zmienne binarne i może przyjmować stany 0 lub 1, • tekstowa, reprezentująca ciąg znaków alfanumerycznych.

Polskie rozwiązania Wśród licznych dostępnych na rynku zagranicznych systemów są też polskie opracowania, stworzone przez polskich automatyków i informatyków, takie jak OSA-2, PRO-2000, CoMeta czy Asix.

Charakteryzują się unikalnymi rozwiązaniami diagnostycznymi, których nie można znaleźć wśród najnowszych zachodnich produktów.

OSA-2 Pierwowzór systemu OSA-2 został opracowany pod koniec lat 80. dla rodzimej platformy MERA-400. Po upowszechnieniu się komputerów klasy PC opracowana została wersja dla systemu operacyjnego IBM OS/2, a następnie dla 32-bitowych systemów operacyjnych MS Windows. System realizuje funkcje związane z komunikacją z urządzeniami i innymi programami. Do wymiany danych są stosowane wszystkie dostępne środki, od najpopularniejszych rozwiązań, bazujących na typowej komunikacji szeregowej, przez różnego rodzaju

protokoły typu fieldbus, do transmisji wykorzystującej Ethernet i połączenia radiowe w technologii Wi-Fi. W zależności od potrzeb stosowane są różne sterowniki, np. wykorzystujące technologię OPC, głównie na platformach sprzętowych GE Fanuc i Siemens Simatic S7 lub tworzone na żądanie.

OSA-2 pełni funkcję integratora systemów, który w jednym narzędziu łączy podsystemy: automatyki budynkowej, przeciwpożarowej, kontroli dostępu, alarmowy i telewizji przemysłowej.

Konstruktorzy współpracują z producentami urządzeń i oprogramowania, czego efektem jest m.in. system zarządzania rozdzielniami elektrycznymi średnich napięć, powstały na bazie urządzeń produkowanych przez Instytut Tele- i Radiotechniczny Warszawa.

Innym przykładem jest współpraca z ZUD Polon-Alfa, której efektem jest system przeciwpożarowy.

OSA wyróżnia się wśród innych systemów SCADA rozszerzeniem funkcji uniwersalnych systemów sterowania nadrzędnego i wizualizacji procesów o narzędzia bieżącej diagnostyki. W Polsce pierwszy system bieżącej diagnostyki procesu został wdrożony do eksploatacji w Cukrowni Lublin w 1987 r. System OSA, opracowany w Instytucie Automatyki i Robotyki Politechniki Warszawskiej, służył do nadzorowania i monitorowania stacji wyparnej i kotłowni.

Wyposażony był w uniwersalne oprogramowanie do detekcji i lokalizacji uszkodzeń, bazujące na metodzie Dynamicznych Tablic Stanu. Arvis współpracuje z ośrodkami naukowo–badawczymi – system OSA-2 jest stosowany do obsługi stanowisk badawczych.

CoMeta Niezależnie opracowywano uniwersalne oprogramowanie SCADA, przeznaczone do kompleksowej komputerowej obsługi procesów technologicznych i eksperymentów badawczych, od etapu projektu, przez monitoring, sterowanie i archiwizację, do analizy poprocesowej i optymalizacji. Wynikiem tych prac jest system CoMeta, podstawa oferty firmy MetaSoft. W obecnej postaci jest on rozwijany i dystrybuowany od 1994 r.

Jednym z osiągnięć firmy jest opracowanie i wdrożenie metody opisu procesów technologicznych w dziedzinie baz danych, pozwalającej na wykorzystanie oprogramowania CoMeta przez specjalistów z różnych dziedzin nauki, techniki i przemysłu.

Drugim obszarem działania firmy jest projektowanie i realizacja kompletnych,

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

75

RYNEK I TECHNOLOGIE SYSTEMY STEROWANIA, WIZUALIZACJI I NADZORU PROCESÓW PRZEMYSŁOWYCH

Tab. Porównanie systemów SCADA Producent

Advantech

ARC Informatique

Arvis

Dystrybutor

Advantech Poland Office

ZDANIA

–

Oprogramowanie

Advantech Studio 7.0

PcVue

OSA-2

Strona internetowa

www.advantech.com

www.arcinfo.com

www.arvis.com.pl

System operacyjny

Development/Runtime – 500 Mb – 32i 64-bitowy Windows XP/Vista/7, Server 2008; Embedded View Runtime – 64 Mb – CE 5.0 i następne (Windows Embedded Compact, XPe SP2, WES 2009, WES 7)

Windows 7, Windows 8, XP, Vista, Server 2003, Server 2008, Server 2008 R2, Server 2012 & virtual machine (VMWare/hyperV)

IBM OS/2, 32-bitowe systemy operacyjne MS Windows

Mechanizmy programistyczne

zarządzanie wersjami projektu; środowisko szybkiej konfiguracji aplikacji RACE narzędzie do symulacji wartości zmiennych PLC; zarządzanie pracą sieciową

Bazy danych

typu SQL (MS SQL, MySQL, Sybase, Oracle), MS Access lub Excel, systemy ERP/MES (np. SAP), również Windows Embedded CE

Microsoft SQL Server, integracja z innymi bazami niż SQL

wszystkie aplikacje są realizowane indywidualnie na zamówienie

brak danych

ponad 240 wbudowanych dla najważniejszych PLC, regulatorów temperatury, kontrolerów ruchu, czytniki kodów kreskowych/2D/RFID; nowe lub zaktualizowane sterowniki dla Eaton ELC, Siemens, Opto 22, CAN, CANopen i BACnet

protokoły komunikacyjne dla sterowników PLC, komunikacja przez port szeregowy, kartę Ethernet, natywna obsługa wielu protokołów TCP/IP, BACnet, LonWorks i inne

komunikacja szeregowa, za pomocą różnego rodzaju protokołów typu fieldbus, do transmisji wykorzystującej Ethernet i połączenia radiowe w technologii Wi-Fi

redundancja baz danych w aplikacjach krytycznych

opcjonalna redundancja stacji operatorskich, komunikacji, danych historycznych MS SQL Serwer, hot swap stacji

redundancja stacji operatorskich

Skrypty

wbudowane skrypty lub VBScript

potężny język skryptowy do zarządzania wbudowanymi obiektami i funkcjami, VBA; kontrolki ActiveX

brak danych

Grafika

konfigurowalne palety kolorów i wzorów wypełnienia dla trendów; dynamiczny obrót bitmapy do tworzenia realistycznych animowanych obrazów

WMF, EMF, GIF (statyczne i animowane), BMP, JPEG, PNG oraz AVI

Drivery

Redundancja

Liczba instalacji

Dodatkowe pakiety i narzędzia

Innowacyjne rozwiązania

76

brak danych

ponad m.in.

Schn Mitsu Phoeni PR MOD OPC p

w

grafika zmia zp graficz w

blisko 100 instalacji – automatyka przemysłowa, kompleksowe zarządzanie budynkami (system BMS), OSA-2 pełni funkcję integratora systemów, łączy podsystemy: automatyki budynkowej, ppoż., kontroli dostępu, alarmowy i telewizji przemysłowej

~125 000

SmartGenerators: automatyczne generowanie Advantech WebAccess (HTML5, obsługa Google Variables Tree z aplikacji innych producentów: Maps, GPS), WebAccess Demand Control Unity – Schneider Electric, LonDB – LonWorks System, WebAccess Real-Time Database, Alarm Technology, AutoCAD, Siemens Step7, ISaGRAF, Management System, School Scheduler WAGO, Yokogawa Stardom and Factory Link

brak danych

zin wie

brak danych

brak danych

Interne rapo

brak danych

walidac

ne MS

e

żnego nsmisji adiowe

a anie funkcję emy: dostępu, j

Askom

Elutions

GE Intelligent Platforms

MetaSoft

–

Sabur

VIX Automation

–

Asix 8.0.1

ControlMaestro

Proficy iFix 5.8

CoMeta

www.asix.com.pl

www.sabur.com.pl

www.vix.com.pl

www.cometa.com.pl

MS Windows NT/2000/XP

64-bitowe systemy operacyjne Windows 7 i Windows Serwer 2008 R2

MS Windows 8 (32- lub 64-bitowy), MS Windows Server 2012, MS Windows 7 (32- lub 64-bitowy), MS Windows Server 2008 R2

MS-DOS, XP/Vista/Linux/Solaris/Mac, Virtual PC 2007, VirtualBox oraz VMware Server2

konwerter AutoCAD generuje oraz błyskawicznie uaktualnia aplikacje

brak danych

wbudowany interpreter wyrażeń algebraicznych wyznacza wartości zmiennych wyliczalnych, co pozwala na wnikliwą analizę procesu; analiza statystyczna rejestru zdarzeń procesowych dla systemów jakości TQM

zdalne bazy danych SQL Server, bazy danych Oracle lub SQL, integracja z bazami w przedsiębiorstwie BI/MES/ERP

brak danych

procesowa baza danych o strukturze tekstowej ASCII

ponad 100 driverów komunikacyjnych – m.in. Siemens, GE, Beckhoff, LG, ABB, Schneider Electric, Omron, Festo, Saia, Mitsubishi, Advantech, Emerson, Wago, Phoenix, otwarte protokoły komunikacyjne PROFIBUS, Canbus, Modbus RTU , MODBUS TCP, sprzęgi wg standardów OPC i DDE; drivery płatne – IEC61850, protokół stacji energetycznych

ponad 200 driverów: protokoły przemysłowe i dla automatyki budynkowej, OPC, PLC, maszyny i inne, integracja z protokołem BACnet

protokoły komunikacyjne dla sterowników PLC i urządzeń automatyki (m.in. Allen-Bradley; Mitsubishi, GE Intelligent Platforms, Omron, Honeywell, Toshiba, Siemens, Yokogawa, Fuji Electric)

protokoły komunikacyjne dla sterowników PLC, regulatorów i mierników wiodących firm

wielostanowiskowa redundancja stacji operatorskich

redundancja typu hot backup całych stacji operatorskich

brak danych

redundancja stacji operatorskich

C#, Visual Basic .NET

SQL

wbudowany język VBA (ang. Visual Basic for Applications) oraz obsługa .NET

narzędzia konfiguracyjne – MBase, ViWi i EdGrp

grafika wektorowa pozwala na swobodną zmianę wielkości okien aplikacji wraz z płynnym skalowaniem obiektów graficznych; swobodne mieszanie grafiki wektorowej z grafiką rastrową

obsługa plików png, możliwość tworzenia animacji

dynamiczne skalowanie rysunków

obrazy synoptyczne tworzone na bazie podkładów rastrowych PCX, interaktywne elementy animowane

brak danych

~5000 instalacji w Polsce, ponad 350 000 instalacji na świecie

instalacje w przemyśle chemicznym, ekologii, energetyce, eksploatacji i nadzorze przedsiębiorstw, systemach automatycznej kontroli jakości (ISO 9000), systemach zabezpieczeń oraz eksperymentach badawczych i dydaktyce

obsługa tabletów i smartfonów, interfejs Web pulpit oparty na technologii Java; obsługa CoDeSys – tworzenie programów z dyskretną logiką sterującą na komputerze PC

integracja danych produkcyjnych czasu rzeczywistego z systemami zarządzania przedsiębiorstwem, wymiana danych między użytkownikami i aplikacjami w skali całego przedsiębiorstwa, a w efekcie podejmowanie szybszych i trafniejszych decyzji biznesowych; archiwizator danych: Proficy Historian for SCADA oraz Proficy Historian Analysis

CoMeta.RTMon, CoMeta.MBase, CoMeta.ExTra, CoMeta.ViWi, CoMeta.ArcExPro

autoryzacja za pomocą SmartCard i biometrii, spełnia wymagania normy FDA 21 CFR Part 11

funkcje podpisu elektronicznego (ang. Electronic Signature) i rejestru zapewniają zwiększoną integralność danych, skuteczniejsze monitorowanie działań operatorów oraz możliwość spełnienia wymogów przepisów FDA 21 CFR Part 11

brak danych

zintegrowana stacja inżynierska, wielowymiarowa analiza alarmów historycznych wg EEMUA

ponad 6500 licencji

Internetowy Portal Informacji Procesowej, raportowanie (MS Reporting Services)

walidacja zgodnie z FDA 21 CRF 11/GAMP4

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

77

RYNEK I TECHNOLOGIE SYSTEMY STEROWANIA, WIZUALIZACJI I NADZORU PROCESÓW PRZEMYSŁOWYCH

Tab. Porównanie systemów SCADA (dokończenie) Producent

Microsys

MikroB

Progea

Dystrybutor

–

–

AB-Micro

Promotic 8

PRO-2000

Movicon 11

Strona internetowa

www.promotic.eu

www.mikrob.pl

www.abmicro.pl

System operacyjny

Windows 8/7/Vista/XP/XPe/2003-12Server

QNX, MS Windows 2000/XP/Vista/Server

32- i 64-bitowe systemy Windows 7 i Windows CE

realizacja dowolnych algorytmów przetwarzania sygnałów (programy obliczeniowe)

wbudowane technologie XML, ODBC, OPC, VBA, SOAP, Web Services, TCP/IP i SQL ułatwiają dostęp do danych i wielopoziomową integrację

systemy baz danych SQL i ODBC

komunikacja z relacyjnymi bazami SQL, wykorzystywany w celu integracji i analizy przetwarzanych danych pobieranych z wielu źródeł

kompatybilny z bazami DBS – MS SQL Server, MySQL, Oracle 10 lub MS Access przez interfejs ODBC, domyślny MS SQL Server

30 driverów komunikacyjnych PROMOTIC

protokoły komunikacyjne dla sterowników PLC (Allen-Bradley, Siemens, Schneider, GE Fanuc, Wago, SAIA, IDEC, MODICON, TELEMECANIQUE), regulatorów, koncentratorów pomiarowych, urządzeń kontrolno-pomiarowych, rejestratorów, liczników ciepła, liczników energii elektrycznej, gazu, wody i inne

sterowniki komunikacyjne z automatycznym importem tagów ze sterownika PLC i bezpośrednim połączeniem ze sterownikiem; dostępne są narzędzia SDK do opracowywania własnych sterowników komunikacyjnych

brak danych

możliwe stosowanie struktur nadmiarowych (redundancyjnych) na każdym poziomie systemu, co istotnie podnosi współczynnik niezawodności działania całego układu

Hot Backup – pliki są zawsze zsynchronizowane i zarządzane z zapewnieniem pełnego bezpieczeństwa, niezawodności w każdej sytuacji i transparentnej dostępności, serwer zapasowy automatycznie przejmuje pracę natychmiast po awarii komunikacji

Skrypty

VBScript

Kontrolki ActiveX

skrypty VBA, VB.Net lub lista instrukcji

Grafika

szeroka paleta obrazów technologicznych wytworzonych w grafice wektorowej SVG; automatyczna konwersja obrazów do formatów HTML i XML

brak danych

bogata biblioteka graficznych obiektów i symboli, skalowalna grafika wektorowa SVG, bezkonkurencyjna grafika i niezależność od rozdzielczości monitora, animowana grafika synoptyczna automatycznie skalowana do wymiarów i rozdzielczości okna przeglądarki

~300 aplikacji

instalacje dla przemysłu motoryzacyjnego, chemicznego, spożywczego, farmaceutycznego, naftowego i gazownictwa, energetyki, górnictwa, gospodarki wodno-ściekowej, automatyki budynkowej, telemetrii, ochrony środowiska

Oprogramowanie

Mechanizmy programistyczne

Bazy danych

Drivery

Redundancja

Liczba instalacji

Dodatkowe pakiety i narzędzia

Innowacyjne rozwiązania

78

~ 450 aplikacji

dostępna wersja freeware bez klucza sprzętowego: – 30 zmiennych bez ograniczeń czasowych, – 100 zmiennych z ograniczeniem do 1 h

brak danych

efektywna praca sieciowa – technologia SOAP i SOA, funkcjonalność SoftPLC, inteligentny edytor jedna z wersji PRO-2000 działa pod kontrolą systemu czasu rzeczywistego QNX; dzięki temu możliwe jest utrzymanie reżimów czasowych, a także uzyskanie niespotykanej w innych systemach stabilności i bezpieczeństwa przetwarzanych danych

brak danych

M Win

Mic

r

wb

s7

Rockwell Software

Wonderware

Rockwell Automation

ASTOR

RSView

InTouch

www.rockwellautomation.com

www.astor.com.pl

Microsoft Windows Server 2003, Windows XP, Windows 2000, Windows Vista

32- i 64-bitowe systemy Windows 7 i Windows 8.1; wirtualizacja – systemy HyperV i VMware

brak danych

platforma systemowa Wonderware

Microsoft SQL Server, Oracle, SyBase

bazy danych SQL

OPC,

nych

10 BC,

w m

stwa, i

brak danych

komunikacja z większością sterowników i urządzeń stosowanych w przemyśle

redundancja stacji operatorskich

redundancja komunikacji

wbudowany język VBA (ang. Visual Basic for Applications)

kontrolki ActiveX oraz .NET

technologia OLE

biblioteka gotowych obiektów graficznych (w tym zgodnych z Situational Awareness Library)

brak danych

ponad 11 000 licencji

brak danych

wizualizacja na urządzeniach zdalnych – komputerach, tabletach i smartphonach – ułatwia podejmowanie trafnych decyzji

brak danych

brak danych

któw

na ości yczna arów ki

jnego,

wa,

ii,

logia LC,

PRO-2000 Kolejny system SCADA jest rozwijany przez inżynierską firmę Zakład Elementów i Systemów Automatyki Przemysłowej MikroB, działającą na europejskim rynku od 1988 r. PRO-2000 jest systemem czasu rzeczywistego o strukturze sieciowej (architektura klient/serwer), pracującym pod kontrolą systemu operacyjnego QNX. Dostęp do systemu może być realizowany za pomocą lokalnych lub zdalnych stacji operatorskich, włącznie z dostępem za pomocą urządzeń mobilnych (telefonów komórkowych, tabletów). PRO-2000 Mobile ułatwia dostęp za pomocą sieci lokalnej lub telefonii komórkowej GSM. Natomiast PRO-2000 Internet, wykorzystując technologię ActiveX, pozwala na przeniesienie aplikacji do jej internetowej wersji.

Pozostałe systemy

ejmuje ikacji

ukcji

automatycznych systemów sterowania i pomiarów dla przemysłu i nauki, co zaowocowało udziałem w licznych programach badawczych, a także rozwojem systemu CoMeta o zagadnienia związane z identyfikacją, symulacją, modelowaniem, diagnostyką oraz optymalizacją procesów przemysłowych. Oprogramowanie spełnia wymogi normy ISO 9000 i ułatwia wdrożenie systemów jakości TQM (ang. Total Quality Management).

Na krajowym rynku jest dostępnych wiele innych aplikacji HMI/SCADA, m.in. Asix (Askom), Citect (Schneider Citect), iFix (GE Fanuc Automation), InTouch (Wonderware), ControlMaestro (Elutions). Są to nowoczesne, kompletne, otwarte i w pełni skalowalne platformy SCADA/BMS, pozwalające na pełną kontrolę procesów technologicznych w obiektach przemysłowych, infrastrukturalnych, a także w automatyce budynkowej.

Co nowego w systemach SCADA? Wśród nowych rozwiązań warto odnotować system ControlMaestro. Jest efektem ponad 20 lat doświadczeń firmy Wizcon Systems w tworzeniu aplikacji SCADA i wdrażaniu wiedzy z zakresu technologii webowych, w połączeniu z know-how firmy Elutions w telemetrii M2M, zarządzaniu aktywami przedsiębiorstw i technologiach bezprzewodowych. ControlMaestro bazuje na systemie Wizcon Supervisor jest jego następcą i rozwinięciem. Modułowa architektura pakietu ControlMaestro pozwala na dopasowanie poszczególnych usług (modułów) i aplikacji do indywidualnych potrzeb użytkowników.

W wersji ControlMaestro 2013 zawarto funkcje zwiększające wydajność i komfort użytkowania platformy. Do najważniejszych należą: • kompatybilność z wymaganiami normy FDA (ang. Food and Drug Administration) dla potwierdzania alarmów, • ulepszenia w inspekcji (m.in. śledzenie wszelkich zmian w aplikacji, dokonywanych przez użytkowników i projektantów), • wykorzystywanie zdalnej bazy danych SQL Server i przechowywanie historii alarmów w bazie danych SQL, • kompatybilność ze zdalnym pulpitem Windows, • obsługa obrazów PNG, • możliwość tworzenia animacji.

Platforma SCADA/BMS ControlMaestro udostępnia wiele zaawansowanych mechanizmów ułatwiających pracę, wśród których należy wymienić: • zwiększenie bezpieczeństwa w sieciach IT; system udostępnia moduły zabezpieczające dane i aplikacje; AuditTrail nadzoruje i rejestruje wszystkie aktywności użytkownika, a karty typu SmartCard i biometryczna autoryzacja – dostęp do aplikacji; system jest zgodny z restrykcyjną normą FDA 21 Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

79

RYNEK I TECHNOLOGIE SYSTEMY STEROWANIA, WIZUALIZACJI I NADZORU PROCESÓW PRZEMYSŁOWYCH

CFR część 11, stosowaną w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym, a ostatnio również w automatyce; • włączenie systemu automatyki w procesy zarządzania przedsiębiorstwem – od zbierania danych, pochodzących z różnych źródeł, w rożnych formatach, aż po integrację z zaawansowanymi systemami zarządzania produkcją i przedsiębiorstwem, należące do kategorii MES, BI i ERP; • technologie webowe; system umożliwia nadzór i kontrolę aplikacji przez połączenie internetowe lub intranetowe; konfigurowalny pulpit internetowy bazuje na najnowszej wersji

technologii Java i działa na różnych przeglądarkach, zabezpieczając przed wirusami oraz uszkodzeniem danych źródłowych; dostęp do aplikacji może być realizowany za pomocą PDA i różnych urządzeń mobilnych; • narzędzia automatycznej generacji aplikacji, czyli efektywny CAD Converter, umożliwia automatyczne tworzenie aplikacji z rysunków w formacie DXF; jego stosowanie gwarantuje uniknięcie błędów przy rozbudowie aplikacji.

Platforma ControlMaestro w 2013 r. została oznaczona certyfikatem B-AWS dla zaawansowanej stacji operatorskiej

Wojciech Pawełczyk, menedżer produktu Wonderware Human Machine Interface (HMI) i Supervisory Control And Data Acquisition (SCADA) to terminy, które od dłuższego czasu są doskonale znane wszystkim osobom zainteresowanym ulepszaniem procesów produkcyjnych. Przetwarzanie danych, pochodzących z urządzeń wykonawczych, na formę bardziej przyjazną człowiekowi oraz maksymalne uproszczenie kontaktu z maszyną, to już codzienna praktyka we wszystkich firmach produkcyjnych. Systemy klasy SCADA mają dosyć stabilną pozycję, wynikającą z coraz szerszego stosowania tych produktów w instalacjach nowych oraz modernizowanych. Instalacje te, to nie tylko tradycyjne linie produkcyjne lub automatyka sterująca, ale także nowe dziedziny inteligentnych budynków, integracji rozproszonych elementów automatyki czy też bardziej kompleksowe, jak SmartCity. Intuicyjność nowoczesnych systemów SCADA ułatwia zarządzanie dużą ilością informacji, wpływając na skrócenie czasu reakcji operatora na zdarzenia produkcyjne oraz inne pochodzące z nadzorowanych obszarów.

Z pewnością elementem wymaganym w nowoczesnych systemach jest otwartość architektury, ułatwiająca łączenie się zarówno z istniejącymi, jak i wdrażanymi w przyszłości systemami informatycznymi na różnych poziomach. Ten element stanowi w dużym stopniu o opłacalności takiej inwestycji w czasie, gdyż obniża koszty integracyjne. Nowym trendem staje się wykorzystanie OPC-UA (ang. OPC Unified Architecture), protokołu znacznie szerzej niż dotychczas traktującego zagadnienia bezpieczeństwa komunikacji i jej redundancji. Innym przykładem nowych trendów jest upraszczanie samych ekranów graficznych przez użycie gotowych bibliotek SAL (ang. Situational Awareness Library), wprowadzających ład kolorystyczny, a przede wszystkim ułatwiających percepcję istotnych sygnałów w natłoku zmieniających się wartości wizualizowanego procesu. Ten element ma szanse na szybkie ustandaryzowanie ekranów aplikacji, zarówno SCADA, jak i HMI, gdyż ujednolicając przekaz graficzny, zwiększa czytelność i użyteczność aplikacji.

Wirtualizacja systemów to kolejne pojęcie coraz częściej łączone z wizualizacją i systemami SCADA. Nowoczesne rozwiązania są tworzone, by wydajnie i stabilnie działały także w systemach wirtualnych, które są tańsze w utrzymaniu i niezależne od zastosowanego sprzętu komputerowego.

Istotną zmianą jakościową staje się dostępność systemów SCADA z poziomu przeglądarek sieciowych. Funkcje InTouch Access Anywhere są odpowiedzią na potrzeby nie tylko podglądu, ale pełnej interakcji z aplikacją SCADA, na dowolnym urządzeniu wyposażonym w przeglądarkę WWW (pracującą w standardzie HTML5). Trend ułatwiania dostępu do danych, wartościowych z punktu widzenia prowadzenia procesu czy nadzoru produkcji, wpisuje się w ogólne zmiany technologiczne, zachodzące w naszym codziennym życiu. Odpowiedzialne za to są coraz mocniejsze i lepiej wyposażone smartfony, fablety (phablet = phone + tablet – urządzenie mobilne wyposażone w ekran dotykowy o przekątnej ponad 5”, łączące cechy smartfona i małego tabletu) oraz tablety na stałe już goszczące w naszych teczkach, plecakach i na biurkach.

Główne cechy Wonderware InTouch to: łatwe, intuicyjne tworzenie i używanie aplikacji wizualizacyjnych, otwartość i wymiana danych z innymi systemami przemysłowymi, biblioteka gotowych obiektów graficznych (w tym zgodnych z Situational Awareness Library), wspieranie środowiska Windows 7 i Windows 8.1 (32- i 64-bitowego), komunikacja z większością sterowników i urządzeń stosowanych w przemyśle, wizualizacja mobilna (InTouch Access Anywhere) oraz najpopularniejszy pakiet wizualizacyjny w Polsce i na świecie.

80

BACnet. Certyfikat ten zaświadcza, że ControlMaestro, jako stacja operatorska BACnet, oferuje maksymalną elastyczność, wydajność i łatwą konfigurację wszystkich urządzeń w sieci, a także dostęp do właściwości obiektów BACnet, bez konieczności używania dodatkowych narzędzi.

Wizualizacja – nowe kierunki Dziesięciolecia doświadczeń w tworzeniu systemów SCADA i wciąż rosnące możliwości rozwiązań informatycznych przyczyniły się do budowania coraz bardziej realistycznie wyglądających ekranów synoptycznych. We współczesnych rozwiązaniach mogą być stosowane niemal wszystkie formaty graficzne (JPG, png, tiff, bmp), a także animowane elementy graficzne (animowany gif, technologia ActiveX, Flash). Producenci systemów SCADA prześcigają się w odgadywaniu potrzeb i preferencji przyszłych użytkowników – ich rozwiązania przypominają często film, a co najmniej tzw. wirtualną rzeczywistość. W pionierskich projektach stosowana jest rzeczywistość rozszerzona (ang. Augmented Reality), pozwalająca łączyć elementy instalacji technologicznej z obiektami graficznymi, prezentowanymi na urządzeniach mobilnych, wyposażonych w system android lub iOS, czyli takich jak tablety, smartfony, a także okulary Google Glass.

Wizualizacja procesu technologicznego, jedna z istotniejszych funkcji systemów SCADA, zaczyna żyć własnym życiem. Migające elementy na tle kolorowych, animowanych, niemal filmowych scenerii, uzupełniane często wyskakującymi okienkami, tzw. pop-up, oraz sygnałami dźwiękowymi, mogą wprowadzać chaos, powodować zmęczenie i utrudniać koncentrację pracowników obsługujących takie aplikacje. Czyżby przyszedł czas na zmiany i powrót do prostych, ale przemyślanych i funkcjonalnych, oszczędnych w formie grafik?

Świadomość sytuacyjna Nowe spojrzenie na graficzną prezentację danych i podstawowych elementów, tworzących układy regulacji i sterowania (czujników pomiarowych, regulatorów i układów wykonawczych), zaproponowała firma Wonderware, udostępniając bogatą bibliotekę nowych reprezentacji graficznych elementów automatyki, Situational Awareness Library.

Ideą nowego rozwiązania jest zwiększenie skuteczności działania operatorów przemysłowych aplikacji w wyniku podniesienia świadomości sytuacyjnej

Piramida Situational Awareness

Sukces bezpieczne rozwiązanie

FIC 123 High High Alarm Limit

ion al A wa ren ess

Podejmowanie decyzji

High Alarm Limit

Wpływ informacji na osiągnięcie założonych celów

Tracker Setpoint

123.4

Ocenianie

uat Sit

m3/h

Low Alarm Limit

Rozumienie informacji Poznawanie

Low Low Alarm Limit

C

Percepcja nowych informacji

Przepływomierz i jego wizualizacja metodą Situational Awareness

– lepsze rozumienie informacji przedstawianej na ekranach synoptycznych i bardziej świadome, intuicyjne oddziaływanie na proces.

Zastosowanie podejścia Situational Awareness umożliwia realizację zupełnie nowych wizualizacji i daje nową jakość dzięki użyciu innego niż w tradycyjnych systemach SCADA usytuowania wartości obserwowanych wielkości. Percepcja elementów środowiska (mierników, regulatorów itp.), w odniesieniu do czasu lub miejsca, wpływa w sposób szczególny na zrozumienie ich znaczenia i projekcji ich statusu.

PI-4105, który wskazuje wartość 989,7 kPa. Zrozumienie takiego zapisu nie zawsze jest łatwe. Pojawiają się wątpliwości: jak odległa jest aktualna wartość zmiennej procesowej od wartości zadanej (jaki jest uchyb regulacji)?, czy wartość zmiennej procesowej zbliża się

PI-4105

989.7 kPa

Wskazanie czujnika ciśnienia

Dane a informacja Piramida Situational Awareness ilustruje etapy procesu, zachodzącego podczas przetwarzania pozyskanych danych i zakończonego sukcesem w postaci bezpiecznego rozwiązania. Informacja jest tworzona na podstawie odczytanych danych z uwzględnieniem kontekstu, co umożliwia ocenę i proste szacowanie, czy zmiany w monitorowanym procesie są zgodne z oczekiwaniami i gwarantują bezpieczną realizację celu procesu technologicznego, a co za tym idzie – celu firmy. W przeciwnym razie (w klasycznych rozwiązaniach) operator, obserwując kolorowe, najczęściej animowane elementy, opisane pojedynczymi wartościami liczbowymi, musi pamiętać lub szukać znaczenia poszczególnych wartości.

Przykłady Przykładem danych bez kontekstu jest wizualizacja prezentująca prosty czujnik ciśnienia, oznaczony symbolem

do poziomu alarmowego?, czy zmienna procesowa przyjmuje wartość z optymalnego zakresu pracy? W najlepszym wypadku analiza tych wątpliwości jest niewygodna, zaś w sytuacjach kryzysowych, na skutek zdenerwowania, może powodować wydłużenie czasu reakcji i kosztowne, a często również bardzo niebezpieczne błędy.

Situational Awareness Library gromadzi obiekty graficzne, znacznie odbiegające od dotychczas stosowanych.

Prezentowany obraz w sposób uproszczony przedstawia przepływomierz (oznaczony symbolem FIC 123) i aktualną wartość zmiennej procesowej PV (ang. Process Value) w sposób graficzny (czarna kropka) oraz numerycznie – w jednostkach inżynierskich – 123,4 m3/h. Dodatkowo określony jest tryb stosowanej regulacji (C – kaskadowa, A – automatyczna, M – ręczna)

oraz wielkość sygnału sterującego (pole w kolorze białym oznacza brak sterowania, w kolorze czarnym – przekroczenie dopuszczalnego poziomu sterowania, a w kolorze szarym – normalne warunki pracy regulatora). Czarną kreską zaznaczona jest wartość zadana SP (ang. Set Point), a niebieską – wartość śledzona.

Szary prostokąt ogranicza optymalny zakres pracy, zaznaczone są również poziomy ostrzegawcze i alarmowe.

Każdy element graficzny może być dowolnie usytuowany (poziomo lub pionowo), w zależności od rzeczywistego rozwiązania w procesie technologicznym, ale zawsze jest to ten sam sposób prezentacji. Jedno spojrzenie na element pozwala określić stan istotnej dla działania procesu zmiennej. Przemieszczająca się wzdłuż zdefiniowanego odcinka kropka jasno wskazuje na stan procesu.

Podsumowanie W którą stronę skierują się producenci systemów SCADA? Najważniejsze jest, by nie zapomniano o nadrzędnym celu – zagwarantowaniu bezpieczeństwa procesu technologicznego, przy jednoczesnej optymalizacji procesu, co przyczynia się do poprawy efektów ekonomicznych – zwiększenia zysków i obniżenia kosztów. Warto również pamiętać o unikalnych możliwościach niektórych starszych pakietów, które oferują bezpośrednią diagnostykę, wyprzedzając sygnały alarmowe, a tym samym umożliwiają zapobieżenie awariom. dr inż. Małgorzata Kaliczyńska

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

PAR

81

RYNEK I TECHNOLOGIE SYSTEMY STEROWANIA, WIZUALIZACJI I NADZORU PROCESÓW PRZEMYSŁOWYCH

Firma PROGEA, znana z nowoczesnego oprogramowania HMI/SCADA Movicon, które znalazło się w ponad 80 tys. aplikacji w różnych branżach przemysłu, wprowadza na rynek Automation Platform.NExT – otwartą platformę oprogramowania przemysłowego, opartą na najnowszych standardach i technologiach: .NET, C#, WPF/XAML, OPC UA, SQL Server, HTML5 i Cloud.

Automation Platform.NExT Otwarta platforma oprogramowania przemysłowego w najnowszych technologiach

Nowe możliwości

Automation Platform.NExT jest środowiskiem zaprojektowanym do budowy fundamentów nowoczesnego oprogramowania automatyki. Jest to otwarta i skalowalna platforma, oparta na technologii .NET i wykorzystująca najnowsze technologie informatyczne oraz modułowe rozwiązania typu plug-in.

Oprogramowanie przemysłowe stworzono jako bardziej otwarte i skalowalne, ze zintegrowanymi modułami funkcjonalnymi, które są przeznaczone do zarządzania działalnością przedsiębiorstw produkcyjnych w najbardziej skuteczny i efektywny sposób. Funkcje HMI/SCADA realizuje innowacyjny moduł Movicon.NExT.

82

Promocja

Automation Platform.NExT przełamuje ograniczenia konwencjonalnej technologii SCADA/HMI, wykorzystując nową generację rozwiązań informatycznych, opartych na najbardziej zaawansowanych technologiach.

Rozwiązania te tworzą solidne fundamenty dla długoterminowych inwestycji, oferując otwartość i integrację, wcześniej niedostępne w dziedzinie automatyki przemysłowej. Platforma zawiera wszystkie niezbędne narzędzia w jednym, elastycznym środowisku pracy, służącym do projektowania i pracy aplikacji oprogramowania przemysłowego SCADA, z funkcjami zarządzania komunikacją obiektową, archiwizacją danych, interfejsem HMI, analizą danych bieżących i archiwalnych, zarządzania obsługą techniczną, zdalnym dostępem przez

Internet, ochroną dostępu oraz powiadamianiem o alarmach i zdarzeniach etc.

Automation Platform.NExT to oprogramowanie pozwalające na integrację systemów automatyki wszystkich szczebli przedsiębiorstwa, wykorzystujące najbardziej innowacyjne i nowoczesne technologie. Środowisko Platform.NExT opiera się na koncepcji plug-in, co pozwala na maksymalną współpracę z innymi systemami w celu zintegrowania elementów funkcjonalnych firm trzecich w ramach jednego środowiska oraz wykorzystanie szerokich możliwości technologii .NET. Środowisko graficzne jest oparte na technologii WPF i obsługuje zaawansowane narzędzia, służące do tworzenia grafiki XAML. Dostępność języka VB.NET zapewnia potężne możliwości aplikacyjne.

Automation Platform.NExT opiera się w całości na uznanych rynkowych standardach, zapewniając otwartość i niezawodność. Technologie XAML i WPF gwarantują najbardziej efektywną i nowoczesną technikę obróbki grafiki oraz archiwizację danych opartą na MS SQL Server i Azure, z możliwością współpracy z innymi relacyjnymi bazami danych.

Pliki projektu aplikacji SCADA bazują na standardzie XML. Dzięki zastosowaniu języka VB.NET dostępne są zaawansowane możliwości programistyczne. Komunikacja z urządzeniami zewnętrznymi odbywa się z wykorzystaniem wielu zintegrowanych protokołów oraz technologii OPC UA. Zaawansowane technicznie i intuicyjne środowisko Automation Platform.NExT umożliwia budowę aplikacji SCADA w sposób efektywny i optymalny czasowo. Bogata biblioteka obiektów graficznych ułatwia pracę projektową i daje możliwości tworzenia nowoczesnych i zaawansowanych graficznie ekranów synoptycznych. Technologia plug-in pozwala na wykorzystanie komponentów pochodzących z oprogramowania firm trzecich, co pozwala na niemal nieograniczone rozszerzanie funkcji budowanej aplikacji SCADA. Konfiguracja, komunikacja, wizualizacja, archiwizacja danych, analizy, bezpieczeństwo, kontrola, dystrybucja informacji na wszystkich poziomach przedsiębiorstwa, systemy scentralizowane lub rozproszone geograficznie – wszystko to jest w zasięgu ręki, dostępne w ramach jednej platformy, dającej szerokie możliwości integracji rozwiązań informatycznych.

środowisko zostało zaprojektowane tak, aby zapewnić użytkownikom systemu SCADA/HMI niedostępne wcześniej możliwości i korzyści.

Phone i WinRT oraz udostępnia nowe technologie klientów sieciowych, umożliwiających dostęp za pośrednictwem Internetu do serwerów SCADA i prezentacji ekranów synoptycznych.

Wtyczki Środowisko Platform.NExT zostało zbudowane na bazie bibliotek .NET, które wykorzystują procesory o 64-bitowej architekturze. Środowisko umożliwia wykorzystanie technologii plug-in w celu zagwarantowania pełnego dostosowania aplikacji do potrzeb klienta i integracji komponentów zewnętrznych, uzupełniających bogaty zestaw modułów funkcjonalnych, dostępnych standardowo.

OPC UA i serwer I/O

Nowa generacja oprogramowania SCADA/HMI

Nowa generacja technologii WPF i XAML

Wykorzystywane w środowisku Platform.NExT technologie są najnowszymi istniejącymi na rynku. Samo

Platform.NExT oferuje interfejs użytkownika wykorzystujący najnowszą generację akcelerowanej biblioteki DirectX, bazującej na wyjątkowej jakości grafice 2D i 3D. Bogaty wybór obiektów nowej generacji, dostępnych w bibliotekach symboli, oferujących obsługę interfejsów multi-touch i Kinect oraz style i nawigację, kompatybilne z Windows 8.

Zastosowanie WinRT, technologii Silverlight i HTML5 oferuje nową generację rozwiązań użytkownikom, którzy wykorzystują aplikacje działające na Windows

Platform.NExT daje użytkownikom możliwości swobodnego wykorzystania baz danych, pracujących lokalnie lub w architekturze chmury serwerów.

Uzupełnieniem współpracy z bazami danych jest możliwość archiwizacji danych w standardowych lokalnych plikach XML.

Platform.NExT bazuje na architekturze klient/serwer, wykorzystującej najnowszą technologię OPC UA. Środowisko oferuje także zintegrowane sterowniki komunikacyjne, przeznaczone do wymiany danych z urządzeniami zewnętrznymi (PLC, sieci polowe, rozproszone wejścia i wyjścia).

Bazy danych i architektura chmury serwerów

Nowe przyjazne środowisko pracy Automation Platform.NExT jest wynikiem prac rozwojowych firmy PROGEA, bazujących na badaniach naukowych dotyczących ergonomii oprogramowania, połączonych z wieloletnim doświadczeniem firmy, która poważnie traktuje opinie i potrzeby zgłaszane przez inżynierów z całego świata. Środowisko konfiguracji Platform.NExT jest prostsze i bardziej intuicyjne w obsłudze w porównaniu do innych produktów

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

83

RYNEK I TECHNOLOGIE SYSTEMY STEROWANIA, WIZUALIZACJI I NADZORU PROCESÓW PRZEMYSŁOWYCH

z rodziny środowisk SCADA. Prosta obsługa jest możliwa dzięki dostępnym narzędziom inteligentnej edycji, autokonfiguracji, kreatorów i importerów tagów.

Automation Platform.NExT jest przyjaznym środowiskiem inżynierskim, przeznaczonym do budowy aplikacji SCADA, skracającym czas potrzebny na wdrożenie i uruchomienie aplikacji.

XAML w celu generacji grafiki wektorowej. Dzięki zastosowaniu grafiki 2D i 3D oraz obsłudze funkcji eliminujących ograniczenia wynikające z technologii GDI użytkownicy mogą teraz budować aplikacje w pełni wykorzystujące nowoczesne technologie graficzne. Wszystkie biblioteki symboli zostały utworzone przy użyciu technologii XAML i oferują bogaty wybór

Movicon.NExT – moduł HMI/SCADA platformy Automation Platform.NExT

wysokiej jakości obiektów graficznych, ułatwiających projektowanie aplikacji.

Dzięki temu można tworzyć wysokiej jakości ekrany synoptyczne przy niewielkich nakładach czasowych. Movicon.NExT oferuje przyjazny i intuicyjny interfejs użytkownika oraz pozwala na wykorzystanie symboli graficznych oraz projektów 2D i 3D, utworzonych przy użyciu oprogramowania firm trzecich.

Ze względu na ograniczone ramy artykułu, prezentujemy tylko niektóre innowacyjne rozwiązania zastosowane w oprogramowaniu Movicon.NExT.

Grafiki WPF i XAML oraz nowe biblioteki graficzne

Najnowsza generacja grafiki 3D

Movicon.NExT wykorzystuje technologię graficzną opartą na WPF i DirectX. Biblioteka symboli najnowszej generacji oferuje grafiki wyjątkowej jakości. Aplikacje oparte na technologii Graphics Device Interface (GDI) nadal używają rozwiązań zaprojektowanych w latach 90., niezdolnych do wykorzystania wszystkich możliwości oferowanych przez najnowsze mechanizmy obróbki grafiki. W przeciwieństwie do nich, Movicon.NExT wykorzystuje nowoczesną technologię WPF. Interfejs został zaprojektowany tak, by w pełni wykorzystać możliwości nowoczesnego sprzętu komputerowego. Movicon.NExT wykorzystuje technologię

Movicon.NExT umożliwia wykorzystanie dynamicznych wizualizacji graficznych 3D, opartych na technologii XAML. Ekrany synoptyczne mogą zawierać modele 3D importowane do środowiska Movicon lub wybrane z dostępnych standardowo bibliotek. Movicon.NExT oferuje szeroką gamę zaawansowanych funkcji, umożliwiających animowanie grafik, wykorzystujących także elementy trójwymiarowe (3D) oraz definiowanie widoków trójwymiarowych obiektów graficznych.

Animowane obiekty grafiki trójwymiarowej pozwalają użytkownikowi wykonywać operacje na zmiennych,

84

zdefiniowanych w procesowej bazie danych czasu rzeczywistego dzięki użyciu specjalizowanych funkcji. Nowoczesny interfejs graficzny zapewnia użytkownikowi swobodę projektowania ekranów synoptycznych, zawierających jednocześnie grafikę dwuwymiarową (2D) i trójwymiarową (3D). Dodatkowo użytkownicy mogą tworzyć i implementować własne wzory XAML, poszerzając tym samym zawartość biblioteki obiektów graficznych.

Grafika 2D i 3D jest w pełni skalowalna, co pozwala na wykorzystanie monitorów i urządzeń mobilnych, obsługujących niemal dowolny zakres rozdzielczości.

Podstawowe cechy Movicon.NExT to: • grafika wektorowa 2D i 3D, z obsługą DirectX, • bogata biblioteka symboli i obiektów WPF, • rozszerzone wsparcie dla obiektów graficznych w technologii XAML, • obszerny zestaw funkcji dynamicznych, • obsługa funkcji przeznaczonych do manipulacji obiektami graficznymi, • mechanizm stylów i układów ekranowych, • pełne wykorzystanie funkcji ekranów typu multi-touch, • wykorzystanie technologii Kinect (głos i gesty), • zgodność z interfejsem Windows 8.

Obsługa danych geolokalizacyjnych Środowisko Movicon.NExT ma wbudowany system obróbki danych geolokalizacyjnych, umożliwiający integrację map w ramach aplikacji SCADA. Obiekty graficzne i ekrany synoptyczne mogą zostać wyposażone w dane zawierające współrzędne geograficzne, co pozwala na automatyczne umieszczenie danego obiektu na dołączonej do aplikacji SCADA mapie.

Więcej informacji można znaleźć na stronach www.movicon.pl i www. progea.com. mgr inż. Zbigniew Betkier AB-MICRO Sp. z o.o. ul. Kulczyńskiego 14, 02-777 Warszawa tel. 22 545 15 00, fax 22 643 14 21 e-mail: abmicro@abmicro.pl www.abmicro.pl

Pakiety startowe oprogramowania SCADA MOVICON 11.4 w super atrakcyjnych cenach!

Najnowsza wersja systemu wizualizacji SCADA MOVICON 11.4 firmy PROGEA teraz z funkcjonalnością Multi-Touch dla ekranów dotykowych paneli operatorskich, tabletów i smartfonów!

• Wygodne przewijanie animowanych ekranów synoptycznych • Łatwa zmiana skali powiększenia ze zróżnicowaniem obiektów wyświetlanych dla różnych skal • Wygodne przewijanie list alarmów i zestawień raportowych

PAKIETY STARTOWE: Movicon PRO SCADA 64 I/O bytes Runtime – tylko 990* zł!

Movicon PRO SCADA 64 I/O bytes Runtime + 1 Webclient – tylko 1750* zł! * do podanych cen należy doliczyć podatek VAT

• Parametr „I/O bytes” to ograniczenie licencyjne liczby bajtów jednocześnie aktualizowanych zmiennych zewnętrznych (zmienne wewnętrzne nie są liczone). Licencja 64 I/O bytes pozwala na jednoczesną aktualizację np.: 512 wejść/wyjść dwustanowych lub 32 zmiennych analogowych 16-bitowych (w formacie Word), lub kombinacji 256 wejść/ wyjść dwustanowych i 16 zmiennych analogowych 16-bitowych etc.

• Licencja Webclient umożliwia internetowy dostęp do animowanych ekranów z funkcją sterowania z poziomu komputerów stacjonarnych i urządzeń mobilnych (smartfon, tablet, ultrabook, notebook etc). Grafika jest automatycznie przeskalowywana do formatu i rozdzielczości ekranu urządzenia.

Nie jest potrzebna instalacja dodatkowego oprogramooprogramo wania.

• Pakiet startowy może być w przyszłości rozszerzony na standardowych zasadach.

www.movicon.pl

RYNEK I TECHNOLOGIE SYSTEMY STEROWANIA, WIZUALIZACJI I NADZORU PROCESÓW PRZEMYSŁOWYCH

Asix – inspirujący system SCADA

System Asix jest uniwersalnym oprogramowaniem klasy SCADA, służącym do projektowania i realizacji systemów wizualizacji i sterowania. Jest to jeden z najczęściej stosowanych systemów SCADA w polskich przedsiębiorstwach. Historia jego rozwoju sięga już 20 lat, a liczba sprzedanych licencji liczona jest w tysiącach.

86

Promocja

Systemy SCADA są z reguły kojarzone z kontrolą instalacji eksploatowanych w zakładach przemysłowych. Często są stosowane w energetyce, gospodarce komunalnej, a także jako systemy BMS inteligentnych budynków. Asix również może być zastosowany w każdym z powyższych scenariuszy. Jednak jego uniwersalność pozwala go użyć także w innych, mniej oczywistych sytuacjach. System został zastosowany m.in. w nietypowej aplikacji, jako „mózg” układu automatycznego naśnieżania stoku.

Snowmatic Aplikacja sterująca układem naśnieżania stoków narciarskich powstała na zlecenie firmy Supersnow. Oferowana jest pod nazwą Snowmatic, w kompletnych instalacjach naśnieżania. Główne wymagania postawione przed systemem były następujące: • pełna wizualizacja stanu wszystkich elementów systemu naśnieżania,

• łatwa adaptowalność do różnych stoków, • automatyczne sterowanie pracą układu naśnieżania.

O ile pierwsze wymaganie jest dosyć oczywiste dla systemów SCADA, to pozostałe dwa wypada dodatkowo wyjaśnić.

Na działanie systemu naśnieżania ma wpływ wiele elementów. Podstawę stanowi topologiczna charakterystyka stoku, w połączeniu z jednym lub kilkoma rurociągami i zestawem hydrantów, zasilającymi system w wodę. Elementy te są specyficzne dla każdego stoku, jednak dla danego stoku pozostają niezmienne. Rurociągi i hydranty pozbawione są elektronicznych elementów sterujących, ale ich konfiguracja nie jest dla systemu naśnieżającego obojętna. W szczególności bardzo istotna jest wysokość, na której znajdują się poszczególne hydranty. Oprócz tzw. elementów stałych w skład systemu wchodzą armatki i lance, stacje meteo oraz

Fot. Askom

Adaptacyjne sterowanie naśnieżaniem stoku

pompownia. Wszystkie te elementy mają własne sterowniki, które pozwalają na ich autonomiczną pracę. Wszystkie elementy połączone są ze sobą bezprzewodową siecią Wi-Fi, pokrywającą obszar całego stoku.

Liczba armatek, lanc i stacji meteo jest dla danego stoku zasadniczo stała. Bardzo zmienna jest natomiast lokalizacja armatek i lanc. Mogą być one przemieszczane na stoku, w związku z czym ulega zmianie konfiguracja podłączenia armatek i lanc do hydrantów. Armatki i lance mogą być też chwilowo wyłączone z użycia poprzez odpięcie od hydrantów i umieszczenie na parkingu.

Istotny wpływ na eksploatację systemu automatycznego naśnieżania mają także warunki pogodowe, takie jak temperatura powietrza w miejscu podpięcia armatek, temperatura wody oraz siła i kierunek wiatru.

Wirtualny sterownik

Stacyjka sterowania armatką

REKLAMA

Fot. Askom

Aplikacja Snowmatic systemu Asix, oprócz funkcji wizualizacji stanu i kontroli operatorskiej, pełni rolę tzw. sterownika centralnego, który jest odpowiedzialny za automatyczne sterowanie pracą całego układu naśnieżania.

Wykorzystany został do tego mechanizm skryptów systemu Asix.

System skryptów pozwala rozszerzyć aplikację o praktycznie dowolne funkcje. Często jest wykorzystywany do przeliczania danych procesowych, tworzenia raportów, komunikacji z bazami danych itp. W przypadku aplikacji Snowmatic system skryptów posłużył do implementacji sterownika wirtualnego. Ma funkcje dostępu do wszystkich zmiennych procesowych, co umożliwia kontrolę stanu monitorowanego obiektu, a poprzez zadawanie wartości zmiennych, także sterowanie pracą obiektu.

Podstawową trudnością w stworzeniu sterownika centralnego było zapewnienie jego uniwersalności. Miał on być wykorzystywany bez wprowadzania jakichkolwiek zmian, na każdym naśnieżanym stoku, niezależnie od liczby hydrantów, armatek, lanc i stacji meteo. Problem został rozwiązany przez użycie unikalnej cechy systemu Asix, pozwalającej na dodanie do definicji każdej zmiennej procesowej własnych atrybutów, opisujących jej dodatkowe cechy. Skrypt sterownika centralnego przy starcie analizuje bazę definicji zmiennych procesowych i na jej podstawie określa liczbę użytych hydrantów, armatek i stacji meteo. W ten sposób jest w stanie samodzielnie dostosować się do dowolnej konfiguracji stoku.

Sterownik centralny koordynuje pracę wszystkich elementów systemu naśnieżania. Jego podstawowym zadaniem jest sterowanie sekwencją uruchomienia armatek. Sterownik kontroluje liczbę armatek gotowych do naśnieżania. Armatka jest gotowa, gdy jest

RYNEK I TECHNOLOGIE SYSTEMY STEROWANIA, WIZUALIZACJI I NADZORU PROCESÓW PRZEMYSŁOWYCH

Tworzenie aplikacji dla kolejnego stoku sprowadza się w praktyce do: • przygotowania bazy definicji zmiennych (która pośrednio definiuje liczbę armatek, lanc, hydrantów itd.), • przygotowania mapy (obrazu) stoku, • określenia na tle mapy stoku miejsc rozmieszczenia hydrantów i umieszczenia w nich właściwych wzorców wizualizacyjnych.

Podsumowanie

Skalowalny diagram mapy stoku z układem naśnieżania

podłączona do hydrantu, ma ustawiony tryb pracy zdalnej i zlecenie uruchomienia oraz gdy spełnione są określone warunki atmosferyczne (odpowiednio niska temperatura). Jeżeli liczba gotowych armatek spełnia wymagania minimalnego poboru wody, załączana jest pompownia, a po osiągnięciu jej gotowości, sukcesywnie załączane są armatki, w kolejności zgodnej z ustalonymi priorytetami. Sterownik, na podstawie wysokości najwyższej załączanej armatki, określa także wymagane ciśnienie pracy.

Do zadań sterownika należy również decyzja o wyłączeniu niektórych armatek, jeżeli zapotrzebowanie na wodę przekroczy możliwości pompowni.

W typowym scenariuszu pracy obsługa stoku określa sposób podpięcia armatek do hydrantów i deklaruje, które armatki powinny naśnieżać stok. System można zostawić na noc w trybie gotowości.

Jeżeli w nocy warunki atmosferyczne pozwolą na uruchomienie naśnieżania (obniży się temperatura), to sterownik centralny automatycznie uruchomi pompownię i armatki.

Do innych, pomocniczych zadań sterownika centralnego należą: • przesył danych meteorologicznych pomiędzy stacjami meteo i armatkami, • wyliczanie zużycia mediów i produkcji śniegu przez poszczególne hydranty, • opcjonalna adaptacja do siły i kierunku wiatru, polegająca na

88

wyłączeniu armatki albo sterowaniu kierunkiem naśnieżania, w celu kompensacji odchylenia spowodowanego kierunkiem wiatru.

Skalowalne diagramy W części wizualizacyjnej nie było możliwości stworzenia całkowicie uniwersalnej aplikacji, bez szkody dla jej jakości. Z punktu widzenia obsługi bardzo istotne jest realistyczne przedstawienie topologii stoku. W związku z tym główny diagram bazuje na unikalnej dla każdego stoku mapie, na tle której umieszczane są obiekty dynamiczne, prezentujące stan poszczególnych elementów układu naśnieżania.

Wykorzystane zostały dostępne w systemie Asix możliwości skalowania wyświetlanych diagramów. W trakcie zmiany stopnia powiększenia głównego diagramu zmienia się także ilość prezentowanych informacji. W widoku ogólnym niektóre obiekty dynamiczne są ukrywane. W przypadku powiększenia wybranego fragmentu diagramu pokazują się dodatkowe informacje szczegółowe.

Sposób prezentacji stanu armatek, lanc i stacji meteo został oparty na mechanizmie wzorców i diagramów parametryzowanych. Dzięki temu aplikacja jest w niewielkim stopniu zależna od liczby elementów poszczególnych typów, a wizualizacja jest przygotowana tylko w jednym egzemplarzu wzorcowym. Wzorce te są jedynie powielane odpowiednią liczbę razy.

Wdrożone dotychczas instalacje aplikacji Snowmatic wykorzystują jeden centralny serwer operatorski, służący do wizualizacji i kontroli pracy systemu naśnieżania. W przypadku tej klasy aplikacji warto przypomnieć, że Asix.

Evo stwarza możliwość udostępnienia aplikacji w Internecie, praktycznie bez dodatkowych kosztów inżynierskich.

Asix4Internet, zainstalowany na serwerze operatorskim, pozwoli opublikować aplikację w sieci i mieć ją dostępną od ręki w przeglądarce internetowej. Daje to możliwość wglądu w stan pracy układu naśnieżania, kontrolowania kosztów mediów i wydajności, podglądania informacji o usterkach i sytuacjach alarmowych oraz zdalne sterowanie pracą systemu, praktycznie z dowolnego miejsca na świecie. Jest to nieoceniona funkcja systemu Asix dla służb utrzymania ruchu i dla nadzoru pracy rozległych instalacji.

Aplikacja Snowmatic jest przykładem tego, jak korzystając z możliwości dostarczanych w systemie Asix (skryptów, wzorców, skalowanych diagramów) stworzyć zaawansowaną aplikację SCADA, która może również wykonywać funkcje sterownika wirtualnego oraz jak zbudować aplikację, którą w bardzo łatwy sposób można zaadaptować na kolejnych obiektach tej samej klasy.

Krzysztof Młynarczyk Kierownik działu programowania ASKOM Sp. z o.o. ul. J. Sowińskiego 13 44-100 Gliwice tel. 32 301 81 00 fax 32 301 81 01 e-mail: biuro@askom.com.pl www.askom.com.pl

Projektanci sieci przemysłowych chętnie sięgają po rozwiązania bezprzewodowe, ponieważ taka infrastruktura daje przedsiębiorstwu dużo więcej korzyści niż tylko pozbycie się kabli. Bezprzewodowa łączność umożliwia niezawodną transmisję danych w połączeniu z szybką instalacją. Zastosowanie technologii bezprzewodowej pozwala na swobodę projektowania systemów automatyki, przy jednoczesnym obniżeniu kosztów wdrożenia.

Sieci bezprzewodowe w przemyśle Trzeba jednak pamiętać, że zaprojektowanie i wdrożenie sieci bezprzewodowej, przeznaczonej do pracy w przemyśle, wymaga dobrego zrozumienia wymagań tego środowiska. Wydajność łączności bezprzewodowej zależy od wielu czynników, takich jak przeszkody, zakłócenia elektromagnetyczne czy opady atmosferyczne.

Fot. Askom, Antaira Technologies

Wi-Fi Na rynku występuje kilka standardów sieci bezprzewodowych. Rożne organizacje próbują forsować swoje standardy, jednak najpopularniejsze są standardy otwarte, takie jak Wi-Fi, ZigBee oraz Bluetooth. Standard IEEE 802.11, w odmianach „a”, ”b”, „g” i „n”, jest stosowany głównie w infrastrukturze sieci LAN lub do przesyłu dużej ilości informacji między dwoma systemami. Najnowsza wersja IEEE 802.11ac umożliwia transmisję danych z prędkością przekraczającą 1 Gb/s oraz daje duże możliwości w zakresie topologii sieci. Większość punktów dostępowych umożliwia dodatkowo pracę w trybach WDS, most, repeter lub klient. Wi-Fi natomiast nie jest optymalnym wyborem dla aplikacji wbudowanych, z uwagi na duży pobór energii oraz wymagany rozmiar kodu.

Bluetooth Sieci ZigBee i Bluetooth są przeznaczone do bezpośredniej obsługi urządzeń wykonawczych, rozszerzając możliwości Promocja

sieci przemysłowych. Bluetooth przeznaczony jest do małych sieci, z maksymalnie siedmioma urządzeniami i prędkościami do 1 Mb/s. Zaletą transmisji Bluetooth jest duża niezawodność, uzyskana dzięki technologii FHSS (ang.

Frequency Hopping Spread Spectrum, skokowe zmienianie częstotliwości w widmie rozproszonym). Transmisja odbywa się w całym zakresie pasma 2,4 GHz. Kanały, które są wykorzystywane przez inne sieci, są automatycznie wykrywane i usuwane z sekwencji skoków, dzięki czemu transmisja danych jest bardziej niezawodna.

Ze względu na rodzaje zastosowań istnieje wiele profili sieci Bluetooth.

W automatyce najczęściej stosowane są PAN (ang. Personal Area Networking) i SPP (ang. Serial Port Profile). W zależności od użytej anteny, urządzenie z interfejsem Bluetooth można oddalić od komputera na odległość do 100 m.

zostać skonfigurowana w topologii gwiazdy, drzewa lub kraty. Jej podstawową zaletą jest bardzo niskie zapotrzebowanie na energię i prostota, która znacznie obniża koszty wdrożenia.

Optymalny dobór Stojąc przed wyborem: Wi-Fi, Bluetooth czy ZigBee, należy się kierować wielkością aplikacji, stopniem rozproszenia, zapotrzebowaniem na energię oraz ilością i rodzajem przesyłanych danych.

W niektórych zastosowaniach wszystkie interfejsy mogą ze sobą koegzystować, np. przez bramki Bluetooth/Ethernet.

Sieć kablowa i Wi-Fi mogą tworzyć szkielet sieci, a Bluetooth i ZigBee najlepiej sprawdzą się w komunikacji z czujnikami. W ten sposób różne standardy mogą się wzajemnie uzupełniać, ponieważ każdy z nich jest adresowany do specyficznych wymagań przemysłu.

ZigBee

Cezary Kalista

Bezprzewodową siecią przemysłową o bardzo dużym potencjale jest ZigBee. Została ona stworzona specjalnie dla aplikacji przemysłowych. Zasięg sieci jest ograniczony do 100 m. Wszystkie odmiany ZigBee używają technologii DSSS (ang. Direct-Sequence Spread Spectrum). ZigBee jest technologią PAN (ang. Personal Area Network), która automatycznie ustanawia połączenie z najbliższym węzłem. Taka sieć może

ANTAIRA Technologies Sp. z o.o. ul. Czereśniowa 98, 02-456 Warszawa tel. 22 862 88 81, fax 22 862 88 82 e-mail: info@antaira.pl www.antaira.pl

Zobacz więcej Pobierz bezpłatną aplikację PAR+ App Store | Google Play

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

89

RYNEK I TECHNOLOGIE SYSTEMY STEROWANIA, WIZUALIZACJI I NADZORU PROCESÓW

Ubiquity to rozwiązanie sprzętowo-programowe firmy ASEM, które oferuje zaawansowane funkcje bezpiecznego, zdalnego dostępu do instalacji, przygotowane na platformy Windows. Ubiquity umożliwia zdalny serwis i rekonfigurację pracy systemów automatyki, jednocześnie redukując koszty związane z serwisem i eksploatacją.

Bezpieczny, zdalny dostęp serwisowy do instalacji automatyki

Części składowe Pakiet Ubiquity składa się z trzech elementów: • Ubiquity Control Center jest aplikacją instalowaną na komputerze

90

Promocja

serwisowym, umożliwiającą konfigurację połączenia z urządzeniami zdalnymi. Komputer z Ubiquity Control Center pełni funkcję stacji nadzorczej.

• Ubiquity Runtime to aplikacja instalowana na urządzeniu zdalnym, z którym będzie nawiązywana komunikacja. Aplikacja Ubiquity Runtime jest dostępna dla urządzeń wyposażonych w system Win 32/64/CE. • Domena na serwerze Ubiquity to konto na serwerze, które przechowuje informacje o użytkownikach oraz urządzeniach dostępnych w systemie.

Komunikacja w chmurze Domena Ubiquity jest hostowana w chmurze, co z jednej strony zapewnia wysoki poziom dostępności, z drugiej zaś gwarantuje bezpieczeństwo danych. Dostęp do instalacji jest możliwy z dowolnego miejsca za pośrednictwem stacji nadzorczej Control Center. Aplikacja Control Center ma funkcje zdalnego pulpitu, narzędzie służące do wymiany plików (bez konieczności instalacji i konfiguracji serwerów FTP), a także prosty czat do komunikacji z operatorami zdalnych systemów. Połączenia te są realizowane w zaszyfrowanym tunelu.

Warto zwrócić uwagę, że korzystanie z rozwiązania nie wiąże się z opłatami za przesyłane dane i urządzenia podpięte do systemu. Ubiquity oferuje

nielimitowaną liczbę połączeń, przesyłanie danych bez limitu i obsługę nieograniczonej liczby urządzeń.

Sprawną obsługę Ubiquity zapewnia redundantna i rozproszona infrastruktura serwerów, przygotowana przez ASEM. Na ten cel zarezerwowano dwie farmy serwerów w Europie, dwie w Stanach Zjednoczonych oraz dwie w Azji.

Więcej możliwości dla urządzeń automatyki Ubiquity rozszerza możliwości systemów nadzoru, wizualizacji i sterowania. Jest rozwiązaniem dostarczanym jako programowy komponent do instalacji na komputerach przemysłowych firmy ASEM oraz innych producentów.

Ubiquity jest także elementem wbudowanym w panele HMI oraz panele PAC firmy ASEM, oparte na platformach Windows CE. Są to rodziny

Ubiquity – możliwości: • zdalne programowanie, debugowanie i aktualizacja sterowników PLC, paneli HMI, komputerów IPC, napędów i innych urządzeń automatyki, • analizy nieprawidłowego działania i błędów, • aktualizowanie aplikacji programowych.

Fot. Sabur

Rozwiązanie zostało stworzone na potrzeby użytkowników, którym zależy na ciągłości pracy instalacji, szybkości serwisu, a także potrzebujących łatwego w użyciu narzędzia do konfiguracji i modyfikacji ustawień maszyn i całych instalacji. Jest też szczególnie przydatne podczas fazy odbiorów i uruchomień instalacji, gdyż nie wymaga obecności wykwalifikowanej ekipy technicznej w miejscu uruchomienia.

Ubiquity pozwala na zdalny dostęp za pośrednictwem połączenia VPN (po sieci Ethernet lub GSM/GPRS) do urządzeń automatyki, podłączonych za pomocą podsieci ethernetowych i szeregowych.

Umożliwia łączenie się z takimi urządzeniami jak sterowniki PLC, napędy, a także systemy sterowania i zdalnego nadzoru. Rozwiązanie nie wymaga instalacji dodatkowego sprzętu i pozwala na działanie w oddalonych instalacjach, podobnie jak w sieci lokalnej. Umożliwia serwisantom technicznym i inżynierom wsparcia reakcję na powstające problemy, bez konieczności wyjazdów i pobytów w fabrykach czy zakładach, co zdecydowanie obniża koszty serwisu.

Ubiquity Control Center

Ubiquity Runtime

Tunel VPN

Firewall

Firewall

Sieć szeregowa

Schemat połączenia ze zdalnym systemem, za pośrednictwem ASEM Ubiquity

WIN 32/64 WIN CE

PLC WAN

WAN

LAN Ethernet

Firewall PLC

Ubiquity serwer/domena

paneli operatorskich HMI25, HMI30, HMI700 oraz HMI1200, a także panele PAC: LP30, LP31 i LOGIC300.

Przemysłowe, bezpieczne połączenie i transmisja danych O bezpieczeństwie rozwiązania stanowi kilka istotnych elementów. Pierwszym z nich jest zastosowanie przemysłowego połączenia VPN (ang. Virtual Private Network, wirtualna sieć prywatna). Komunikacja VPN, wykorzystywana przez Ubiquity, różni się od standardowych połączeń VPN, ponieważ działa na poziomie łącza danych. Oznacza to, że stacja nadzorująca łączy się ze zdalną siecią i uzyskuje adres IP z zakresu adresów fizycznych, stacja nadzorująca może wykorzystywać protokoły bazujące na trybie rozgłoszeniowym UDP, a ponadto nie ma potrzeby zmiany konfiguracji funkcji bramki w urządzeniach zdalnych. Zdalny dostęp jest możliwy dzięki temu, że stacja nadzorująca wykorzystuje fizyczny adres IP.

Fot. Sabur

Routery Ubiquity komunikują się w sieciach Ethernet i GSM

Ubiquity – jak to działa?

• używa połączenia internetowego, • tworzy sieć VPN między komputerem serwisowym (który pełni funkcję Ubiquity Control Center, stacji nadzorczej) a zdalnym urządzeniem (z aplikacją Ubiquity Runtime), aktywując dostęp do podsieci, • redundantna i rozproszona infrastruktura serwerów Ubiquity zapewnia pewne i ciągłe połączenie poprzez VPN między stacją nadzorczą a urządzeniem zdalnym, • stacja nadzorcza uzyskuje dostęp do takich funkcji, jak: zdalny pulpit, wymiana plików, zdalne programowanie i serwisowanie urządzeń oraz aktualizacja aplikacji, bez konieczności instalacji dodatkowego oprogramowania na urządzeniu zdalnym.

Struktura sieci Ubiquity oferuje najwyższe standardy bezpieczeństwa, poprzez zastosowanie opartych na szyfrowaniu asymetrycznym protokołów SSL/TLS, które zapewniają poufność i integralność danych, a także uwierzytelnianie serwera. Dodatkowo bezpieczeństwo zapewniają szyfrowanie asymetryczne i certyfikat X509 do autoryzacji sesji, symetryczne szyfrowanie do transmisji danych oraz kody uwierzytelniania wiadomości – MAC (ang. Messager Authentification Code), gwarantujące integralność danych.

Ubiquity ułatwia także dalsze podniesienie poziomu bezpieczeństwa, poprzez tworzenie grup użytkowników i urządzeń zdalnych ze zróżnicowanymi poziomami dostępu, co zapobiega możliwości wprowadzania zmian przez nieupoważnione osoby (liczba użytkowników i urządzeń

w sieci jest nieograniczona). Administratorzy mogą w dowolnym czasie sprawdzić odczyty parametrów, logowania użytkowników oraz drukować raporty dla poszczególnych urządzeń, operatorów, klientów itp.

Routery Ubiquity Routery Ubiquity mają wbudowaną aplikację Ubiquity Router Runtime. Zapewniają zdalny dostęp urządzeniom innych producentów, podpiętym do routerów w sieciach Ethernet lub szeregowych. Za pośrednictwem routerów Ubiquity urządzenia wyposażone tylko w porty szeregowe są udostępniane także w sieci Ethernet.

Routery Ubiquity to niezależne rozwiązania, które mogą być użyte z dowolnym urządzeniem automatyki (także z niewyposażonym w system operacyjny Win 32/64 lub Win CE).

Połączenie VPN między routerem a komputerem serwisowym umożliwia uzyskanie dostępu do funkcji sterowania i nadzoru urządzeń wchodzących w skład zdalnej podsieci, a także realizację wszystkich funkcji realizowanych przez Ubiquity. Routery oferowane są w dwóch wersjach: z komunikacją Ethernet i Ethernet plus GSM. SABUR Sp. z o.o. ul. Puławska 303, 02-785 Warszawa tel. 22 549 43 53, fax 22 549 43 50 e-mail: sabur@sabur.com.pl www.sabur.com.pl

Zobacz więcej Pobierz bezpłatną aplikację PAR+ App Store | Google Play

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

91

RYNEK I TECHNOLOGIE SYSTEMY STEROWANIA, WIZUALIZACJI I NADZORU PROCESÓW PRZEMYSŁOWYCH

Rejestracja i wizualizacja pomiarów W naszym codziennym otoczeniu można zaobserwować bardzo silny trend do komunikowania się za pomocą przekazów graficznych.

Wynika to z tego, że ludzki umysł znacznie szybciej przetwarza obrazy niż informacje składające się ze złożonego ciągu znaków. Ta tendencja nie omija przemysłu, tym bardziej, że chcemy produkować szybciej, więcej i mamy coraz mniej czasu na podejmowanie decyzji.

Specjaliści z firmy WObit przygotowali oprogramowanie SIMSCAD, umożliwiające rejestrowanie danych pomiarowych z 16 dowolnych urządzeń, wyposażonych w interfejs RS-485 Modbus RTU. Program działa jako urządzenie Modbus-Master i komunikuje się z urządzeniami podrzędnymi za pomocą konwertera USB/RS-485. Taki rodzaj oprogramowania jest bardzo użyteczny w aplikacjach, w których istnieje potrzeba rejestracji danych z wielu punktów pomiarowych.

Możliwości oprogramowania SIMSCAD Niewątpliwą zaletą programu jest jego przejrzystość i przyjazność dla użytkownika. SIMSCAD w wersji standardowej umożliwia odczyt do 16 rejestrów, przechowujących zmienne typów INT, DINT, WORD, DWORD lub REAL. Dla każdego odczytywanego rejestru możliwe jest ustawienie indywidualnych parametrów komunikacji, takich jak adres urządzenia slave, numer rejestru urządzenia, timeout

92

Promocja

i typ odczytywanej zmiennej. Odczytywane wartości są wyświetlane w oknie programu. Mogą być także rejestrowane do pliku oraz prezentowane na wykresie.

Ostatnia aktualizacja umożliwiła prezentację danych w formie prostej wizualizacji, znaną z systemów typu SCADA.

Panele operatorskie KINCO Poza komputerami, wszędzie tam, gdzie używane są różnego rodzaju systemy sterowania, często nieodzowna staje się implementacja panelu operatorskiego.

Do głównych funkcji panelu HMI należą pośredniczenie w komunikacji między człowiekiem a maszyną, czyli zbieranie aktualnych danych z zarządzanych procesów, ich wizualizacja oraz sterowanie.

Firma WObit ma w swojej ofercie panele HMI, produkcji firmy Kinco, charakteryzujące się dobrą jakością i trwałością sprzętu. Istotnym walorem paneli HMI Kinco jest darmowe i intuicyjne oprogramowanie HMIware. Rozbudowane biblioteki komponentów do wyświetlania i wprowadzania danych zdecydowanie przyspieszają proces projektowania wizualizacji procesów. Oprogramowanie HMIware umożliwia również import obrazów w formatach JPEG, GIF oraz BMP. Dzięki temu wizualizacja na panelu HMI jest jeszcze bardziej przyjazna użytkownikowi. Możliwe jest także ustawienie własnego obrazu startowego,

który będzie wyświetlany po uruchomieniu urządzenia.

Kinco MT4000 i MT5000 Największą popularnością cieszy się bez wątpienia ekonomiczna i bogata w funkcje seria MT4000. Cechuje się obsługą szeregu protokołów komunikacyjnych (np. Modbus RTU) i ma wbudowane porty szeregowe, w tym USB, które pozwalają na programowanie panelu z poziomu komputera PC. Dzięki wyraźnym kolorom wyświetlacza i szybkiej pracy, którą zapewnia 32-bitowy procesor, seria MT4000 jest odpowiednim rozwiązaniem dla większości aplikacji z zakresu automatyki przemysłowej.

Bardziej zaawansowaną i dającą więcej możliwości aplikacyjnych serią jest MT5000. Urządzenia są wyposażone w interfejsy sieciowe PROFIBUS DP, CANopen, Ethernet oraz MPI, ze wsparciem konfiguracji sieci zgodnej z MPI. Ponadto panele operatorskie z tej serii zostały wyposażone w porty USB do komunikacji z takimi urządzeniami, jak mysz, klawiatura, drukarka, dysk USB lub skaner kodów kreskowych. Urządzenia serii MT5000 mają wbudowane wejście wideo i wyjście audio (złącze 3,5 mm) do aplikacji multimedialnych. Dzięki swoim funkcjom panele te mogą być zastosowane w różnorodnych aplikacjach.

PPH WObit E. K. J. Ober s.c.

Dęborzyce 16, 62-045 Pniewy tel. 61 222 74 22, fax 61 222 74 39 e-mail: wobit@wobit.com.pl www.wobit.com.pl

PREZENTACJA FIRMOWA

NOWOŚCI

Zawór rozdzielający 5/2 G3/4 serii ATE sterowany elektromagnetycznie przeznaczony dla górnictwa

Blok przygotowania sprężonego powietrza pięcioelementowy serii NOVA

Nowości w asortymencie firmy PREMA Centrum Produkcyjne Pneumatyki

urządzeń i układów pneumatycznych,

się odpowiednią czystością oraz właściwym stopniem sprężenia. Często też wymagane jest wprowadzenie do układu mgiełki olejowej, powodującej smarowanie uszczelnień. Do zapewnienia tych parametrów służą elementy przygotowania sprężonego powietrza: filtry, reduktory ciśnienia i smarownice.

W ofercie CPP Prema od początku znajdowały się bloki PSP z przyłączem G3/8 – G3/4, później dołączyły do nich elementy w rozmiarze G1/4. Trzy lata temu wprowadzone zostały nowoczesne komponenty serii NOVA, z przyłączami o zakresie G3/8 – G1/2.

hydraulicznych, a także procesów

Dla górnictwa

Prema z siedzibą w Kielcach jest największym krajowym producentem pneumatyki siłowej i sterującej.

Oferuje swoim kontrahentom szeroki zakres usług, związanych z projektowaniem oraz wykonaniem

Fot. WObit, Prema

automatyzacji produkcji.

W tym roku Prema obchodziła 38. rocznicę powstania. Firma wciąż rozwija się nie tylko pod względem organizacyjnym, ale też przez nieustanne rozszerzanie swojej oferty. Stale rosnące wymagania kontrahentów napędzają wzrost jakości asortymentu Premy, na równi z powiększaniem liczby nowych elementów w ofercie.

Wśród nowości można znaleźć urządzenia poprawiające jakość sprężonego powietrza, przekazywanego z instalacji do maszyny. Aby pneumatyczne elementy wykonawcze jak najdłużej zachowały trwałość i niezawodność, dostarczane do nich powietrze powinno charakteryzować Promocja

Z myślą o przemyśle górniczym Prema wprowadziła bloki przygotowania sprężonego powietrza, przeznaczone specjalnie do pracy w strefach zagrożonych wybuchem metanu lub pyłu węglowego. Asortyment występuje w rozmiarach od G3/8 do G1”. Blok G1”, z certyfikatem zaliczającym go do grupy I kategorii M2, został wyróżniony przez komisję konkursową medalem na targach HaPeS 2014. W poprzedniej edycji konkursu, w 2012 r., sukcesy świętował zawór rozdzielający serii ATE 5/2 G3/4, sterowany elektromagnetycznie, z dopuszczeniem do pracy pod ziemią.

Rozdzielacze i zawory

Pierwsza z nich obejmuje rozdzielacze sterowane elektromagnetycznie G1/8-G1/4, serii ZEM. Drugą stanowią nowe zawory pomocnicze, sterowane mechanicznie, mogące służyć jako krańcówki pneumatyczne. Wykonywane z przyłączem G1/8, w wariantach 3/2 i 5/2.

Siłowniki Prema jest znana z niezawodnych siłowników pneumatycznych, produkowanych w zakresie średnicy tłoka od D12 do D320, w różnych odmianach tulei i mocowań. W ciągu ostatnich dwóch lat w ofercie firmy znalazły się zmodernizowane siłowniki, zgodne wymiarowo z wymaganiami normy ISO 6432 (ISO 15552), z dodatkowym zgarniaczem na tłoczysku, mającym na celu lepsze zabezpieczenie elementu przed dostaniem się zanieczyszczeń z zewnątrz. Kolejną nowością są siłowniki dwutłoczyskowe z zabezpieczeniem przed obrotem. Elementy te wykonywane są zarówno z materiałów typowych, jak i ze stali kwasoodpornej.

Pozostałe usługi Oferta firmy opiera się nie tylko na produkcji elementów pneumatyki czy hydrauliki siłowej, ale też na budowie maszyn i urządzeń zautomatyzowanych dla małych oraz średnich przedsiębiorstw.

Idąc z duchem czasu, przedsiębiorstwo silnie ukierunkowało działalność na kompleksową obsługę kontrahentów: od pomysłu, przez projekt, dobór elementów, wykonanie, aż po serwis eksploatacyjny i pogwarancyjny. Zapraszamy do współpracy.

Centrum Produkcyjne Pneumatyki

W bogatym asortymencie zaworów rozdzielających produkowanych w Premie znalazły się niedawno dwie nowe rodziny.

PREMA SA e-mail: prema@prema.pl www.prema.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

93

młodzi

innowacyjni

Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP ogłasza

VII Ogólnopolski Konkurs na

inżynierskie, magisterskie i doktorskie w dziedzinach Automatyka Robotyka Pomiary Zgłoszenie należy przesłać na adres konkurs@piap.pl do dnia 21 lutego 2015 r.

Regulamin konkursu i formularz zgłoszeniowy są dostępne na stronie www.piap.pl Autorzy najlepszych prac otrzymają nagrody pieniężne lub wyróżnienia w kategorii prac doktorskich:

I nagroda 3500 zł

II nagroda 2500 zł

w kategorii prac magisterskich:

I nagroda 3000 zł

II nagroda 2000 zł

w kategorii prac inżynierskich:

I nagroda 2500 zł

II nagroda 1500 zł

Wyniki konkursu zostaną ogłoszone podczas Konferencji AUTOMATION w Warszawie, w dniu 18 marca 2015 r.

Patronat Komitet Automatyki i Robotyki Polskiej Akademii Nauk Komitet Metrologii i Aparatury Naukowej Polskiej Akademii Nauk Polska Izba Gospodarcza Zaawansowanych Technologii Polskie Stowarzyszenie Pomiarów Automatyki i Robotyki POLSPAR

Patronat medialny Miesięcznik PAR Pomiary Automatyka Robotyka Organizator konkursu

www.piap.pl

Informacji udzielają: Małgorzata Kaliczyńska: mkaliczynska@piap.pl, tel. 22 8740 146

Jolanta Górska-Szkaradek: jgorska-szkaradek@par.pl, tel. 22 8740 191 Bożena Kalinowska: bkalinowska@piap.pl, tel. 22 8740 015

Zezwala się na korzystanie z artykułu na warunkach licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 3.0

NAUKA

Systemy SCADA w środowisku Android Krzysztof Oprzędkiewicz, Dominik Barwacz AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej, Katedra Automatyki i Inżynierii Biomedycznej

Streszczenie: W pracy zaprezentowano implementację systemu SCADA na urządzeniu mobilnym, pracującym pod nadzorem systemu operacyjnego Android. Aplikacja została przygotowana w Javie, z wykorzystaniem SDK Androida dla Eclipse, zgodnie z regułami programowania obiektowego. Połączenie z nadzorowanym sterownikiem PLC odbywa się za pomocą protokołu Modbus TCP i bezprzewodowego Ethernetu (Wi-Fi lub komórkowe). Wykonane testy wykazały poprawność działania proponowanego systemu.

Słowa kluczowe: systemy SCADA, urządzenia mobilne, Android

DOI: 10.14313/PAR_214/95

1. Wprowadzenie Urządzenia mobilne, pracujące pod nadzorem różnych systemów operacyjnych (np. Androida), są obecnie szeroko rozpowszechnione ze względu na rozbudowaną funkcjonalność. Z tego względu pojawia się coraz więcej rozwiązań programistycznych przeznaczonych dla tego środowiska, przy czym jest to nie tylko oprogramowanie służące rozrywce, lecz także zawiera profesjonalne aplikacje biznesowe i użytkowe. Naturalną konsekwencją tego faktu powinna być możliwość realizacji na platformach mobilnych również aplikacji SCADA, które stanowiłyby uzupełnienie istniejących systemów i pozwalałyby na zdalny nadzór systemu sterowania również spoza terenu sterowni lub zakładu.

Odwzorowanie ekranów aplikacji SCADA na urządzenie mobilne może być zrealizowane za pomocą prostych narzędzi informatycznych [3]; możliwa jest także budowa aplikacji pomiarowo-sterujących na urządzenia mobilne [5].

Należy jednak pamiętać, że w wielu przypadkach czynnikiem krytycznym, ograniczającym praktyczne zastosowania rozważanego podejścia jest konieczność zapewnienia bezpieczeństwa pracy systemu sterowania, co nie jest zagadnieniem prostym podczas stosowania technologii bezprzewodowych. Zagadnienia z tego zakresu są omawiane w wielu pracach [4].

Aktualnie oferta rynkowa aplikacji SCADA dedykowanych urządzeniom mobilnym nie jest jeszcze zbyt szeroka.

Jako przykłady takich systemów można przytoczyć: ProficySCADA w wersji dla urządzeń mobilnych [8], TeslaSCADA [7], S7 PLC HMI Lite [9] oraz AirSCADA Lite [10].

ProficySCADA to zdalny klient, łączący się z klasycznym serwerem wizualizacyjnym CIMPLICITY lub iFIX. Jest to zdalny klient właściwej aplikacji SCADA i z tego względu ma dość duże możliwości, co jednak podnosi koszt całego systemu i sama aplikacja staje się raczej rozszerzeniem i dodatkiem do istniejących systemów, niż niezależną wizualizacją.

TeslaSCADA umożliwia tworzenie aplikacji wizualizacyjnych bezpośrednio na telefonie/tablecie. Do dyspozycji użytkownika są 42 obiekty graficzne. Każdy z nich jest konfigurowalny w zakresie położenia na ekranie, tekstu, kolorów itp. Interfejs użytkownika jest przyjazny, oferuje łatwe przenoszenie oraz zmienianie wielkości obiektów.

Niektóre z nich pozwalają dodatkowo na definiowanie własnych skryptów, uruchamianych po naciśnięciu po wystąpieniu skonfigurowanego zdarzenia. Niestety jedynym dostępnym standardem komunikacyjnym jest OPC. S7 PLC HMI Lite jest dedykowany wyłącznie do sterowników SIEMENS serii 1200 300 i 400, połączenie ze sterownikami przez WLAN oferuje dość duże możliwości, natomiast nie jest autoryzowany przez SIEMENSA i użytkownik może go stosować na własną odpowiedzialność.

AirSCADA Lite i Pro wspiera protokół Modbus TCP, natomiast jego funkcjonalność ogranicza się do prezentowania trendów i alarmów.

Jak widać, tylko jedna z przedstawionych aplikacji umożliwia wsparcie protokołu Modbus TCP. Stosując go można stworzyć aplikację będącą samowystarczalną aplikacją SCADA, a nie zdalnym klientem, jak ma to miejsce w powyższych przykładach.

Celem niniejszej pracy jest prezentacja możliwości realizacji aplikacji SCADA na platformie urządzenia mobilnego, pracującego pod nadzorem systemu Android (np. telefonu komórkowego) i komunikującej się ze sterownikiem za pomocą protokołu Modbus TCP. W pracy zostaną omówione następujące zagadnienia:

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

95

NAUKA

– – – –

podstawowe założenia do budowy systemu, zasada działania aplikacji, interfejs użytkownika, testy działania.

2. Podstawowe założenia do budowy systemu Podczas opracowywania aplikacji przyjęto następujące fundamentalne założenia: – aplikacja jest szkieletem otwartym na przyszły rozwój, w procesie projektowania największy nacisk kładziony jest na stworzenie jak najbardziej uniwersalnych rozwiązań, – przeniesienie jak największego udziału tworzenia nowych ekranów z kodu na szablony .xml.

Komponenty sprzętowe aplikacji są następujące: – telefon z systemem Android (w rozważanym przypadku wybrano model LG E960), – sterownik PLC obsługujący protokół Modbus TCP w trybie serwer (w rozważanym wypadku testy wykonano na sterowniku PACSystems RXi).

Dodatkowo, w celu budowy i uruchomienia własnej aplikacji, niezbędne są następujące dodatkowe komponenty: – komputer z zainstalowanym oprogramowaniem Eclipse JUNO działający pod kontrolą Linuksa, Windowsa lub MacOS, – kabel komunikacyjny micro B USB, – sterowniki deweloperskie do programowanego urządzenia.

Podczas realizacji części programowej prezentowanego systemu SCADA przyjęto następujące założenia: – oprogramowanie ma być utworzone w języku Java, z wykorzystaniem SDK Androida dla Eclipse, – schemat oraz logika programu powinna być zgodna z założeniami programowania obiektowego OOP (ang.

Object-Oriented Programming), – system powinien poprawnie działać na najnowszym dostępnym systemie Android (w chwili realizacji pracy był to KitKat 4.4.2, obecnie jest to KitKat 4.4.4), – system powinien umożliwiać zdalną komunikację z dowolnym adresem IP z wykorzystaniem dowolnego portu, – czytelna i estetyczna wizualizacja stanu serwera, – organizacja i wygląd interfejsu aplikacji powinien być zgodny z zaleceniami producenta systemu operacyjnego, – kod aplikacji powinien być „przyjazny” dla użytkowników niezapoznanych ze szczegółami działania programu.

3. Zasada działania aplikacji Prezentowana aplikacja jest interfejsem łączącym użytkownika z biblioteką do komunikacji za pomocą proto-

96

Rys. 1. Cykl życia aktywności związanej z działaniem aplikacji Fig. 1. Life cycle of activity associated to application

kołu Modbus TCP. Jej działanie jest realizowane przez zarządzanie ekranami użytkownika, zapamiętywanie parametrów połączenia i przekazywanie ich do biblioteki umożliwiającej komunikację po Modbus TCP w języku Java – jamod. W zależności od charakteru i funkcjonalności aktualnie otwartego ekranu oraz widocznym obiektom graficznym, aplikacja generuje w pętli zapytania za pomocą dostępnego łącza internetowego – Wi-Fi lub połączenia komórkowego. W przypadku łącza Wi-Fi należy pamiętać o zapewnieniu bezpieczeństwa wymiany danych (zastosowanie odpowiedniej metody szyfrowania).

W skład kodu źródłowego aplikacji wchodzą następujące elementy: – manifest definiujący globalne właściwości aplikacji, – główna aktywność MainActivity.java, aktywna zawsze wtedy, gdy działa aplikacja, – fragmenty będące „podaktywnościami” – dzieci głównej aktywności, które mogą wyświetlać własne ekrany równolegle z głównym tokiem działania aplikacji, – zbiór dostępnych obiektów graficznych wraz z implementacją ich zachowania, – zbiór instrukcji do wykonywania w równoległych wątkach, gwarantujących ciągłą komunikację z serwerem, – plik .xml definiujący wygląd okna aplikacji.

System Android reaguje na polecenie użytkownika uruchamiające aplikację tworząc nowy wątek i w jego zakresie powołując do życia aktywność MainActivity. Do jej głównych zadań należy:

Rys. 2. Okno główne przykładowej aplikacji Fig. 2. The main window of exemplary application

Rys. 3. Pole do wprowadzania wartości analogowej Fig. 3. Input field for analog value

– generowanie interfejsu, – wyświetlanie bocznych menu, – wywoływanie fragmentów kodu odpowiadających na kliknięcia użytkownika, – odświeżanie obiektów graficznych, – zawieszanie komunikacji po przejściu aplikacji w stan uśpienia.

Jak każda aktywność, MainActivity podlega pod system zarządzania zasobami i zgodnie z aktualnymi potrzebami lub w odpowiedzi na działanie użytkownika, może znaleźć się w jednym ze stanów przewidzianych na diagramie (rys. 1).

W przypadku przejścia aktywności z trybu działania do trybu uśpienia, przeładowana metoda onPause() wyłącza uruchomione przez aplikację wątki. Zmniejsza to zużycia energii oraz ogranicza nagrzewanie się urządzenia.

Z kolei metoda onResume() otwiera ponownie wątek odpytywania serwera, chyba że połączenie nie zostało skonfigurowane. W takiej sytuacji wyświetlany jest monit przypominający użytkownikowi o konieczności ustawienia parametrów komunikacji.

Aktywność MainActivity musi również definiować sposób łapania wyjątków nieobsłużonych przez równoległe wątki. Jeśli wystąpi taka krytyczna sytuacja, aplikacja spróbuje zamknąć połączenie i otworzyć je ponownie.

Jeśli z jakiegoś powodu takie działanie również wygeneruje wyjątek, aplikacja zostanie zamknięta w trybie awaryjnym.

W trakcie tworzenia projektu zostały wyodrębnione najbardziej potrzebne typy obiektów. Są to: – pasek postępu wskaźnika analogowego, – graficzny wskaźnik dyskretny, – agregat wartości analogowej z jej opisem.

Dla każdego z powyższych typów została utworzona klasa, której zadaniem jest przechowywanie informacji powiązanych z tym obiektem oraz wyświetlanie ich reprezentacji na ekranie.

Sposób wyświetlania każdego z obiektów podstawie zależy od parametrów zawartych w pliku main_scada. xml. Dzięki temu użytkownik nie musi edytować samego kodu aby utworzyć lub edytować zawartość ekranów.

Podstawowy zestaw parametrów, konieczny w przypadku każdego z obiektów to: – layout_id – unikalny identyfikator słowny, – layout_width – szerokość obiektu, – layout_height – wysokość obiektu, – layout_alignTop/Bottom/Left/Right – id obiektu, do którego rozpatrywany obiekt ma być przyciągnięty, – layout_marginTop/Bottom/Left/Right – przesunięcie względem obiektu, do którego ten jest przyciągany, – address – adres do odpytywania,

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

97

NAUKA

– editable – definiuje, czy obiekt powinien mieć możliwość edycji wartości zmiennej powiązanej z adresem.

Położenie obiektów na ekranie jest określane względnie wobec siebie. Wybór takiego układu może wydać się niewygodny, należy jednak pamiętać, że jest to jedyny sposób, aby stworzyć aplikację działającą poprawnie na różnych urządzeniach. Takie rozwiązanie może być wygodniejsze, jeśli zdefiniowane zostaną odpowiednie zależności. Przy tworzeniu instalacji ciągłych, np. rurociągów, wystarczy zmienić położenie bezwzględne pierwszego obiektu, aby każdy kolejny (powiązany z poprzednim) automatycznie przesuwał się w odpowiednie miejsce.

Wszystkie obiekty mają również swoje własne unikalne cechy, zależne od pełnionej w aplikacji funkcji (kolor ramki i wypełnienia, zakresy wartości, widoczność w zależności od warunku logicznego itp.)

współpracujących z nim pomp (rys. 2). Dwie z nich dostarczają składników do mieszania, trzecia przekazuje gotową mieszaninę dalej. Aplikacja daje możliwość: – wizualizacji stanu pomp, – ręcznej zmiany ich stanu, – ustalania zadanego poziomu cieczy do przelania do zbiornika (SP), – ustalenia maksymalnej objętości zbiornika, – wizualizacji aktualnego napełnienia zbiornika (CV), – podglądu aktualnego czasu uzyskania odpowiedzi na temat wszystkich zmiennych reprezentowanych przez widoczne obiekty graficzne.

Wartości zmiennych skojarzonych z obiektami mogą być również wprowadzane z poziomu aplikacji. Przykładowe pole do wprowadzania wartości zmiennej analogowej pokazane jest na rys. 3.

4. Interfejs użytkownika

5. Testy

Forma graficzna okna aplikacji jest stosunkowo prosta. Po uruchomieniu użytkownikowi pokazuje się główne okno aplikacji. Jeśli użytkownik jeszcze tego nie zrobił, po uruchomieniu aplikacji pojawia się monit przypominający o konieczności skonfigurowania i nawiązania połączenia.

U samej góry widoczna jest nazwa aplikacji, kolejna ikona w prawo to szybkie uruchomienie wyszukiwania w internecie hasła „SCADA”, dalej czerwone kółko sygnalizujące status połączenia. Po nawiązaniu połączenia z serwerem zmienia ono swój kolor na zielony.

Zgodnie z zaleceniami producenta systemu Android, zamiast klasycznych, spotykanych w systemie Windows przycisków, menu otwiera się przez przesunięcie palcem od bocznej krawędzi ekranu ku środkowi. Dzięki takiemu podejściu interfejs jest wygodniejszy dla użytkownika i ułatwia obsługę programu na urządzeniach z mniejszym wyświetlaczem.

Adres oraz port serwera można skonfigurować w ekranie „Ustawienia połączenia”. Adres podawany jest jako IP lub nazwa hosta.

W przypadku systemów automatyki typowym sposobem zabezpieczenia przed niepowołanym dostępem jest odcięcie dostępu do urządzeń spoza wewnętrznej, zaufanej sieci. Z tego względu najczęściej stosowaną przez użytkownika opcją będzie wpisany jawnie adres z puli adresów wewnętrznej sieci i pod tym kątem optymalizowane jest działanie aplikacji. Wprowadzenie błędnego adresu jest wykrywane i sygnalizowane odpowiednim komunikatem.

Rozwinięcie prawego menu w dowolnym miejscu aplikacji spowoduje otwarcie menu akcji. Daje ono możliwość nawiązania lub przerwania komunikacji, a także uruchomienia wątku odpowiadającego za regularne odpytywanie serwera.

Jako przykład zostanie pokazane główne okno aplikacji, która ma za zadanie wizualizację działania zbiornika służącego do mieszania dwóch składników oraz systemu

W celu sprawdzenia poprawności działania aplikacji, przeprowadzono testy mające udowodnić jej przydatność w rzeczywistych zastosowaniach. Do tego celu wykorzystano sterownik PACSystems RXi z zaimplementowanym prostym programem symulującym działanie zbiornika napełnianego dwiema cieczami.

Sterownik PAC RXi programuje się korzystając z zintegrowanego środowiska dla produktów GE Intelligent Platforms – Proficy Machine Edition. Program zapisywany do sterownika dzielił się na część związaną z konfiguracją sprzętu oraz program sterujący. Pierwsza ze składowych definiuje elementy systemu, druga logikę działania.

Program został utworzony w języku LD z wykorzystaniem dodatkowych funkcjonalności oferowanych przez kontroler RXi. Testy polegały na sprawdzeniu działania aplikacji w czasie normalnego użytkowania. Składały się one m. in. na wykonywaniu żądań zapisu do różnych typów zmiennych, przeprowadzanych równocześnie z komunikacją, mającą na celu zapewnienie aktualnych informacji o stanie sterownika.

Oprócz kontroli sterowania zaworami (zmienne dyskretne), użytkownik ma również możliwość podglądu wartości zmiennych analogowych. Dodatkowo, możliwe jest ręczne ustawienie pożądanych poziomów napełnienia zbiorników. Wszystkie te możliwości zostały sprawdzone i działały poprawnie.

Komunikacja ze sterownikiem była testowana zarówno z użyciem Wi-Fi, jak i sieci komórkowej – działanie aplikacji było w każdym wypadku poprawne.

98

6. Uwagi końcowe W pracy zaproponowano przykład realizacji systemu SCADA dedykowanego dla systemu Android, który może

być dobrym narzędziem pomocniczym do monitorowania i nadzoru pracy systemu sterowania z dowolnego miejsca, gdzie tylko jest zasięg sieci komórkowej. Testy wykazały poprawność działania zbudowanego przykładowego systemu.

Omówiony system ma możliwości dalszej rozbudowy w kierunku zwiększenia jego funkcjonalności przykładowo w kierunku możliwości stosowania funkcji skryptowych lub też prostej archiwizacji zebranych danych, które później mogłyby być prezentowane w postaci trendów historycznych.

Bibliografia 1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

Bailey D., Wright E., Practical SCADA for industry, Elsevier 2003.

Barwacz D., Bezprzewodowy system SCADA dla środowiska Android, praca dyplomowa inżynierska zrealizowana w Katedrze Automatyki i Inżynierii Biomedycznej na Wydziale Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej Akademii Górniczo-Hutniczej (promotor Krzysztof Oprzędkiewicz), Kraków 2013 r.

Chrzanowski D., Kołek K., Sotwin J., Transfer ekranów synoptycznych pakietu SCADA na urządzenia przenośne, „Pomiary Automatyka Robotyka”, nr 3/2013, 116–119.

Geer D., Security of Critical Control Systems Spark Concern, “Computer”, Vol. 39, No. 1, 2006, 20–23.

DOI: 10.1109/MC.2006.32 Kołek K., Application of Android OS as real-time control platform, „Automatics” (Automatyka) półrocznik Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie, rocznik 17, nr 2, 2013, 197–206.

ASTOR Integracja systemów IT w przedsiębiorstwach produkcyjnych. ASTOR – Automatyka przemysłowa | Efektywność produkcji | Technologie IT | Szkolenia | Consulting, [astor.com.pl].

Wikipedia. USB. Wikipedia. [http://en.wikipedia.org/ wiki/File:MicroB_USB_Plug.jpg]. [http://developer.android.com/reference/android/ app/Activity.html] – Google. Activity | Android Developers. Android Developers. [http://jamod.sourceforge.net/kb/tcp_master_ howto.html] – Jamod. Jamod – TCP Master How To. Jamod. [http://teslascada.com] – Android OPC UA, Modbus and Siemens SCADA [https://itunes.apple.com/us/app/proficyscada/ id525792142?mt=8] – ProficySCADA on the App Store on iTunes. [https://play.google.com/store/apps/details?id=cz. prumsys.s7plchmi&hl=pl] – S7 PLC HMI Lite. [https://play.google.com/store/apps/details?id=com. ssd.droidmod&hl=pl] – AirSCADA Lite.

SCADA for Android Abstract: In the paper an implementation of SCADA at mobile device, working under Android is presented. The application was prepared with use of Java and SDK Android for Eclipse with respect to Object Oriented Programming rules. The connection to supervised PLC is realized with the use of Modbus TCP and wireless Ethernet. Results of tests show, that the proposed system runs properly.

Keywords: SCADA, mobile devices, Android

Artykuł recenzowany, nadesłany 15.09.2014 r., przyjęty do druku 02.11.2014 r.

inż. Dominik Barwacz Absolwent Wydziału Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, kierunek Automatyka i Robotyka z 2014 r. Obecnie Android Developer w krakowskiej firmie Softnauts. Interesuje się technologiami mobilnymi, ich praktycznym zastosowaniem w rozwiązaniach przemysłowych i szeroko rozumianymi zagadnieniami User Experience. e-mail: dominik.barwacz@gmail.com

dr hab. inż. Krzysztof Oprzędkiewicz Urodzony w 1964 r. w Krakowie. Absolwent Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie z 1988 r. (Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Elektroniki, kierunek studiów: Elektronika, specjalność Automatyka). Doktorat na Wydziale Elektrotechniki, Automatyki i Elektroniki AGH w 1995 r., dyscyplina naukowa: Automatyka i Robotyka. Habilitacja na Wydziale Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki AGH w 2009 r., dyscyplina naukowa: Automatyka i Robotyka. Aktualnie zatrudniony na stanowisku profesora nadzwyczajnego w Katedrze Automatyki i Inżynierii Biomedycznej na Wydziale Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej AGH oraz w Państwowej Wyższej Szkole Zawodowej w Tarnowie. Zainteresowania naukowe: problemy sterowania systemami dynamicznymi o niepewnych parametrach, sterowanie cyfrowe, automatyka przemysłowa, systemy dynamiczne rzędu ułamkowego. e-mail: kop@agh.edu.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

99

NAUKA

Zezwala się na korzystanie z artykułu na warunkach licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 3.0

Rozwiązania sprzętowe i programowe w sterowaniu robotami rehabilitacyjnymi Renus Jacek Dunaj, Wojciech J. Klimasara Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP

Streszczenie: W artykule opisano sposób realizacji sterowania oraz rozwiązań software’owych wykorzystanych podczas opracowywania dwóch robotów Renus-1 i Renus-2, przeznaczonych do wspomagania rehabilitacji ruchowej pacjentów po przebytych udarach mózgu lub ze schorzeniami ortopedycznymi. Sterowanie obu robotów wykonano na bazie komercyjnych elementów firmy Mitsubishi Electric stosowanych w automatyce przemysłowej. Ich wykorzystanie umożliwiło zbudowanie w pełni funkcjonalnych modeli obu robotów w stosunkowo krótkim czasie. W artykule przedstawiono strukturę układu sterowania i rozwiązania software’owe zastosowane przy opracowaniu oprogramowania obu robotów. Opisano interfejs użytkownika człowiek–robot zarówno dla pacjenta, jak i operatora-fizjoterapeuty. Opis interfejsu zilustrowano obrazami okien dialogowych. Roboty Renus-1 i Renus-2 opracowano i wykonano w Przemysłowym Instytucie Automatyki i Pomiarów PIAP w Warszawie.

Słowa kluczowe: rehabilitacja neurologiczna, robot rehabilitacyjny, sterownik PLC, aplikacja komputera PC, baza danych, sterowniki ODBC DOI: 10.14313/PAR_214/100

1. Wprowadzenie Rozwój robotów rehabilitacyjnych jest warunkowany sytuacją demograficzną, poziomem zamożności społeczeństwa, upowszechnieniem nowych technik wśród personelu medycznego, efektywnym i prostym systemem komunikacji, a także ceną. Ze względu na sytuację demograficzną przyszłość robotów rehabilitacyjnych jest jasna, ponieważ wraz z postępem medycyny coraz więcej ludzi dożywa sędziwego wieku.

Urządzenia rehabilitacyjne mogą uczynić ich życie w miarę komfortowym. Warunkiem skuteczności rehabilitacji jest jej systematyczność i odpowiednia intensywność. Jednak ze względu na potencjalnie dużą liczbę pacjentów, do jej realizacji konwencjonalnymi metodami potrzeba wielu fizjoterapeutów.

Medycyna i inżynieria stoją przed koniecznością budowania robotów rehabilitacyjnych. Trzeba pamiętać, że styczność z nimi mają zazwyczaj ludzie starsi z różnymi

100

ograniczeniami wynikającymi z chorób i wieku, którzy często nie mieli wcześniej kontaktu z tego typu urządzeniami. Szczególnie trudna jest rehabilitacja osób po przebytych udarach mózgu, ponieważ polega ona na długotrwałym, żmudnym „programowaniu” mózgu – rehabilitowana jest kończyna, ale pracuje się nad mózgiem. Dlatego robot rehabilitacyjny powinien być tak zbudowany, aby jego obsługa i wykonywanie za jego pomocą ćwiczeń nie było zbyt trudne, ponieważ działa to zniechęcająco i na potencjalnego pacjenta, i na operatora.

Robot rehabilitacyjny powinien gwarantować stworzenie określonych warunków dla operatora i dla pacjenta.

Fizjoterapeuta musi mieć możliwość opracowania planu ćwiczeń, zaprogramowania robota, a następnie zainicjowania i nadzorowania realizacji ćwiczenia. U pacjenta natomiast trzeba przezwyciężyć obawę przed kontaktem z urządzeniem mechanicznym i uświadomić mu, że jest to proste w użyciu narzędzie. Ponadto urządzenie to powinno umożliwiać obiektywną ocenę postępów rehabilitacji.

Rehabilitacja neurologiczna składa się z dwóch faz: pasywnej (biernej) i czynnej (aktywnej). Z rehabilitacją pasywną mamy do czynienia, jeśli kończyna pacjenta jest zupełnie bezwładna. W takim przypadku robot wodzi tę kończynę po zadanej przez rehabilitanta trajektorii, a zadaniem pacjenta jest maksymalne koncentrowanie się na wykonywanym ćwiczeniu i „siłą woli” przeciwstawienie się robotowi, wykonując ruchy przeciwstawiające się. W tej fazie ćwiczeń tworzą się pierwsze zalążki neuronów, stanowiących o możliwości wykonywania ruchów. Rehabilitacja aktywna jest następnym etapem rehabilitacji – to pacjent ma odtwarzać przedstawioną mu trajektorię ruchu, wodząc w przestrzeni manipulatorem. Tutaj to robot stawia opór, a system ma zapewnić regulowanie siły oporu.

Celem projektu, prowadzonego w Przemysłowym Instytucie Automatyki i Pomiarów PIAP, było m.in. sprawdzenie czy na podstawie dostępnych na rynku środków (typowe i dostępne w handlu elementy stosowane w automatyce przemysłowej) można zbudować robota rehabilitacyjnego.

W latach 2006–2010 oraz 2013–2014 opracowano, wykonano i oprogramowano w PIAP działające modele dwóch robotów rehabilitacyjnych: Renus-1 – dla kończyn górnych (rys. 1) oraz Renus-2 – dla kończyn dolnych (rys. 2).

Umożliwiają one definiowanie i zapamiętywanie różnych trajektorii ruchu, a następnie realizację obu rodzajów rehabilitacji: czynnej i biernej.

Rys. 1. Robot Renus-1 do rehabilitacji kończyn górnych Fig. 1. Renus-1 robot prototype for upper limbs rehabilitation

Rys. 2. Robot Renus-2 do rehabilitacji kończyn dolnych Fig. 2. Renus-1 robot prototype for lower limbs rehabilitation

2. Zasada działania robotów rehabilitacyjnych Renus Manipulatory robotów Renus mają po trzy stopnie swobody, co pozwala na: – przemieszczenie uchwytu ręki w górę/w dół, w lewo/w prawo, do/od siebie – robot Renus-1 (fot. 3), – przemieszczenie uchwytu stopy od/do pacjenta, jej skręcenie oraz zmianę pochylenia – robot Renus-2 (fot. 4).

Każdą z trzech osi manipulatora każdego z robotów porusza osobny silnik synchroniczny z magnesami trwałymi, sterowany za pomocą indywidualnego serwonapędu współpracującego z jednostką centralną sterownika. Jako urządzenia wykonawcze zastosowano sprzęt firmy Mitsubishi Electric. W obu zestawieniach zastosowano te same: jednostki centralne Q02HCPU i silniki synchroniczne HC-MFS43.

Schemat sterowania silnikami elektrycznymi w przypadku obu robotów rehabilitacyjnych przedstawia się jak poniżej: Robot Renus-1: Moduł Q02HCPU ® moduł QD75M4

Rys. 3. Ćwiczenie kończyny górnej wykonywane za pomocą robota Renus-1 Fig. 3. Upper limb rehabilitation exercises by the Renus-1 robot

® moduł MR-J2S-20B ® silnik 1 ® moduł MR-J2S-10B ® silnik 2 ® moduł MR-J2S-10B ® silnik 3

Robot Renus-2: Moduł Q02HCPU ® moduł QD75MH4

® moduł MR-J3-40B ® moduł MR-J3-20B ® moduł MR-J3-20B

® silnik 1 ® silnik 2 ® silnik 3

Jednostki centralne Q02HCPU oraz moduły MR-J2S-20B, MR-J2S-10B, MR-J3-40B, MR-J3-40B mają pamięci RAM o zawartości podtrzymywanej bateryjnie. Są w niej zapamiętane programy aplikacyjne (jednostki centralne) oraz parametry serwonapędów i położenia bazowe silników (moduły MR-J2S…, MR-J3…). Informacje te mogą zostać utracone w przypadku awarii/rozładowania baterii.

Każdy z silników napędzających manipulator ma stałe położenie bazowe (kąt obrotu wału silnika), względem którego odbywa się jego ruch. Przy pomocy serwonapędu sterownik może zadać położenie (kąt obrotu), do którego ma przemieścić się wał silnika, może także odczytać aktu-

Rys. 4. Ćwiczenie kończyny dolnej wykonywane przy pomocy robota Renus-2 Fig. 4. Lower limb rehabilitation exercises by the Renus-2 robot Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

101

NAUKA

Rys. 5. Wnętrze szafy sterowniczej robota Renus-2 Fig. 5. Inside of control cabinet of Renus-2 robot

alne położenie wału względem położenia bazowego. Wał silnika jest sprzężony z osią manipulatora robota za pomocą dodatkowych przekładni ruchu. Położenie uchwytu kończyny manipulatora robota w przestrzeni jest wypadkową położenia wałów (kątów obrotu względem pozycji bazowych) wszystkich trzech silników. Trajektorię ruchu określa zatem zbiór n położeń [A1i, A2i, A3i] gdzie: A1i – określa kąt skręcenia wału silnika napędzającego oś nr 1 w punkcie i, A2i – określa kąt skręcenia wału silnika napędzającego oś nr 2 w punkcie i, A3i – określa kąt skręcenia wału silnika napędzającego oś nr 3 w punkcie i, gdzie i Ì <1, 2,..,n>.

Definiowanie trajektorii ruchu polega na ręcznym przemieszczaniu uchwytu kończyny. W trakcie ruchu sterownik robota w stałych odstępach czasu odczytuje z każdego serwonapędu położenie wału silnika obsługiwanego przez ten serwonapęd, a następnie zapamiętuje odczytane położenia w pamięci.

Odtwarzanie trajektorii ruchu polega na czynności odwrotnej, tzn. wczytaniu do pamięci sterownika zdefiniowanej trajektorii, a następnie na doprowadzaniu wszystkich trzech silników do kolejnych zapamiętanych położeń. Roboty rehabilitacyjne Renus nie odtwarzają ruchu liniowego lub kołowego, tak jak robot przemysłowy, tylko przemieszczają manipulator „od położenia do położenia” wałów trzech silników synchronicznych.

Robotów rehabilitacyjnych Renus nie wyposażono w panele sterowania typowe dla robotów przemysłowych.

Rolę panelu może pełnić dowolny komputer PC z systemem operacyjnym Windows i oprogramowaniem do sterowania robotem. W takim rozwiązaniu nie są potrzebne specjalizowane karty, jedynym warunkiem jest wolny port USB.

3. Oprogramowanie systemowe i aplikacyjne sterowników Mitsubishi Q02HCPU robotów Renus Programy aplikacyjne sterowników PLC zazwyczaj są tworzone za pomocą oprogramowania dostarczanego przez producenta sterownika. Oprogramowanie to umożliwia tworzenie i edycję programu aplikacyjnego oraz pełną obsługę

102

Rys. 6. Okno dialogowe aplikacji Communication Setup Utility do definiowania kanału transmisyjnego do/z sterownika Mitsubishi Fig. 6. Dialog box of Communication Setup Utility application for define the transmission channel to/from the Mitsubishi controller Aplikacja Renus.exe komputera PC do obsługi robotów Renus ↓↑ Elementy aplikacji MX Components zainstalowane na komputerze PC ↓↑ Kanał transmisyjny (USB) komputer PC – jednostka centralna sterownika ↓↑ Oprogramowanie systemowe sterownika Mitsubishi ↓↑ Program użytkowy sterownika Mitsubishi sterujący robotem Renus

Rys. 7. Schemat wymiany informacji między aplikacjami sterownika robota Renus i komputera PC Fig. 7. Diagramm of information exchange between the applications of Renus robot controller and PC computer

samego sterownika. Funkcje obsługi umożliwiają m.in. ładowanie programu aplikacyjnego do pamięci sterownika, jego uruchamianie, zatrzymywanie i debugging, podgląd stanu wejść, sterowanie wyjściami, podgląd i zmianę zawartości rejestrów pamięci, ustawianie zmiennych systemowych (np. daty i zegara sterownika), etc. Czynności te, w zależności od wyposażenia sterownika, są wykonywane za pośrednictwem standardowego interfejsu komunikacyjnego (RS-232, Ethernet, USB). Funkcje obsługi realizuje oprogramowanie systemowe sterownika i aplikacja do tworzenia programu PLC. W przypadku sterowników Mitsubishi taką aplikacją jest GX Developer, producent udostępnia też oprogramowanie MX Components, umożliwiające odwoływanie się do funkcji systemowych sterownika z poziomu dowolnego programu komputera.

Współpraca aplikacji do obsługi robota Renus i oprogramowania systemowego sterownika Mitsubiushi odbywa się wybranym kanałem transmisyjnym, który może wykorzystywać jeden z dostępnych w jednostce centralnej Q02HCPU

Oznaczenie rejestru

Opis

D100

Typ zastosowanego manipulatora: 1 – manipulator Renus-1, 2 – manipulator Renus-2

D101 D102 D103

Aktualne położenia A1, A1, A3 (kąty skręcenia) wału silnika napędzającego oś: nr 1, 2, 3 względem jego pozycji bazowej. Wartość ta nie jest podawana w jednostkach fizycznych (stopniach, radianach), tylko w inkrementach.

D104 D105 D106

Aktualna wartość siły FA1, FA2, FA3 wywieranej na operatora przez manipulator lub na manipulator przez operatora przy obrocie osią odpowiednio nr 1, 2 i 3. Wartość ta nie jest podawana w jednostkach fizycznych (niutonach), tylko w inkrementach.

D107 D108 D109

Numer błędu przy próbie obrotu osią odpowiednio nr 1, 2 i 3.

D110

Numer realizowanego punktu trajektorii (wartość liczona od 1)

D111

Liczba punktów trajektorii

D112

Rejestr flag bitowych i flag błędów.

D113 D114 D115

Rejestry potwierdzenia komendy.

Aplikacja komputera PC kod komendy do wykonania i jej potencjalne parametry wpisuje do trzech rejestrów D120, D121 i D122. Aplikacja sterownika robota potwierdza przyjęcie komendy do wykonania przez przepisanie zawartości D120 ® D113, D121 ® D114, D122 ® D114.

D116–D119

Nieużywane, do przyszłego wykorzystania.

interfejsów: RS-232 lub USB. Obsługę transmisji wykonują zadeklarowane w projekcie aplikacji kontrolki Active-X instalowane wraz z aplikacją MX Components. Aby taka współpraca była możliwa, należy uprzednio za pomocą programu Communication Setup Utility zdefiniować kanał transmisyjny.

Okno dialogowe tej aplikacji, będącej częścią oprogramowania MX Components, pokazano na rys. 6: Definiowanie kanału polega na przyporządkowaniu mu numeru, określeniu rodzaju interfejsu oraz potencjalnych parametrów transmisji. Do tak zdefiniowanego kanału aplikacja komputera PC odwołuje się podając numer kanału jako parametr odpowiednich podprogramów bibliotecznych. Zaletą współpracy komputer–sterownik Mitsubishi jest to, że aplikację komputera można uruchamiać korzystając z innego typu sterownika niż docelowy, ponieważ oprogramowanie systemowe każdego sterownika Mitsubishi zapewnia ten sam zbiór funkcji obsługi. Chcąc zmienić rodzaj interfejsu, np. z USB na RS-232, wystarczy tylko za pomocą programu Communication Setup Utility zmienić deklarację interfejsu przyporządkowanego do kanału o danym numerze. Aplikacja komputera do obsługi robotów Renus korzysta z kanału o numerze 1 i interfejsu USB. Działając według schematu (rys. 7) aplikacja komputera i aplikacja sterownika robota Renus mają dostęp do wspólnego obszaru pamięci sterownika podzielonego na kilkaset rejestrów, do/z których obie aplikacje mogą wpisywać i odczytywać informacje. Z poziomu aplikacji komputera można odczytywać lub ustawiać parametry systemowe sterownika i uruchamiać lub zatrzymać wykonywanie programu użytkowego. Funkcje te są przydatne podczas testowania kanału transmisyjnego między komputerem a układem sterowania robota Renus.

3.1. Rejestry stanu robota Renus

W pamięci sterownika Mitsubishi Q02HCPU zarezerwowano kilkadziesiąt rejestrów, tzw. rejestrów stanu, do których program PLC sterujący robotem Renus na bieżąco wpisuje różne informacje m.in. o aktualnym położeniu A1, A2, A3 względem położeń bazowych wałów trzech silników poruszających osiami robota, o wartościach sił FA1, FA2, FA3 wywieranych na operatora przez manipulator lub na manipulator przez operatora, informacje o błędach, typie sterownika, etc. Wszystkie te rejestry mogą być odczytywane w czasie rzeczywistym przez aplikację komputera PC, a niektóre z nich – jak liczba punktów trajektorii – także zapisywane. Pełną listę tych rejestrów wraz z opisem przedstawiono w tabeli powyżej:

3.2. Rejestry komend robota Renus

Uruchomienie wykonania funkcji robota Renus jest inicjowane z poziomu aplikacji komputera obsługującej robota.

Wysłanie komendy do robota polega na wstawieniu przez tę aplikację kodu komendy wraz z jej potencjalnymi parametrami do odpowiedniego rejestru (rejestrów) w przestrzeni adresowej sterownika PLC. Rejestry komend zajmują obszar od D120 do D122 w tej przestrzeni: Oznaczenie rejestru D120 D121, D122

Opis kod komendy potencjalne parametry komendy

Aktualnie roboty rehabilitacyjne Renus realizują wykonanie następujących komend: Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

103

NAUKA

Kod komendy (rejestr D120) 00

Opis komendy i parametry (rejestry D121, D122) Zerowanie komend robota.

Brak parametrów komendy.

Nauka robota (definiowanie trajektorii): [D121–D122] « [00–00]: [trajektoria prosta]

−

operator definiuje całą trajektorię realizowaną podczas rehabilitacji, od punktu początkowego do punktu końcowego i w tej postaci jest ona zapisywana w pamięci sterownika – operator ma do dyspozycji cały bufor do zapisu trajektorii.

[D121–D122] « [00–01]: [trajektoria prosta]

− 01

wariant nauki dostępny tylko dla robota Renus-2 (kończyna dolna). Operator definiuje tylko połowę trajektorii ruchu realizowanej podczas rehabilitacji. Druga połowa trajektorii jest automatycznie generowana i zapamiętywana przez program sterownika robota jako ruch odbywający się wzdłuż linii zdefiniowanej przez operatora, ale realizowany w odwrotnej kolejności punktów. Operator ma do dyspozycji połowę pojemności bufora przeznaczonego do zapisu trajektorii.

[D121–D122] « [01–00]: [trajektoria odwrócona]

−

02–05

wariant nauki dostępny tylko dla robota Renus-2 (kończyna dolna). Operator definiuje całą trajektorię realizowaną podczas rehabilitacji, od punktu początkowego do punktu końcowego. Po zakończeniu nauki, zapamiętane położenia wału silnika powodującego skręcanie stopy pacjenta są „odwracane” względem jego położenia bazowego, skręcenie w lewą stronę będzie teraz skręceniem w prawą stronę i vice-versa. Operator ma do dyspozycji całą pojemność bufora przeznaczonego do zapisu trajektorii.

Kody komend nauki robota (definiowania trajektorii) zarezerwowane do przyszłego wykorzystania.

06

Wykonywanie rehabilitacji biernej, polegającej na odtwarzaniu przez manipulator robota zadanej trajektorii ruchu.

Brak parametrów komendy.

07

Wykonywanie rehabilitacji aktywnej, polegającej na próbie odtwarzania przez pacjenta zadanej trajektorii ruchu. Brak parametrów komendy.

08

Przepisanie trajektorii z komputera PC do sterownika PLC robota Renus. Brak parametrów komendy.

09–10

Kody komend zarezerwowane do przyszłego wykorzystania.

[D121–D122] « [Prędkość–Siła]

11

Ustawienie prędkości i siły realizowanej przez manipulator.

Oba parametry, podawane w procentach od 0 %, do 100 %, odległości między minimalną a maksymalną wartością (0 % oznacza prędkość minimalną, 100 % oznacza prędkość maksymalną, analogicznie dla siły).

3.3. Rejestry trajektorii robota

Trajektoria robota rehabilitacyjnego może być za pomocą aplikacji odczytywana ze sterownika robota (funkcja uczenia), jak też przesyłana do sterownika (realizacja rehablitacji aktywnej i biernej). Definicja każdego punktu trajektorii zawiera informację o położeniach A1, A2 i A3 względem położeń bazowych wałów silników poruszających osie robota oraz informacje o wartościach sił FA1, FA2 i FA3 wywieranych na operatora przez manipulator lub na manipulator przez operatora przy poruszaniu osiami silników. Wartości położeń i sił nie są podawane w jednostkach fizycznych, tylko inkrementach. Program aplikacyjny sterownika Mitsubishi Q02HCPU robota zapewnia możliwość definiowania trajektorii złożonej maksymalnie z 600 punktów. Informacje o poszczególnych punktach trajektorii są przechowywane w pamięci sterownika w następujących rejestrach:

104

Położenia A1, A2, A3 wałów silników robota Numer punktu

Położenie A1

Położenie A2

Położenie A3

1

D1000

D1001

D1002

2

D1003

D1004

D1005

...

...

...

...

599

D2794

D2795

D2796

600

D2797

D2798

D2799

Wartości sił FA1, FA2 i FA3 Numer punktu

Siła FA1

Siła FA2

Siła FA3

1

D2800

D2801

D2802

2

D2803

D2804

D2805

...

...

...

...

599

D3594

D3595

D3596

600

D3597

D3598

D3599

Definicja trajektorii obejmuje także informację o liczbie punktów trajektorii pamiętaną w rejestrze D111 sterownika.

4. Oprogramowanie sterujące robotami rehabilitacyjnymi Renus Roboty rehabilitacyjne Renus nie są urządzeniami w pełni autonomicznymi, ponieważ do ich funkcjonowania niezbędny jest komputer z systemem operacyjnym Windows i odpowiednim oprogramowaniem. Oprócz pakietu MX Components firmy Mitsubishi Electric w skład niezbędnego oprogramowania wchodzą: – aplikacja Renus.exe wykorzystująca pakiet MX Components, która bezpośrednio steruje danym robotem, zarządza bazami danych związanymi z wykonywaniem zadań rehabilitacji i pełni rolę panelu operatorskiego, – tekstowy plik konfiguracyjny Renus.ini, w którym są zawarte informacje modyfikujące działanie aplikacji Renus.exe, – baza danych pacjentów zapisana w pliku RenusBazaDanychPacjentow.mdb, do przechowywania informacji o pacjentach rehabilitowanych za pomocą robotów Renus, – baza danych trajektorii zapisana w pliku RenusBazaDanychTrajektorii.mdb – do przechowywania informacji o zdefiniowanych trajektoriach robotów Renus.

4.1. Aplikacja komputera do obsługi robotów Renus

Aplikacja Renus.exe została utworzona w języku C++ i uruchomiona w środowisku Visual Studio .NET 2003.

Nie wymaga ona procesu instalacji, wystarczy tylko ją skopiować do pamięci masowej komputera. Dodatkowo do jej uruchomiona wymagana jest obecność dwóch bibliotek mfc71.dll i msvcr71.dll dostępnych w środowisku Visual Studio .NET. Konieczne jest także zainstalowanie aplikacji MX Components.

Główne okno dialogowe aplikacji Renus.exe (rys. 8) składa się z dwunastu okienek informacyjnych i dziewięciu przycisków funkcyjnych. Najważniejsze z nich to:

– Okno komunikatów aplikacji – tu są wyświetlane komunikaty dla operatora robota rehabilitacyjnego, – Podstawowe informacje o pacjencie – informacje odczytane z rekordu bazy danych pacjentów, – Podstawowe informacje o trajektorii robota – niektóre informacje odczytane z rekordu bazy danych trajektorii, – Podgląd stanu aplikacji – informacja o charakterze serwisowym – wskazanie zegara komputera oraz opis i numer etapu czynności wykonywanej przez aplikację.

– Rehabilitacja aktywna – uruchamia czynności związane z obsługą rehabilitacji aktywnej, – Rehabilitacja bierna – uruchamia czynności związane z obsługą rehabilitacji biernej, – Zmiana prędkości i siły robota – uruchamia czynności związane z obsługą zmiany nastaw siły (rehabilitacja aktywna), z jaką manipulator oddziaływuje na pacjenta i prędkości (rehabilitacja bierna), z jaką manipulator realizuje trajektorię ruchu, – Zmiana tolerancji – uruchamia czynności związane ze zmianami nastaw tolerancji doprowadzenia każdego z silników do kolejnych położeń wyznaczających trajektorię realizowaną podczas rehabilitacji aktywnej, – Obsługa bazy danych pacjentów/Wybór pacjenta do ćwiczeń – uruchamia czynności związane z obsługą bazy danych pacjentów, pozwala na wybór pacjenta, który będzie wykonywał ćwiczenie rehabilitacyjne z użyciem robota Renus, – Obsługa bazy danych trajektorii/Wybór trajektorii do realizacji – uruchamia czynności związane z obsługą bazy danych trajektorii, w tym funkcję nauki robota, czyli definiowanie trajektorii, pozwala także na wskazanie trajektorii, która będzie realizowana podczas wykonywania rehabilitacji aktywnej i biernej, – Przycisk funkcyjny – przycisk uniwersalny, którego znaczenie zależy od czynności aktualnie wykonywanej przez aplikację (zmienia się opis funkcji wyświetlanej na przycisku); zwykle służy do potwierdzania przez operatora komunikatów o błędach, – Obsługa serwisowa – uruchamia czynności związane z obsługą serwisową jednostki centralnej sterownika robota, – Zakończenie aplikacji – kończy wykonywanie aplikacji Renus.exe.

4.2. Plik konfiguracyjny aplikacji do obsługi robotów Renus

Roboty rehabilitacyjne Renus to jeszcze nie urządzenia komercyjne i nadal są poddawane różnym modyfikacjom.

Aby uprościć sposób parametryzacji niektórych zmiennych mających wpływ na działanie aplikacji Renus.exe, wprowadzono dodatkowy, tekstowy plik konfiguracyjny Renus.ini pamiętany w tym samym folderze co aplikacja.

Każdy wiersz tego pliku jest oddzielnie analizowany przez aplikację. Jeśli nie zawiera znaku równości „=” to jest przez nią traktowany jako komentarz. Jeśli jednak aplikacja wykryje w wierszu znak równości to wszystkie znaki od początku wiersza do pierwszego znaku „=” są traktowane jako nazwa zmiennej, a wszystkie znaki na prawo od tego Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

105

NAUKA

parametryzowanie dopuszczalnych zakresów ruchu każdej osi i sił wymuszących taki ruch lub sił, z jakimi robot przeciwstawia się ręcznemu wymuszeniu obrotu. Parametryzacja ta jest indywidualnie wykonywana dla robota Renus-1 i Renus-2, a ustalone przy jej pomocy wartości zmiennych służą do weryfikacji trajektorii ruchu oraz pozwalają odpowiednio skalować wykresy zmian położeń i sił w funkcji czasu wyświetlane w różnych oknach dialogowych aplikacji.

4.3. Bazy danych wykorzystywane podczas pracy z robotami Renus

Rys. 8. Główne okno dialogowe aplikacji Renus.exe Fig. 8. The main dialog box of Renus.exe application

znaku – jako wartość zmiennej. Jeśli dana zmienna nie wystąpi w pliku konfiguracyjnym to aplikacja przyjmuje jej wartość domyślną. Przy ustalaniu nazw zmiennych pliku konfiguracyjnego przyjęto zasadę, że nazwy te odpowiadają nazwom zmiennych globalnych zdefiniowanych w plikach źródłowych aplikacji Renus.exe.

Zmienne pliku konfiguracyjnego pozwalają ustalać m.in.: – wartości niektórych stałych czasowych stosowanych w aplikacji, w tym czasy wyświetlania komunikatów informacyjnych aplikacji, – konfigurację sprzętową dla aplikacji Renus.exe: w tym typ jednostki centralnej sterownika Mitsubishi, i numer kanału transmisyjnego do obsługi transmisji komputer PC–sterownik, – położenia i długości pól pamięci sterownika, gdzie przechowywane są informacje o stanie robota i współrzędne punktów określających trajektorię, – informacje związane z konfigurowaniem dostępu aplikacji Renus.exe do bazy danych pacjentów i bazy danych trajektorii, – informacje o położeniu plików tekstowych z definicjami trajektorii, – maksymalne dopuszczalne wartości położeń i wartości sił wywieranych na osie silników robotów rehabilitacyjnych.

Ostatnia grupa zmiennych ma szczególne znaczenie. Każdą z trzech osi manipulatora robota (Renus-1, Renus-2) porusza osobny silnik synchroniczny, sterowany indywidualnym serwonapędem. Serwonapęd umożliwia także odczyt aktualnej pozycji wału silnika (kąta obrotu) mierzonej względem jego pozycji bazowej. Odczyt taki można wykonywać podczas ruchu zadanego przez sterownik oraz podczas obrotu ręcznie wymuszonego przez operatora. Teoretyczny zakres ruchu silnika poza robotem jest znacznie większy niż roboczy zakres ruchu tego samego silnika zamontowanego w robocie, ponieważ w tym drugim przypadku jest on ograniczony mechaniczną konstrukcją samego manipulatora. Możliwe jest także przeprogramowanie bazowej pozycji każdego silnika, przez co realizacja trajektorii zdefiniowanej przy innej pozycji bazowej może powodować kolizję z ograniczeniami mechanicznymi.

Aby uniknąć problemów, aplikacja Renus.exe umożliwia

106

Aplikacja Renus.exe współpracuje z dwiema bazami danych: bazą danych pacjentów oraz bazą danych trajektorii. W obu przypadkach funkcje obsługi tych baz są realizowane za pomocą sterowników ODBC (ang. Open Data Base Connectivity), które są integralną częścią systemu operacyjnego Windows. Pozwalają one na wykonywanie operacji na zawartości bazy bez względu na jej format (Access, Excel, dBase, Paradox, etc.) pod warunkiem zachowania nazw tabel oraz nazw i charakteru pól zawartych w poszczególnych tabelach. Ze względu na potencjalnie najłatwiejszą dostępność obie bazy danych utworzono w formacie Access 2000 i zapisano w plikach: – RenusBazaDanychPacjentow.mdb – RenusBazaDanychTrajektorii.mdb Miejsce posadowienia każdej z baz może być dowolne, ponieważ jest ono określane podczas konfigurowania źródeł danych ODBC przy pomocy narzędzi dostępnych w systemie Windows. Bazy można zatem osadzić na innym komputerze niż ten bezpośrednio obsługujący robota rehabilitacyjnego, o ile będą się one znajdować na udostępnionym dysku sieciowym. Komputer przeznaczony do obsługi robota Renus nie musi mieć zainstalowanego programu Access, ponieważ aplikacja Renus.exe zapewnia podstawowe funkcje związane z obsługą obu tych baz: – wprowadzanie nowego rekordu do bazy, – modyfikacja zawartości rekordu uprzednio wprowadzonego do bazy, – usuwanie rekordu z bazy danych, – przeglądanie zawartości bazy danych.

Aplikacja nie pozwala jednak na tworzenie kwerend, raportów ani wydruków związanych z wybraną bazą. Do tego celu trzeba wykorzystać program Access.

Obie bazy zawierają taki sam zbiór trzech pól wypełnianych automatycznie przez aplikację Renus.exe podczas definiowania nowego rekordu lub modyfikacji rekordu uprzednio wprowadzonego do bazy. Polami tymi są: Wewnętrzny numer identyfikacyjny: Informacja zawarta w tym polu fizycznie odpowiada liczbie sekund, jakie upłynęły od dnia 1970-01-01 od godz 0:00 (wartość tę oblicza jedna z dostępnych w Visual Studio .NET procedur bibliotecznych). Pole to zostało wskazane jako tzw. klucz podstawowy bazy danych, ponieważ jako klucz podstawowy powinno się zawsze wskazywać takie pole, w którym informacja zawarta w poszczególnych rekordach jest unikatowa.

Data wprowadzenia do bazy danych: Zawartość tego pola pozwala ustalić dokładną datę (rok, miesiąc, dzień, godzina, minuta, sekunda) wprowadzenia do bazy danego rekordu.

Rys. 9. Okno dialogowe obsługi bazy danych pacjentów w trybie przeglądania bazy Fig. 9. Dialog box of patients database maintenance in the review mode

Rys. 10. Okno dialogowe obsługi bazy danych pacjentów w trybie wprowadzania lub modyfikacji rekordu Fig. 10. Dialog box of patients database maintenance in the input mode or modify the records

Data ostatniej modyfikacji: Zawartość tego pola pozwala ustalić dokładną datę (rok, miesiąc, dzień, godzina, minuta, sekunda) ostatniej modyfikacji danego rekordu.

zapewnić przechowywanie informacji o trajektorii ruchu manipulatora. Zrealizowano to w następujący sposób: W pliku konfiguracyjnym Renus.ini aplikacji zdefiniowano zmienną o nazwie: FolderDefinicjeTrajektorii Jej wartość określa miejsce (urządzenie i katalog), w którym przechowywane są pliki tekstowe z definicjami trajektorii. Każdy taki plik zawiera informację o pojedynczej trajektorii. Trajektoria robota Renus składa się z kilkudziesięciu punktów, między którymi realizowany jest ruch manipulatora. Z powodu ograniczeń programowych trajektoria może zawierać nie mniej niż 4 i nie więcej niż 600 punktów.

Każdy punkt trajektorii określa sześć liczb, z których pierwsze trzy to położenia osi A1, A2 i A3 silników manipulatora względem ich położeń bazowych, a następne trzy to wartości sił FA1, FA2 i FA3, jakie operator ma wywierać na osie silników lub silniki będą wywierać na operatora w trakcie realizacji ruchu do danego punktu trajektorii.

Aplikacja Renus.exe korzysta z bazy danych trajektorii zawierającej następujące informacje: nazwę trajektorii, datę wprowadzenia trajektorii do bazy danych i datę wykonania jej ostatniej modyfikacji, liczbę punktów z których składa się dana trajektoria, typ robota rehabilitacyjnego, na którym można realizować daną trajektorię, nazwę pliku z definicją trajektorii.

Takie „dwustopniowe” przechowywanie informacji o trajektoriach (baza danych + pliki tekstowe) jest spowodowane ograniczeniami samej bazy. W skrajnym przypadku trajektoria może składać się z 600 punktów, a zatem do jej opisania potrzeba 6·600 = 3600 liczb. Pojedyncza tabela bazy danych w formacie Access może zawierać ok. 250 pól (kolumn), zatem do zapamiętania całej trajektorii, złożonej z 600 punktów, trzeba byłoby zdefiniować bazę zawierającą co najmniej 15 tabel. Obsługa takiej bazy z poziomu aplikacji Renus.exe byłaby możliwa, ale bardzo nieefektywna. Baza danych trajektorii zawiera pojedynczą tabelę RenusTabelaDanychTrajektorii z ośmioma polami, z których tylko dwa wypełnia operator robota, a pozostałe pięć automatycznie uzupełnia aplikacja Renus.exe. Pola wypełniane przez operatora to:

4.3.1. Baza danych pacjentów

Bazę danych pacjentów można stosować do gromadzenia informacji o osobach rehabilitowanych za pomocą robotów Renus lub na jej podstawie utworzyć inną bazę w formacie wygodnym dla ośrodka korzystającego z tych robotów.

W obecnej wersji oprogramowania baza ta ma charakter przykładowy i nie jest powiązana z czynnościami wykonywanymi przy pomocy robotów Renus. Zawiera ona pojedynczą tabelę RenusTabelaDanychPacjentow, w której przechowywane są informacje o pacjencie – imię, nazwisko, datę urodzenia, płeć, pesel, adres zamieszkania, wyksztalcenie, telefony kontaktowe, inne informacje osobowe, daty: zdiagnozowania schorzenia i rozpoczęcia rehabilitacji, opis schorzenia.

Obsługę bazy danych pacjentów można wykonywać w dwóch trybach pracy: – w trybie przeglądania zawartości bazy (rys. 9), gdzie możliwe jest usuwanie rekordów (usuwanie pacjenta z bazy), – w trybie wprowadzania i edycji rekordu (rys. 10), a więc wprowadzania do bazy nowego pacjenta lub modyfikacji informacji o pacjencie już wspisanym do bazy.

W zależności od wybranego trybu pracy część przycisków funkcyjnych okienka dialogowego pozostaje aktywna (czarna czcionka komentarzy) lub zablokowana (ciemnoszara czcionka komentarzy). Przejście z trybu przeglądania do trybu edycji następuje po wybraniu przycisku „Wprowadzanie nowego pacjenta” lub „Edycja informacji o pacjencie”, przejście w odwrotnym kierunku – po wybraniu przycisku „Zapis zmian do bazy” lub „Anuluj zapis zmian do bazy”.

4.3.2. Baza danych trajektorii

Aby było możliwe wykorzystanie robota Renus do prowadzenia ćwiczeń rehabilitacyjnych oprogramowanie musi

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

107

NAUKA

Nazwa trajektorii – pole przeznaczone do przechowywania nazwy trajektorii, m.in. na jej podstawie aplikacja Renus.exe automatycznie generuje nazwę pliku tekstowego ze współrzędnymi punktów trajektorii.

Opis trajektorii – pole przeznaczone do przechowywania krótkiego opisu trajektorii.

Wartości kolejnych dwóch pól aplikacja Renus.exe uzupełnia na podstawie odczytów ze sterownika Mitsubishi Q02HCPU po zakończeniu nauki robota: Typ robota rehabilitacyjnego: pole zawierające informację o typie robota rehabilitacyjnego. Typ odczytany z rejestru D100 sterownika. Wartość wpisana do tego pola służy do późniejszej weryfikacji robota, na którym ma być zealizowana trajektoria. Ma to zapobiec próbie realizacji trajektorii na robocie innego typu niż ten, na którym zdefiniowano trajektorię.

Liczba punktow trajektorii: pole, którego zawartość określa liczbę punktów trajektorii. Wartość tę aplikacja odczytuje z rejestru D111 sterownika i służy ona do późniejszej weryfikacji informacji zawartej w pliku z definicją trajektorii (liczba wierszy w pliku musi się zgadzać z liczbą punktów trajektorii).

Ostatnie pole bazy wypełniane przez aplikację Renus.exe zawiera nazwę pliku tekstowego ze wspólrzędnymi kolejnych punktów trajektorii: Nazwa pliku z punktami trajektorii pole, w którym pamiętana jest nazwa pliku tekstowego z definicją trajektorii.

Nazwę folderu z tym plikiem określa wartość przypisana do zmiennej „FolderDefinicjeTrajektorii” w pliku konfiguracyjnym aplikacji. Nazwę pliku z definicją trajektorii aplikacja generuje na podstawie daty wprowadzenia trajektorii do bazy danych oraz zawartości pola „Nazwa trajektorii”. Jest to wykonywane w następujący sposób: Pierwsze 21 znaków składających się na nazwę pliku stanowi ciąg znakowy uporządkowany według następującego schematu: yyyy-mm-dd_hh-mi-ss__ gdzie: yyyy – to cztery cyfry dziesiętne określające rok, mm – to dwie cyfry dziesiętne określające miesiąc, dd – to dwie cyfry dziesiętne określające dzień, hh – to dwie cyfry dziesiętne określające godzinę, mi – to dwie cyfry dziesiętne określające minutę, ss – to dwie cyfry dziesiętne określające sekundę Ciąg ten określa datę wprowadzenia trajektorii do bazy danych i jest zakończony dwoma znakami „_” (ang. underscore). Kolejne znaki składające się na nazwę pliku są dopisywane do tej nazwy na podstawie zawartości pola bazy „Nazwa trajektorii”, przy czym wszystkie znaki \:/*?<>|, które nie mogą występować w nazwie pliku są zastępowane znakami znakami „_”. Rozszerzenie nazwy pliku z definicją trajektorii jest stałe i ma postać .TRA.

4.3.3. Plik tekstowy do zapisu definicji trajektorii

Definicja trajektorii jest zapisywana w pliku tekstowym.

Każdy wiersz pliku zawiera informację o jednym punkcie trajektorii i składa się z sześciu grup cyfr hexadecymalnych, po cztery cyfry w grupie tworząc 24-znakowy ciąg.

Kolejne grupy cyfr zawierają informacje o położeniach A1,

108

A2 i A3 względem pozycji bazowych osi silników manipulatora i wartościach sił FA1, FA2 i FA3 wywieranych przez operatora na osie silników lub na operatora przez osie silników podczas realizacji ruchu do danego punktu. Liczba wierszy w pliku odpowiada liczbie punktów trajektorii zapisanych w polu „Liczba punktow trajektorii” bazy danych (jest to jedno z kryterium weryfikacji poprawności danych). Przykład zapisu definiującego 5-punktową trajektorię ruchu ma postać: 000011621004000000000000 0083101E0FF60083001E00F6 020A0D300E91000A00300091 04230A190BA40023001900A4 06410B650B00004100650000 Aplikacja odczytuje trajektorię robota z rejestrów D1000−D2799 (wartości położeń) i D2800−D3599 (wartości sił) sterownika Mitsubishi Q02HCPU po zakończeniu nauki robota.

4.3.4. Obsługa bazy danych trajektorii z poziomu aplikacji Renus.exe

W zakresie obsługi bazy danych trajektorii (rys. 11 i 12) aplikacja umożliwia przeglądanie informacji zawartych w bazie danych trajektorii wraz z graficzną prezentacją całej trajektorii w postaci sześciu wykresów położeń A1, A2 i A3 oraz sił FA1, FA2 i FA3 w funkcji czasu, wprowadzanie do bazy nowej trajektorii, edycja lub usunięnie z bazy trajektorii uprzednio zdefiniowanej oraz wybór trajektorii do realizacji podczas rehabilitacji czynnej lub biernej.

Obsługę bazy danych trajektorii można realizować na dwa sposoby: – w trybie przeglądania zawartości bazy (rys. 11), gdzie można też usuwać rekordy opisujące trajektorie, – w trybie wprowadzania i edycji rekordu (rys. 12) opisującego trajektorię. W tym trybie obsługi można wykonać także funkcję „nauki robota”.

W zależności od wybranego trybu pracy część przycisków funkcyjnych okienka dialogowego pozostaje aktywna (czarna czcionka komentarzy) lub zablokowana (ciemnoszara czcionka komentarzy). Przejście z trybu przeglądania do trybu edycji następuje po wybraniu przycisku „Definiowanie nowej trajektorii” lub „Edycja trajektori”, przejście w odwrotnym kierunku – po wybraniu przycisku „Zapis zmian do bazy” lub „Anuluj zapis zmian do bazy”.

W trybie przeglądania zawartości bazy informacja zawarta w każdym odczytanym rekordzie jest dodatkowo weryfikowana. Sprawdzany jest typ robota, obecność pliku tekstowego z zapisem trajektorii i jego format. Aplikacja porównuje także liczbę wierszy w pliku z informacją znajdującą się w polu „Liczba punktow trajektorii” rekordu bazy, a następnie weryfikuje, czy współrzędne wszystkich punktów trajektori A1, A2 i A3 oraz wartości sił FA1, FA2 i FA3 mieszczą się w dopuszczalnych przedziałach określonych przez wartości przypisane do odpowiednich zmiennych w pliku konfiguracyjnym aplikacji. Pierwszy wykryty błąd dyskwalifikuje trajektorię, powodując wyświetlenie stosownego komunikatu i przerwanie dalszej weryfikacji. W trybie przeglądania bazy ważną rolę pełnią dwa najniższe przyciski okna dialogowego opisane komentarzami WYJŚCIE. Oprócz funkcji związanej

Rys. 11. Okno dialogowe obsługi bazy danych trajektorii w trybie przeglądania bazy Fig. 11. Dialog box of trajectory database maintenance in the review mode

Rys. 12. Okno dialogowe obsługi bazy danych trajektorii w trybie wprowadzania lub modyfikacji rekordu Fig. 12. Dialog box of trajectory database maintenance in the input mode or modify the records

z zamknięciem okna dialogowego powodują one potwierdzenie lub anulowanie wyboru trajektorii zdefiniowanej w aktualnym rekordzie bazy do realizacji podczas przeprowadzania rehabilitacji aktywnej lub biernej. Wyjście z potwierdzeniem wyboru możliwe jest tylko dla trajektorii, która pomyślnie przeszła test weryfikacji.

W wariancie 2 nauki, dostępnym dla robota Renus-2, operator definiuje tylko pierwszą połowę trajektorii, może więc zdefiniować maksymalnie 300 punktów. Druga część trajektorii jest generowana automatycznie przez oprogramowanie sterownika jako powrót po tej samej drodze.

W wariancie 3 nauki, dostępnym tylko dla robota Renus2, operator definiuje całą trajektorię realizowaną podczas rehabilitacji, od punktu początkowego do punktu końcowego, czyli może zdefiniować maksymalnie 600 punktów. Po zakończeniu nauki, zapamiętane położenia wału silnika powodującego skręcanie stopy pacjenta są „odwracane” względem jego położenia bazowego, skręcenie w lewą stronę będzie teraz skręceniem w prawą stronę i vice-versa.

Tylko robot Renus-2 do rehabilitacji kończyny dolnej, umożliwia obsługę wszystkich trzech wariantów nauki. Wynika to ze specyfiki ćwiczeń osób po udarach, kiedy upośledzeniu najczęściej ulega tylko jedna połowa ciała. W takim przypadku trajektorię do ćwiczeń można zaprogramować za pomocą zdrowej kończyny pacjenta i zapamiętać ją jako lustrzane odbicie dla rehabilitacji kończyny upośledzonej.

Przeglądanie i edycję części informacji zawartej w bazie danych trajektorii można wykonywać bez udziału robota rehabilitacyjnego, dlatego przy otwieraniu okna dialogowego do obsługi tej bazy nie są wykonywane żadne czynności diagnostyczne związane ze sprawdzeniem kanału transmisji między komputerem PC a sterownikiem robota. Jeśli jednak operator zamierza przeprowadzić naukę robota, to muszą być spełnione dwa warunki: – komputer PC i sterownik robota powinny być sprzężone sprawnym kanałem komunikacyjnym umożliwiającym przesyłanie komend, odczyt rejestrów stanu robota oraz transmisję trajektorii z robota, – wybrany wariant nauki możliwy jest do realizacji przy pomocy danego robota (robota Renus-1 można „uczyć” tylko w wariancie I).

Warunki te są sprawdzane bezpośrednio po wyświetleniu okna dialogowego do nauki robota. W trakcie wykonywania tych czynności, a także podczas bezpośredniego rejestrowa-

5. Nauka robota W obecnej wersji oprogramowania robotów Renus nauka jest jedynym sposobem definiowania trajektorii ruchu maniputatora. Polega ona na manualnym przemieszczaniu manipulatora w przestrzeni i zapisywaniu w pamięci sterownika co 1 sekundę jego pozycji. Pozycję manipulatora w każdym punkcie wyznaczają położenia A1, A2 i A3 osi trzech silników robota odniesione do ich pozycji bazowych oraz wartości trzech sił FA1, FA2, FA3 wywieranych przez operatora na osie tych silników podczas definiowania trajektorii.

Aplikacja Renus.exe umożliwia definiowanie nowej trajektorii lub edycję trajektorii już zdefiniowanej. Edycja trajektorii może jednak dotyczyć tylko jej nazwy i opisu, ale nie przebiegu. Obecnie edycja samego przebiegu nie jest możliwa, gdyż nie ma możliwości „przejęcia” współrzędnych części punktów z poprzedniej wersji. Edycja przebiegu może polegać tylko na jego ponownym zdefiniowaniu od początku do końca. Należy jednak zaznaczyć, że w przebieg trajektorii można ingerować, ale tylko poprzez ręcznie wprowadzanie poprawek do bazy danych trajektorii i edycję pliku tekstowego z jej zapisem, co nie jest, naturalnie, zalecane.

Funkcję nauki robota można uruchamiać w trybie wprowadzania nowego rekordu (nowej trajektorii) lub modyfikacji istniejącego rekordu bazy danych (rys. 13 i 14). w jednym z trzech wariantów: Wariant 1 nauki jest stosowany w przypadku obu robotów Renus-1 i Renus-2. Trajektoria zdefiniowana w tym wariancie nie podlega dodatkowym modyfikacjom wprowadzanym przez oprogramowanie sterownika Mitsubishi Q02HCPU. Trajektoria może składać się maksymalnie z 600 punktów.

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

109

NAUKA

Rys. 13. Okno dialogowe nauki robota wyświetlane podczas przerwy w rejestacji trajektorii Fig. 13. The dialog box of robot learning that is shown during the break of trajectory registration

Rys. 14. Okno dialogowe nauki robota wyświetlane podczas rejestacji trajektorii

nia trajektorii, aplikacja Renus.exe monitoruje kanał transmisyjny oraz sprawdza kody błędów odczytane z rejestrów stanu robota. Każdy błąd jest błędem krytycznym, powodującym wyświetlenie komunikatu z opisem błędu i zakończenie nauki. Przed rozpoczęciem nauki i po jej zakończeniu manipulator robota jest bazowany, tzn. osie każdego z trzech silników napędzających manipulator są doprowadzane do ich pozycji bazowych.

Okna dialogowe nauki robota zawierają informacje o typie robota rehabilitacyjnego, liczbie zdefiniowanych punktów trajektorii, stanie nożnych przycisków sprzętowych podłączonych do sterownika, a także aktualne wartości położeń (kąty A1, A2, A3) osi trzech silników manipulatora robota, i aktualne wartości sił (FA1, FA2 i FA3), z jakimi operator oddziaływuje na osie każdego z tych silników. Stan przycisków, wartości położeń i sił są co 0,1 s odczytywane z rejestrów stanu sterownika robota i uaktualniane na ekranie.

Dodatkowo w sześciu okienkach aplikacja wyświetla przebiegi położeń A1, A2, A3 i sił FA1, FA2 i FA3 w funkcji czasu w taki sposób, że kolejny pixel wykresu odpowiada kolejnemu odczytowi położenia lub siły. W przypadku, gdy liczba punktów odczytu przekracza szerokość okienka (w pixelach), wykresy są przesuwane o jeden pixel w lewo zwalniając miejsce na kolejny odczyt. Wykresy te są jednak uaktualniane tylko podczas bezpośredniej rejestracji trajektorii.

Aby rozpocząć rejestrację trajektorii operator powinien wcisnąć czarny, sprzętowy przycisk nożny, powodując zwolnienie hamulców i zmianę tła na żółte większości okienek pola dialogowego nauki robota (patrz fot. 13 i 14), a następnie przemieszczać manipulator w przestrzeni. Wykresy zmian położenia osi silników i sił wywieranych na nie przez operatora pełnią tutaj ważną rolę. Operator powinien tak przemieszczać manipulator, aby: – żaden z wykresów położenia A1, A2, A3 nie przeciął niebieskich linii wyznaczających maksymalne dopuszczalne wychylenie osi danego silnika względem jego położenia bazowego przy przemieszczaniu tej osi w kierunku dodatnim (górna linia) i w kierunku ujemnym (dolna linia),

– żaden z wykresów siły FA1, FA2 i FA3 nie przeciął niebieskich linii wyznaczających maksymalną dopuszczalną siłę, z jaką operator może oddziaływać na oś danego silnika przy jej przemieszczaniu w kierunku dodatnim (górna linia) i w kierunku ujemnym (dolna linia).

Ograniczenia te są ustalane na podstawie wartości przyporządkowanych odpowiednim zmiennym w pliku konfiguracyjnym aplikacji. Przekroczenie tylko jednego z ograniczeń spowoduje, że po zakończeniu nauki trajektoria nie zostanie zweryfikowana, a więc aplikacja Renus.exe zablokuje możliwość jej zapamiętania.

Wstrzymanie rejestracji trajektorii można wykonać w dowolnym momencie dwoma sposobami: – przy wciśniętym czarnym sprzętowym przycisku nożnym czyli przy zwolnionych hamulcach robota – trajektoria nie jest rejestrowana, jeśli między kolejnymi odczytami położenie żadnej z trzech osi silników robota nie uległo zmianie. Informacja na ekranie monitora pozostaje wtedy „zamrożona”. W przypadku robota Renus-1 manipulator może samoistnie przemieścić się w dół pod wpływem grawitacji, a więc nastąpi zmiana położenia osi co najmniej jednego z silników.

– zwolniając czarny sprzętowy przycisk nożny czyli zaciskając hamulce robota. W takim przypadku na ekranie monitora nastąpi zmiana tła wszystkich okienek z zółtego na białe. W tym przypadku operator może zakończyć naukę robota.

W drugim przypadku wznowienie rejestracji nastąpi po powtórnym wciśnięciu czarnego, sprzętowego przycisku nożnego. Przy zwolnionym przycisku aplikacja Renus.exe odblokowuje suwak umieszczony w dolnej części okna dialogowego, który umożliwia przewijanie wszystkich wykresów, o ile liczba zapamiętanych pomiarów przekracza szerokość okienek.

Rejestracja położeń i sił w wewnętrznych tablicach programu Renus.exe ma jednak na celu tylko ich prezentację w postaci wykresów i nie jest bezpośrednio związana z zapamiętywaniem trajektorii. Kolejne punkty trajektorii

110

Fig. 14. The dialog box of robot learning that is shown during the trajectory registration

Rys. 15. Rehabilitacja aktywna: oczekiwanie na zainicjowanie wykonania ćwiczenia Fig. 15. Active rehabilitation: waiting for the beginning of the exercise

są rejestrowane co 1 sekundę przez aplikację sterownika w jego pamięci masowej, a do komputera PC automatycznie są przesyłane dopiero po zakończeniu nauki.

Aby zakończyć naukę operator powinien zwolnić czarny sprzętowy przycisk nożny, powodując zaciśnięcie hamulców, a następnie w polu dialogowym aplikacji Renus.exe do nauki robota wybrać jedną z opcji: Anulowanie zmian: zakończenie nauki bez wprowadzania jakichkolwiek zmian, Potwierdzenie zmian: zakończenie nauki, przesłanie trajektorii ze sterownika do komputera PC, jej weryfikacja, a po potwierdzeniu poprawniości – zapamiętanie w bazie danych i pliku tekstowym.

W obu przypadkach aplikacja Renus.exe doprowadzi manipulator robota do pozycji bazowej, a następnie przywróci okno dialogowe do obsługi bazy danych trajektorii.

6. Rehabilitacja za pomocą robotów Renus Roboty Renus umożliwiają prowadzenie dwóch rodzajów rehabilitacji: – Rehabilitację aktywną polegającą na jednokrotnym lub wielokrotnym odtwarzaniu przez pacjenta wybranej trajektorii ruchu. Podczas wykonywania tej czynności to pacjent przemieszcza manipulator robota w przestrzeni wzdłuż wybranej trajektorii.

– Rehabilitację bierną polegającą na jednokrotnym lub wielokrotnym odtwarzaniu przez manipulator robota wybranej trajektorii ruchu. Podczas wykonywania tej czynności to robot przemieszcza kończynę pacjenta w przestrzeni wzdłuż wybranej trajektorii.

Wykonywanie obu rodzajów rehabilitacji jest więc możliwe dopiero po wybraniu i zweryfikowaniu trajektorii ruchu przy pomocy okna dialogowego do obsługi bazy danych trajektorii.

Manipulator robota ma wyróżnione położenie nazywane połozeniem bazowym. Jest to położenie, dla którego poło-

żenia osi A1, A2, A3 wszytkich trzech silników robota mają wartości 0. Położenie bazowe manipulatora jest niezależne od wybranej trajektorii ruchu i można je zmienić podczas serwisowej obsługi serwonapędów. Wykonywanie ćwiczenia rozpoczyna się zawsze od położenia bazowego, a po zakończeniu ćwiczenia manipulator jest także automatycznie przemieszczany do tego położenia.

Rehabilitację czynną i bierną można wykonywać w trzech trybach odtwarzania trajektorii: – Jednokrotne odtworzenie wybranej trajektorii: Punktem startowym jest położenie bazowe, od którego pacjent przemieszcza manipulator (rehabilitacja aktywna) lub robot przemieszcza kończynę pacjenta (rehabilitacja bierna) przez kolejne punkty trajektorii aż do ostatniego zdefiniowanego punktu. Po osiągnięciu tego punktu manipulator jest automatycznie przemieszczany do położenia bazowego.

– Wielokrotne odtwarzanie wybranej trajektorii z bazowaniem końcowym: Punktem startowym jest położenie bazowe, od którego pacjent przemieszcza manipulator (rehabilitacja aktywna) lub robot przemieszcza kończynę pacjenta (rehabilitacja bierna) przez kolejne punkty trajektorii aż do ostatniego zdefiniowanego punktu. Po osiągnięciu tego punktu w obu przypadkach manipulator jest automatycznie przemieszczany do położenia bazowego, a następnie cały cykl zostaje powtórzony.

– Wielokrotne odtwarzanie wybranej trajektorii bez bazowania końcowego: Punktem startowym jest położenie bazowe, od którego pacjent przemieszcza manipulator (rehabilitacja aktywna) lub robot przemieszcza kończynę pacjenta (rehabilitacja bierna) przez kolejne punkty trajektorii aż do ostatniego zdefiniowanego punktu. Po jego osiągnięciu manipulator nie przemieszcza się automatycznie do położenia bazowego, jak w punkcie 2, ale pozwala zrealizować ruch (rehabilitacja aktywna) albo sam wymusza ruch kończyny pacjenta (rehabilitacja bierna) do pierwszego punktu trajektorii, następnie cały cykl zostaje powtórzony.

Wyboru trybu odtwarzania trajektorii można dokonać zarówno przed rozpoczęciem wykonywania ćwiczenia, jak też w dowolnym momencie jego realizacji, korzystając z okna dialogowego obsługi danego rodzaju rehabilitacji. W każdym z trzech opisanych przypadków operator stanowiska może ręcznie przerwać wykonywanie ćwiczenia.

Aby było możliwe wykonywanie rehabilitacji aktywnej/ biernej muszą być spełnione dwa warunki: – komputer PC i sterownik robota powinny być sprzężone sprawnym kanałem komunikacyjnym umożliwiającym transmisję trajektorii do robota, odczyt jego rejestrów stanu oraz przesyłanie komend, – wybrana trajektoria ruchu jest dedykowana dla aktualnie obsługiwanego typu robota i została poprawnie przesłana z komputera PC do pamięci sterownika.

Warunki te są sprawdzane bezpośrednio po wyświetleniu okna dialogowego rehabilitacji aktywnej/biernej. W trakcie weryfikacji i transmisji trajektorii, doprowadzania manipulatora do pozycji bazowej i podczas realizacji ćwiczenia rehabilitacyjnego aplikacja Renus.exe monitoruje kanał transmisyjny oraz sprawdza kody błędów odczytane z rejePomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

111

NAUKA

Rys. 16. Rehabilitacja aktywna: komunikat o gotowości urządzenia do obsługi wykonywania ćwiczenia Fig. 16. Active rehabilitation: message readiness for the maitenance of exercise

Rys. 17. Rehabilitacja aktywna: okno dialogowe podczas odtwarzania trajektorii ruchu Fig. 17. Active rehabilitation: the dialog box while playing trajectory

strów stanu robota. Każdy błąd jest błędem krytycznym, powodującym wyświetlenie komentarza z jego opisem i zakończenie realizacji ćwiczenia.

Wykonanie obu rodzajów rehabilitacji jest inicjowane przyciskiem „Wykonywanie ćwiczenia” w oknie dialogowym do obsługi rehabilitacji aktywnej (rys. 15) i biernej (rys. 20). W tym momencie zmienia się tło niektórych okienek z szarego na białe (rys. 16 i rys. 21) oraz opis przycisku na „Zakończenie ćwiczenia”. Ze względów bezpieczeństwa hamulce robota pozostają zawsze zaciśnięte, jeśli zwolniony jest czarny, „sprzętowy” przycisk nożny dołączony do sterownika robota. Wciśnięcie przycisku, a więc odblokowanie hamulców jest sygnalizowane kolejną zmianą tła części okienek – tym razem na żółte (rys. 17 i rys. 22). Odtwarzanie trajektorii nie musi odbywać się aż do ostatniego punktu, ponieważ ruch manipulatora można w każdej chwili zatrzymać, zwalniając czarny przycisk, wznowienie ćwiczenia nastąpi po jego kolejnym wciśnięciu. W przypadku jednokrotnego odtwarzania trajektorii lub jej wielokrotnego odtwarzania z bazowaniem końcowym po osiągnięciu ostatniego punktu manipulator robota jest automatycznie przemieszczany do pozycji bazowej. W przypadku wielokrotnego odtwarzania trajektorii bez bazowania końcowego – aby umożliwić ręczne przemieszczenie manipulatora do jej pierwszego punktu należy zwolnić, a następnie powtórnie wcisnąć przycisk nożny, o czym informują stosowne komunikaty.

Dlatego okno dialogowe do obsługi rehabilitacji aktywnej uzupełniono o dodatkowe informacje graficzne, które w większej skali pokazano na rys. 18 i 19.

Dla zachowania przejrzystości opis został ograniczony do skrajnego lewego okienka (rys. 18). W górnej i dolnej części tego okienka wykreślono dwie niebieskie poziome linie odpowiadające: – maksymalnej dopuszczalnej wartości położenia osi silnika nr 1 manipulatora przy jego przemieszczaniu w kierunku dodatnim (górna linia), – maksymalnej dopuszczalnej wartości położenia osi silnika nr 1 manipulatora robota przy jego przemieszczaniu w kierunku ujemnym (dolna linia).

Obok każdej z tych linii są komentarze A1max =... i A1min=...

Określają one wartości liczbowe dopuszczalnych skrajnych położeń osi silnika nr 1, ustalane niezależnie dla manipulatora Renus-1 i Renus-2 w pliku konfiguracyjnym aplikacji.

Między niebieskimi liniami znajduje się pozioma czerwona linia, odpowiadająca położeniu bazowemu tej osi. W okienku są trzy prostokąty: – Prostokąt jasnoczerwony przedstawia aktualne położenie osi silnika nr 1 względem jego pozycji bazowej, przy czym dolna krawędź prostokąta pokrywa się z niebieską linią odpowiadającą wartości A1min, górna krawędź prostokąta odpowiada aktualnemu położeniu tej osi w skali od A1min do A1max.

– Zmiana położenia osi silnika nr 1 manipulatora względem jego pozycji bazowej powoduje zmianę wysokości jasnoczerwonego prostokąta.

– Prostokąt zielony odpowiada położeniu osi silnika nr 1 manipulatora względem jego pozycji bazowej dla najbliższego punktu trajektorii (punkt i), do którego ma zostać doprowadzony robot, przy czym położenie dolnej krawędzi prostokąta wyznaczono jako różnicę położenia osi silnika dla tego punktu trajektorii minus dopuszczalna tolerancja doprowadzenia osi tego silnika do wymaganej pozycji, a położenie górnej krawędzi prostokąta wyznaczono jako sumę położenia osi silnika dla tego punktu

6.1. Rehabilitacja aktywna

Zadaniem pacjenta podczas wykonywania ćwiczenia jest przemieszczanie manipulatora między kolejnymi punktami trajektorii. Należy mu zatem przekazać informację o aktualnym położeniu manipulatora i o położeniach punktów docelowych. W oknie dialogowym (rys. 15, 16 i 17) informacja ta jest wyświetlana w polach opisanych komentarzami: „Aktualnie i docelowe położenia osi”, „Aktualne i docelowe wartości sił”. Taki sposób prezentacji, choć dobry do celów testowych, jest niewygodny dla pacjenta.

112

Rys. 18. Fragment okna dialogowego do obsługi rehabilitacji aktywnej z okienkami do prezentacji aktualnych położeń osi silników nr 1, 2 i 3 manipulatora oraz ich położeń docelowych dla dwóch kolejnych punktów trajektorii Fig. 18. Details of the dialog box for maitenance of the active rehabilitation with windows to present current motor axis positions 1, 2 and 3, and the target positions for two consecutive points of the trajectory

Rys. 19. Fragment okna dialogowego do obsługi rehabilitacji aktywnej do prezentacji pozycji osi silników nr 1 i 2 dla dwóch kolejnych punktów trajektorii Fig. 19. Details of dialog box for maitenance the active rehabilitation to the presentation of positions of motor axes 1 and 2 for two consecutive trajectory points

trajektorii plus dopuszczalna tolerancja doprowadzenia osi tego silnika do wymaganej pozycji.

– Prostokąt fioletowy odpowiada położeniu osi silnika nr 1 manipulatora dla kolejnego punktu trajektorii (punkt i+1).

Zadaniem pacjenta jest takie przemieszczanie manipulatora robota, aby górna krawędź czerwonego prostokąta znalazła się wewnątrz obszaru ograniczonego dolną i górna krawędzią zielonego prostokąta. Jeśli warunek ten zostanie spełniony dla położeń osi wszystkich silników, to aplikacja uznaje, że robota doprowadzono do kolejnego punktu trajektorii, więc uaktualnia dane prezentowane w postaci zielonego i fioletowego prostokąta. Pacjent może także śledzić zmiany położeń osi silników nr 1 i 2 za pomocą informacji pokazanej w innej postaci (rys. 19).

Aplikacja wyświetla aktualne położenie osi silników nr 1 i 2 manipulatora robota oraz położenia dwóch najbliższych punktów trajektorii (w przypadku robota Renus-1 odpowiada to przemieszczaniu manipulatora w płaszczyźnie poziomej). Oprócz stałych elementów oznaczonych niebieskim i czerwonym kolorem, okienko zawiera trzy elementy o zmiennym położeniu: Krzyż utworzony przez dwa brązowe odcinki. Środek krzyża odpowiada aktualnemu położeniu osi silników nr 1 i 2 manipulatora względem ich pozycji bazowych, a długości ramion (lewe, prawe, górne, dolne) odpowiadają dopuszczalnej tolerancji doprowadzenia osi silnika nr 1 i osi silnika nr 2 do wymaganej pozycji.

Prostokąt zielony: – jego środek odpowiada położeniu osi silników nr 1 i 2 względem ich położeń bazowych dla najbliższego punktu trajektorii (punkt i) do którego ma zostać doprowadzony manipulator, – długość poziomego boku prostokąta odpowiada podwojonej, dopuszczalnej tolerancji doprowadzenia osi silnika nr 1 do wymaganej pozycji, – długość pionowego boku prostokąta odpowiada podwojonej, dopuszczalnej tolerancji doprowadzenia osi silnika nr 2 do wymaganej pozycji.

Prostokąt fioletowy odpowiada położeniu osi silników nr 1 i 2 dla kolejnego punktu trajektorii (punkt i+1).

Zadaniem pacjenta jest takie przemieszczanie manipulatora robota, aby środek brązowego krzyża znalazł się wewnątrz zielonego prostokąta. Praktycznie podczas wykonywania ćwiczenia pacjent powinien obserwować okienko (rys. 19) oraz wykres słupkowy dotyczący położenia osi silnika nr 3.

W praktyce dokładne doprowadzenie manipulatora do określonego punktu w przestrzeni jest trudne, szczególnie dla osoby z upośledzoną kończyną. Dlatego podczas wykonywania ćwiczenia zadaniem pacjenta nie jest dokładne przemieszczenie manipulatora do danego punktu trajektorii, ale doprowadzenie go w sąsiedztwo tego punktu. O tym, jak blisko punktu powinien być doprowadzony manipulator, aby potwierdzić wykonanie próby decydują wartości tolerancji dojścia do punktu, ustawiane indywidualnie dla każdego silnika. Zmiana tolerancji, wykonywana przy pomocy dodatkowego okna dialogowego aplikacji Renus. exe, powoduje zmianę wymiarów zielonych i fioletowych prostokątów (rys. 15−19).

Obecnie jedynym kryterium oceny postępów pacjenta jest pomiar czasu przemieszczenia manipulatora wzdłuż całej trajektorii i porówniania go z czasami poprzednich prób.

Wartość ta nie jest zapisywana w bazie danych.

6.2. Rehabilitacja bierna

Rehabilitacja bierna wspomagana robotem Renus jest mniej stresująca dla pacjenta, ponieważ nie wiąże się z koniecznością śledzenia licznych komunikatów i wykresów wyświetlanych na ekranie komputera PC. Jedynym zadaniem pacjenta jest biernie poddawanie jego kończyny przemieszczeniu wymuszonemu przez manipulator, a w dalszej fazie ćwiczeń – przeciwstawianie się temu wymuszeniu. Widoki okien dialogowych aplikacji Renus.exe w różnych fazach realizacji tej rehabilitacji pokazano na rys. 20, 21 i 22.

W centralnej części okien dialogowych znajduje się sześć pól, w których prezentowane są wykresy zmian położeń A1, Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

113

NAUKA

A2 i A3 osi trzech silników robota (turkusowe linie) oraz wykresy zmian sił FA1, FA2 i FA3 oddziaływania osi silników na operatora w funkcji czasu dla całej realizowanej trajektori ruchu. Aktualne przebiegi zmian tych położeń i sił przedstawiają wykresy wyświetlane jako cienkie czarne linie (rys. 22).

7. Wnioski

Rys. 20. Rehabilitacja bierna: Oczekiwanie na zainicjowanie wykonania ćwiczenia Fig. 20. Passive rehabilitation: Waiting for the beginning of exercise

Rys. 21. Rehabilitacja bierna: Komunikat o gotowości urządzenia do obsługi wykonywania ćwiczenia Fig. 21. Passive rehabilitation: Message readiness for the maitenance of exercise

Rys. 22. Rehabilitacja bierna: Okno dialogowe podczas odtwarzania trajektorii ruchu Fig. 22 Passive rehabilitation: The dialog box while playing trajectory

114

Roboty rehabilitacyjne stają się coraz bardziej znaczącymi urządzeniami w usprawnianiu pacjentów po udarach mózgu i ze schorzeniami ortopedycznymi. Systematyczna i odpowiednio prowadzona rehabilitacja ruchowa jest skutecznym sposobem poprawy sprawności ruchowej pacjentów dotkniętych tymi schorzeniami. Rehabilitacja ta wymaga od pacjenta mozolnej pracy polegającej na wielokrotnym powtarzania zadanych przez fizjotrapeutę ćwiczeń z użyciem odpowiedniego sprzętu medycznego. W wielu przypadkach takie ćwiczenia są wykonywane z bezpośrednim udziałem fizjoterapeuty i często przy znacznym wysiłku fizycznym z jego strony. Szybkie tempo życia i stres powodują, że rośnie liczba ludzi doznających udarów mózgu.

Ich powrót do czynnego życia zawodowego i społecznego staje się możliwy w wyniku leczenia oraz prawidłowej rehabilitacji. Stąd też od wielu lat intensywnie poszukuje się nowych, skutecznych i oferowanych po rozsądnych cenach urządzeń, które mogą wspomagać fizjoterapetów w ich pracy z pacjentem. Przeprowadzone badania kliniczne rehabilitacji ruchowej pacjentów z użyciem robotów wspomagających bezspornie wykazały wartość terapeutyczną tych urządzeń i nowych metod rehabilitacji. W wielu przypadkach rehabilitacja z użyciem takich robotów jest bardziej skuteczna niż w przypadku klasycznych metod [5].

Stąd też prace nad powstaniem nowych zrobotyzowanych urządzeń rehabilitacyjnych są obecnie prowadzone w wielu ośrodkach badawczych na świecie i w Polsce. W Przemysłowym Instytucie Automatyki i Pomiarów PIAP prace te rozpoczęto w 2005 r. Koncentrują się one na konstrukcjach mechanicznych, sterowaniu i oprogramowaniu.

Pomysł zastosowania „przemysłowych” elementów sterujących w konstrukcji tak odległej od przemysłu jak robot rehabilitacyjny okazał się trafny. Zastosowanie gotowych elementów firmy Mitsubishi Electric pozwoliło uniknąć większości problemów związanych z opracowaniem i uruchomieniem układu sterowania i jego oprogramowania systemowego. W warunkach PIAP byłoby to oczywiście możliwe, ale wymagałoby dodatkowych środków i nakładu pracy. To, że Instytut dysponuje działającymi modelami urządzeń jest w dużej mierze konsekwencją tej decyzji. Nawet taka z pozoru błaha sprawa jak opracowanie bibliotek do niezawodnej komunikacji jednostka centralna – aplikacja komputera PC wymagają szeregu testów i sprawdzenia, czy w szczególnych warunkach komunikacja ta nie zawodzi i negatywnie nie wpływa na inne funkcje urządzenia. Firma Mitsubishi to wszystko dostarczyła, co więcej świadczy również usługi serwisowe na zastosowane elementy sterowania.

Oba roboty rehabilitacyjne Renus-1 i Renus-2 są obecnie w pełni funkcjonalnymi, działającymi modelami. Były

one wielokrotnie prezentowane osobom ze środowiska medycznego, wzbudzając zainteresowanie, w tym dotyczące terminu rozpoczęcia ich produkcji i ich potencjalnej ceny.

Dalsze prace w PIAP będą koncentrować się na konstrukcji robotów rehabilitacyjnych, ich sterowania i oprogramowania. Roboty te powinny być alternatywą do bardzo drogich urządzeń podobnego typu oferowanych w Polsce przez czołowe firmy europejskie i światowe. Tematyka robotów rehabilitacyjnych stała się na tyle popularna, że autorzy opracowania obu robotów Renus kilkukrotnie w ciągu roku otrzymują prośby o materiały na temat ich budowy i oprogramowania.

Podziękowanie

Publikacja powstała jako wynik projektu RoboReha – Robotics in Rehabilitation, LdV – TOI no. 13310 0530, realizowanego przy wsparciu finansowym Komisji Europejskiej w ramach programu Uczenie się przez całe życie.

Publikacja odzwierciedla jedynie stanowisko autorów.

Komisja Europejska ani Narodowa Agencja nie ponoszą odpowiedzialności za umieszczoną w niej zawartość merytoryczną ani za sposób wykorzystania zawartych w niej informacji.

Hardware and software solutions in the control of rehabilitation robots Renus Abstract: This paper descibes how the control and software solutions in the Renus 1 and Renus 2 robots for support patients after strokes and orthopedic diseases were implemented. Control of both robots was performed on the basis of commercial elements of Mitsubishi Electric used in industrial automation. Their use has allowed to build a fully functional models of the two robots in a relatively short time. The paper presents the structure and control software solutions used in developing software both robots. Describes the user interface human–robot for both the patient and the operator – a physiotherapist. Interface description is illustrated by the prints screens. Both devices Renus have been developed in the Industrial Research Institute for Automation and Measurements.

Keywords: neurological rehabilitation, rehabilitation robot, PLC, a PC application, database, ODBC drivers

Artykuł recenzowany, nadesłany 10.10.2014 r., przyjęty do druku 07.11.2014 r.

mgr inż. Jacek Dunaj

Bibliografia 1.

Dunaj J., Opis działania, konfiguracji i obsługi aplikacji „Renus” do sterowania robotami rehabilitacyjnymi Renus-1 i Renus-2, Materiały Przemysłowego Instytutu Automatyki i Pomiarów PIAP, czerwiec 2014.

2. Dunaj J., Pilat Z., Klimasara W.J., System komunikacji człowiek–robot w urządzeniach rehabilitacyjnych, [w:] Materiały XIII Krajowej Konferencji Robotyki, Kudowa Zdrój, 2014.

3. Klimasara W.J., Roboty w rehabilitacji osób po udarze mózgu, AUTOMATION 2003. Konferencja Naukowo-Techniczna Automatyzacja – Nowości i Perspektywy.

Warszawa, 2–4 kwietnia 2003, Zbiór referatów, 417–424.

4. Klimasara W.J., Raporty i sprawozdania końcowe z realizacji zadań badawczych projektu badawczego zamawianego nr PW-004/ITE/02/2006.

5. Krebs H.I., Palazzolo J.J., Dipietro L., Ferraro M., Krol J., Rannekleiv K., Volpe B.T., Hogan N., Rehabilitation Robotics: Performance-Based Progressive Robot-Assisted Therapy, „Auton. Robots”, 15(1): 7–20, 2003.

6. Laidler P., Rehabilitacja po udarze mózgu. Zasady i strategia, PZWL, Warszawa 2006.

7. Mitsubishi Electric Corporation 2002 – MX Component Programming Manual.

8. Mitsubishi Electric Corporation 2002 – MX Component Operating Manual.

9. Microsoft Visual C++ 6.0 MFC Library Reference, Microsoft Press 1998.

10. Bates J., Tompkins T., Poznaj Visual C++, Wydawnictwo MIKOM, 1999.

11. Petzold Ch., Programowanie Windows, Wydawnictwo RM, Warszawa 1999.

W 1980 r. ukończył studia na Wydziale Elektrycznym Politechniki Warszawskiej, od 1985 r. jest zatrudniony w Przemysłowym Instytucie Automatyki i Pomiarów PIAP. Specjalizuje się w programowaniu mikroprocesorów, kontrolerów, sterowników i robotów przemysłowych, systemów wizyjnych a także komputerów PC (asembler, C/C++) w różnych systemach operacyjnych. Współautor oprogramowania dla kilku urządzeń opracowanych w PIAP, w tym robotów Renus, a także wielu wdrożeń przemysłowych, w szczególności wymagających współpracy ze sobą kilku różnych urządzeń automatyki i wykorzystania oprogramowania biurowego (baz danych, arkuszy kalkulacyjnych). e-mail: jdunaj@piap.pl mgr inż. Wojciech J. Klimasara Absolwent Politechniki Warszawskiej. Studia z wyróżnieniem ukończył na Wydziale Mechaniki Precyzyjnej w 1974 r. Od 1978 r. pracuje w Przemysłowym Instytucie Automatyki i Pomiarów PIAP specjalizując się w problematyce robotów. Kierował i brał udział w wielu krajowych i zagranicznych projektach badawczych. Jest współtwórcą pierwszego polskiego robota interwencyjno-inspekcyjnego Inspector. Tematyka zainteresowań: projektowanie, badania oraz zastosowania robotów i manipulatorów do pracy w warunkach trudnych i niebezpiecznych, interfejsy człowiek–robot, robotyka rehabilitacyjna. Jest autorem oraz współautorem kilkunastu patentów oraz kilkudziesięciu publikacji: referatów i artykułów w czasopismach krajowych i zagranicznych. e-mail: wklimasara@piap.pl

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

115

INDEKS FIRM ZESTAWIENIE REKLAM I MATERIAŁÓW PROMOCYJNYCH

116

AB-MICRO Sp. z o.o.

tel. 22 545 15 18 www.abmicro.pl

82–84, 85

Antaira Technologies Sp. z o.o.

tel. 22 862 88 81 www.antaira.pl

27, 89

Astat Sp. z o.o.

tel. 61 849 80 66 www.astat.com.pl

insert

Astor Sp. z o.o.

tel. 12 428 63 00 www.astor.com.pl

II okł., 38–39

ASKOM Sp. z o.o.

tel. 32 30 18 100 www.askom.com.pl

86–88

AutomatykaOnLine

tel. 46 857 73 72 www.automatykaonline.pl

Automatyka-PomiarySterowanie SA

tel. 85 74 83 400 85 74 83 403 www.aps.pl

B&R Automatyka Przemysłowa Sp. z o.o.

tel. 61 846 05 00 www.br-automation.com

Balluff Sp. z o.o.

tel. 71 787 68 30 www.balluff.pl, www.leuze.pl

Centrum Produkcyjne Pneumatyki „PREMA” Spółka Akcyjna

tel. 41 361 95 24 www.prema.pl

25, 93

Eaton Electric Sp. z o.o.

tel. 58 554 79 00 www.eaton.com, www.moeller.pl

I okł., 36–37

PPUH Eldar

tel. 77 442 04 04 www.eldar.biz

24

Elmark Automatyka Sp. z o.o.

tel. 22 541 84 65 www.elmark.com.pl

21, 42–43

Festo Sp. z o.o.

tel. 22 711 42 71 www.festo.pl

64–65

HARTING Polska Sp. z o.o.

tel. 71 352 81 71 www.HARTING.pl

23

61

15, 54–55

9, 48

7, 50–52

InduProgress Delta Industrial Automation

tel. 22 290 31 78 www.induprogress.pl

JM elektronik Sp. z o.o.

tel. 32 339 69 00 www.jm.pl

Metronic Systems

tel./fax 12 632 32 82 www.metronic.com.pl

Multiprojekt

tel. 12 413 90 58 www.multiprojekt.pl

NaviNet

tel. 71 723 49 35 www.navi-net.pl

11, 23, 62–63

Parker Hannifin Sales Poland Sp. z o.o.

tel. 22 573 24 00 www.parker.com

69

PELTRON TPH Sp. z o.o

tel. 22 615 63 56 fax 22 615 70 78

23

Pro-face Poland

tel. 22 465 66 62 www.proface.pl

33, 44–45

Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP

tel. 22 874 00 00 www.piap.pl

47, 53, 68, 94

Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP Oddział Badawczo-Rozwojowy Urządzeń Sterowania Napędów

tel. 56 623 40 21–25 www.obrusn.pl

6, 70

Radwag Wagi Elektroniczne

tel. 48 384 88 00 www.radwag.pl

IV okł.

SABUR Sp. z o.o.

tel. 22 549 43 53 www.sabur.com.pl

90–91

SCHUNK Intec Sp. z o.o.

tel. 22 726 25 00 www.schunk.com

71, 72–73

Siemens Sp. z o.o.

tel. 22 870 82 00 www.siemens.pl/automatyka

40–41

PPH WObit E.K.J. Ober s.c.

tel. 61 222 74 22 www.wobit.com.pl

31, 92

66–67

49

III okł.

35, 46–47

Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2014

117

REDAKCJA

Rok 18 (2014) nr 12 (214) ISSN 1427-9126, Indeks 339512 Redakcja Al. Jerozolimskie 202, 02-486 Warszawa tel. 22 874 00 66, fax 22 874 02 02 e-mail: redakcja@par.pl www.par.pl Redaktor naczelny dr inż. Jan Jabłkowski Zastępca redaktora naczelnego mgr Seweryn Ścibior, sscibior@par.pl Sekretarz redakcji mgr Urszula Chojnacka Zespół redakcyjny dr inż. Jan Barczyk – robotyka dr inż. Jerzy Borzymiński prof. dr hab inż. Wojciech Grega – automatyka prof. dr hab. inż. Krzysztof Janiszowski dr inż. Małgorzata Kaliczyńska – redaktor merytoryczny/statystyczny mgr Anna Ładan – redaktor językowy prof. nzw. dr hab. inż. Mateusz Turkowski – metrologia mgr inż. Jolanta Górska-Szkaradek mgr inż. Elżbieta Walczak Marketing mgr inż. Jolanta Górska-Szkaradek, jgorska@par.pl tel. 22 874 01 91 Paulina Siódmak, psiodmak@par.pl tel. 22 874 02 02 Skład i redakcja techniczna Ewa Markowska, emarkowska@par.pl EDIT Sp. z o.o.

Wydawca Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP Al. Jerozolimskie 202, 02-486 Warszawa

PRENUMERATA miesięcznika naukowo-technicznego „Pomiary Automatyka Robotyka” Prenumeratę zamówią Państwo u następujących kolporterów: Zakład Kolportażu Wydawnictwa SIGMA-NOT ul. Ku Wiśle, 00-707 Warszawa tel. 22 840 30 86 lub 22 840 35 89 kolportaz@sigma-not.pl www.sigma-not.pl RUCH SA Oddział Krajowej Dystrybucji Prasy ul. Annopol 17a, 03-236 Warszawa infolinia: 801 443 122 prenumerata@ruch.com.pl www.prenumerata.ruch.com.pl KOLPORTER Spółka z o.o. S.K.A. Centralny Dział Prenumeraty ul. Bakaliowa 3, 05-080 Izabelin-Mościska infolinia: 801 404 044 prenumerata.warszawa@kolporter.com.pl GARMOND PRESS SA ul. Nakielska 3, 01-106 Warszawa tel./fax 22 817 20 12 prenumerata.warszawa@garmondpress.pl www.garmondpress.pl

118

Rada programowa dr inż. Mariusz Andrzejczak, Bumar Sp. z o.o. prof. dr hab. inż. Jan Awrejcewicz, Katedra Automatyki, Mechatroniki i Biomechaniki, Politechnika Łódzka dr inż. Janusz Berdowski, Polskie Centrum Badań i Certyfikacji SA prof. dr inż. Milan Dado, University of Žilina (Słowacja) prof. dr hab. inż. Tadeusz Glinka, Instytut Elektrotechniki i Informatyki, Politechnika Śląska dr inż. Stanisław Kaczanowski, prof. PIAP, Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP dr Aleksandra Kolano-Burian, Instytut Metali Nieżelaznych prof. dr hab. inż. Igor P. Kurytnik, Akademia Techniczno-Humanistyczna prof. dr hab. inż. Andrzej Masłowski, Wydział Inżynierii Produkcji, Politechnika Warszawska prof. dr inż. Tadeusz Missala, Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP prof. dr hab. inż. Zdzisław Mrugalski, Instytut Mechanizacji, Budownictwa i Górnictwa Skalnego prof. dr hab. inż. Joanicjusz Nazarko, Wydział Zarządzania, Politechnika Białostocka prof. dr inż. Eugeniusz Ratajczyk, Wydział Zarządzania, Wyższa Szkoła Ekologii i Zarządzania w Warszawie dr hab. inż. Waldemar Skomudek, prof. PO, Wydział Inżynierii Produkcji i Logistyki, Politechnika Opolska dr hab. inż. Roman Szewczyk, prof. PW, Instytut Metrologii i Inżynierii Biomedycznej, Politechnika Warszawska dr hab. inż. Andrzej Szosland, prof. PŁ, Katedra Pojazdów i Podstaw Budowy Maszyn, Politechnika Łódzka prof. dr hab. inż. Eugeniusz Świtoński, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Politechnika Śląska prof. dr hab. inż. Peter Švec, Slovak Academy of Sciences (Słowacja) prof. dr hab. inż. Krzysztof Tchoń, Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki, Politechnika Wrocławska doc. dr inż. Jan Tomasik, Instytut Metrologii i Inżynierii Biomedycznej, Politechnika Warszawska

Miesięcznik PAR jest indeksowany w bazach BAZTECH oraz INDEX COPERNICUS (2,93) oraz w bazie naukowych i branżowych polskich czasopism elektronicznych ARIANTA. Punktacja MNiSW za publikacje naukowe w miesięczniku PAR wynosi 4 pkt (poz. 1643).

Wersją pierwotną (referencyjną) jest wersja papierowa.

Redakcja zastrzega sobie prawo skracania i adiustacji tekstów. © Wszelkie prawa zastrzeżone

Ceny prenumeraty przyjmowanej przez kolporterów wynoszą: y roczna – 99,00 zł, y I półrocze – 54,00 zł, II półrocze – 45,00 zł, y I, II i IV kwartał – 27,00 zł, III kwartał – 18,00 zł.

Uwaga: Garmond Press SA przyjmuje prenumeratę tylko na okres roczny lub półroczny.

Prenumeratę zamówić można także w siedzibie redakcji: Redakcja PAR Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP, Al. Jerozolimskie 202, 02-486 Warszawa, tel. 22 874 03 51, fax 22 874 02 02, oraz na stronie www.par.pl/prenumerata.

Koszt prenumeraty STANDARD (dla firm, instytucji i osób fizycznych): y roczna – 99,00 zł, y dwuletnia – 176,00 zł.

Koszt prenumeraty EDU (dla uczniów, studentów, nauczycieli i pracowników naukowych): y roczna – 69,99 zł, y dwuletnia – 120,00 zł.

Prenumeratę zakupioną w redakcji oraz na par.pl rozpocząć można od dowolnego numeru i na dowolny okres. Koszt przesyłki pokrywa dostawca. Wszystkie ceny są kwotami brutto.