pobierz (PDF, 6.4 MByte) - Control Engineering Polska

Transkrypt

ISSN 1731-5301
54 Zdaniem eksperta: Czy można polegać na funkcjach autotuningu regulatora PID?
Nr 2 (65)
Rok VIII
Międzynarodowe źródło informacji o sterowaniu i automatyce
MARZEC 2010
Turbiny wiatrowe
– wichry przemian 18
Raport
Nowy czas
modułów We/Wy 28
Automatyka
Cyberbezpieczeństwo:
pierwsze czy ostatnie? 40
Jak to się robi?
PR
www.controlengpolska.com
D
OD od
U at
20 KT ek
09 RO
KU
Bezprzewodowo
po podłodze fabryki 46
OD REDAKCJI
CONTROL ENGINEERING POLSKA
REDAKCJA POLSKA
Redaktor naczelny
Tomasz Kurzacz
[email protected]
Redakcja merytoryczna
mgr inż. Józef Czarnul
dr inż. Paweł Dworak
dr inż. Andrzej Ożadowicz
dr inż. Krzysztof Pietrusewicz
Współpraca
mgr inż. Izabela Cieniak
[email protected]
Redaktor witryny internetowej
Paweł Szczepański
[email protected]
Redakcja stylistyczna
Małgorzata Wyrwicz
Opracowanie graficzne i skład
Grzegorz Solecki
[email protected]
Kierownik sprzedaży
Piotr Wojciechowski
[email protected]
Key Account Manager
Agnieszka Gumienna
[email protected]
Marketing
Aleksander Poniatowski
[email protected]
Administracja / prenumerata
Anna Jedlińska
[email protected]
Druk i oprawa
Drukarnia Taurus
www.drukarniataurus.com.pl
REDAKCJA USA
Redaktor naczelny
Mark T. Hoske
Redaktorzy
Frank J. Bartos, Frances Beationg
Jeanine Katzel, Charlie Masi
Renee Robbins, Peter Welander
Vance VanDoren
WYDAWNICTWO
Trade Media International
Holdings sp. z o.o.
ul. Wita Stwosza 59a
02-661 Warszawa
tel. 022 852 44 15
www.trademedia.us
Prezes zarządu
Michael J. Majchrzak
[email protected]
Z wiatrem…
M
imo oznak kryzysu gospodarczego (olbrzymie zadłużenie, deficyt budżetowy
oraz rosnące bezrobocie) sytuacja w polskim przemyśle nie jest dramatyczna.
Jak podaje PAIiIZ, według wstępnych danych Narodowego Banku Polskiego
napływ bezpośrednich inwestycji zagranicznych (BIZ) do Polski w 2009 roku wyniósł 8,4
mld euro. Jest co prawda o 16% niższy niż przed rokiem, jednak według UNCTAD (United Nations Conference on Trade and Development – Konferencja Narodów Zjednoczonych
ds. Handlu i Rozwoju) globalny przepływ kapitału w 2009 r. spadł o blisko 40%, w USA
o 57%, w Japonii o 53%, a w Unii Europejskiej o blisko 30%. Także nasi bezpośredni konkurenci zanotowali poważne spadki napływu BIZ: Czechy – 63%, Węgry – 165%, a Rumunia – 54%. Jedyne poważne wzrosty w Europie zanotowały Niemcy (o 40%) oraz Włochy
(o 75%). Spadki o skali podobnej jak w przypadku Polski, tj. ok. 20%, charakterystyczne
były dla krajów, które kryzys przetrwały relatywnie dobrze – Indii, Singapuru czy Egiptu.
W Chinach zanotowano spadek na poziomie 2,6%.
Optymistycznie oceniają sytuację osoby związane z rynkiem modułów We/Wy (patrz Raport str. 26). U większości dostawców ankietowanych przez Control Engineering Polska
rok 2009 upłynął pod znakiem wzrostu sprzedaży modułów We/Wy do 20%. Jedynie 23%
z nich nie odnotowało żadnego podwyższenia przychodów z tego tytułu. W 2010 r. ma być
nadal widoczny wzrost sprzedaży tych urządzeń. Jak ocenia Tomasz Kochanowski, zastępca dyrektora działu systemów sterowania firmy ASTOR, spowolnienie gospodarcze zaobserwowane w minionym roku na pewno osłabiło trend wzrostowy sprzedaży modułów We/
Wy. Jednak po nie najlepszym początku 2009 r. spowodowanym wstrzymaniem inwestycji
w wielu zakładach, już w drugiej jego połowie można było zaobserwować ożywienie i powrót inwestorów do zaplanowanych inwestycji.
Z pewnością w przyszłości najłatwiej będzie tym firmom, które potrafią zbudować przewagę konkurencyjną, wykorzystując nowoczesne technologie oraz te, które uzyskają pieniądze na wszelkiego rodzaju programy unijne związane z pobudzaniem przedsiębiorczości oraz ekologią. Do tych pierwszych można zaliczyć np. firmy inwestujące w technologie
bezprzewodowe (str. 8, 40), natomiast do drugich – firmy inwestujące w „czystą” energię
wiatrową (str. 16). Choć na razie farmy wiatrowe są u nas w powijakach, to interesuje się
nimi coraz więcej inwestorów – zarówno tych dużych (np. opisywana w Nowościach firma Gestamp Eólica, inwestująca także w Polsce), jak i niewielkich, mających w planach
wybudowanie jednego czy kilku masztów. Jak sobie poradzić z automatyką siłowni wiatrowej, piszemy w artykule na str. 16.
Tomasz Kurzacz
redaktor naczelny
[email protected]
Redakcja zastrzega sobie prawo do adiustacji
i skracania tekstów oraz zmiany ich tytułów.
Nie zwracamy tekstów niezamówionych.
Nie odpowiadamy za treść reklam i ogłoszeń.
Magazyn wydawany jest na licencji
Reed Business Information.
l
CONTROL ENGINEERING POLSKA MARZEC 2010
l
1
Nr 2 (65)
Rok VIII
MARZEC 2010
ISSN 1731-5301
54 Zdaniem eksperta: Czy można polegać na funkcjach autotuningu regulatora PID?
Nr 2 (65)
Rok VIII
18
Sterowanie i monitoring nowoczesnych stacji wiatrowych,
niejednokrotnie o mocach rzędu kilku megawatów, to
nie lada wyzwanie dla inżynierów-automatyków oraz
obszar nowych doświadczeń związanych z bezinwazyjnym
włączeniem turbin do systemu energetycznego
i teleinformatycznego, pozwalającego na ich zdalną obsługę.
MARZEC 2010
Turbiny wiatrowe
– wichry przemian 18
28
Raport
Nowy czas
moduųów We/Wy 28
Raport
Nowy czas modułów We/Wy
Dostawcy modułów We/Wy mają nadzieję, że rok 2010
przyniesie im wzrost dochodów ze sprzedaży tych urządzeń.
Na polskim rynku najbardziej popularne są nadal układy
wejść analogowych i cyfrowych. Siemens pobił swoich
konkurentów w walce o tytuł najbardziej popularnego
dostawcy modułów We/Wy.
Automatyka
Cyberbezpieczeŷstwo:
pierwsze czy ostatnie? 40
Jak to siħ robi?
PR
D
OD od
U at
20 KT ek
09 RO
KU
Bezprzewodowo
po podųodze fabryki 46
Temat z okładki
Turbiny wiatrowe – wichry przemian
Temat z okładki:
str. 18
 Produkty: Eltron
– Liczniki nastawne Tico 772
firmy Hengstler
str. 60
 Produkty: CSI
– Przemysłowa płyta główna f
ormatu Mini-ITX z Intel Atom N270
oraz Dual Display
str. 60
 Produkty: Turck
– Przewody Automation Line
str. 61
 Produkty: Multiprojekt
– Aktuatory ServoTube XHB
str. 66
2
l
MARZEC 2010 CONTROL ENGINEERING POLSKA
l
1
10
18
28
40
46
54
Od redakcji
Z wiatrem…
Nowości
Sieci i komunikacja
4
Wyniki konkursu Produkt Roku 2009
4
Automation Scholarship 3 rozstrzygnięty
5
Ogromny krok naprzód w poszukiwaniu
ropy naftowej i gazu
6
Itelligence rozpoczyna wdrożenie SAP
w Polmorze
6
Gestamp Eólica uruchamia pierwszą
farmę wiatrową w Brazylii
6
Proficy Process Systems w Kopalni Siarki
„OSIEK”
Zdaniem eksperta
7
Akademia Automatyzacji i Robotyzacji
Czy można polegać na funkcjach autotuningu
regulatora PID?
8
Od acctusa do Plaut
8
Bezpieczna żywność i ERP
8
Masdar ogłasza strategiczne partnerstwo
z grupą Schneider Electric
9
Laury dla Teamcenter for Simulation
Standardy sieci bezprzewodowych
Temat z okładki
Raport
Automatyka
Cyberbezpieczeństwo: pierwsze czy ostatnie?
Jak to się robi?
Bezprzewodowo po podłodze fabryki
Produkty
60
CSI – Przemysłowa płyta główna formatu
Mini-ITX z Intel Atom N270
oraz Dual Display
60
Eltron – Liczniki nastawne Tico 772
firmy Hengstler
60
Jetter – Nowy sterownik wysokiego poziomu
61
Turck – Przewody Automation Line
61
Phoenix – Obniżamy koszty systemu
automatyki
62
iEi Technology – Komputer panelowy
AFL-F08A
62
Trane – Nowe urządzenia dachowe
Trane Voyager
62
Elmark – S10A – nowy tablet
z czytnikiem kart i kodów kreskowych
oraz GPS
63
Balluff – Analogowe czujniki
do prowadzenia krawędzi
63
Faro – Nowa wersja oprogramowania
FARO Scene
66
Multiprojekt – Aktuatory ServoTube XHB
66
ProSoft Technology
– Wireless POINT I/O ILX34-AENWG
 Produkty: Elmark
– S10A – nowy tablet z czytnikiem kart
i kodów kreskowych oraz GPS
str. 62
 Produkty: Balluff
– Analogowe czujniki
do prowadzenia krawędzi
str. 63
Tłumaczone teksty zostały zamieszczone w niniejszym wydaniu za zgodą redakcji czasopisma
„Control Engineering Magazine USA” wydawanego przez firmę Reed Business Information,
która stanowi część Reed Elsevier Inc. Wszelkie prawa zastrzeżone. Żadna część niniejszego wydania
nie może być powielana i rozpowszechniana w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób, w części
lub w całości, w jakimkolwiek języku — bez pisemnej zgody Reed Business Information.
Control Egineering jest zastrzeżonym znakiem towarowym, należącym do Reed Business Information.
l
l
3
NOWOŚCI
Produkt Roku 2009
Redakcja miesięcznika Control Enginnering Polska rozstrzygnęła konkurs
Produkt Roku 2009. Tym razem głosowali zaproszeni do jury eksperci. Byli
nimi: dr inż. Michał Bartyś z Politechniki Warszawskiej (Wydział Mechatroniki), dr inż. Andrzej Ożadowicz, od 2002
r. zatrudniony na Wydziale Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki AGH w Katedrze Automatyki Napędu
PRODUKT ROKU
i Urządzeń Przemysłowych na stanowisku adiunkta, dr inż. Krzysztof Pietrusewicz – adiunkt w Instytucie Automatyki
Przemysłowej Politechniki Szczecińskiej oraz inż. Krzysztof Ziemkiewicz,
praktyk-automatyk (od 1978 roku przez niemal 30 lat mieszkał i pracował w USA, gdzie zajmował się optymalizacją procesów produkcyjnych
oraz projektowaniem i wdrażaniem zautomatyzowanych linii/maszyn
produkcyjnych) oraz redaktor naczelny Design News Polska.
W szranki stanęło niemal 80 produktów zgłoszonych przez firmy oraz
opisywanych na łamach Control Engineering Polska.
Jury oceniało produkty biorąc pod uwagę:
• innowacyjność produktu,
• przydatność w praktyce,
• łatwość w użyciu,
• potencjalne zyski ekonomiczne i pozaekonomiczne związane z zastosowaniem produktu.
Suma punktów przyznanych przez jurorów wskazała zwycięzców
w każdej z ośmiu kategorii konkursowych.
Z przyjemnością informujemy, że zwycięzcami w poszczególnych kategoriach zostały następujące produkty:
2009
Automation Scholarship 3
rozstrzygnięty
Już po raz trzeci odbył się konkurs dla studentów Automation Scholarship, organizowany przez Mitsubishi Electric pod patronatem medialnym Control Engineering oraz portalu Automatyka.pl. Konkurs jest
szansą dla młodych utalentowanych inżynierów na stworzenie innowacyjnych rozwiązań opartych na nowoczesnej technologii i wykorzystujących w praktycznym zastosowaniu sprzęt automatyki Mitsubishi
Electric.
Tegoroczna edycja została przeprowadzona na terenie 4 krajów: Polska, Słowacja, Czechy i Węgry. W samej Polsce otrzymaliśmy ponad 30
projektów, spośród których wyłoniono trzech laureatów którzy to otrzymają czeki na 2000 Euro, bilety Interrail a ich uczelnie projektory multimedialne.
Ceremonia wręczenia nagród odbyła się 10 marca 2010 roku w Hotelu Harenda w Warszawie podczas imprezy „Produkt Roku Control
Engineering”
Zwycięzcom serdecznie gratulujemy!
4
l
l
Kategoria: Integracja danych i programów
I miejsce: System Diagnostics Manager
firmy B&R Automatyka Przemysłowa
II miejsce: iEnergia firmy Pracownia Informatyki NUMERON
III miejsce: Wonderware Intelligence firmy Astor
Kategoria:
I miejsce:
II miejsce:
III miejsce:
Interfejsy użytkownika
OPC UA Address Space Model Designer firmy CAS
Proficy iFIX WebSpace firmy VIX Automation
Procesor Intel Atom w komputerach przemysłowych B&R
firmy B&R
Kategoria:
I miejsce:
II miejsce:
III miejsce:
Sieci i komunikacja
Comander Multiport firmy ANDRA
JetWave 2600 firmy Astor
Saia PCD3.M2330 Wide Area Controller firmy SABUR
Kategoria: Silniki, napędy i sterowanie nimi
I miejsce: Siłownik okrągły DSNU-PPS z Samonastawialną
Amortyzacją Pneumatyczną firmy Festo
II miejsce: Astraada Drive CHV100 firmy Astor
III miejsce: ACOPOSinverter P84 firmy B&R
Kategoria: Sterowanie dyskretne i sygnalizatory stanu
I miejsce: SIMATIC S7-1200, SIMATIC Basic Panels,
Step7 Basic firmy Siemens
II miejsce: Robot SCARA RS Spider firmy Epson
III miejsce: Sterownik do manipulatorów CMXR firmy Festo
Kategoria: Urządzenia pomiarowe i czujniki
I miejsce: Levelflex M FMP45 Gas Phase Compensation
firmy Endress+Hauser
II miejsce: Przetwornik wielu zmiennych Rosemount 3051 SMV
firmy Emerson Process Management
III miejsce: Moduł energetyczny X20CM0985 firmy B&R
Kategoria: Wbudowane systemy sterowania
I miejsce: Wolnostojący Kontroler Motion Q170M
firmy Mitsubishi Electric Europe
II miejsce: NI Wireless Sensor Networks
firmy National Instruments Poland
III miejsce: Generator podciśnienia OVEM firmy Festo
Kategoria: Zaawansowane przetwarzanie i regulacja
I miejsce: System DCS DeltaV v11 – Electronic Marshalling
firmy Emerson Process Management
II miejsce: Przetworniki ciśnienia z serii AT9000
firmy Antykor Controls
III miejsce: Proficy Process Systems firmy Astor
Zwycięzcom serdecznie gratulujemy!
Więcej informacji o nagrodzonych produktach i konkursie w specjalnym dodatku do miesięcznika.
NOWOŚCI
Ogromny krok naprzód w poszukiwaniu
ropy naftowej i gazu
hell i HP opracowują rozwiązanie
do wykrywania zjawisk sejsmicznych, zapewniające uzyskanie wyjątkowo dokładnych danych.
Branża paliwowa wymaga dokładnych
danych sejsmicznych, które ułatwią precyzyjną ocenę możliwości poszukiwania
surowców nadających się do wykorzystania w produkcji, a także efektywne monitorowanie tworzących się zasobów. Dzięki większej liczbie kanałów i większemu
zakresowi częstotliwości czujników w porównaniu z obecnie dostępnym rozwiązaniem nowy system zapewni znacznie
wyższą jakość danych sejsmicznych.
Wiedza i doświadczenie HP i Shell
wzajemnie się uzupełniają, co pozwala na
S
zbudowanie przełomowego rozwiązania,
które umożliwi wykrywanie, gromadzenie i przechowywanie danych geofizycznych. Produkt będzie się bezproblemowo
integrował z systemem do wydajnych obliczeń i środowiskiem obrazowania sejsmicznego firmy Shell, a także zostanie
wdrożony bezpieczniej i bardziej efektywnie niż obecnie pracujące systemy.
Produkt zostanie zrealizowany przez
dział HP Enterprise Services i zostanie
wyposażony w najnowocześniejszą, wydajną technologię wykrywania, dostarczoną przez HP Labs oraz dział druku
i przetwarzania obrazu (Imaging and
Printing Group). Ponadto system wykorzystuje produkty sieciowe HP ProCurve,
Ekonomiczny minikomputer przemysłowy
z Intel Atom 1.6GHz
Firma CSI Computer Systems for Industry przedstawia nowość w swojej ofercie, przemysłowy komputer kompaktowy UNO-2173. Jest to bardzo zwarte rozwiązanie o niewielkich wymiarach
zewnętrznych 255 mm x 152 mm x 59 mm zbudowane na bazie komputera
jednopłytowego. Jedną z głównych zalet tego rozwiązania jest brak wewnętrznego okablowania, przez co podzespoły i elektronika są mniej narażone na
awarie (np.: przetarcie lub przypadkowe odłączenie się kabli przy uderzeniu
czy przesunięciu jednostki w środowisku narażonym na wibracje i udary).
Komputer dostępny jest z procesorem Intel Atom 1,6 GHz z 1 GB pamięci RAM DDR2.
Wymiana danych pomiędzy komputerem a urządzeniami współpracującymi może odbywać się poprzez: 2 porty RS-232, 1 port Gigabit LAN (z funkcja Boot from LAN), 2 porty USB 2.0 oraz 1 port PS/2. Ponadto UNO-2173
opcjonalnie można zamówić z dodatkowymi interfejsami: Gigabit LAN, RS485, Audio i USB. Dzięki funkcji watchdog na bieżąco monitorowana jest poprawność pracy komputera, a w razie zaistnienia awarii następuje automatyczny restart, co znacznie redukuje koszty i czas związany z ewentualnymi przestojami i naprawami.
Producent udostępnia sterowniki dla systemów operacyjnych WIN/2000/XP
i LINUX. Dostępne są też przeinstalowane systemy operacyjne Windows CE
5.0 & 6.0 i Windows XP Embedded.
Zarówno wyżej wymienione systemy jak i oprogramowanie użytkowe może
być przechowywane na dysku CompactFlash oraz na standardowym dysku
2,5" SATA.
Zakres temperatur pracy to -20°C ~ 70°C zaś napięć zasilania 9~36V DC.
Stopień protekcji przed zapyleniem jest na poziomie IP40.
Pomimo niewielkich rozmiarów rozwiązanie to zapewnia maksymalną, wymaganą od urządzeń tej klasy funkcjonalność, co przy niskich kosztach zakupu i eksploatacji sprawia, że jest to idealne rozwiązanie dla typowo przemysłowych zastosowań. UNO-2173 znajduje zastosowanie w aplikacjach, w których nie ma zbyt wiele miejsca, występują zmiany temperatury otoczenia, brak
ogrzewania, wstrząsy lub wibracje.
Szczegółowe informacje:
CSI Computer Systems for Industry
tel. (12) 638-37-50
[email protected]
a także pamięć masową, jednostki obliczeniowe i oprogramowanie HP.
Strategiczna współpraca z firmą Shell
jest podstawą działań HP w zakresie rozwoju systemu informacyjnego, który
umożliwi podejmowanie szybkich i trafnych decyzji, mających na celu zwiększenie bezpieczeństwa oraz ochronę środowiska naturalnego, i poprawi rentowność
rozwiązań biznesowych. Rozwiązania do
wykrywania zjawisk sejsmicznych dostarczą nowych informacji dzięki wykorzystaniu sieci czujników, zgromadzonych
danych i narzędzi analitycznych, które
monitorują środowisko, zasoby oraz bezpieczeństwo i higienę pracy.
www.hp.com/go/sensingsolutions
NOWOŚCI
Itelligence
rozpoczyna
wdrożenie SAP
w Polmorze
olmor, dostawca konstrukcji stalowych i aluminiowych dla Bombardiera, Alstomu i Siemensa,
wybiera itelligence do przeprowadzenia
wdrożenia rozwiązania SAP Business
All-In-One. Nowo podpisana umowa
obejmuje część licencyjną, wdrożeniową, a także 5-letnią współpracę w obszarze hostingu i administracji oraz wsparcia aplikacyjnego systemu SAP. Dzięki
wdrożeniu wszystkie kluczowe procesy biznesowe Polmoru, ze szczególnym
naciskiem na planowanie i harmonogramowanie produkcji, będą wspierane
przez rozwiązanie SAP.
Obszar produkcji jest dla Polmoru
szczególnie ważny, ponieważ dotychczas funkcjonujące w firmie rozwiązanie
informatyczne nie obejmowało procesów produkcyjnych. Kierownictwo firmy nie miało szybkiego dostępu do wiarygodnych i szczegółowych informacji,
gdyż dane były przetwarzane niezależnie
w wielu narzędziach. W efekcie wdrożenia SAP, Polmor uzyska możliwość pełnego planowania produkcji w systemie,
a także monitorowania wpływu tego planowania na zmiany w harmonogramach
produkcji i dostaw, w planach zaopatrzeniowych i kosztach projektów. Rozwiązanie SAP zapewni Polmorowi spójne informacje na temat rzeczywistych
kosztów poszczególnych zleceń, kluczowe przy tego rodzaju produkcji.
Z rozwiązania SAP Business All-inone w Polmorze skorzysta 40 użytkowników. Projekt wdrożeniowy rozpoczął
się w lutym. Start produktywny systemu
planowany jest na trzeci kwartał 2010
roku. Rozwiązanie obejmie obszary: rachunkowości finansowej (FI), controllingu (CO), gospodarki materiałowej (MM),
planowania i sterowania produkcją (PP)
oraz sprzedaży i dystrybucji (SD).
www.polmor.pl
www.itelligence.pl
Gestamp Eólica uruchamia pierwszą
farmę wiatrową w Brazylii
arma wiatrakowa została przyłączona do sieci 5 lutego. Dysponująca mocą 25 MW farma
wiatrowa położona w stanie Pernambuco będzie produkować ponad 70
tys. MWh rocznie.
Dzięki uruchomieniu farmy Gestamp Eólica zarządza już ponad 360
MW w ramach przedsięwzięć eksploatacyjnych i budowlanych w Hiszpanii, Brazylii, Belgii oraz Turcji. Planuje
F
P
6
l
także rozpoczęcie budowy pierwszych
projektów w USA oraz Polsce.
W Polsce Gestamp Eólica dysponuje znaczącym portfolio projektów –
łącznie stanowią one ponad 450 MW.
Dzięki temu firma będzie mogła rozpocząć budowę pierwszej farmy wiatrowej pod koniec tego roku.
Gestamp Eólica stanowi część Corporación Gestamp, firmy działającej
w branży stalowej, której roczne obroty w 2009 r. wyniosły 4 mld euro. Corporación Gestamp zatrudnia ponad
20 tys. pracowników w 75 zakładach
produkcyjnych znajdujących się w 25
krajach.
Corporación Gestamp jest obecna
w Polsce od 2005 r. Jako Gestamp Polska posiada zakład specjalizujący się
w tłoczeniu karoserii samochodowych
oraz centrum usług dla branży stalowej. Łącznie w tych dwóch ośrodkach
Corporación Gestamp zatrudnia obecnie 350 pracowników, a obroty sięgają 200 mln euro. Obecność w Polsce to
dla Corporación Gestamp długoterminowa inwestycja.
Proficy Process Systems
w Kopalni Siarki „OSIEK”
opalnia i Zakłady Chemiczne Siarki „Siarkopol” S.A. Kopalnia Siarki „Osiek”
wdrożyła system klasy DCS Proficy Process Systems z oferty firmy ASTOR.
Modernizację stacji uzdatniania wody złożowej oparto na systemie przeznaczonym do automatyzacji procesów ciągłych. Była to pierwsza instalacja systemu
Proficy Process Systems w naszym kraju.
Wprowadzenie systemu sterowania Proficy Process Systems wpłynęło na polepszenie parametrów eksploatacyjnych instalacji, a także zwiększyło jej niezawodność.
Nowoczesny system klasy DCS Proficy Process Systems jest połączeniem kontrolerów PACSystem RX3i oraz oprogramowania GE Intelligent Platforms. System składa się z dwóch stacji operatorskich oraz serwera aplikacyjnego z oprogramowaniem
Cimplicity oraz Historian. Modernizacja kolejnych węzłów technologicznych została
podzielona na kilka etapów, dzięki czemu nie wpłynęło to na tryb pracy zakładu.
www.astor.com.pl
K
l
NOWOŚCI
Akademia Automatyzacji i Robotyzacji
erdecznie zapraszamy Państwa
do udziału w Akademii Automatyzacji i Robotyzacji (21–23
kwietnia w Warszawie), która jest miejscem spotkań inżynierów z firm produkcyjnych – działów engineeringu,
inwestycji, R&D z dostawcami oraz integratorami, którzy zaprezentują nowatorskie rozwiązania, ciekawe aplikacje
w zakresie automatyki, budowy maszyn,
S
urządzeń, robotyki, produkcji w formie
prelekcji oraz na ministoiskach.
Akademia jest miejscem swobodnej
wymiany doświadczeń, umożliwia dzielenie się wątpliwościami oraz otwartą dyskusję nad problemami pojawiającymi się na produkcji i możliwościami
ich rozwiązania. Miłym akcentem jest
uroczysta kolacja w drugim dniu Akademii.
Bloki programowe:
 automatyzacja i robotyzacja,
 urządzenia,
 aparatura kontrolno-pomiarowa
i elementy automatyki,
 bezpieczeństwo,
 lean manufacturing.
Zapraszamy do zapoznania się z prelegentami, tematami prelekcji, wystawcami oraz pozostałymi informacjami
o Akademii na stronie www.aair.pl
Stäubli Robotics Partner
O FIRMIE
Wagner-Service jest wyłącznym partnerem Stäubli Robotics
w zakresie robotów przemysłowych na terenie Polski. Współpracujemy z renomowanymi firmami integratorskimi zapewniając kompleksową obsługę klienta końcowego. Posiadamy profesjonalny serwis świadczący usługi w zakresie serwisu oraz
obsługi posprzedażowej. Ze względu na charakter firmy sami
integrujemy roboty w zakresie lakierowania oraz klejenia.
PRODUKTY
W szerokiej ofercie robotów są zarówno 4-osiowe roboty SCARA o ładowności do 8 kg oraz roboty 6-osiowe o udźwigu od
2 do 250 kg. Przeznaczone są one do czynności manipulacyjnych, montażu, paletyzacji, itp. w standardowych warunkach,
ale także między innymi do pracy w warunkach:
 Cleanroom – szczególnej czystości,
 Humid Enviroment – o wysokim poziomie wilgotności oraz
tam, gdzie pH waha się między 4,5 a 8,5, dedykowany do pracy przy otwartej żywności,
 Paint – do malowania, klejenia także w strefach EX,
 Plastic – do współpracy z wtryskarkami.
Stäubli proponuje roboty charakteryzujące się kompaktową budową, IP65, oraz brakiem zewnętrznego okablowania
w standardzie. Jest także producentem oprogramowania ułatwiającego pracę z robotem:
 Paintixen – do malowania,
 Valplast – do aplikacji z wtryskarkami,
 Valtending – do paletyzacji,
 Tracking – synchronizacja robota z przenośnikiem.
Zapraszamy na
AUTOMATICON
Stoisko B 20
Hala 1
Wagner-Service, ul. Imieli 14, 41-605 Świętochłowice
tel. 0665 411 344, faks 032 346 37 13, [email protected], www.staubli.com/robotics
NOWOŚCI
Od acctusa do Plaut
cctus wraca w styczniu 2010 r. do nazwy Plaut, znanej wcześniej i dobrze kojarzonej na polskim rynku. Plaut Consulting Polska będzie dalej oferować usługi
implementacji rozwiązań wspierających zarządzanie oraz wykorzysta swoje doświadczenia w zakresie wdrażania, rozwoju i utrzymania systemów SAP.
Od 11.01.2010 r. acctus Consulting Austria GmbH, zajmujący się doradztwem biznesowym i informatycznym, a także wszystkie jego oddziały w południowej i wschodniej
Europie będą działać pod nazwą Plaut. Zmiana jest konsekwencją trwającej od początku 2007 r. fuzji firm acctus oraz Plaut Aktiengesellschaft. Dzięki niej prestiżowa nazwa
Plaut wróci na europejskie rynki. Od stycznia 2010 r. acctus oficjalnie używa nazwy
Plaut – to strategiczny krok w kierunku stabilizacji marki w przyszłości. Firma Plaut
działała na polskim rynku kilka lat i w tym czasie zdobyła bardzo dobrą opinię i zaufanie klientów. – Była dobrze postrzegana, kojarzona jako sumienny, kompetentny dostawca
usług – wyjaśnia Joanna Osińska, wiceprezes zarządu Plaut Consulting Polska.
www.plaut.pl
A
Masdar ogłasza strategiczne
partnerstwo z grupą Schneider Electric
półka Masdar – mieszcząca
się w Abu Dabi wieloprofilowa
spółka działająca w sektorze
energii odnawialnej w 100% kontrolowana przez Mubadala Development
Company i grupa Schneider Electric
podpisały umowę o współpracy w zakresie szeroko zakrojonych przedsięwzięć partnerskich.
Grupa Schneider Electric zapewni
rozwiązania w zakresie efektywności energetycznej oraz źródeł energii odnawialnej
dla miasta Masdar – klasteru czystych technologii mieszczącego się na obszarze Abu
Dabi i zajmującego 6 km2.
Umowa o współpracy partnerskiej będzie wykorzystywać pełne spektrum umiejętności grupy Schneider Electric w zakresie zarządzania energią. Niektóre części
pracy będą koncentrować się na rozwoju rozwiązań „pod klucz” dla farm słonecznych w mieście Masdar oraz założenia Centrum Kompetencji Zastosowań i Innowacji grupy Schneider Electric we współpracy z Instytutem Nauki oraz Technologii
Masdar zlokalizowanym w mieście Masdar.
Miasto Masdar będzie także wykorzystywać architekturę Ecostruxure grupy
Schneider Electric, która łączy ekspertyzę grupy w zakresie energii, centrów danych, procesów oraz maszyn, kontroli budynków oraz ochrony fizycznej w celu
optymalizacji wykorzystania energii w różnorakich dziedzinach.
Miasto Masdar, które mieścić będzie siedziby spółek oraz obiekty mieszkalne,
jak również siedzibę Międzynarodowej Agencji ds. Energii Odnawialnej, przekaże
pierwszy budynek do użytku Instytutowi Masdar w połowie bieżącego roku. Pierwsi mieszkańcy, którzy będą studentami uniwersytetu, będą mogli wprowadzić się
w trzecim kwartale 2010 r.
www.schneider-electric.pl
S
8
l
l
Bezpieczna
żywność i ERP
acrologic podpisał kontrakt
z Polsanders w Pruszczu
Gdańskim, w której zostanie wdrożony System ERP – Xpertis.
Polsanders jest producentem premiksów witaminowo-mineralnych do
zbilansowanych pasz przemysłowych
i gospodarskich, koncentratów białkowych i energetycznych.
Dotychczas użytkowane przez Polsanders oprogramowanie nie zapewniało zadowalającej informacji menedżerskiej i nie było kompatybilne
z innymi nowoczesnymi rozwiązaniami informatycznymi. Z tego powodu Polsanders postanowił zmodyfikować system sterowania produkcją
oraz wymienić system zarządzania
po to, aby nowe bardziej sprawne
i wydajne systemy spełniały wszelkie oczekiwania w nowoczesnym zarządzaniu przedsiębiorstwem. Nowe
rozwiązanie ma wspomagać zarządzanie trzema higienicznie odseparowanymi liniami produkcyjnymi oraz
ma wspierać obszary projektowania i logistyki sprzedaży. Polsanders
zamówił również moduł analityczny wspomagający ocenę realizacji
planów w poszczególnych obszarach biznesowych. W ramach umowy z Macrologic Polsanders zamówił
brązowy pakiet usługowy, zapewniający możliwość bezpłatnego uczestniczenia w szkoleniach, obsługę hotline, serwis informacyjny związany
ze zmianami wynikającymi z przepisów i otoczenia prawnego oraz usługi związane z utrzymaniem i rozwojem systemu.
Zarząd Polsanders uznaje, że
wprowadzenie nowego systemu
ERP wspomagającego zarządzanie
jest jednym z elementów udoskonalających firmę i jej produkty i będzie
pozytywnie wpływać na umacnianie
własnej pozycji rynkowej w Polsce
i za granicą.
www.macrologic.pl
M
NOWOŚCI
Laury dla Teamcenter for Simulation
iemens Plm Software zajął I miejsce w każdej z głównych kategorii
niezależnego badania Simulation
Data & Process Management Scorecard.
Oprogramowanie Teamcenter for Simulation zdominowało kompleksowe badanie dostawców oprogramowania przeprowadzone przez agencję badawczą
Collaborative Product Development Associates (CPDA), uzyskując najlepsze
wyniki w 24 z 27 podkategorii.
Wyniki badania ogłoszono i opublikowano w raporcie zatytułowanym Simulation Data & Process Management
– Vendor Scorecard. W raporcie znaleźć
można ocenę pięciu wiodących dostawców oprogramowania w tej kategorii,
która sporządzona została na bazie analizy 60 kryteriów w czterech głównych
kategoriach. Kategorie te zostały dodat-
S
kowo podzielone na 27 podkategorii,
w której każdy dostawca mógł otrzymać
oceny w przedziale od zero do pięciu,
gdzie 5 była oceną najwyższą. Teamcenter uzyskał najlepsze rezultaty w zdecydowanej większości kategorii.
 Teamcenter zwyciężył we wszystkich
czterech głównych kategoriach,
 żadne rozwiązanie nie było punktowane wyżej niż Teamcenter w 24 z 27
podkategorii,
 Teamcenter uzyskał ocenę 5 w 21 z 27
podkategorii,
 Teamcenter uzyskał ocenę cztery lub
wyższą w 26 z 27 podkategorii.
Według niezależnego raportu CPDA
„Naturalna integracja systemu do zarządzania procesem analiz inżynierskich
i symulacji (Simulation Data & Process
Management) z platformą Teamcenter
W roku 2010
innowacyjne technologie
optymalizacji produkcji znajdą
się w centrum uwagi na targach
HANNOVER MESSE.
Czas by zaplanować podróż! Szczegółowe
informacje na hannovermesse.com
Aby uzyskać dalsze informacje prosimy o kontakt: tel. 22 639 72 53, [email protected]
pozwala osiągnąć dodatkowe korzyści
tym użytkownikom, którzy pragną wykorzystywać pełne możliwości systemów
klasy PLM. Łącząc różne obszary działania przesiębiorstwa, takie jak: zarządzanie wymaganiami, projektowanie produktów, analizy inżynierskie, produkcja
czy serwis, Teamcenter for Simulation
doskonale zaspokaja potrzeby firm wykorzystujących środowisko PLM.”
Badanie CPDA oprócz firmy Siemens
PLM Software obejmowało również innych dostawców – ANSYS, Dassault Systemes/SIMULIA, MSC.Software i Altair.
www.siemens.com/plm
Więcej Nowości na:
KOMUNIKACJA
SIECI I KOMUNIKACJA
Standardy sieci
bezprzewodowych
Standard sieci bezprzewodowej ISA100 dla automatyki zmierza do ujednolicenia
przemysłowych technologii bezprzewodowych.
Mark T. Hoske
soby zaangażowane w tworzenie standardu sieci bezprzewodowej ISA100
poszukują struktury sieci łączącej
możliwości wykorzystania wielu protokołów komunikacji stosowanych w przemyśle.
Użytkownicy, dystrybutorzy, producenci sprzętu,
integratorzy i pozostali uczestnicy procesu automatyzacji tworzą system broniący przed zalewem
protokołów przemysłowych do bezprzewodowych
aplikacji automatyki. Po posiedzeniu komitetu
ISA100 w Kyoto w Japonii uczestnicy spotkania
wyjaśniają, jak opisywany standard jest zorganizowany, i jak szybko jest rozwijany – w ramach ISA
– w porównaiu do standardów już istniejących.
ISA stara się zaangażować więcej osób i dokonywać zmian szybciej, sugeruje Larry Pereira,
wiceprzewodniczący Marketing Working Group
komitetu ISA.
O
ISA100.15: misja i cele
warstwa kontroli sieci
T
T
T
T
T
interfejs sieciowy
1a
.1
00
1
A
T
AR
sH
les
IS
ire
80
UW
ID
RF
B
inn
e
2.
11
a/
b/
g/
n
W
Wysiłki wydają się przynosić efekty. ISA skupia 600 członków, reprezentujących ponad 200
przedsiębiorstw z więcej niż 65 członkami z prawem głosu.
– Opracowanie pierwszej wersji standardu
ISA100 – ISA100.11a Process Automation Applications Wireless Standard – zostało zakończone
w grudniu 2008 r., przy czym prace postępowały
szybciej niż przy jakimkolwiek opracowywanym
dotychczas standardzie ISA – mówi Wayne W.
Manges, jeden z dwóch wiceprzewodniczących
komitetu pełnego standardu ISA100 i jednocześnie menedżer w OAK Ridge National Lab. – Dodatkowo od roku 2005, kiedy wprowadzono standard ISA100, wydano dwa raporty techniczne.
Znajome konwencje
Proces tworzenia standardu nie uległ jednak
zmianie. Dla przykładu ISA100 przechodziła standardowy cykl życia: rozpoczynając od
grupy osób zainteresowanych, przechodząc do
grup studyjnych i grup roboczych. Równocześnie członkowie formułują misje i zakres prac.
Mogą tworzyć informacyjne raporty techniczne,
zalecane praktyki lub załączniki do standardu.
Jeśli grupa robocza stworzy dokument standardu, język, jakim się posługuje, staje się językiem
normy, tzn. „powinieneś zrobić to…”. Grupa robocza recenzuje dokument i zgadza się na jego
język. Następnie wszyscy członkowie z prawem
głosu czynią to samo, przedstawiając dokument
do recenzji publicznej.
 Rys. 2. Zadaniem ISA100 jest zapewnienie
bezprzewodowego połączenia pomiędzy różnymi
T = translator protokołów
Źródło: Control Engineering Polska
10
l
l
systemami automatyki przedsiębiorstwa
INNOVATION AND SOLUTIONS
push the button
.
Biuro Targów Monachijskich w Polsce
ul. Biała 4, 00-895 Warszawa
tel. 022 620 44 15, [email protected]
SIECI I KOMUNIKACJA
– Rozpoczęliśmy prace nad ISA100 od prośby skierowanej do wszystkich firm o propozycje – mówi Manges – i część z nich odmówiła
współpracy z uwagi na problem praw własności.
ISA100 wykorzystuje siedmiowarstwowy model
komunikacji ISO i otwarcie wyjaśniliśmy, że nie
możemy zagwarantować tego, iż standard pozwoli firmom na posiadanie pełnych praw do wszystkich warstw. Wybraliśmy najlepsze rozwiązania
z każdej warstwy i w rezultacie byliśmy obiektem
ataków ze strony niektórych sprzedawców – mówi
Manges (jego zaangażowanie w technologie bezprzewodowe rozpoczęło się dziewięć lat temu,
po tym, jak w prowadzonym przemysłowym
programie DOE wykazano związek dokładności
i efektywności systemu z liczbą zaimplementowanych czujników. – Implementacje bezprzewodowe pozwalają na efektywne kosztowo zwiększanie liczby czujników – zauważa Manges).
– Ponieważ ISA jest dobrze rozpoznawalna
w świecie przemysłu, łatwiej jest przezwyciężyć
zapędy konkurencyjnej walki przy tworzeniu standardu – mówi Pereira. – Użytkownicy zaczynają
sobie uświadamiać, że ten standard jest otwarty,
ponieważ każdy może się przyłączyć i bez jakichkolwiek barier uczestniczyć w pracach zespołu,
aby zadbać o swoje potrzeby. To jest wyższa forma współpracy.
Proces standaryzacji wymaga konsensu, co
czasami jest zadaniem niezwykle trudnym do
osiągnięcia – mówi Patrick D. Schweitzer, inny
z wiceprezesów pełnego komitetu ISA100 i jednocześnie inżynier w ExxonMobil Research and
Engineering. Ale kiedy amerykański Narodowy
Instytut Norm i Technologii (National Institute of Standards and Technology; NIST) rozpoczął
swoje warsztaty na temat inteligentnych sieci
Smartgrid, konsorcja są w stanie wypracować
specyfikacje zdecydowanie szybciej. Ich kosztem jest udział w pracach. Jak mówi: – Z ISA
możemy uzyskać najlepsze z najlepszych rozwiązania. Może to potrwać troszkę dłużej, ale gwarancją jest stabilny dokument.
Jak stwierdza Schweitzer, ExxonMobil bierze
udział w pracach ISA100, ponieważ poleganie
na zastrzeżonych lub stworzonych przez konsorcja specyfikacjach, na które nie mamy wpływu,
jest ryzykowaniem przyszłego bezpieczeństwa,
a nasze zaangażowanie zwiększa margines bezpieczeństwa. Uważamy, że jest to najlepsza droga
do utrzymania swobody działania.
Grupy ISA100
Członkowie ISA100 są podzieleni na kilkanaście
tematycznych grup roboczych (WG), którym
przydzielono określoną numerację. Dokument
standardu stworzony przez daną grupę otrzymuje numer zgodny z konwencją nazewnictwa
ISA100.xx. Poniżej przedstawiamy skróconą listę grup i wyjaśniamy, czym się one zajmują.
WiFi na kłopoty
Paweł Podsiadło, menedżer produktów Satel oraz Korenix, ASTOR
ożliwość implementacji rozwiązań bezprzewodowych w aplikacjach
przemysłowych zauważyliśmy już ponad 10 lat temu. Rynek automatyki
szybko pokazał, że komunikacja z wykorzystaniem radiomodemów
znalazła stałe miejsce w sterowaniu i monitoringu urządzeń. Wyraźne zmniejszenie
kosztów bieżącej eksploatacji, możliwość instalacji w miejscach trudno dostępnych
lub tam, gdzie budowa infrastruktury kablowej wiąże się z wysokimi nakładami
finansowymi, są argumentami, które przekonują do migracji w kierunku rozwiązań
bezprzewodowych. Szybki rozwój tego segmentu zachęcił nas do wzbogacenia
oferty o urządzenia do bezprzewodowej komunikacji ethernetowej – WiFi (2,4 i 5,4
GHz) oraz o modemy do komunikacji w standardzie GSM/GPRS. Oferowana przez radiomodemy stabilna
komunikacja „online” pozwala na ich wykorzystanie do zdalnego sterowania i gromadzenia danych, np.
w systemach załadunkowych. Urządzenia WiFi dzięki wysokiej przepustowości doskonale nadają się do
monitoringu wideo oraz do przesyłania danych produkcyjnych z urządzeń sterujących do centrum
zarządzania produkcją. Technologia GPRS z kolei pozwala na zdalne serwisowanie urządzeń, dając
serwisantowi możliwość łatwego przesłania aplikacji sterującej do danej maszyny. W razie wystąpienia awarii urządzenie może automatycznie wysłać wiadomość SMS do służb utrzymania ruchu, minimalizując czas
potrzebny na serwis.
M
12
l
l
Znasz systemy
wizyjne Cognex
Czy znasz
czytniki kodów
ID Cognex?
Szybki, wydajny i niezawodny odczyt kodów ID wymaga
trudne do odczytu kody bezpośredniego znakowania
innowacji, które może dostarczyć tylko Cognex®.
części na hamulcach, poduszkach powietrznych, układach
W oparciu o naszą wiodącą w świecie technologię
napędowych, wykładzinach, łącznikach, wtryskiwaczach
systemów wizyjnych, czytniki i weryfikatory DataMan®
i częściach elektronicznych. Identyfikatory Cognex
Industrial ID zapewniają najlepszą prędkość odczytu
są proste w użyciu i łatwe do zintegrowania oraz
kodów kreskowych 1D i kodów Data Matrix 2D.
zapewniają doskonałą odpowiedź na wszystkie potrzeby
DataMan może odczytać wirtualnie każdy kod, nawet
identyfikacji i śledzenia.
Chcesz dowiedzieć się więcej?
www.cognex.com/plusid
SIECI I KOMUNIKACJA
ISA100: Jedna wieloplatformowa
sieć bezprzewodowa
p
monitorowanie
i alarmy
ISA100
producent C
zarządzanie
zasobami
producent A
bramka
wieloprotokołowa
producent B
producent E
producent F
producent D
producent J
producent G
producent I
zapobiegawcze
utrzymanie ruchu
protokoły
aplikacyjne
producent H
Native ISA100
HART
Foundation Fieldbus
DeviceNet
Profibus
monitorowanie
parametrów
 Rys. 3. ISA100 zapewnia wsparcie dla wielu
różnych protokołów przemysłowych w urządzeniach
i oprogramowaniu
WG1: ISA100.1. Integracja. Scala standard i ułatwia powstawanie nowych grup roboczych. Stworzyła raport techniczny opisujący podstawy działania sieci bezprzewodowych
TR100.00.01.2006 „The Automation Engineer’s
Guide to Wireless Technology Part 1: The Physics of Radio, a Tutorial.”
WG2: Techniczne kryteria oceny propozycji.
Grupa „Ja chcę pracować” aktywizuje użytkowników do sprecyzowania oczekiwań. Odkąd ISA100.11a zebrała wszystkie dotychczasowe wymagania, grupa ta nie jest obecnie aktywna – mówi
Wayne Manges.
WG3: ISA11.a, sieć bezprzewodowa w monitorowaniu procesu. – Użytkownicy pytali o technologie czujników bezprzewodowych w środowisku
przemysłowym dla czujników o czasie zwłoki rzędu
100 ms lub dłuższym – wyjaśnia Schweitzer.
Pierwszy szkic zebrał ok. 2500 komentarzy
skutkujących znaczącymi poprawkami poprawiającymi czytelność. Drugi szkic został przegłosowany i skierowany do publicznej recenzji na zgodność ze standardem ANSI. Wynik
pierwszego głosowania dochodził do 2/3 za;
drugą wersję dokumentu poparło 23 z 24 głosujących. Oczekuje się, że ostateczna wersja stanie się standardem ANSI. Jak mówi Schweitzer, producenci nie czekają i dostosowują się
do standardu, zanim wejdzie on w życie. Część
firm, członków ISA, wyprodukowała już prototypy urządzeń i gotowe produkty, zgodne, już
lub po niewielkich zmianach, z ISA100.1a. Rów14
l
l
nież Chinese Institute of Technology jest w trakcie budowy urządzeń do testowania standardu –
dodaje.
WG8: Grupa analizująca oczekiwania użytkowników względem żywotności baterii.
WG12: ISA100.12, zbieżność z WirelessHART. Członkowie grupy spotykają się od ponad roku, aby sprawdzić współpracę urządzeń
zgodnych z ISA100.11a i WirelessHART. Ostatnio myślimy o urządzeniach obsługujących oba
protokoły, co pozwoliłoby, aby HART utrzymał
prawa własności do swoich rozwiązań, a użytkowników odciążyło to od myślenia o kompatybilności sprzętu. Grupa ta pracuje nad dokumentem porównującym oba standardy. Jedną
z różnic jest to, że WirelessHART potrzebuje routerów, a ISA100.11a – nie.
WG15: Kręgosłup sieci bezprzewodowej. Zajmuje się tym, co dzieje się za bramą sieciową,
zastępując przewodową sieć Ethernet w pomieszczeniach kontroli. – To jest całkowicie różny zbiór oczekiwań, zawierający bezpieczeństwo,
wideo i możliwość obsługi wielu protokołów –
mówi Manges.
WG16: Automatyka przedsiębiorstwa. Grupa
stworzy standard sieci bezprzewodowej dla automatyki w przedsiębiorstwie, zakładając między innymi krótsze czasy niż te w ISA100.11a.
Szkic dokumentu zawierający wymagania został już przygotowany. Zaangażowani w ten proces są m.in. Procter & Gamble, producenci samochodów i inni.
WG21: Śledzenie i identyfikacja ludzi i towarów. Zawiera RFID i inne pokrewne technologie. Grupa ta stworzyła już odpowiedni raport
techniczny.
Koegzystencja. Opisuje dwie, niekoniecznie ze sobą współpracujące sieci, działające na
jednym obszarze. Przykładem jest zachowanie
ISA100.11a na terenie, w którym pracuje WiFi –
mówi Manges. – Jest to proces, który zapewnia,
że współpracujące sieci mogą efektywnie wykonać
ich wspólne zadania.
Komercjalizacja. Poza zadaniem tworzenia
standardu, grupy certyfikujące będą testowały
urządzenia na zgodność ze standardem – mówi
Manges. – Jedna z grup certyfikujących, ISA Wireless Compliance Institute, przygotowuje właściwy zbiór testów.
Artykuł pod redakcją dr. inż. Pawła Dworaka
FIRMA PREZENTUJE
RCore – platforma programistyczna
do komputerów wbudowanych MOXA
deli. Dzięki przykładowym kodom w szybki sposób dowiem się
jak skorzystać z interfejsów komunikacyjnych w jakie wyposażono urządzenie. Tak więc dostępne są przykłady pokazujące użycie portu szeregowego, wejść/wyjść cyfrowych czy też portów
Ethernet’owych. Bardzo szybko poznamy możemy sprawdzić jak
wykorzystać we własnej aplikacji przyciski funkcyjne, wyświetlacz
LCM itp. Dostępne są również biblioteki obsługujące różne protokoły np. Modus.
Komputery wbudowane firmy Moxa to energooszczędne, wygodne w instalacji oraz wysoce niezawodne urządzenia idealne do zastosowań w wymagających aplikacjach przemysłowych. Do podstawowych zadań, które mogą one pełnić można zaliczyć: zbieranie oraz przetwarzanie danych, konwersję protokołów, niezależne
sterowanie urządzeniami końcowymi, buforowanie danych, obsługę zdarzeń, udostępnianie danych w postaci przetworzonych
informacji lub poprzez stronę Web itd.
Urządzenie dostarczane są z pre-onstalowanym, gotowym do
użycia systemem operacyjnym. W ofercie są modele z systemem
Linux oraz Windows (CE lub XP Embedded).
Aplikacja użytkownika może być napisana odpowiednio w języku C/C++ lub VB.NET/C#. W przypadku komputerów wbudowanych, aplikacja użytkownika tworzona jest na komputerze PC
z zainstalowanym pre-kompilatorem. Skompilowany program
wysyłany jest do komputera wbudowanego przez FTP. Ponadto
użytkownik może wykorzystać w swojej aplikacji oprogramowanie warstwy pośredniej takie jak: VPN(OpenVPN, L2TP i IPSec),
firewall (iptable), bazy danych (MySQL i MSSQL) czy też serwisy web (PHP, ASP).
Jednakże wadą systemów opartych o komputery wbudowane
może być czasochłonny, a przez to kosztowny, proces implementacji. Aby rozwiązać ten problem, MOXA opracowała platformę programistyczną RCore. W skład platformy wchodzą łatwe do
użycia biblioteki programistyczne, sprawdzone przykładowe programy dla każdego modelu komputera wbudowanego, przykłady
zastosowań oprogramowania warstwy pośredniej, programy narzędziowe oraz strona internetowa i forum poświęcone tematyce
wdrażania aplikacji dla komputerów wbudowanych Moxa (http://
www.moxaembedded.com/partner/).
Kolejnym ważnym elementem aplikacji jest oprogramowanie warstwy pośredniej dostępne w danym modelu urządzenia. Moxa
udostępnia bardzo dokładne instrukcje wraz z przykładami pokazujące sposób użycia takiego oprogramowania w swojej aplikacji. Mechanimy VPN (OpenVPN, L2TP oraz IPSec) umożliwiają łatwe i szybkie tworzenie Wirtualnych Sieci Prywatnych. Filtrowanie
pakietów za pomocą mechanizmu iptable pozwala na utworzenie
np. zapory sieciowej (firewall). Systemy zarządzania bazami danych (MySQL i MSSQL) są bardzo przydatne do przechowywania danych. Dane przechowywane w bazie danych łatwo wykorzystać do wizualizacji wyników na stronie www. Do tego celu potrzebne będzie skorzystanie z technologii PHP lub ASP.
Częścią składową platformy RCore jest również oprogramowanie narzędziowe Moxa Device Manager . Oprogramowanie umożliwia wyszukiwanie komputerów dostępnych w sieci Ethernet,
sprawdzanie ich statusu oraz konfigurowanie. Dzięki oprogramowaniu MDM w łatwy sposób skonfigurujemy ustawienia sieciowe,
sprawdzimy jakie procesy są uruchomione na danym komputerze, wykonamy upgrade firmwar’u itp. MDM ma również wbudowany serwer FTP, a więc umożliwia kopiowanie plików z komputera PC do komputera wbudowanego, a także zarządzanie plikami
komputera wbudowanego. Oprogramowanie posiada przyjazny
i intuicyjny interfejs użytkownika. Aby korzystać z oprogramowania, wystarczy na komputerze wbudowanym zainstalować Agenta
MDM. Wszystkie modele komputerów wbudowanych MOXA, niezależnie od systemu operacyjnego, współpracują z oprogramowaniem Moxa Device Manager.
Założeniem platformy RCore było, przyspieszenie i ułatwienie
procesu wdrażania aplikacji bazujących na komputerach wbudowanych MOXA. Kompleksowe podejście producenta do tego zadania sprawiło, że platforma RCore spełniła wszystkie założenia
dzięki czemu programiści będą mogli szybciej i łatwiej opracować
system oparty o dowolne modele komputerów wbudowanych
MOXA. Natomiast szybkie wdrożenie projektu oznacza oszczędności a tym samym większą konkurencyjność.
Biblioteki wraz z wieloma sprawdzonymi przykładami to istotna
pomoc przy tworzeniu oprogramowania. Co najważniejsze, biblioteki są łatwe do użycia dzięki dokładnej dokumentacji, natomiast przykłady dostępne są dla wszystkich dostępnych mo-
Cezary Ziółkowski
Elmark Automatyka Sp.z o.o.
l
l
15
CASE STUDY
UjarzmiajĎc wiatr
W Europie, na morzu istnieje 30 farm wiatrowych.
W Niemczech, które stanowią największy
rynek energetyki wiatrowej na świecie,
pierwsza morska farma wiatrowa powstała
pod koniec 2009 roku.
Budowa farmy wiatrowej w technologii offshore (na morzu) jest przedsięwzięciem
bardziej kosztownym i bardziej skomplikowanym niż inwestycja na lądzie. Wszystkie
znajdujące się na miejscu systemy: oświetlenie lądowiska dla helikoptera, czy odpowiednie systemy monitoringu i komunikacji muszą działać niezawodnie w niesprzyjających warunkach pogodowych. Wymóg
niezawodności szczególnie dotyczy systemu sterowania: solidne muszą być urządzenia oraz system operacyjny, który musi
gwarantować nieprzerwanie bezproblemową pracę.
Niemiecka farma wiatrowa Alpha Ventus, znajduje się 45 km na północ od wyspy Borkum
na Morzu Północnym. Przedsięwzięcie sfinansowało konsorcjum energetyczne firm E.ON,
EWE i Vattenfall. 12 turbin o mocy 5 MW, co
odpowiada zapotrzebowaniu 50 000 gospodarstw domowych. Centrum logistyczne farmy wiatrowej to stała 60-sięcio metrowa platforma, na której znajdują się m.in. stacja dokującej dla statków, lądowisko dla helikoptera, stanowiska warsztatowe i miejsca zakwaterowania dla obsługi technicznej.
Sterowanie oświetleniem i system
monitoringu platformy
Dla zapewnienia bezpiecznego dokowania
statków i lądowania samolotów w niesprzyjających warunkach pogodowych, wykonawcy położyli szczególny nacisk na wyposażenie platformy w niezawodny system oświetlenia, a także technologię monitoringu, chroniącą system przed zniszczeniem. Przy wytyczaniu założeń projektanci systemu musieli uwzględnić wiele krajowych jak i międzynarodowych przepisów, które regulują np. po-
miar izolacji czy pomiar uszkodzeń oświetlenia. System działa w ten sposób, iż sygnały
ze sprzętu oświetleniowego i monitorującego są gromadzone, przetwarzane, a następnie, za pomocą specjalnej technologii B&R,
wysyłane do stanowiska sterowania, znajdującego się na lądzie.
Wybór systemu sterowania
Firma Klenk, ekspert z dziedziny wyposażenia lotnisk i systemów morskiego oświetlenia, wybrała rozwiązanie oparte na sprzęcie
B&R – austriackiego producenta systemów
automatyzacji. B&R Power Panel, sterownik
zintegrowany z wyświetlaczem w połączeniu
z systemem wejść/wyjść X20 z powodzeniem
realizuje wysokie wymagania założone w projekcie. „Wybrane rozwiązanie systemu sterowania oferuje wszystko, co jest dla na istotne
– wysoką niezawodność, elastyczność podczas implementacji urządzeń peryferyjnych
i znakomite jakość wizualizacji, nawet wówczas, gdy trzeba obsłużyć dużą odległość
pomiędzy szafą elektryczną a stacją kontroli.
Ale nie tylko wysoka jakość produktów i stosunek ceny do jakości przemawiają za B&R,
lecz również fakt, że nasze potrzeby były traktowane poważnie. Otrzymywaliśmy też bogate wsparcie podczas tworzenia oferty, pomimo tego, że nie byliśmy w grupie kluczowych
klientów.” – przyznał Peter Klenk.
Charakterystyka projektu
„Na Morzu Północnym platformy wiertnicze
posiadają lądowiska dla helikopterów, ale
technologia tam zastosowana różni się od tej,
Platforma – logistyczne centrum projektu Alpha Ventus
16
l
l
CASE STUDY
której wymagał Alpha-Ventus” – wyjaśnia Peter
Klenk. Jedna z głównych różnic polega na
tym, iż na platformie farmy wiatrowej, dopóki
wytwarzana jest energia, platforma nie wymaga obecności człowieka. Obsługa przez człowieka konieczna jest jedynie w trakcie przeprowadzania niezbędnych prac serwisowych.
Ponieważ prawo międzynarodowe wymaga zabezpieczenia dostępu na platformę na
wypadek przeprowadzania akcji ratowniczej,
system nadzoru musi umożliwiać obecność
człowieka w tych szczególnych przypadkach,
ale jednocześnie musi chronić przed niepowołanym wtargnięciem na ten teren.
Rozwiązaniem tej kwestii jest system bezpieczeństwa dostępu i video-monitorowania wyposażone w czujnik ruchu, uaktywniający
alarm w momencie pojawienia się człowieka na platformie. Alarmy są odbierane przez
system wejść/wyjść X20 firmy B&R, wysyłane
do sterownika, a następnie analizowane i wartościowane. Niektóre z nich informują stację
kontroli o potencjalnych problemach utrzymania bezpieczeństwa czy o sytuacji zagrożenia.
Zabezpieczenie lądowiska dla helikoptera, kontrola dostępu i sterowanie podglądem wideo:
wszystkie te zadania realizuje sterownik poprzez moduł wejść/wyjść X20 firmy B&R
Ponadto, jeśli pojawią się zakłócenia w zasilaniu platformy, jeśli włączy się awaryjny generator zasilania lub, jeśli wbudowane jednostki UPS przejmą zasilanie systemem elektrycznym, wówczas sterownik wysyła komunikaty
o błędach do stacji obsługi na lądzie.
Ponieważ platforma nie jest obsługiwana
przez człowieka, firma Klenk zintegrowała na
niej także stację pogodową, która za pomocą
automatycznego radia, informuje pilota jeszcze przed startem, o warunkach pogodowych
panujących na tym obszarze.
Klenk Gruppe
Firma Klenk Airport Equipemnt jest częścią
grupy Klenk Gruppe. Założona w 1981 roku
Produkty i usługi:
Oświetlenie, latarnie i wyposażenie lotnisk,
budowa obiektów przemysłowych i stacji
paliw.
Pierwsza morska
farma wiatrowa w Niemczech
na Morzu Północnym
B&R Automatyka Przemysłowa Sp. z o.o
jest firmą – córką austriackiej firmy Bernecker
+ Rainer Industrie-Elektronik Ges.m.b.H.
B&R dostarcza zintegrowane rozwiązania automatyzacji:
• wydajne sterowniki programowalne z systemem czasu rzeczywistego
• sterowniki zintegrowane z panelami operatorskimi
• panele operatorskie
• komputery przemysłowe Automation PC
i Panel PC
• systemy softPLC/softCNC
• sterowanie ruchem (krzywki elektroniczne,
CNC, robotyka)
• cyfrowe serwonapędy, napędy krokowe,
falowniki
• sieci przemysłowe
• systemy rozproszone X20 oraz X67
• jedno oprogramowanie narzędziowe dla
zadań sterowania, wizualizacji, napędów
i komunikacji (programowanie w językach
normy IEC 61131-3, a także dodatkowo
CFC, ANSI C oraz Automation Basic)
B&R Automatyka Przemysłowa sp. z o.o.
ul.Strzeszyńska 33
60-479 Poznań
tel.: 61 8460 500
fax:61 8460 508
e-mail: [email protected]
www.br-automation.com
Źródło: REpower Thornton Bank
l
l
17
TEMAT Z OKŁADKI
Turbiny wiatrowe
– wichry przemian
Sterowanie i monitoring nowoczesnych stacji wiatrowych, niejednokrotnie o mocach
rzędu kilku megawatów, to nie lada wyzwanie dla inżynierów automatyków oraz
obszar nowych doświadczeń związanych z bezinwazyjnym włączeniem turbin do
systemu energetycznego i teleinformatycznego, pozwalającego na ich zdalną obsługę.
Frank J. Bartos
naszym otoczeniu, na łąkach
i ugorach, rozległych pustyniach,
połoninach górskich, a w ostatnich latach często w pasie morskiego wybrzeża, pojawiają się coraz częściej liczne
tzw. farmy wiatrakowe, będące w gruncie rzeczy
małymi elektrowniami, produkującymi w 100%
czystą ekologicznie energię elektryczną. Turbiny
wiatrowe mają coraz większe moce, skutkiem
czego również coraz bardziej korzystny
jest dla nich stosunek ilości wytwarzanej energii do kosztów jej uzyskania. Według danych Amerykańskiej Agencji
Energii
W
18
l
l
Wiatrowej w roku 2008 średnia moc pojedynczej
instalowanej turbiny wiatrowej wynosiła 1,67
MW, gdy tymczasem aktualnie górna granica
mocy wynosi 5–6 MW dla turbin instalowanych
zwykle na nadmorskich brzegach i pasach wód
przybrzeżnych. W najbliższych latach planuje się
budowę i instalację jeszcze większych turbin.
Z historycznego punktu widzenia, z wyjątkiem
kilku krajów europejskich, energia wiatrowa zawsze stanowiła bardzo niewielki odsetek ogólnie
wytwarzanej energii elektrycznej, pozyskiwanej
w większości z konwencjonalnych, zwykle mało
ekologicznych źródeł. Jednak w ostatnich kilkunastu latach w branży tej „powiał wiatr przemian”. Według danych Światowej Rady Energii
Wiatrowej, w instalacji turbin wiatrowych przodują Stany Zjednoczone – 25,2 GW w roku 2008,
wyprzedzając Niemcy – 23,9 GW, Hiszpanię –
16,8 GW i Chiny – 12,2 GW. Obserwując
rozwój branży, w najbliższych la-
tach spodziewane jest objęcie pozycji
lidera przez Chiny.
Jak taki generator wiatrowy wygląda w praktyce? W tzw. gondoli każdej turbiny wiatrowej, umieszczonej
na słupie o wysokości około 135 m,
znajduje się napęd elektryczny, układy mechaniczne i hydrauliczne wraz
z niezbędnymi układami elektronicznymi, sterownikami itp. Długość łopaty przymocowanej do wirnika może
niejednokrotnie sięgać nawet 100 m.
Wspomniany sprzęt i oprzyrządowanie musi być zatem na tyle wytrzymałe, by nie ulec uszkodzeniu przy wibracjach, jakim ulega gondola, przy
zmiennych warunkach pogodowych,
różnych obciążeniach systemu oraz
zmiennych prędkościach wiatru itd.
Sterowanie położeniem
gondoli i kątem
nachylenia łopat turbiny
Wydaje się, że najbardziej kosztownym
elementem każdej turbiny wiatrowej
są jej łopaty, które muszą być odpowiednio wytrzymałe mechanicznie,
ale również wymagają precyzyjnych
układów sterowania i zabezpieczeń.
Sterowanie obejmuje dwa parametry
pracy takich łopat. Pierwszy z nich to
sterowanie kąta nachylenia (natarcia), wpływające bezpośrednio na poziom mocy wyjściowej i momentu obrotowego uzyskiwanego z powiewów
wiatru, dzięki optymalnemu ustawieniu łopat w stosunku do strumienia powietrza. Drugi układ sterujący
optymalizuje ustawienie całej gondoli
w stosunku do kierunku wiatru lub
umożliwia w razie potrzeby takie jej
ustawienie, by turbina została zatrzymana. – Oba układy sterowania pracują w zasadzie niezależnie, choć w rzeczywistości algorytm sterowania kątem
nachylenia łopat jest zależny od niektórych nastaw układu regulacji pozycji
gondoli – przyznaje Henrik Stiezdal
z firmy Siemens Wind Power. – Samo
dobre ustawienie pozycji gondoli ma
bardzo niewielki wpływ na uzyskiwany
w turbinie poziom mocy, dlatego też
ten układ sterowania przekazuje infor-
macje o swoich nastawach do układu
sterowania kątem natarcia łopat wirnika i w tym sensie można je postrzegać
jako powiązane ze sobą – dodaje.
– O ile układy sterowania kątem nachylenia łopat i pozycją gondoli są fizycznie rozdzielone, to jednak w praktyce współpracują w celu uzyskania jak
największej mocy wyjściowej turbiny
w określonych warunkach środowiskowych, uwzględniając zmiany kierunku
i siły wiatru, jak również optymalnych
parametrów rozruchu oraz bezpieczeństwa pracy turbiny w ewentualnych
trudnych warunkach pogodowych –
wyjaśnia Dan Throne z firmy Bosch
Rexroth. Sterowanie kątem natarcia
łopat pozwala również na zmniejszenie prędkości turbiny, tak by nie przekroczyć mocy granicznej, dopuszczalnej dla danego generatora.
Ze względu na częste zmiany siły
wiatru i jej rozkładu na powierzchni obejmowanej przez łopaty turbiny, niezbędna jest możliwość indywidualnego sterowania każdej z nich.
W praktyce bowiem całkowicie odmienne warunki atmosferyczne mogą
panować w części górnej i dolnej wiatraka. W najnowszych dużych turbinach każda łopata instalowana jest na
swoim własnym silniku, umożliwiającym regulację jej kąta natarcia. Sterowanie położeniem gondoli realizowane jest z kolei poprzez układ kilku
silników/napędów wraz z odpowiednimi przekładniami. Silniki układu
sterowania kątem pochylenia łopat
i pozycji gondoli mogą być układami
elektromechanicznymi bądź hydraulicznymi.
Przetwarzanie energii
w turbinie
Energia siły wiatru obracająca wirnikiem turbiny musi być przetworzona na użyteczną energię elektryczną
w układzie generatora. Często, ale
nie zawsze, przed generatorem stosowana jest odpowiednia przekładnia
mechaniczna (rodzaj skrzyni biegów),
zwiększająca prędkość obrotową wirnika do poziomu odpowiedniego dla
TEMAT Z OKŁADKI
konkretnego typu generatora. Sygnał
elektryczny z generatora, charakteryzujący się pewną niestabilnością
poziomów napięcia i częstotliwości,
przetwarzany jest w odpowiednim module konwertera na sygnał o ustalonej
wartości napięcia i częstotliwości na
poziomie 50 lub 60 Hz (rys. 2 – Przetwarzanie energii…) i w takiej postaci
dopiero przyłączany do sieci systemu
energetycznego. Wspomniany moduł
konwertera ma dwie sekcje, stanowiące swego rodzaju interfejs pomiędzy
układem turbiny wiatrowej a siecią
energetyczną prądu przemiennego;
często instalowany jest on w jednej
obudowie z turbiną, chłodzonej powietrzem lub cieczą, rzadziej w oddzielnej
stacji, w pobliżu turbiny.
Turbiny wiatrowe projektowane
są tak, by mogły działać prawidłowo
w dość szerokim zakresie prędkości napędzającego je wiatru. Typowe dla nich
charakterystyki pracy, z pewnymi różnicami zależnymi od rozmiarów turbiny, zawierają (rys. 3. – Krzywa energetyczna):
• prędkość wiatru graniczną dolną,
przy której turbina może być załączona do sieci jako generator – zwykle około 3 m/sek.,
• prędkość wiatru optymalną/znamionową, przy której uzyskuje się maksymalny poziom energii na wyjściu
turbiny – zwykle około 12–13 m/sek.,
• prędkość wiatru graniczną górną –
zagrażającą konstrukcji turbiny wiatrakowej – zwykle jest to około 25 m/
sek. (wichura; 9 stopni w skali Beauforta).
W przypadku wystąpienia prędkości granicznej górnej wiatru łopaty
wiatraka są automatycznie ustawiane
w pozycji bezpiecznej – równolegle do
strumienia powietrza, turbina jest odłączana od sieci energetycznej, a specjalny system hamulców zatrzymuje
turbinę i utrzymuje wirnik w pozycji
nieruchomej. Ten sam układ hamulcowy wyhamowuje turbinę w przypadku
nagłego odłączenia obciążenia w systemie energetycznym oraz odciąża układ
silników sterujących pozycją gondoli
w przypadku jej bezruchu.
Przetwarzanie energii wiatrowej na elektryczną,
do systemu energetycznego
1 wiatr
4 moduł konwertera *
2
wirnik
5
transformator *
(480 V / 10kV… 15 kV)
6
sieć
energetyczna
3 generator
*Konwerter i transformator
mogą być umieszczone
wewnątrz głowicy turbiny
lub wewnątrz/w pobliżu
podstawy wieży w
zależności od jej rozmiarów
7
odbiorcy publiczni/indywidualni
 Wytwarzanie i dystrybucja energii elektrycznej z turbin wiatrowych to proces wieloetapowy.
Firma ABB produkuje różnego typu generatory, moduły konwerterów, transformatory i przekładnie
mechaniczne, tak by można dopasować je do jak największej liczby praktycznych aplikacji
20
l
l
Systemy sterowania
Systemy sterujące turbiną zbierają informacje o sile i kierunku wiatru oraz
innych parametrach atmosferycznych
z anemometrów i różnych czujników,
umieszczonych zwykle na górnej części obudowy gondoli. Ta swego rodzaju
miniaturowa stacja pogodowa komunikuje się również z opisanymi już wcześniej układami sterowania kątem nachylenia łopat i pozycją gondoli. Z kolei
energia elektryczna i dane pomiarowe
z wirnika turbiny przekazywane są do
systemu sterowania, najczęściej z pośrednictwem pierścieni ślizgowych.
– Na podstawie takich danych algorytm
sterujący, zawarty najczęściej w specjalnym oprogramowaniu dedykowanym do
systemu sterującego konkretnej turbiny,
podejmuje decyzje o uruchomieniu, rytmie pracy czy wyłączeniu generatora
i turbiny – wyjaśnia Cliff D. Cole, kierownik działu napędów niskonapięciowych w firmie ABB.
Funkcje
monitoringu
zewnętrznych warunków atmosferycznych, stanu pracy turbiny, aktualnych ustawień
kąta natarcia łopat i pozycji gondoli, parametrów układów hamowania,
zdalnego monitoringu stanu pracy turbiny i generatora, realizuje się w praktyce w układach redundantnych sterowników. Główny sterownik turbiny
komunikuje się z nadrzędnym systemem monitoringu i zarządzania – zwykle SCADA, obsługującym najczęściej
kilka turbin lub całą tzw. farmę wiatrową. Dostęp do tego systemu możliwy
jest poprzez lokalną sieć bezprzewodową lub Internet. Na przykład system sterowania WindControl, oferowany przez firmę GE Energy, pozwala na
obsługę farmy wiatrowej w konwencji
 Pracujący na wysokości około 100 m
nad ziemią silnik Mobilex GFB z układem
mechanicznym, sterujący kątem nachylenia
łopaty wiatraka, instalowany przy podstawie
każdej z łopat turbiny, umożliwia reagowanie
na zmienną siłę i kierunek wiatru. Firma Bosch
Rexroth wytwarza napędy tego typu zarówno
w technologii elektrycznej, jak i hydraulicznej
nieodbiegającej od zarządzania tradycyjną elektrownią, dzięki zunifikowanemu i prostemu systemowi sterowania kątem natarcia łopat i momentem
obrotowym kilku turbin, nawet przy
zmiennym wietrze i różnych parametrach obciążeniowych zasilanej sieci
energetycznej. Współpracujący z układem sterowania system WindSCADA
oferuje odpowiednie narzędzia operatorskie, zarówno do funkcji sterowniczych, jak i monitoringu oraz sprawozdawczości.
Firma GE Energy oferuje turbiny wiatrowe w trzech wariantach: 1,5
MW, 2,5 MW, 3,6 MW. Turbina 1,5 MW
oraz 3,6 MW to układy z generatorami asynchronicznymi dwuuzwojeniowymi, a turbina 2,5 MW ma generator
z magnesem trwałym i pełnym układem konwertera.
Wybór generatora i układu
konwertera
Pośród wielu możliwych wariantów
konstrukcji generatorów do turbin
wiatrowych, aktualnie najpopularniejszą jest technologia maszyn asynchronicznych dwuuzwojeniowych. Swą
popularność zawdzięcza ona przede
wszystkim dość sporemu doświadczeniu w zakresie obsługi i możliwości
technicznych tego typu układów maszynowych oraz ich dostępności. W zasadzie bowiem generator to silnik elektryczny, tylko pracujący w odwrotnym
cyklu przetwarzania energii – z wymuszonych obrotów wału na energię
elektryczną. W ostatnim okresie w turbinach wiatrowych pojawiają się również układy generatorów synchronicznych z magnesami trwałymi. Każda ze
wspomnianych konstrukcji ma swoje
wady i zalety.
Podstawową zaletą układów asynchronicznych dwuuzwojeniowych jest
współpraca ze znacznie mniejszymi
modułami konwerterów – redukcja
mocy konwertera do poziomu około
30%, w stosunku do mocy znamionowej turbiny. To oczywiście pozwala na
zmniejszenie kosztów zakupu. – Taki
konwerter musi wytworzyć strumień ma-
TEMAT Z OKŁADKI
gnetyczny tylko dla wirnika generatora, ponieważ
stojan maszyny dwuuzwojeniowej podłączony
jest bezpośrednio do sieci energetycznej. Skutkuje to bardzo wysokim współczynnikiem sprawności energetycznej takiego układu przy jego pracy z prędkością znamionową – stwierdza jeden
z przedstawicieli działu napędów elektrycznych
firmy ABB. Generatory z magnesami trwałymi
wymagają konwerterów w pełni dopasowanych
mocowo do własnej mocy znamionowej. Maszyny indukcyjne wymagają jednak pracy z bardzo
wysokimi prędkościami obrotowymi, zapewnianymi im przez odpowiednie przekładnie mechaniczne – skrzynie biegów. – Generatory indukcyjne to maszyny sprawdzone, wytrzymałe
i niezawodne, a przy tym wszystkim stosunkowo tanie – dodaje jeden z ekspertów firmy Siemens. Mają one jednak też dość istotną wadę
– ograniczoną zdolność do optymalnej współpracy z najnowszymi i przewidywanymi w przyszłości architekturami sieci energetycznej.
Ponadto sprawność energetyczna tego typu generatorów spada radykalnie przy prędkościach
obrotowych niższych od nominalnej, ze względu
na to, że wirnik zaczyna pobierać moc czynną.
Ogranicza to zakres dopuszczalnych prędkości
pracy turbiny i nabiera szczególnego znaczenia w przypadku potrzeby jej funkcjonowania
przy niższych i zmiennych prędkościach wiatru.
– Kolejną istotną i trudną kwestią jest utrzymanie
właściwego stanu pierścieni ślizgowych, pośredniczących w wytwarzaniu strumienia magnetycznego w uzwojeniach wirnika – dodaje wspomniany pracownik firmy ABB.
Krzywa mocy
(GE Energy, dla turbiny wiatrowej o mocy 2,5 MW)
moc wyjściowa, [kW]
2,700
2,5 MW
moc
znamionowa
2,100
prędkość
optymalna/
znamionowa
12,5 m/s
1,500
prędkość
graniczna
dolna
3,5 m/s
900
prędkość
graniczna
górna
25 m/s
300
0
4
8
12
16
20
24
prędkość wiatru, [m/s]
 Wykresy energetyczne turbin pokazują zależność mocy
wyjściowej turbiny od prędkości napędzającego ją wiatru.
Na rysunku widoczna jest przykładowa krzywa dla turbiny 2,5 MW
firmy GE Energy
22
l
l
– Maszyny z magnesami trwałymi mogą pracować przy dużych prędkościach, wspierane przez
układ przekładni mechanicznych, ale w odróżnieniu od omawianych wcześniej maszyn asynchronicznych mogą być również łączone „na
sztywno”, bez przekładni – wyjaśnia z kolei pracownik firmy Siemens. – Generatory tego typu
wydają się zatem maszynami bardziej elastycznymi i wydajnymi, są jednak relatywnie droższe
od indukcyjnych – dodaje. Wadą ich jest również pewna trudność z regulacją i ustawieniem
poziomu napięcia wyjściowego; w tej kwestii
większą elastyczność wykazują maszyny indukcyjne. Istotnego znaczenia w wypadku maszyn
z magnesami trwałymi nabierają również takie
czynniki, jak: czyszczenie i utrzymanie właściwego poziomu czystości maszyny, temperatura
oraz chłodzenie i inne. Skutkiem tego maszyny
te wymagają uwzględnienia całkowicie odmiennych parametrów w systemach zarządzania
ich pracą i współpracujących z nimi modułach
konwerterów. Jak jednak podkreślają eksperci,
technologia obsługi tego typu generatorów będzie w najbliższych latach intensywnie rozwijana, a w efekcie na rynku będą dostępne dwie
technologie maszyn elektrycznych, możliwych
do stosowania w turbinach wiatrowych, dobierane przez inżynierów do konkretnych aplikacji,
zależnie od warunków pogodowych i atmosferycznych w danym regionie i stanu technicznego oraz organizacji znajdującej się tam sieci
energetycznej.
Trend współczesny – generatory
synchroniczne z magnesami
trwałymi
Specjaliści wszystkich firm branży turbin wiatrowych podkreślają ogólny trend rozwojowy,
zmierzający do coraz szerszego stosowania
w tych urządzeniach synchronicznych generatorów z magnesami trwałymi. Ekspert firmy
ABB przedstawia oferowane przez nią projekty.
Pierwszy z nich to generator z magnesami trwałymi na duże prędkości obrotowe do 1800 obr./
min, zależnie od liczby biegunów i częstotliwości generowanego napięcia, z wielopoziomową
skrzynią biegów. Od strony mechanicznej układ
jest identyczny jak dla klasycznych maszyn asynchronicznych dwuuzwojeniowych. Projekt drugi to maszyna z magnesami trwałymi na średnie
prędkości rzędu 150 obr./min ze skrzynią przekładniową jednopoziomową. I wreszcie projekt
trzeci to maszyna na niskie obroty rzędu 17–30
obr./min, z bezpośrednim połączeniem mechanicznym wirnika z wałem turbiny.
Dla wszystkich trzech koncepcji konstrukcyjnych generatorów stosuje się jeden typ modułu
konwertera, wyposażonego w zestaw dodatkowych funkcji, zwiększających wydajność i funkcjonalność układu generacji, w stosunku do klasycznych generatorów asynchronicznych oraz
ułatwiający dopasowanie turbiny do nowego
typu przyłączy sieci energetycznych.
Moduł zapewnia izolację generatora od zmieniających się parametrów napięcia/prądu w liniach energetycznych, umożliwia szybką reakcję układu na ewentualne zwarcia czy wahania/
zapady/zaniki napięcia w linii itp. Ponadto takie
moduły konwerterów sprzyjają tworzeniu jednolitych standardów obsługi generatorów w turbinach wiatrowych, gwarantując ich dopasowanie
do większości popularnych aplikacji. Firmą zaangażowaną w rozwój i popularyzację generatorów synchronicznych z magnesami trwałymi
jest również Switch Controls & Converters Inc.
W jej prezentacji, przedstawionej na konferencji
WindPower 2009, wiceprezes firmy przedstawił
generatory tego typu, z odpowiednimi modułami konwerterów, jako nowy standard i nowy
trend rozwoju generatorów dla turbin wiatrowych. Firma ma w swojej ofercie wszystkie trzy
odmiany generatorów, podobnie jak przedstawione wcześniej projekty firmy ABB.
Napęd bezpośredni
Wyeliminowanie przekładni mechanicznych
upraszcza znacznie konstrukcje turbin wiatrowych, wymaga jednak zastosowania synchronicznych napędów z magnesami trwałymi,
pracujących z niewielkimi prędkościami obrotowymi, o znacznej średnicy wałów i stojanów,
ze względu na konieczność wbudowania dużej
liczby biegunów magnetycznych (80 i więcej).
Wysokie koszty i niewielka liczba producentów
tego typu generatorów ogranicza popularność
ich stosowania w praktyce jedynie do wielkich
przedsiębiorstw i firm energetyki wiatrowej.
Jednym z największych podmiotów implementujących takie urządzenia jest niemiecki Enercon.
W trakcie prezentacji technologii na konferencji WindPower 2009 przedstawiciel firmy
Siemens komentował rozwiązania zastosowane w turbinach napędu bezpośredniego. Wyjaśniał on między innymi, że koszt generatorów
w stosunku do ich momentu obrotowego spa-
 Fot. 1. Montaż gondoli turbin firmy Siemens 2,3 MW, w zakładach
produkcyjnych firmy w Brande, Dania
da wraz ze wzrostem mocy generatora z granicznym punktem opłacalności na poziomie 3,6
MW. W konkluzji stwierdzono, że turbiny z napędem bezpośrednim sprawdzają się idealnie
w turbinach instalowanych w pasach wód przybrzeżnych, zaś dla farm wiatrowych na brzegu i w głębi lądu sprawa użytej technologii konstrukcji turbin wciąż pozostaje otwarta.
Ilość energii wytwarzanej przez turbiny wiatrowe wciąż wzrasta. By stała się ona bardziej
znaczącym elementem ogólnego systemu produkcji energii i odgrywała większą rolę w ogólnym, światowym systemie energetycznym, konieczne jest rozwiązanie jeszcze kilku istotnych
problemów. Są to m.in.: kwestie związane z lokalizacją farm wiatrowych, optymalne warunki atmosferyczne i klimatyczne oraz zdobycie
większego uznania i akceptacji ze strony społeczeństwa. Konieczna jest również redukcja
kosztów urządzeń i instalacji, umożliwiająca ich
popularyzacje, bez konieczności uzyskania dotacji czy preferencyjnych subwencji. Wiele jest
bowiem podmiotów potencjalnie zainteresowanych aplikacją turbin wiatrowych np. w większych przedsiębiorstwach, osiedlach itp., jednak koszty instalacji oraz brak zrozumienia ze
strony lokalnych społeczności, stanowi jak dotąd jedną z największych barier w praktycznej
realizacji wspomnianych zamiarów.
Artykuł pod redakcją dr. inż. Andrzeja Ożadowicza, AGH Kraków
l
l
23
FIRMA PREZENTUJE
Symulator typu Hardware-in-the-Loop Àrmy
Siemens Wind Power sãuĳĎcy do testowania
programów sterowania turbinĎ wiatrowĎ
wersja poddawana jest testom fabrycznym
przed zastosowaniem jej w terenie. Nasz nowy
system testujący daje nam możliwość automatyzacji przebiegu tego procesu.
Autor
Samir Bico – Siemens Wind Power A/S
Branża
Sterowanie/ Urządzenia/ Systemy,
Energia/Przemysł Energetyczny
Produkty
cRIO-9151, LabVIEW, PXI-7813R, PXI-6515,
PXI-6704, FPGA Module, Simulation
Interface Toolkit, Real-Time Module,
PXI-1042Q, NI TestStand, PXI-7833R,
NI 9264, PXI-8106, NI 9205, NI 9425,
PXI-6514, NI 9476, NI 9265, PCI-6733,
Control Design and Simulation Module
Wyzwanie
Usprawnienie zautomatyzowanego testowania kolejnych wersji oprogramowania
dla systemów sterowania turbinami wiatro-
Farma wiatrowa typu offshore w Lillgrund
w Cieśninie Sund, pomiędzy Malmö a Kopenhagą
wymi firmy Siemens. Umożliwienie testowania elementów systemu sterowania turbiną wiatrową i weryfikacji w fazie rozwojowej.
Rozwiązanie
Stworzenie nowego systemu czasu rzeczywistego do przeprowadzania testów symulacyjnych typu HIL (hardware-in-the-loop)
kolejnych wersji oprogramowania dla wbudowanego systemu sterowania turbinami
wiatrowymi firmy Siemens, z wykorzystaniem oprogramowania NI TestStand, modułów LabVIEW Real-Time oraz LabVIEW
FPGA, a także platformy NI PXI.
Architektura modułowa pozwala nam na
zwiększanie sprawności systemu w celu
spełniania rosnących wymagań szybko
rozwijającej się technologii energii wiatrowej.
Testowanie oprogramowania
dla systemu sterowania
Turbina wiatrowa składa się z szeregu elementów, m.in. wirnika, przekładni, przetwornika, transformatora, służących do przekształcania energii kinetycznej wiatru w energię elektryczną.
System sterowania łączy się z tymi elementami za pośrednictwem setek sygnałów we/wy
oraz komunikuje się przy pomocy wielu protokołów komunikacyjnych. Najbardziej złożoną
część systemu stanowi wbudowane oprogramowanie sterowania, wykonujące pętle sterowania.
Nasi programiści systematycznie uaktualniają oprogramowanie sterownika. Ich testowanie jest konieczne w celu ustalenia niezawodności działania w warunkach charakterystycznych dla parku wiatrowego. Każda nowa
Wiatrowskaz
Środowisko
Łopaty
Wiatromierz
Wnioski wynikające z użytkowania
poprzedniego systemu
Nasz poprzedni system testujący stworzony
został 10 lat temu. Działał on w oparciu o inne
środowisko programowania oraz karty akwizycji danych PCI. Jego architektura i wydajność nie odpowiadała nowym wymaganiom
dotyczącym zarówno skalowalności, jak i czasu testowania. Poprzedni system był trudny
w konserwacji, a jego niedostateczny stopień
automatyzacji nie pozwalał na wydajne przeprowadzanie testów. Nie dawał możliwości automatycznej dokumentacji wyników testów ani
identyfikacji przypadków testowych, nie posiadał też funkcji zdalnego sterowania. Ponadto dawne środowisko testowe HIL nie wspierało technologii wielordzeniowych, przez co nie
mogliśmy czerpać korzyści z mocy obliczeniowej najnowszych procesorów wielordzeniowych.
Ustalenia odnośnie przyszłego systemu
Po przeanalizowaniu dostępnych technologii,
mogących być wykorzystanymi do budowy
naszego nowego systemu testowego, wybraliśmy oprogramowanie LabVIEW oraz modułowy sprzęt PXI – moduły czasu rzeczywistego i FPGA. Ufamy, że technologia ta zapewni elastyczność i rozszerzalność potrzebną do
zaspokojenia naszych przyszłych wymagań
technicznych. Trafność wyboru potwierdzona
została przez wysoki poziom usług serwisowych, zapewnianych przez firmę National Instruments oraz wysoką jakość produktów tej
firmy.
Hamulec
Wirnik
Generator
Przekładnia
Odchylenie
Przetwornik
Układ hydrauliczny
Transformator
Rys. 1. Elementy turbiny wiatrowej
24
l
l
Sieć
FIRMA PREZENTUJE
Host PC
Enterprise Data Management
Siemens
System Management
NI TestStand and
LabVIEW
łowej budowie może być łatwo rozbudowywany, dostosowywany oraz dalej rozwijany.
Układ testowany daje się szybko wymieniać,
bez konieczności przeprowadzania zmian
w architekturze systemu testowego.
Symulator zapewnia odpowiednie środowisko do wydajnej weryfikacji nowych wersji oprogramowania oraz testowania specjalnych przypadków w naszym laboratorium.
Stanowi też narzędzie pozwalające nam testować nowe technologie i koncepcje, nad
którymi aktualnie pracujemy.
Park Server
Application Software
Ethernet
Communication
Channels
(I-box)/TIC
LabVIEW Real-Time
and simulations DLLs
Ethernet
Main Computer
Real-Time Simulator
Masurement &
Control Services
NI-DAQmx driver
software
Computing
NI PXI platform
Device IO
NI Data Acquisition
and FPGA boards
Ellectrical (IO)
connections
IO Modules
Rys 2. Architektura systemu testowego firmy Siemens Wind Power
Ponieważ sami nie dysponujemy wystarczającą wiedzą fachową na temat systemów
testowych, opracowanie wybranego rozwiązania zleciliśmy duńskiej firmie CIM Industrial Systems A/S. Wyboru firmy CIM Industrial Systems A/S dokonaliśmy ze względu
na jej potencjał techniczny w zakresie testowania, jak również na najwyższą w Europie
liczbę pozyskanych certyfikatów Certified
LabVIEW Architect. Firma CIM z powodzeniem wywiązała się z powierzonego zadania, jesteśmy w pełni usatysfakcjonowani jakością wykonanych przez nich usług.
Elastyczna architektura systemu
testowania w czasie rzeczywistym
Nowy system testujący symuluje zachowania rzeczywistych elementów turbiny wiatrowej poprzez uruchamianie ich modeli symulacyjnych w systemie LabVIEW Real-Time,
w celu dostarczenia symulowanych sygnałów testowanemu systemowi.
Na komputerze zarządzającym (host) zainstalowano intuicyjny interfejs użytkownika
LabVIEW GUI, który użytkownik łatwo dostosowuje do swoich potrzeb poprzez przemieszczanie obiektów w ramach panelu.
Aplikacja systemu Windows OS komunikuje
się także z dwoma zewnętrznymi przyrządami pomiarowymi, które nie pracują w systemie operacyjnym czasu rzeczywistego.
Poprzez sieć Ethernet oprogramowanie
komputera-hosta komunikuje się z systemem docelowym (target) opartym na LabVIEW
Real-Time i mieszczącym się w obudowie
PXI-1042Q. Moduł LabVIEW Real-Time uruchamia pakiet symulacyjny, zawierający na
ogół 20-25 symulacyjnych bibliotek DLL,
działających równolegle. Rozwiązanie to
może być wykorzystane w modelach użytkownika, realizowanych w niemal każdym
środowisku modelowania m.in. NI LabVIEW
Control Design and Simulation Module, The
MathWorks, Inc. Simulink® oraz ANSI C. Typowa szybkość wykonywania naszej pętli
symulacyjnej wynosi 24 ms, pozostawiając
mnóstwo mocy przetwarzania dla potrzeb
przyszłych rozszerzeń.
Karty z układami FPGA
do dedykowanych symulacji protokołów
i czujników turbiny wiatrowej
Z powodu braku aktualnych standardów
w turbinach wiatrowych używany jest szereg
dedykowanych protokołów komunikacyjnych.
Przy użyciu opartego na układach FPGA wielofunkcyjnego modułu NI PXI-7833R w technologii RIO oraz modułu LabVIEW FPGA Module, mamy możliwość podłączenia się i symulacji tych protokołów. Sprzęt ten pozwala nam także na symulowanie czujników magnetycznych oraz przeprowadzanie dokładnych symulacji napięcia i prądu trójfazowego. Inna karta z układami FPGA podłączona
została do obudowy rozszerzającej NI 9151
serii R, dając możliwość przyszłego zwiększania liczby kanałów systemu.
Plany na przyszłość
Architektura modułowa daje nam możliwość
powiększania systemu dla spełnienia rosnących wymagań szybko rozwijającej się
technologii energii wiatrowej. Przewidujemy, że aby zaspokoić przyszłe potrzeby testowe dokonamy podziału zadań symulacji
pomiędzy wiele systemów (target) LabVIEW
Real-Time. W celu dalszej automatyzacji
przebiegu testów zamierzamy także zastosować środowisko programowe NI TestStand
firmy National Instruments.
Simulink® jest zastrzeżonym znakiem handlowym The MathWorks, Inc.
W celu uzyskania dalszych informacji na temat przedstawionego systemu, prosimy
o kontaktowanie się z:
Morten Pedersen
CIM Industrial Systems A/S
E-mail: [email protected]
Tel.: +45 23 71 85 02
Informacje o autorze:
Samir Bico
Siemens Wind Power A/S
Borupvej 16
Brande 7330
Tel: +45 9942 2679
Zalety nowego systemu testowego
Nowy system testowy firmy Siemens Wind
Power ma szereg zalet w stosunku do rozwiązań poprzedniej generacji. Dzięki modu-
Rys. 3. Intuicyjny interfejs LabVIEW GUI na komputerze
zarządzającym (host)
l
National Instruments Poland Sp. z o.o.
Salzburg Center
ul. Grójecka 5
02-025 Warszawa
Tel: +48 22 328 90 10
Fax: +48 22 331 96 40
Web: www.ni.com/poland
Infolinia: 00 800 361 1235
l
25
FIRMA PREZENTUJE
SINAUT MicroSC
Bezprzewodowa komunikacja GPRS
ze sterownikami SIMATIC
wy, ogrzewanie i klimatyzacja, przemysł transportowy,
automatyzacja budynków, energetyka.
SINAUT Micro SC jest modułowym systemem telemetrycznym GPRS, bazującym na sterownikach swobodnie programowalnych SIMATIC oraz modemie
GPRS MD720-3.
System telemetryczny SINAUT Micro SC w technologii
GPRS (General Packet Radio Services) bazuje na sterownikach SIMATIC oraz modemach GSM/GPRS MD720-3.
System składa się ze stacji oddalonych wyposażonych
w sterowniki SIMATIC S7-200, S7-300 lub najnowszy
S7-1200 oraz w modem MD720-3 z anteną. Stacje oddalone mogą komunikować się między sobą za pośrednictwem stacji centralnej, którą jest komputer PC podłączony do Internetu, pracujący jako serwer. Komputer PC
może też być serwerem bez dostępu do Internetu, pracującym w sieci Ethernet, udostępnianej przez dostawcę
usług GSM. Możliwe jest połączenie do 256 stacji oddalonych we współpracy z jednym serwerem PC. Na komputerze PC zainstalowana jest aplikacja SINAUT Micro
SC, zadaniem której jest zarządzanie ruchem danych
oraz archiwizacja zmiennych. Wraz z SINAUT Micro SC
dostarczany jest serwer OPC, dzięki czemu dane archiwizowane oraz bieżące mogą być udostępniane dowolnej aplikacji pracującej jako klient OPC pod systemem
operacyjnym Windows. Mogą to być programy SCADA
oraz dowolne inne programy wykorzystujące technologię OPC. System przeznaczony jest do zastosowań takich jak: gospodarka wodna, przemysł gazowy i nafto-
26
l
l
Technologia GPRS pozwala na uzyskanie około ośmiu
razy większych prędkości transmisji niż klasyczne przesyłanie danych w sieci GSM (Global System for Mobile
Communications). Dane w systemie GPRS przesyłane
są w sposób pakietowy. Koszt związany z przesyłaniem
danych uzależniony jest tylko od ilości przesyłanych pakietów. Sinaut Micro SC, jako cały system, oferuje kompleksowe rozwiązania. Istotną zaletą systemu jest to, że
lokalnie aplikacja sterowana jest przez stabilny i pewny
sterownik SIMATIC, natomiast dzięki komunikacji w sieci
GSM otrzymujemy zdalne monitorowanie oraz sterowanie stacjami rozproszonymi znajdującymi się nawet setki
kilometrów od siebie. Od niedawna dostępne są biblioteki, pozwalające włączyć w system SINAUT Micro SC
najnowszy sterownik SIMATIC S7-1200. Nowa biblioteka
dla sterownika S7-1200 składa się z jednego bloku, który
po podstawowej parametryzacji będzie gotowy do pracy
w systemie telemetrycznym. Budowa systemu zapewnia dużą elastyczność osobie wdrażającej rozwiązanie.
To użytkownik końcowy decyduje, który operator lub
operatorzy sieci komórkowych dostarczą karty SIM do
urządzeń. Pozwala to racjonalnie rozplanować koszty
systemu, nie tylko na etapie jego wdrażania, ale również
późniejszej eksploatacji.
Reasumując, system telemetryczny SINAUT Micro SC
sprawdzi się wszędzie tam, gdzie wymagane jest zdalne monitorowanie parametrów wraz z możliwością ich
modyfikacji, a jedynym optymalnym lub dostępnym medium komunikacyjnym są usługi świadczone przez operatora sieci komórkowej.
Mirosław Kuligowski
Kierownik Produktu
Siemens Sp.z o.o.
Sektor Industry
Branża Industry Automation
ul. Żupnicza 11
03-821 Warszawa
www.siemens.pl/simatic
RAPORT
Polski rynek modułów We/Wy
Dostawcy modułów We/Wy mają nadzieję,
że rok 2010 przyniesie im wzrost dochodów
ze sprzedaży tych urządzeń. Na polskim rynku
najbardziej popularne są nadal układy wejść
analogowych i cyfrowych. Siemens pobił swoich
konkurentów w walce o tytuł najbardziej
popularnego dostawcy modułów We/Wy.
Wykres 1. Czy odnotowali Państwo wzrost sprzedaży
modułów We/Wy w 2009 r.?
8%
odnotowaliśmy wzrost o 21-40%
nie odnotowaliśmy wzrostu
odnotowaliśmy wzrost o 0-20%
23%
69%
Źródło: Control Engineering Polska, styczeń 2010
Wykres 2. Wydatki na moduły We/Wy w 2010 roku
w porównaniu do 2009 r. (wg. użytkowników)
Mgr inż. Izabela Cieniak
większości dostawców ankietowanych przez Control Engineering Polska rok 2009 upłynął pod znakiem
wzrostu sprzedaży modułów We/
Wy do 20%. Jedynie 23% z nich nie odnotowało
żadnego podwyższenia przychodów z tego tytułu (wykres 1). W 2010 r. ma być nadal widoczny
wzrost sprzedaży tych urządzeń.
– Spowolnienie gospodarcze zaobserwowane
w minionym roku na pewno osłabiło trend wzrostowy sprzedaży modułów We/Wy – mówi Tomasz
Kochanowski, zastępca dyrektora działu systemów sterowania firmy ASTOR. – Jednak po nie
najlepszym początku 2009 r., spowodowanym
wstrzymaniem inwestycji w wielu zakładach,
już w drugiej jego połowie można było zaobserwować ożywienie i powrót inwestorów do zaplanowanych inwestycji. Bazując na prowadzonych
obecnie projektach, możemy z optymizmem prognozować tegoroczny wzrost sprzedaży systemów
sterowania, a co za tym idzie, również modułów
We/Wy.
A jakie plany związane z zakupem modułów
We/Wy mają w 2010 r. użytkownicy? 47% z nich
uważa, że w porównaniu do roku ubiegłego wydatki pozostaną na tym samym poziomie. 44%
chce zwiększyć budżet na moduły We/Wy, a 9%
zmniejszyć (wykres 2).
U
9%
zmaleją
wzrosną
pozostaną na tym samym poziomie
47%
44%
28
l
l
Najbardziej popularne
Najpopularniejszymi rodzajami modułów We/
Wy według trzech czwartych użytkowników są
układy wejść analogowych i cyfrowych. Równie znane są wyjścia cyfrowe i wyjścia analogowe – uważa tak ponad połowa ankietowanych.
Mniejszą popularnością cieszą się układy wejść
cyfrowych, interfejsy sieciowe oraz układy wejść
analogowych.
Dostawcy natomiast sprzedają najczęściej
układy wejść cyfrowych, układy wejść analogo-
Ethernet
przyszłością
modułów We/Wy
Aleksander Cupok,
inżynier sprzedaży
dz. IEI, ICP DAS,
JM Elektronik
Niewątpliwie wysoką
popularność Ethernetu
– w komunikacji
przemysłowej – bezprzewodowej i przewodowej
– determinuje kilka czynników. Pierwszy to łatwość
integracji urządzeń z oprogramowaniem SCADA/HMI,
głównie dzięki standardom Modbus/TCP, Ethernet/
IP oraz samych urządzeń między sobą. Przykładem
mogą być moduły We/Wy, komputery przemysłowe itp.,
pochodzące często od różnych producentów. Ogromną
rolę odgrywa też stosunkowo duża szybkość oraz
niezawodność standardu Ethernet. W zastosowaniach
przemysłowych ciągła transmisja danych w czasie
rzeczywistym jest czynnikiem kluczowym. W porównaniu
do bezprzewodowych sieci przemysłowych (WLAN,
ZigBee, Z-Wave) jakość sieci Ethernet nie zależy od
zmiany rozmieszczenia obiektów przemysłowych
w przestrzeni, i jest mniej podatna na zakłócenia EMI.
W przypadku omawianych modułów We/Wy, Ethernet
pozwala użytkownikowi na zdalny dostęp, monitoring,
konfigurację urządzeń i ich parametrów z każdego
miejsca, za pośrednictwem tradycyjnej przeglądarki
internetowej. Nic nie wskazuje na to, by pozycja
Ethernetu w najbliższym czasie uległa osłabieniu na
rzecz innego standardu, nawet mimo konieczności
stosowania w infrastrukturze sieciowej dodatkowych
urządzeń, jak switche, mediakonwerterty czy access
pointy. Zastosowanie innowacyjnej technologii PoE
(Power over Ethernet) upraszcza przewodową część
infrastruktury sieci Ethernet dzięki uniezależnieniu się od
lokalnych źródeł zasilania.
wych i cyfrowych, układy wejść analogowych oraz wyjścia cyfrowe. Najrzadziej dystrybuują wyjścia analogowe
i interfejsy cyfrowe (wykres 3).
W zakładach królują moduły We/Wy firmy Siemens.
Posiada je ponad połowa ankietowanych użytkowników.
Mniej niż 20% respondentów ma zainstalowane urządzenia następujących producentów: Wago, GE Fanuc, Mitsubishi Electric, Phoenix Contact, Schneider Electric, AllenBradley, Beckhoff, Omron, Saia-Burgess, B&R, ICP-DAS,
Moeller, a także National Instruments.
POLSKI RYNEK MODUŁÓW WE/WY
Wykres 3. Najpopularniejsze rodzaje modułów We/Wy
85%
Układy wejść cyfrowych
75%
dostawcy
użytkownicy
69%
Układy wejść analogowych i cyfrowych
56%
62%
Układy wejść analogowych
54%
62%
Wyjścia cyfrowe
42%
46%
Wyjścia analogowe
40%
46%
Interfejsy sieciowe
mi programowalnymi i jako rozproszone systemy We/Wy. Ponad 50% sondowanych przedstawicieli zakładów używa ich jako sloty dla PLC,
natomiast mniej niż połowa stosuje je w rozproszonych systemach sterowania, a także montuje
na szynach DIN ze sterownikami programowalnymi. Moduły We/Wy z rzadka można spotkać
jako pojedyncze punkty, w blokach o stopniu
ochrony IP67 oraz w układach modułowych
o stopniu ochrony IP67.
Wykres 5. to pełne zestawienie aplikacji, w których wykorzystywane są moduły We/Wy opracowane na podstawie danych zebranych od ankietowanych przez Control Engineering Polska
użytkowników i dostawców.
32%
Komunikacja to podstawa
15%
Inne
6%
Wykres 4. Najczęstsze wykorzystanie modułów We/Wy
dostawcy
65%
Procesy ciągłe
85%
użytkownicy
53%
Procesy dyskretne
69%
35%
W niewielkich aplikacjach
77%
33%
Procesy produkcji ciągłej i seryjnej
77%
30%
W procesach produkcji seryjnej
(partie produktów)
Inne
46%
2%
Problemy eksploatacyjne
23%
Wykorzystanie modułów We/Wy
Użytkownicy najczęściej wykorzystują moduły We/Wy w procesach ciągłych i dyskretnych.
Rzadziej używane są w niewielkich aplikacjach
oraz procesach produkcji ciągłej i seryjnej. Sporadycznie stosuje się je w procesach produkcji
seryjnej (partie produktów). Podobne zdanie na
ten temat mają dostawcy, jednak według nich
moduły We/Wy nie są tak często wykorzystywane do procesów dyskretnych (wykres 4.).
Zakupione moduły We/Wy wykorzystywane są
przede wszystkim w aplikacjach ze sterownika30
l
Do komunikacji pomiędzy oferowanymi na rynku modułami We/Wy stosowane są różne metody. Najczęściej jest to sieć Profibus-DP, protokół
Ethernet oraz protokół Modbus RS-485. Zaraz
po nich plasują się CANopen, standard DeviceNet, a także protokoły komunikacji bezprzewodowej. Mniej niż w jednej trzeciej przypadków
używane są standard 4–20 mA, HART i sieci
bezpieczeństwa (wykres 6).
Najpopularniejszymi technikami komunikacji modułów We/Wy w standardzie Ethernet są
Modbus/TCP, Ethernet/IP, TCP/IP, Profinet. Najmniej używa się EtherCat i Ethernet-Powerlink
(wykres 7.). Natomiast najbardziej rozpowszechnionymi protokołami komunikacji bezprzewodowej standardu są Ethernet, WiFi oraz standard 802.11, a minimalnie – Zig-Bee, Bluetooth
(wykres 8.).
l
Poprosiliśmy użytkowników i dostawców o informacje, z jakimi problemami eksploatacyjnymi modułów We/Wy najczęściej się spotykają.
Użytkownicy wymienili takie trudności, jak:
komplikacje konfiguracyjne (np. nadawanie
adresu Modbus, ustawianie transmisji); kłopoty przy wymianie karty (przy niektórych sterownikach wymiana wiąże się z wyłączeniem
zasilania); uszkodzenia pojedynczych wejść/
wyjść w modułach; problemy z wejściami i wyjściami analogowymi; niekontaktujące złącza.
Dostawcom sygnalizowane są jeszcze: brak odpowiednich urządzeń sterujących modułami;
przerwy w połączeniu (prostym rozwiązaniem
tych problemów jest kultura montażu i rozbudowana diagnostyka); brak miejsca w szafach
Klienci coraz
bardziej
wymagający
Piotr Huryń, regional
manager Szczecin,
B&R Automatyka
Przemysłowa
Użytkownicy
wykorzystujący modułowe
We/Wy – lokalnie wraz
z procesorem PLC, jak również jako rozproszone stacje
We/Wy, są coraz bardziej wymagający. Producenci,
starając się zaspokoić ich potrzeby, maksymalnie
rozszerzają swoją paletę produktów. W obrębie jednego
systemu oprócz standardowych We/Wy cyfrowych,
przekaźnikowych, analogowych czy temperaturowych
pojawiają się moduły bardziej specjalizowane, jak:
wagowe, pomiarów energetycznych czy synchronizacji
generatorów, enkoderów ABR/SSI/resolver/EnDat,
moduły z końcówką mocy do sterowania silników
krokowych i DC czy sterowania tyrystorów. Nierzadko
użytkownik w rozproszonej stacji We/Wy chciałby mieć
możliwość podłączenia zewnętrznych urządzeń po
RS232/485 czy CANopen, a nawet IOlink czy SmartWire
– i tu producenci wprowadzili odpowiednie moduły do
oferty. Dopełnieniem są We/Wy SAFETY, które często
można mieszać ze standardowymi modułami We/Wy.
Często występują wymagania co do stopnia
ochrony, gdzie moduły o IP20 – do montażu w szafie
– zastępowane są przez systemy z IP67, umożliwiając
montaż modułów We/Wy bezpośrednio na maszynie.
Istnieje tendencja do łączenia sterowników i stacji
We/Wy różnych producentów. I tutaj nie wystarczą
już standardowe bramki Profibus DP, DeviceNet
czy CANopen – prężnie zaczęły wchodzić sieci
oparte na Ethernetcie: Modbus TCPIP, Ether/Net IP,
PROFInet, czy Ethernet POWERLINK. Niektóre z tych
protokołów pozwalają na uzyskanie redundancji
połączenia przewodowego, która jest wymagana np.
przy zastosowaniu pierścieni ślizgowych przy stołach
obrotowych lub przy automatyzacji wymagających
pod względem bezpieczeństwa procesów jak np.
elektrownie. Istotny jest też mechanizm hot-plug, który
umożliwia szybką wymianę modułów w trakcie pracy –
bez utraty komunikacji z pozostałymi w całym systemie.
Na szybkość reakcji PLC na rzeczywisty proces ma
wpływ nie tylko cykl pracy sieci czy samego sterownika
ale, co użytkownicy zauważają coraz częściej, także
szybkość wewnętrznej szyny danych znajdującej się za
modułem bramki.
Wykres 5. Aplikacje, w których używa się modułów We/Wy
dostawcy
82%
ze sterownikami programowalnymi
użytkownicy
85%
70%
jako rozproszone systemy We/Wy
100%
54%
jako sloty dla PLC
31%
47%
montowane są na szynach DIN ze sterownikami PLC
85%
44%
w rozproszonych systemach sterowania
85%
w systemach bazujących na komputerach PC
12%
46%
montowane są na szynach DIN niezwiązanych z systemami sterującymi
12%
46%
jako tzw. gatewaye sieciowe
11%
23%
jako pojedyncze punkty
7%
38%
w blokach o stopniu ochrony IP67
5%
15%
w układach modułowych o stopniu ochrony IP67
4%
15%
sterowniczych; problemy przewodowe, takie
jak trudność w wykonaniu połączeń kablowych,
długości kabli i przez to utrata sygnału, ilości
samego okablowania; problemy bezprzewodowe – bardzo duże pola EMG przy maszynach,
interferencje sygnałów; błędna konfiguracja adresu modułu, która powoduje brak możliwości
komunikacji z modułem i błędy sieci.
Argumenty za zakupem
Z punktu widzenia użytkownika przy wyborze
modułu We/Wy bardzo ważna jest cena, jakość
i niezawodność. Bardzo dużą wagę przykłada
się również do funkcjonalności urządzenia, jego
dostępności, obciążalności prądowej oraz renomy producenta. Istotna jest kompatybilność
modułów We/Wy z innymi posiadanymi modułami, sterownikami PLC i aplikacjami oraz ilość
wejść/wyjść i ich szybkość. Niemałe znaczenie
ma wsparcie dostawcy (serwis, szkolenia, dokumentacja w języku polskim).
32
l
l
– Dużą rolę klienci przywiązują do jakości modułów We/Wy, materiału, z jakiego wykonana jest
obudowa – twierdzi Daniel Oszczęda, menedżer
ds. produktów Balluffa. – Ma to największe znaczenie przy modułach montowanych bezpośrednio w obszarach procesu produkcji, czyli modułów o IP67. W tym obszarze klienci bardzo chętnie
wybierają moduły w metalowych obudowach.
Kolejną ważną cechą jest funkcjonalność modułów w zakresie diagnostyki. Preferowane są moduły posiadające diagnostykę każdego pojedynczego portu.
Jego wypowiedź uzupełnia Tomasz Kochanowski z ASTOR. Uważa on, że klienci, decydując się na dane rozwiązanie, zwracają uwagę przede wszystkim na jego otwartość, a zatem
na możliwości komunikacyjne, szeroką gamę
dostępnych modułów oraz prostotę rozbudowy
o kolejne elementy. Według niego istotnym elementem jest również możliwość podmiany modułów „na ruchu” bez wyłączania sterownika.
FIRMA PREZENTUJE
Safety@Festo Bezpieczeństwo w automatyce
Bezpieczeństwo dotyczy wszystkich maszyn oraz instalacji przemysłowych i związane jest z odpowiednimi przepisami lub dyrektywami Unii Europejskiej.
Dla inżynierów automatyków oznacza to, że tworzone
przez nich rozwiązania wymagają stosowania bezpiecznych układów sterowania.
Normy zharmonizowane dotyczące bezpieczeństwa
maszyn (PN-EN ISO 13849-1 oraz PN-EN 954-1) stosowane są głównie w celu osiągnięcia odpowiedniego zmniejszenia ryzyka nieprzekraczającego poziomu wyznaczonego wymaganiami zawartymi w dyrektywie maszynowej.
Zgodnie z rozporządzeniem Ministra Gospodarki przepisy znowelizowanej dyrektywy maszynowej 2006/42/WE
zostały wprowadzone do prawa krajowego dnia 29 grudnia 2009 r. Postanowienia znowelizowanej dyrektywy maszynowej obowiązują w projektowaniu, budowie i handlu
maszynami od dnia 29 grudnia 2009 r. Firma Festo oferuje nowe produkty i rozwiązania w tej dziedzinie. Są nimi
m.in. jednostki hamujące DNCKE-S, KEC-S.
Czy to w odpowiedzi na przerwę w dopływie energii,
czy też w przypadku zaniku lub spadku ciśnienia głowica
zaciskowa KEC-…-S zapewnia akcję hamowania w dokładnie określonym zakresie tolerancji za pomocą elementu zaciskającego ze sprężyną działającą na tłoczysko. Komponenty te stosujemy w aplikacjach ,w których
występują zmieniające się obciążenia, niezależne zmiany działającego ciśnienia i stałe przecieki w układzie. Zarówno siłownik z głowicą zaciskową DNCKE-S jak i głowica zaciskowa KEC-…-S są uznane jako urządzenia
trzymające jak i hamulce do stosowania w układach sterowania powiązanych z zapewnieniem bezpieczeństwa.
Z odpowiednimi dodatkowymi środkami mogą one być
również stosowane do zapobiegania wypadkom w układach sterowania wyższej kategorii. Te elementy posiadają certyfikat BGIA (Instytutu Zdrowia i Bezpieczeństwa Zawodowego w Niemczech) potwierdzający ich szczególną
zgodność z wymaganiami bezpieczeństwa.
Funkacja bezpieczeństwa
Zatrzymanie, trzymanie,
blokowanie ruchu
(mechaniczne)
Jednostki hamujące DNCKE-S, KEC-S
Dane techniczne
Średnica tłoka
40, 63, 100 mm
Skok
10... 2000 mm
Średnica zaciskanego pręta
o przekroju kołowym
16... 25 mm
Siła trzymania
1300... 8000 N
Siła trzymania
1300... 8000 N
Dodatkowe informacje nt.: dyrektywy i norm obowiązujących w technice bezpieczeństwa, architektur systemów sterowania, produktów i układów
pneumatycznych ukierunkowanych na bezpieczeństwo oraz specjalistycznych szkoleń mogą
Państwo znaleźć w „Przewodniku po technice
bezpieczeństwa”.
Więcej informacji na www.festo.pl
Opinie o dostawcach
Wykres 6. Metody komunikacji wykorzystywane
pomiędzy modułami We/Wy
85%
Profibus-DP
dostawcy
użytkownicy
72%
85%
protokół Ethernet
70%
69%
protokół Modbus
51%
31%
standard 4-20 mA
39%
54%
CANopen
16%
46%
protokoły komunikacji bezprzewodowej
12%
54%
standard DeviceNet
12%
46%
HART
A co dalej?
1%
ControlNet
64% użytkowników ocenia poziom wsparcia
technicznego ze strony dostawców modułów
We/Wy jako dobry. Według 30% jest on średni,
a 6% – słaby. Poprosiliśmy ankietowanych, aby
wyjaśnili, dlaczego negatywnie oceniają oni
usługi dostawców. Użytkownicy uważają, że nie
mają dostępu do pełnej dokumentacji technicznej, brak jest danych odnośnie zastosowania
modułów We/Wy. Dodatkowo część firm ma wybranych swoich dostawców i ciężko u nich bezpośrednio uzyskać pomoc lub zaraz po sprzedaży „zrywają” kontakt z klientem. Bardzo często
zdarza się, że reakcja na zgłaszane problemy
nie jest właściwa (nie zawsze są kompetentni),
a terminy dostaw nie są przestrzegane. Dostawcy urządzeń nie zwracają należytej uwagi na
budowę sprawnej magistrali komunikacyjnej,
zajmują się tylko swoimi urządzeniami, które
same z siebie są „ślepe”.
0%
5%
15%
sieci bezpieczeństwa
5%
46%
Inne
11%
Rynek modułów We/Wy cały czas się rozwija i dzięki temu obserwuje się spadek cen tych
urządzeń. Powstają bardziej zaawansowane
modele, stają się one mniejsze, szybsze, bardziej
odporne na temperatury pracy. Wprowadzane
są również nowe protokoły transmisji danych.
Następuje integracja interfejsu Ethernet i łączy
bezprzewodowych z wejściami i wyjściami analogowymi i binarnymi. Powiększa się oferta do-
Moduły We/Wy – szerokie zastosowanie
Łukasz Zieliński, automatyk programista, Automationstechnik
Moduły We/Wy wykorzystuje się we wszystkich aplikacjach projektowanych
i wykonywanych w firmie Automationstechnik. Mają one zastosowanie głównie
tam, gdzie nie ma sieci przemysłowych do sterowania urządzeniami. Są to
m.in. linie montażowe do przemysłu, w których moduły We/Wy są używane
do podłączenia różnego rodzaju czujników, przełączników mechanicznych
i sygnałów kontrolnych dla operatora. Moduły cyfrowe stosujemy również
do sterowania wyspami zaworowymi i napędami, takimi jak silniki krokowe
i falowniki. Moduły We/Wy są niezbędne w obsłudze urządzeń do montażu
dostarczanych przez Automationstechnik, takich jak nitownice radialne z kontrolą procesu, zakrętarki,
podajniki wibracyjne czy proste manipulatory. Innym przykładem są stanowiska testowe, w których oprócz
modułów wejść/wyjść cyfrowych wykorzystuje się moduły analogowe, do których podłącza się czujniki
pomiarowe – przemieszczenia, ciśnienia, siły czy momentu obrotowego. Za pomocą modułów We/Wy steruje
się również czujnikami wizyjnymi do kontroli produktów na stanowiskach montażowych i kontrolnych.
Zastosowanie modułów We/Wy jest proste w montażu i oprogramowaniu. Zbudowanie prostych aplikacji
bez takich modułów jest wręcz niemożliwe.
34
l
l
POLSKI RYNEK ROBOTÓW PRZEMYSŁOWYCH
Wykres 7. Najpopularniejsze
techniki komunikacji modułów
We/Wy w standardzie Ethernet
(wg. dostawców)
Wykres 8. Najpopularniejsze protokoły
komunikacji bezprzewodowej
(wg. dostawców)
Ethernet
Modbus/TCP
Ethernet/IP
62%
TCP/IP
62%
Profinet
WiFi
46%
standard 802.11
46%
Zig-Bee
15%
Bluetooth
15%
Inne
15%
38%
UDP/IP
SECROS III
62%
77%
23%
15%
Ethernet-Powerlink
8%
EtherCat
8%
Inne
8%
stępnych bramek komunikacyjnych dla różnych
sieci.
Zastosowanie sieci bezprzewodowych w modułach We/Wy ma coraz większe znaczenie
w ogólnie pojętych przemysłowych systemach
sterowania. Dzięki temu możliwe jest sterowanie sprzętem i maszynami w fabrykach za pomocą sygnałów radiowych, co znacznie upraszcza budowanie rozległych sieci.
Mgr inż. Izabela Cieniak
Za pomoc w opracowaniu raportu szczególnie
dziękujemy firmom: AB Industry, Apator Control,
Astor, Automationstechnik, Balluff, BIAP, B&R
Automatyka Przemysłowa, CSI, Dacpol, Elektronik, Eltop, Introl, JM Elektronik, Lumel, Phoenix Contact, Sabur, Schneider Electric, Siemens
(Energy Engineering Center, Wrocław), Simlogic,
Transfer Multisort. Dziękujemy również wszystkim czytelnikom Control Engineering Polska, którzy wzięli udział w ankiecie.
Zmiany funkcjonalności i technologii modułów We/Wy
Marcin Obarzanek, starszy inżynier sprzedaży, CSI Computer Systems for Industry
Tendencja ostatnich lat wskazuje, że rozwój komunikacji modułów We/Wy zmierza
w kierunku rozwiązań opartych na Ethernetcie. Do najpopularniejszych protokołów
komunikacji zaliczyć można: Modbus/TCP, Ethernet/IP, TCP/IP, Profinet i Powerlink.
Obserwujemy, że poza liczbą portów we/wy klienci coraz częściej zwracają uwagę
również na sposób wykonania i materiał, z jakiego zrobiony jest dany moduł. Metalowa
obudowa, klasa szczelności IP-65 czy redundancja portów komunikacyjnych umożliwia
adaptacje modułów tuż przy liniach produkcyjnych bez niebezpieczeństwa uszkodzenia
modułu.
Coraz większe znaczenie w przemyśle będą miały moduły zapewniające bezprzewodową komunikację między
urządzeniami. Dzięki tymże rozwiązaniom możliwe jest sterowanie sprzętem i maszynami za pomocą sygnałów
radiowych, co znacznie upraszcza budowanie sieci rozproszonych. Należy jednak pamiętać, że rozwiązania te nie są
pozbawione wad, takich jak zakłócenia sygnałów czy interferencje fal.
Nie oznacza to jednak, że rozwiązania oparte na magistralach szeregowych stały się archaizmem i nie są dłużej
stosowane – dotyczy to zwłaszcza protokołu RS-485, który do dziś wykorzystywany jest w aplikacjach, w których
kluczowymi są takie czynniki, jak: długość magistrali czy redukcja kosztów okablowania.
l
l
35
System X20/X67
System X20/X67 firmy B&R. Jedną z największych zalet systemu sterowania jest elastyczność systemu
wejść/wyjść, który może być użyty
zarówno w przypadku zintegrowanym, jak i rozproszonym. Użytkownik sam określa właściwości, architekturę oraz topologię.
Niezwykle zwarta konstrukcja 12
kanałowych modułów pozwala zaoszczędzić, aż do 50% przestrzeni w szafie sterowniczej. Użytkownik doceni prosty sposób połączenia
kontrolerów sieci dla wszystkich popularnych
systemów sieciowych tj. Profinet, Modbus IDA,
Ethernet IP, DeviceNet, Profibus DP, CanOpen
czy POWERLINK.
Dzięki rozwojowi wysoko wydajnościowych
modułów systemu X67, producenci maszyn zyskują maksymalną elastyczność i bezpieczeństwo pracy. Moduły IP67 stosowane w połączeniu z systemem X20, szczególnie w przypadkach
wymagających stacji rozproszonych, gwarantują nową jakość w zarządzaniu topologią. Koszty
okablowania zredukowane są do minimum.
Główne zalety: • wymienne wtyczki dla okablowania • przyjazny serwis dzięki modułom
podłączanym pod napięciem • zintegrowane
funkcje takie jak diagnostyka, obsługa silników
krokowych i prądu stałego, obsługa czytników
kodów kreskowych • wysoka gęstość komponentów do 1000 kanałów na metr • 250 modułów wejść/wyjść w jednej linii • Dostępność
sygnału w jednostce centralnej <1 ms • Zintegrowane funkcje bezpieczeństwa • 3-elementowa budowa.
Moduły I/O z interfejsem IO-Link
Firma Balluff posiada w swojej
ofercie szeroką gamę modułów I/O z interfejsem
IO-Link. Wszystkie moduły posiadają stopień ochrony
IP67, dzięki czemu mogą być
instalowane bezpośrednio w obszarach procesu produkcji. W połączeniu z masterami IO-Link umożliwiają
one znaczące uproszczenie instalacji czujników oraz elementów wykonawczych, a co
za tym idzie obniżenie kosztów instalacji. Pod36
l
l
łączenie modułu odbywa się za pomocą standardowego przewodu 3-żyłowego, za pośrednictwem którego przesyłane jest zasilanie oraz
odbywa się komunikacja z masterem IO-Link.
Całość instalacji wykonywana jest za pomocą
standardowych przemysłowych złączy M12.
Moduły dostępne są ze złączami M8 lub M12.
Umożliwiają podłączenie do 16 sygnałów cyfrowych lub do 4 sygnałów analogowych. Master
IO-Link wraz z 4 modułami I/O umożliwia podłączenie do 76 sygnałów binarnych w jednym
węźle sieci.
Całkowitą nowością w ofercie są moduły
w obudowach metalowych, występujące jako
moduły wejściowe 16DI lub swobodnie konfigurowalne 16DI/16DO. Wyjścia cyfrowe posiadają
maksymalną obciążalność prądową do 2 A.
Różnorodne wykonania modułów umożliwiają ich szerokie stosowanie w różnorodnych aplikacjach oraz obszarach przemysłu. Niewielkie
moduły ze złazi M8 są idealnym rozwiązaniem
do stanowisk montażowych, gdzie ilość miejsca
jest ograniczona. Moduły w obudowach metalowych dedykowane są do aplikacji w najtrudniejszych warunkach otoczenia.
www.balluff.pl
PCD3.T660 – moduły
bazowe zdalnych we/wy
w zdecentralizowanych
systemach sterowania
PCD3.T660 to nowy moduł bazowy zdalnych we/wy firmy
Saia-Burgess wyposażony w port
e t h e r n e t o w y.
Moduł ten znacząco zwiększa funkcjonalność urządzeń z rodziny PCD3, umożliwiając
tworzenie zdecentralizowanych systemów sterowania, w których poszczególne węzły mogą
działać niezależnie.
PCD3.T660 komunikuje się ze stacją master
za pomocą protokołu Ether-S-Bus. Rozwiązanie takie umożliwia jednoczesną pracę różnych
aplikacji zdalnych we/wy w jednej fizycznej sieci
ethernetowej. Moduł bazowy PCD3.T660 może
być wyposażony w 4 moduły we/wy z serii PCD3.
Ma także port do podłączenia kaset rozszerzenia, dzięki któremu można zwiększyć liczbę mo-
dułów we/wy obsługiwanych przez jedną jednostkę do 64 (łącznie 1023 we/wy). PCD3.T660
może współpracować ze standardowymi urządzeniami sieciowymi (switche, routery itp.)
Zarządzanie i konfiguracja modułu bazowego zdalnych we/wy odbywa się centralnie poprzez stację master (sterownik PCD). Program
konfiguracyjny tworzony jest w oprogramowaniu narzędziowym PG5 2.0. Moduł zdalnych
we/wy definiowany jest jako element przypisany do konkretnej stacji master. Docelowo moduły bazowe będą mogły realizować własny
program, co pozwoli sieci poprawnie funkcjonować nawet w przypadku awarii sterownika
głównego.
www.sabur.com.pl
Sterownik programowalny SMC
i panele operatorskie MT057
i MT058
Lumel S.A. oferuje kompleksowe rozwiązania
w zakresie sterowania procesów produkcyjnych.
Wśród wielu urządzeń znajdujących się w naszej
ofercie wyróżnić należy sterownik programowalny SMC, który pozwala na zaprogramowanie
przez użytkownika złożonych algorytmów sterowania oraz integrację różnego rodzaju urządzeń
automatyki poprzez wspólny interfejs komunikacyjny RS485. Jego uzupełnieniem są dotykowe panele operatorskie, MT057 lub MT058, które znacząco ułatwiają komunikację systemów
sterowania z użytkownikami.
Oba urządzenia mogą znakomicie współpracować celem zapewnienia pełnej kontroli regulacji lub sterowania systemem automatyki. Wymienione panele współpracują również z ponad
200 różnymi typami sterowników PLC dostępnych na rynku.
Sterownik programowalny SMC
• programowanie w języku ST zgodnym z normą IEC61131-3 za pomocą bezpłatnego pakietu CPDev • biblioteki modułów: standardowe
(IEC61131) i dedykowane (Basic Blocks, Complex Blocks) • komunikacja z modułami wejść/
wyjść i innymi urządzeniami kontrolno-pomiarowymi przez interfejs RS485 z protokołem
Modbus.
Zastosowanie w procesach wykorzystujących:
sterowanie logiczno-sekwencyjne • zegar czasu
rzeczywistego (RTC) • wielokanałową regulację
ciągłą (PID).
Pakiet inżynierski do programowania sterownika SMC składa się z trzech modułów: edytora projektów CPDev z dostępnymi przykładami
• konfiguratora komunikacji z modułami I/O –
CPCon • symulatora projektów CPSim.
Panele operatorskie MT057 i MT058
Panele operatorskie MT057 i MT058 to urządzenia do wizualizacji procesów produkcyjnych
przeznaczone do pracy w ciężkich warunkach
przemysłowych.
Oprócz podstawowych funkcji obsługują większość dostępnych na rynku automatyki sterowników PLC (np. sterownik SMC), przemienników
częstotliwości i regulatorów temperatury.
Dostarczane z panelem oprogramowanie narzędziowe Panel Master umożliwia konfigurację
dowolnego typu przycisków i ekranów synoptycznych spełniających wymogi praktycznie
każdej aplikacji – dzięki tysiącom gotowych elementów graficznych. Oprócz tego w aplikacjach
można stosować dowolnie zaprojektowane grafiki w formatach BMP, JPG i GIF.
Charakterystyka paneli: ekran dotykowy
5,7” TFT • interfejsy 2xRS485/RS232 (MT057)
+ ETHERNET (MT058) • komunikacja z ponad 100 typami sterowników PLC (m.in. Modbus ASCII/RTU, Profibus DP, AllenBradley, GE,
Fatek, Siemens) • IP65 – praca w ciężkich warunkach przemysłowych• bogata biblioteka elementów graficznych (ponad 5000) • funkcje
matematyczne i receptury • 1 MB pamięci wewnętrznej RAM, 1 MB pamięci ROM, 128 kB…
1 MB danych (podtrzymanie bateryjne) • konfiguracja darmowym programem Panel Master.
www.lumel.com.pl
l
l
37
FIRMA PREZENTUJE
Kompaktowe sterowniki Inline
i PC Worx Express
Ekonomiczna automatyzacja maãych i ħrednich aplikacji
Mgr inż. Michael Gulsch, Automation Systems Marketing,
Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont, Niemcy
Tradycyjnie do sterowania procesami w zautomatyzowanych systemach i liniach produkcyjnych stosuje się sterowniki programowalne (PLC). Wraz z rozwijającą się miniaturyzacją sterowniki PLC
stają się mniejsze i wydajniejsze. Na przykład sterowniki PLC stosuje się teraz w szybkich obwodach sterujących, w których jeszcze niecałe 10 lat temu wymagane były procesory sygnałowe
DSP (Digital Signal Processor).
W ostatnich latach wydajność obliczeniowa komputerów, zwłaszcza w zakresie obliczeń zmiennoprzecinkowych, wzrosła tak
znacznie, że wartości analogowe można teraz przetwarzać z niezwykle dużą szybkością również za pomocą małych procesorów.
Niezależnie od techniki automatyzacji równie silnie rozwinęły się
technologie komunikacyjne i informacyjne. Przede wszystkim dlatego, że oczekuje się, aby informacje były dostępne dla wszystkich użytkowników lub grup określonych użytkowników o każdej
porze i w każdym miejscu. W świetle tych faktów inżynierowie automatycy szukają nowych sterowników programowalnych o wyższej wydajności, aby poza funkcją sterownika maszyny wspomagały również różne protokoły transmisji danych i usługi sieciowe.
Pożądany jest port Ethernet
rowników programowalnych można umieścić w sieci sterownik
o dużej mocy obliczeniowej. Ponieważ sterowniki często rejestrują dane zarówno operacyjne i jakościowe, jak i procesowe, powinny być wyposażone w port sieci Ethernet. Można je wtedy łatwo podłączyć do sieci w przedsiębiorstwie, w której stosuje się
standardowe protokoły komunikacji.
Wszystkie sterowniki oferowane przez Phoenix Contact są wyposażone przynajmniej w jeden port Ethernet kompatybilny z różnymi protokołami transmisji danych i protokołami komunikacyjnymi.
Niska klasa wydajności dla małych i średnich aplikacji sterowania
obejmuje obecnie cztery sterowniki programowalne:
y ILC 150 ETH jako wersja podstawowa
y ILC 155 ETH z dużą pamięcią i licencją na używanie biblioteki SQL
y ILC 150 GSM/GPRS z wbudowanym modemem do komunikacji poprzez ogólne sieci telefonii komórkowej
y ILC 170 ETH 2TX z wymienną pamięcią (karta SD 256 MB)
i dwoma portami Ethernet (rysunek 1).
Zintegrowana funkcja IT
Małe i średnie aplikacje często wymagają wizualizacji do obsługi i monitorowania aplikacji. Ponieważ tradycyjne rozwiązania
SCADA są często drogie, firma Phoenix Contact wyposaża wszystkie swoje sterowniki w darmowy serwer WWW. Użytkownicy,
W tradycyjnych aplikacjach budowy maszyn sterowniki coraz
częściej są powiązane z sieciami. Dzięki temu wśród różnych ste-
Uniwersalna komunikacja dla ciągłej
transmisji danych
Rysunek 1. Nowy kompaktowy sterownik ILC 170 ETH 2TX
zawiera dwa porty Ethernet do łatwego włączania do sieci
oraz wtykową pamięć parametrów.
38
l
l
Sterowniki z klasy wydajności 100 obsługują, oprócz sprawdzonego już portu Interbus do przyłączania zespołów peryferyjnych, również różne międzynarodowe standardy IT:
y HTTP do wizualizacji WWW przy użyciu oprogramowania
projektowego WebVisit.
y FTP do wymiany parametrów i plików dzienników
y OPC w celu umożliwienia wyświetlenia zawartości zmiennych przy użyciu programu narzędziowego Visu+
(SCADA)
y SNTP do synchronizacji zegara czasu rzeczywistego za
pomocą serwera czasu
y SNMP do wymiany danych za pomocą programu do zarządzania siecią
y SMTP do wysyłania maili z aplikacji
y SQL do wymiany danych pomiędzy aplikacją a bazą danych SQL/mySQL
y GSM/GPRS do przesyłania danych poprzez sieci telefonii
komórkowej (rysunek 2.).
FIRMA PREZENTUJE
przy użyciu oprogramowania projektowego WebVisit, mogą teraz w łatwy i ekonomiczny sposób tworzyć rozwiązania wizualizacji. Można je zapisywać w sterowniku i oglądać w przeglądarce opartej na skryptach Java. Za pomocą zintegrowanego serwera FTP można zapisywać projekty, arkusze danych lub opisy funkcji w systemie plikowym, dzięki czemu pracownicy serwisu mogą
wyszukać dowolną informację konieczną dla prowadzenia prac
konserwacyjnych bezpośrednio na miejscu. Serwer FTP przechowuje również dane eksploatacyjne, które można uzyskać, kiedy
tylko będą one potrzebne.
Ponieważ wszystkie sterowniki Phoenix Contact oparte są na koncepcji „IT-powered Automation“ (automatyzacja wspomagana IT),
obsługują one nie tylko wszystkie powszechne standardy automatyzacji, lecz także są kompatybilne z różnymi międzynarodowymi protokołami IP. Poza tym sterowniki z klasy wydajności 100
można łatwo włączać w istniejące sieci. W połączeniu z obszerną
i szybką transmisją danych pomiędzy różnymi poziomami przedsiębiorstwa i jego zakładami, sterowniki te umożliwiają znaczny
wzrost produktywności aplikacji.
Zredukowane koszty inwestycyjne
Aby udostępniać informacje eksploatacyjne i procesowe w dowolnym czasie i dowolnym miejscu, dane można przesyłać bezpośrednio do baz SQL oraz stamtąd je odczytywać. Przez mądre połączenie funkcji IT z technologią automatyzacji można teraz zoptymalizować procesy operacyjne oraz zaoszczędzić pieniądze i czas. Cztery sterowniki Inline, poza wyżej opisanymi właściwościami, wyposażone są w dowolnie programowalne komponenty funkcyjne, które umożliwiają komunikację za pośrednictwem protokołów TCP/IP lub UDP.
Sterowniki kompaktowe w klasie wydajności 100 w połączeniu ze
środowiskiem programowania PC Worx Express doskonale nadają się do małych i średnich aplikacji sterowania lub dla użytkowników uczących się pisania programów zgodnie z normą IEC
61131-3. W ramach kompromisu niektóre funkcje sterownika zostały pominięte. Użytkownicy otrzymują zatem ekonomiczne i mające przed sobą długą przyszłość rozwiązanie automatyzacji przy
minimalnych kosztach inwestycyjnych.
Uproszczone programowanie
Sterowniki Phoenix Contact z klasy wydajności 100 można programować przy użyciu darmowego środowiska programowego PC Worx Express. Dzięki intuicyjnej budowie jest to proste
w użyciu narzędzie do projektowania aplikacji opartych na normie IEC 61131-3. W standardowym narzędziu do programowania
PC Worx Express użytkownicy mają dostęp do wszystkich funkcji. Programowanie jest prostsze, ponieważ wszystkie podłączone komponenty wejść/wyjść są automatycznie skanowane. Poza
tym dzięki ograniczeniu zmiennych do typów „local“ (lokalne)
i „global“ (globalne) obsługa zmiennych jest dużo przejrzystsza.
Duże i czytelne ikony w PC Worx Express umożiliwiają intuicyjną obsługę programu. Przy użyciu menu View (Widok) użytkownicy mogą przełączać różne widoki, aby dostosować interfejs
użytkownika odpowiednio do ich doświadczenia i potrzeb. W PC
Worx Express dostępne są rownież narzędzia do podgłądu działania programu w trybie rzeczywistym on-line. Przy użyciu analizatora układu logicznego można monitorować przez określony czas wybrane wartości cyfrowe lub analogowe, dzięki czemu
użytkownicy mogą przeprowadzać szybkie i szczegółowe analizy funkcji występujących w aplikacji. Podczas instalacji początkowej programiści mogą łatwo się pogubić, jeśli chodzi o szczegóły,
jak. np. jakie zmienne są ograniczone do jakich wartości. Dlatego
program PC Worx Express umożliwia wymuszanie określonej zawartości zmiennych i/lub wyjść fizycznych. Do tego celu służy lista zawierająca wszystkie zmienne wymuszone, które można pojedynczo lub grupowo zresetować do stanu początkowego.
Rysunek 2. ILC 150 GSM/GPRS można stosować do łączenia
z siecią przedsiębiorstwa aplikacji oddalonych
lub rozproszonych.
Zwiększona wydajność
Tak jak w przypadku wszystkich sterowników Inline w klasie wydajności 100, sterownik ILC 170 ETH 2TX oferuje dużą szybkość
przetwarzania 90 μs/1000 instrukcji (typy danych bitowych), jeden port Interbus, dwa porty Ethernet, zintegrowany serwer FTP
i WWW oraz funkcję OPC. Ten kompaktowy sterownik można programować przy użyciu PC Worx Express, co pozwala użytkownikom w prosty i ekonomiczny sposób pisać programy zgodne
z normą IEC 61131.
Phoenix Contact Sp. z o.o
Długołęka ul.Wrocławska 33D
55-095 Mirków
tel. 071 / 39 80 417
fax 071 / 39 80 499
http://www.phoenixcontact.pl/
l
l
39
AUTOMATYKA
Cyberbezpieczeństwo:
pierwsze czy ostatnie?
Budowa silnej ochrony zintegrowanych systemów sterowania i bezpieczeństwa
jest inwestycją zapewniającą stabilność firmy.
Bob Huba
uty 2008 r.: firma chlubiąca się systemami mającymi zagwarantować całkowite zabezpieczenie przed pożarem staje w płomieniach. Dym wydobywa się
z budynków podobnych do magazynów mieszczących Atlantica Mechanical of Dartmouth
– firmę nadzorującą projektowanie, instalację
oraz utrzymanie systemów przeciwpożarowych.
Lokalna straż pożarna zdołała ugasić pożar, ale
budynek wraz z wyposażeniem spłonął.
Poproś przypadkowych ludzi, aby zdefiniowali termin „bezpieczeństwo”. Typowe odpowiedzi
będą dotyczyły bezpieczeństwa finansowego,
ochrony przed pożarem, ochrony przed klęskami żywiołowymi, ochrony przed niepowołanym
dostępem do komputerów i danych osobowych,
ochrony przed nieubezpieczonymi kierowcami
i wiele podobnych stwierdzeń, które związane
są z fizycznymi czynnikami.
Przeprowadź podobne ćwiczenie z osobami odpowiedzialnymi za funkcjonowanie firmy,
a wśród odpowiedzi znajdzie się najprawdopodobniej cyberbezpieczeństwo, ochrona własności intelektualnej, ochrona krytycznych z punktu
widzenia firmy informacji, ochrona personelu,
urządzeń, własności i środowiska.
Te i inne odpowiedzi, które słyszysz, dowodzą, że dla większości ludzi synonimem bezpieczeństwa jest obrona – obrona przed niespodziewanym zakłócaniem naszych codziennych
czynności.
Biznesmeni podchodzą często do bezpieczeństwa, określając po prostu zakres ochrony
– chronić granicę, chronić ludzi, chronić wła-
L
40
l
l
 Średniowieczna koncepcja głębokiej ochrony we
współczesnej formie nadal znajduje zastosowanie
sność intelektualną, chronić środowisko itd. Jeśli jednak zrobisz krok do tyłu i przyjrzysz się
temu uważnie, ochrona ma tak naprawdę zagwarantować przetrwanie firmy i jest osiągana
przez zaprojektowanie jednolitej strategii i architektury, która ochroni przed niezliczoną ilością zagrożeń jej działalności.
Firmy intensywnie starają się zapewnić ochronę przed
niepowołanym dostępem do swoich systemów informatycznych od około 20 lat. Takie działanie nazywamy dzisiaj cyberbezpieczeństwem i chociaż zabezpieczenie przed atakami, które wykonywane są za pośrednictwem sieci Internet,
jest bardzo ważne, cyberbezpieczeństwo reprezentuje tylko
fragment odpornej strategii, która tworzy większy sens głębokiej obrony.
Diabeł tkwi w szczegółach
Marzec 2008 r.: – Pracownicy obsługujący sieci tworzące krytyczne z punktu widzenia państwa infrastruktury, takie jak telekomunikacja i transport, potrzebują przeszkolenia z zakresu
wykorzystania systemów zapasowych po uszkodzeniu głównych systemów w wyniku cyberataku – powiedział wysoko
postawiony przedstawiciel Departamentu Bezpieczeństwa
Państwa (USA). To jest główna lekcja z akcji Cyber Storm II,
przeprowadzonej przez Departament, w której symulowano
skoordynowany atak na dużą skalę na narodową sieć.
Zasadnicza przesłanka ujednoliconej głębokiej strategii
ochronnej jest prosta – żaden pojedynczy mechanizm nie
jest w stanie zagwarantować odpowiedniej ochrony przed
różnorodnymi atakami wykorzystującymi coraz nowsze metody. Dlatego też najlepiej jest stworzyć szereg warstw bezpieczeństwa zaprojektowanych tak, aby utrudnić dostęp
intruzom w nadziei, że zaczną się obawiać wykrycia lub zablokowania albo po prostu poddadzą się i poszukają słabiej
zabezpieczonych instalacji.
To wydaje się bardzo proste, ale jak mówi znane przysłowie: „diabeł tkwi w szczegółach”. Opracowanie ujednoliconej głębokiej strategii ochronnej nie jest proste, a żeby było
efektywne, jej zaprojektowanie i utworzenie wymaga pełnego zaangażowania osób odpowiedzialnych za poszczególne
obszary twojej firmy.
Najlepsze strategie głębokiej ochrony to te, które dotyczą
całej firmy i stosują się do poniższych wskazówek:
• zamykaj i blokuj drzwi: zasady, praktyki i egzekwowanie,
• określ „skarby”, które muszą być chronione – dlaczego
i przed kim,
• wykorzystuj to, co już wiesz, kierując się oceną ryzyka, analizą warstw zabezpieczeń; rozwijaj warstwy zabezpieczeń,
• upewnij się, że przeprowadzane są regularne testy, które
sprawdzają systemy wykrywania i alarmowania o zagrożeniu, a także działania osób mających reagować na nie,
• opracuj metody i przetestuj przywracanie działalności po
wystąpieniu dużej awarii lub ataku, uwzględniając przywracanie systemu z kopii bezpieczeństwa,
• zaakceptuj fakt, że nie istnieje pojedynczy system zabezpieczenia,
• stwórz bardzo utrudnioną drogę dla intruzów,
• zastanów się nad globalną architekturą tworzącą głęboką ochronę i wpłyń na infrastrukturę twojej firmy tak, aby
chronić systemy sterowania i bezpieczeństwa,
AUTOMATYKA
• łącz obszary systemu sterowania i bezpieczeństwa, używając dobrych praktyk inżynierskich,
• zaakceptuj, że to nie jest jednorazowy wysiłek; powody, cele i wykorzystywane do ataku
narzędzia ciągle się zmieniają i są ulepszane,
wymagając od ciebie ciągłego sprawdzania
i w razie potrzeby umacniania warstw ochronnych twojej firmy.
Wystarczy tylko jeden
październiku 2007 r. około 1100 pracowników Państwowego
Laboratorium w Oak Ridge w USA otrzymało jedną z siedmiu
wersji wiadomości e-mail zawierających phishing. Zamiast
zweryfikować autentyczność wiadomości, jedenastu pracowników
otworzyło jej załącznik, który umożliwił hakerom infiltrację systemu
laboratorium i skasowanie danych w nim zawartych. Późniejsze śledztwo
Departamentu Bezpieczeństwa Państwa wykazało, że koń trojański
pochodził z Chin.
W
Zamykanie i blokowanie drzwi
Kwiecień 2007 r.: Lonnie Charles Denison, pracownik Science Application International Corp
w San Diego w USA, pracujący jako kontraktowy administrator systemu Unix dla California Independent System Operator (ISO) Corp,
sfrustrowany nierozwiązanym sporem ze swoim
pracownikiem, próbował przerwać pracę oddziału ISO w Folsom, rozbijając szybkę ochronną i wciskając przycisk awaryjnego wyłączenia.
Nawet małe dziecko rozumie potrzebę zamykania i blokowania drzwi, aby powstrzymać
„złych ludzi”, ale świat biznesu zwykle ignoruje
tę prostą zasadę, pozostawiając drzwi otwarte.
W następstwie wydarzeń z 11 września 2001
r. przemysł wydał miliony dolarów na instalację
i wzmocnienie ogrodzeń, zabezpieczenia przed
przekopami, tworzenie nasypów ochronnych,
wzmocnienie bram wejściowych i instalację podwójnie zabezpieczonych systemów kontroli
osób wchodzących na teren przedsiębiorstwa.
Osobom, które na co dzień stykają się z tymi
środkami bezpieczeństwa w przemyśle chemicznym, farmaceutycznym czy rafineryjnym,
takie zabezpieczenia wydają się nie do obejścia.
Jednakże pozory mylą, szczególnie jeśli przyjrzysz się „tylnym” drzwiom firmy. Odpowiednio
oznaczone pojazdy – UPS, FedEx, pojazdy firm
42
l
l
cateringowych i dostawców, są często przepuszczane przez bramę bez żadnej kontroli. A nawet
gdy są zatrzymywane, kontrola, przeprowadzana zwykle przez wynajętą firmę, jest zazwyczaj
bardzo powierzchowna.
Mądra strategia głębokiej ochrony musi zawierać szczegółowe wytyczne dotyczące uprawnień, dobrych praktyk i egzekwowania ich.
Jedna z jej części musi bezwzględnie określać
warunki, jakie muszą spełniać goście, personel
dozorujący i sprzątający oraz inne osoby odwiedzające, aby uzyskać do tego prawo. Jednocześnie powinna ona precyzować wymagania, które
zewnętrze firmy będą stawiać swoim pracownikom, zanim jeszcze będą oni próbować wejść na
teren zakładu – przeszkolenie w zakresie bezpieczeństwa, ewakuacji, komunikacji itd.
Sprzęt i zasady
Listopad 2006 r.: Państwowi inspektorzy potwierdzili naruszenie zasad bezpieczeństwa
w elektrowni atomowej Y-12 w Oak Ridge
w USA, kiedy niemający autoryzacji notebook został wniesiony na teren ściśle chroniony.
Śledczy potwierdzili, że personel Y-12 odpowiedzialny za cyberbezpieczeństwo nie zareagował
odpowiednio po stwierdzeniu naruszenia zasad
i zgłosił ten incydent do biura Departamentu Energii (DOE) w Waszyngtonie dopiero po
6 dniach. Zasady określone przez DOE wymagają meldowania takiego faktu w ciągu 32 godzin.
Uprawnienia dostępu dla zamieszanych w incydent pracowników zostały cofnięte, czekają ich
także konsekwencje dyscyplinarne.
Eric Byers, dyrektor zarządzający Byers Security, mówi: Zasady i procedury tworzą szybką
drogę do zwycięstwa. Krytyczne jest zarządzanie
czymś tak prostym, jak laptop czy pamięć przenośna. Żadna technologia na świecie nie pomoże, jeśli nie utworzysz odpowiednich procedur.
Byers ma rację, ale nawet skarbnica zasad
nie da ochrony, jeśli nie będziesz chciał ich ściśle przestrzegać. Dopóki nie określisz, jakie kary
czekają na nieprzestrzegających zasad, wszystkie wysiłki pójdą na marne.
Zasady i procedury pomagają zamknąć drzwi,
ale to mocne zabezpieczenia je blokują!
Określ skarby
Styczeń 2008 r.: Polski nastolatek zamienił miejski system tramwajów w Łodzi w swoją własną
zabawkę. Wykorzystując zmodyfikowany pilot
do telewizora, czternastolatek mógł wysyłać sy-
gnały sterujące pracą zwrotnic torów i doprowadził w ten
sposób do wykolejenia czterech tramwajów, w wyniku
czego obrażenia odniosło 12 osób.
Każda firma posiada fizyczny kapitał oraz wiedzę, która musi być chroniona za wszelką cenę:
• wiedza o klientach domu maklerskiego, wynikach badań i testów klinicznych – w laboratoriach, aromatach
i receptach – u wytwórców perfum,
• fizyczny kapitał w postaci systemów generowania i przesyłania prądu, wyspecjalizowanych urządzeń chemicznych i rafineryjnych, systemu orurowania i kompresji
gazu lub ropy.
Allan Paller, kierownik badań w SANS Institute, organizacji edukacyjnej z zakresu cyberbezpieczeństwa, ujawnił ostatnio sekret CIA: – Zgodnie z analizami wykonanymi
przez Toma Donahue, najlepszego człowieka analizującego
cyberbezpieczeństwo w CIA, hakerzy komputerowi próbowali infiltrować i zakłócać pracę sieci energetycznej w kilku zagranicznych regionach. W niektórych krajach im się udało.
Paller mówi, że zdecydował o zerwaniu umowy poufności z Donahue i CIA, ponieważ osoby na głównych stanowiskach są okłamywane przez swoich pracowników technicznych. Pracownicy techniczni mówią „och, nikt nie jest
w stanie wejść do środka! Nie jesteśmy podłączeni do Internetu”. Mieliśmy na tym samym spotkaniu ludzi, którzy
przeprowadzili inwigilację systemu i każdy z nich mówił, że
za każdym razem udawało mu się przedostać do środka, nawet jeśli właściciel systemu twierdził, że system nie był podłączony do Internetu. Oni po prostu nie znają wszystkich
połączeń, które mają.
Z całą pewnością celem systemu bezpieczeństwa
w przedsiębiorstwie jest ochrona tak wielu zasobów, jak
to tylko możliwe, ale zwykłe wyczucie mówi nam, że nie
można chronić wszystkiego jednakowo. Musisz określić
swoje „skarby”, nadać priorytet wartości każdemu z nich
i dopiero wtedy wznieść architekturę głębokiej ochrony,
która zapewni najlepszą ochronę, a tym samym ciągłość
działalności firmy.
Bob Huba pracuje na stanowisku Senior Product Managera w Emerson Process Management i koordynuje działalnością związaną z bezpieczeństwem i cyberbezpieczeństwem
produktów DeltaV. Chuck Miller pracuje na stanowisku menedżera rozwoju systemów bezpieczeństwa w Emerson Process Management.
Artykuł pod redakcją mgr. inż. Łukasza Urbańskiego, doktoranta w Katedrze Automatyki Przemysłowej i Robotyki
Wydziału Elektrycznego Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie
FIRMA PREZENTUJE
EverLink – czy warto?
W marcu 2009 roku firma Schneider-Electric Polska wprowadziła na rynek nową serię
styczników i wyłączników silnikowych wyposażonych w opatentowane złącze EverLink®.
Po blisko rocznej sprzedaży, możemy podzielić Klientów na dwie grupy. Pierwsza to Ci,
którzy praktycznie od momentu wypuszczenia serii na rynek stosują rozwiązania EverLink
i bardzo je chwalą. Grupą drugą są Klienci sceptyczni, z większą ostrożnością podchodzący
do nowości produktowych oraz nietypowych rozwiązań. Niniejszym artykułem
chcielibyśmy rozwiązać wszelkie wątpliwości i przybliżyć Państwo rozwiązanie EverLink®
jak i gamę nowych styczników i wyłączników silnikowych.
Złącze EverLink®
Nowa oferta obejmuje urządzenia pracujące
w zakresie 40 A do 65 A. Jest to bardzo popularny zakres, styczniki i wyłączniki z tej gamy
generują każdej firmie bardzo duże obroty.
Kluczową cechą nowych urządzeń jest opatentowane przez
firmę Schneider-Electric złącze
EverLink®. Innowacyjność bloku łączeniowego polega na zastosowaniu specjalnych docisków sprężynowych w zaciskach
urządzenia. Dzięki temu unikamy występowania zjawiska pełzania, czyli odkształcania miedzianych przewodów pod wypływem nacisku, które występowało
w przypadku długotrwałych połączeń przy standartowych stykach.
Kompensacja efektu pełzania pozwala ograniczyć do minimum rutynowe kontrole poprawności połączeń, co przekłada się na wymierne oszczędności finansowe.
W technologii EverLink® połączenie jest zawsze gwarantowane.
Kolejną zaletą wynikającą z zastosowania urządzeń wyposażonych w złącze EverLink® jest
możliwość podłączania do jedne44
l
l
go zacisku dwóch lub więcej przewodów o różnych średnicach. Tradycyjne zaciski pozwalały
wprawdzie podłączyć dwa przewody, natomiast
musiały być one tej samej średnicy. W przeciwnym wypadku istniała bardzo duża szansa utraty jakości połączenia i wadliwego działania urządzeń podłączonych do wyłącznika lub stycznika.
Zaciski mocy w nowej gamie urządzeń są dokręcane kluczem imbusowym oraz są zawsze ciemnego koloru
(szare lub czarne), w przeciwieństwie
do jasnych odcieni zacisków pomocniczych.
Rozruszniki silnikowe
– pełna elastyczność instalacji
Nowe styczniki oraz wyłączniki silnikowe pracujące w zakresie 40 A do 65
A mają jednakową szerokość: 55 mm.
Dzięki temu prostemu zabiegowi wyeliminowano konieczność stosowania dodatkowych adapterów czy innych elementów łączących ww. urządzenia, jak to miało miejsce w starej
serii lub produktach konkurencyjnych.
Wykorzystując złącze EverLink®, stycznik i wyłącznik łączymy ze sobą bezpośrednio, nawet bez użycia narzędzi czy
kabli. Analogicznie, w ten prosty i bar-
FIRMA PREZENTUJE
dzo szybki sposób, możemy podłączyć przekaźnik termiczny tworząc rozrusznik w konfiguracji pionowej (jak na zdjęciu po prawej stronie).
Pomyślano także o specjalnym wyżłobieniu pozwalającym schować kable dochodzące do zacisków pomocniczych. Wyżłobienie występujące zarówno w stycznikach jak i w wyłącznikach,
pozwala zamontować urządzenia tuż obok siebie w tzw. bloki.
Konstrukcja nowych styczników i wyłączników
silnikowych ze złączem EverLink® umożliwia
proste i szybkie połączenie urządzeń w układ
rozruchowy w konfiguracji „side by side”. Także
w tym przypadku nie ma konieczności używania
narzędzi, czy dodatkowych kabli. Specjalnie zaprojektowany łącznik „S” zatrzaskiwany w złączu EverLink® możemy też wykorzystać do układów nawrotnych „side by side”. Jeśli zachodzi
koniecznośc montażu układów nawrotnych czy
układów rozruchowych typu gwiazda-trójkąt,
wystarczy zamówić specjalny zestaw, składający się z listew połączeniowych oraz z blokady
mechanicznej.
lę prawidłowego działania wyłącznika. Pokrętło
można zablokować kłódką, ograniczając ingerencję osób nieuprawnionych.
§ Wyłącznik
termo-magnetyczny
GV3P
Obok pokrętła sterującego znajduje się panel nastawy zabezpieczenia termicznego. Po
prawidłowym ustawieniu, również ta nastawa
może zostać zablokowana poprzez zamknięcie kłódką czy zaplombowanie przezroczystej
przykrywki.
Mam nadzieję, że powyższy artykuł przybliżył
państwu zalety stosowania urządzeń ze złączem EverLink®. Jest to jedna z tych nowości
rynkowych, która wytycza kierunki rozwoju całej gamy produktów. W połowie 2010 roku złącza EverLink® będą dostępne w urządzeniach
dla większych mocy – 80 A i 90 A.
Na zakończenie przypomnę, że firmie Schneider
Electric Polska udało się utrzymać ceny nowych
urządzeń na tym samym poziomie, co dotychczasowe wersje bez złącza EverLink®. Dzięki
temu macie Państwo możliwość dokonywania
zmian w przygotowanych ofertach lub rozpoczętych inwestycjach, bez konieczności negocjacji ceny za urządzenie.
Wyłącznik silnikowy GV3
Wyłącznik silnikowy magneto-termiczny serii
GV3 jest zupełnie nową konstrukcją, łączącą
wszystkie zalety dotychczasowych serii GV2ME, GV2-P, GV2-L i GV2-LE. Został on wyposażony jest w 3-pozycyjne pokrętło z funkcją
TRIP (zatrzymanie się pokrętła w pozycji TRIP
sygnalizuje nam wystąpienie sytuacji awaryjnej i zadziałanie wyłącznika magnetycznego).
Na przednim panelu umieszczono dodatkowy
przycisk testowy TRIP umożliwiający kontro-
Marcin Safaryn
Product Manager
Schneider Electric Polska
l
l
45
JAK TO SIĘ ROBI?
Bezprzewodowo
po podłodze fabryki
Czy podłoga zakładu przemysłowego jest gotowa na bezprzewodową komunikację
sieciową? W artykule prezentujemy odpowiedzi na to i inne pytania dotyczące
technologii bezprzewodowych.
Mark T. Hoske
la tych, którzy są obeznani w sieciach
przewodowych, kwestia rozwikłania
więzi przewodowych dla przemysłowych aplikacji podłogowych może
być tak problematyczna, jak przerobienie sieciowych połączeń wejściowo/wyjściowych bez dokumentacji. Poniżej znajdują się pewne pytania
i odpowiedzi, które pomogą zrozumieć problemy związane z systemami bezprzewodowymi.
Odpowiedzi udzielili:
Bob Gardner – Banner Engineering, dyrektor sektora produktów bezprzewodowych SecureCross, Jim Toepper – Moxa Americas, dyrektor produktu, grupa telekomunikacyjna, grupa
D
sektora technologii bezprzewodowych w przemyśle, Robert Jakson – National Instruments,
kierownik wyższego szczebla działu sprzedaży
produktów bezprzewodowych, Paul Brooks –
dyrektor rozwoju przedsiębiorstwa, sektor sieci,
i Cliff Whitehead – dyrektor, sektor strategicznych aplikacji, Rockwell Automation.
Pytanie: Czy sieci bezprzewodowe są gotowe na
rozkwit w aplikacjach przemysłowych?
Gardner: Tak! Drzwi mojego garażu są bezprzewodowe od przeszło 20 lat, nie wspominając
o standardzie połączeń WiFi w moim laptopie.
Implementacja standardów bezprzewodowych
w środowisku przemysłowym fabryki wymaga
niezawodnych, deterministycznych sygnałów ze
znanymi warunkami wyjściowymi w przypadku
pojawienia się błędów. Komunikacja bezprzewodowa dotycząca wejść/wyjść i informacji przesyłanych szeregowo jest następnym krokiem dla
fabryk, które chcą optymalizować zasoby i zapewniać wykorzystanie wszystkich środków
przy osiąganiu maksymalnych zdolności.
Jackson: Technologia bezprzewodowa jest gotowa na przejęcie centralnej roli, jako system dodany do funkcjonującej infrastruktury przewodowej. Taka zdolność połączenia przewodowych
i bezprzewodowych pomiarów pozwoli użytkownikom końcowym zachowywać dotychczasowe
inwestycje i używać technologii bezprzewodowych w aplikacjach, w których ma to sens.
 Rys 1. Automatyczne przewodniki pojazdów są
wśród wielu aplikacji bezprzewodowych instalowanych
w podłodze fabryki
46
l
l
Przykład implementacji:
Siła sygnału bezprzewodowego
Toepper: Narzędzie mierzące w czasie rzeczywistym siłę sygnału
bezprzewodowego wskazuje aplikacje, gdzie siła sygnału spada
dość często, jeśli używa się komercyjnie dostępnych produktów
bezprzewodowych w aplikacjach przemysłowych. Powód spadku sygnału
jest dwojaki:
 Pokój, który powodował przerwę w transmisji, był obok punktu
dostępowego, a mikrofalówka po drugiej stronie ściany była włączona.
Mikrofalówka oddziałuje na sygnał w paśmie 2,4 GHz
– standard 802.11b/g.
 Słaba moc transmisji radiowej powodowała
nieprawidłowości sygnału. Bezprzewodowe produkty
przemysłowe korygują ten problem, używając zamiennie
częstotliwości 5 GHz (802.11a).
 Zrób plany i projekt z anteną, transmiterem bezprzewodowym
i odbiornikiem w miejscu, gdzie są używane – rekomenduje
Moxa Americas
Pytanie: Jakie są powszechne zastosowania dla technologii bezprzewodowych w fabrykach?
Brookes i Whitehead: Obecnie technologie bezprzewodowe rozwijają się
w aplikacjach, gdzie zastosowanie sieci
przewodowych stawia wysokie wymagania, czyniąc system bezprzewodowy
coraz bardziej prostym i ekonomicznie
efektywnym. Ze zdolnością periodycznego monitorowania sygnału i zbierania danych technologia bezprzewodowa
staje się także coraz bardziej wartościowa dla pracowników mobilnych. Kiedy
system bezprzewodowy może poprawić
sferę ekonomiczną i sprawność operacyjną, to jednak niekoniecznie czyni
rozwój tych sfer łatwiejszym.
Pytanie: Co powinien w implementacjach bezprzewodowych uwzględniać
użytkownik, co oryginalne wyposażenie producenta OEM, a co integrator
systemu?
Jackson: Odpowiedni protokół sieci bezprzewodowej zależy od aplikacji. Oprogramowanie działające w warstwie aplikacji pomaga systemowi wspierać różne
protokoły. Pozwala to użytkownikom łą-
czyć zalety różnych protokołów i lepiej
izolować je od postępów technologicznych.
Strategia warstwowa zastosowana do
wspierania sieci bezprzewodowych dostarcza najlepszej obsługi dla aplikacji
zestawu płyt. Oferuje mocno zintegrowane rozwiązanie sprzętowo-programowe dla standardów przemysłowych
takich jak WiFi w celu zapewnienia jedynie pozytywnych odczuć użytkownika końcowego. W tym samym czasie
dostarcza wsparcia dla najnowszych
standardów poprzez oddzielenie oprogramowania tak, aby użytkownik końcowy mógł zachować oprogramowanie, w które zainwestował, utrzymując
zdolność do przystosowania w kwestiach takich jak zmiana protokołu.
Na przykład bezprzewodowa akwizycja
danych może wykorzystywać standard
WiFi dla łatwej łączności i wysokich zakresów pomiarowych. Sterowniki programowe (albo inne narzędzia, takie
jak serwery OPC) mogą połączyć aplikacje w zasięgu węzłów chronionej sieci czujników bezprzewodowych (WNS
– Wireless Sensor Network) pochodzących od dostawców kooperujących.
JAK TO SIĘ ROBI?
 Rys 3. Kontrola wykonawcza zaleca wzrost w warstwie
nadzoru procesu, śledzenia i nadzorowania
Pytanie: Co to jest trzecia warstwa w odniesieniu do transmisji bezprzewodowej?
Jackson: Obecnie stosowane i rozwijane protokoły transmisji bezprzewodowej mogą być zgrupowane w trzy obszary. Każda kategoria ma specyficzne zalety:
• WiFi: szeroki zakres łączności PC,
• protokół oparty na standardzie IEEE 802.15.4:
niską moc,
• standard sieci komórkowych: zasięg.
Oferując rozwiązanie, które odnosi się do wszystkich trzech obszarów ze standardowego modelu
oprogramowania i wymienialnych bram, dostarcza się elastyczności wymaganej przez konsumentów przy rozmieszczaniu skalowalnych i odpornych aplikacji.
 Rys 2. Siła sygnału zależy w dużym
stopniu od środowiska fabryki.
Wykres planów i projektów pokazuje
oddziaływania wzajemne, żółty wskaźnik
powinien pozostawać ciągły od strony
prawej do lewej bez przerw
48
l
l
Pytanie: Co jest wymagane w celu zaimplementowania rozwiązania bezprzewodowego?
Brookes i Whitehead: Pomagając uwydatnić
sukces przemysłowych instalacji bezprzewodowych, powinny one cechować się:
• planem rozwoju infrastruktury bezprzewodowej na cały przewidywany czas życia instalacji,
• podstawowym przeglądem środowiska częstotliwości radiowych (RF radio frequency) w najbliższych obszarach rozwoju, włączając w to
wózki podnośnikowe, przemieszczanie materiału i inne warunki środowiskowe; użytkownicy powinni wykorzystywać profesjonalną
wiedzę specjalistyczną tak dobrze, jak narzędzia takie jak punkty dostępowe do wykrywania urządzeń oszukujących i zaawansowane
oprogramowanie modelujące do mapowania
oczekiwanej siły fal radiowych i eliminowania
luk zasięgu stacji radiowych,
• plan cyklicznego wykonywania podstawowych przeglądów uaktualnień, który pomoże
dopasować się do zmieniających warunków
częstotliwości radiowej.
Pytanie: Wydaje się, że jest tego dużo. Nie powinno połączenie bezprzewodowe być prostsze
niż przewodowe?
Gardner: Jeśli wziąć pod uwagę pracę związaną z przeprowadzeniem przewodów, technika
bezprzewodowa jest właściwie łatwiejsza. Po-
nieważ jednak technologia bezprzewodowa jest nową technologią, z nowymi
wskazówkami, sztuczkami i terminologią (taką jak węzeł i brama), krok specyfikacji produktu może być trochę bardziej skomplikowany niż inne, bardziej
znajome metody sieciowe. Po pierwszym projekcie wiele znaczeń i kwestii
bazujących na doświadczeniu będzie
rozwiązanych.
Brooks i Whitehead: Producenci powinni zrozumieć, że technologia bezprzewodowa dopełnia raczej niż wymienia infrastrukturę przewodową.
Jackson: Technologia bezprzewodowa oferuje wiele zalet, włączając w to
redukcję kosztów instalacji, łatwość
i skalowalność rozmieszczenia i możliwość skierowania do nowych aplikacji,
w których użycie przewodów jest zabronione.
Pytanie: Czy technologia bezprzewodowa może być typu podłącz i korzystaj (plug and play)?
Gardner: Z odpowiednią technologią
bezprzewodową użytkownicy mogą
prosto podłączyć się i pracować. Wiele zestawów skonfigurowanych pod kątem przemysłowym pozwala na tego
typu prostą instalację.
Pytanie: Czy może pomóc dokonanie
planowania i projektowania instalacji bezprzewodowej? Podłoga fabryki
może się szybko zmienić.
Toepper: Przed rozmieszczeniem rozwiązań bezprzewodowych należy poznać środowisko. Planowanie i projektowanie dostępnych w Internecie
narzędzi aplikacyjnych może wymagać
laptopa bądź komputera do mierzenia
sygnału bezprzewodowego. Większość
przypadków w środowisku przemysłowym nie są to częstotliwości radiowe, które wykorzystują połączenia bezprzewodowe laptopów. Należy być
pewnym, że mierzy się sygnał, używając bezpośrednio częstotliwości radiowej i anten bezprzewodowych klienta
w miejscu i w czasie, kiedy to ma być
używane. Ponieważ częstotliwości radiowe różnią się mocą, a anteny mają
różne wzmocnienia, bardziej stosownym jest zrobić plany i projekt w taki
sposób. Sprzęt z wbudowanym pomiarem sygnału prezentuje sygnał w postaci słupków.
Gardner: Niektórzy producenci mają
urządzenia bezprzewodowe wyposażone w płyty z możliwością planowania i projektowania. Oczywiście środowisko fabryki i warunki zmieniają się
i ważne jest, żeby niezależnie od zakupionego rodzaju sieci bezprzewodowej mieć strategię dla identyfikacji
obszarów i czasów, kiedy połączenie
jest słabnące. Niektóre narzędzia planowania i projektowania wykorzystują osobną warstwę komunikacyjną tak,
aby były gromadzone sygnały wejściowe/wyjściowe. To pozwala sieciom bezprzewodowym osiągać założone zadania, kiedy nadzorują swoje własne
połączenia komunikacji na częstotliwości radiowej.
Pytanie: Jakie są metody komunikacji
bezprzewodowej?
Jackson: Standardy bezprzewodowe,
takie jak WiFi czy systemy komórkowe, są szeroko adaptowane. Właściwe
technologie w zakresie częstotliwości
900 MHz i 2,4 GHz także występują.
W ostatnich kilku latach wyłoniły się
nowe protokoły bazujące na standardzie IEEE–802.15.4 i oferują one zalety w postaci aplikacji niskiej mocy. Występują standardy protokołów takie jak
ZigBee, które odnoszą się do aplikacji
niskiej mocy z mniejszym zakresem informacji w stosunku do WiFi. Tego typu
protokoły nie są postrzegane tak samo
jak WiFi, ale oferują ciekawe zalety
w wielu aplikacjach.
Artykuł pod redakcją Krzysztofa Jaroszewskiego
CASE STUDY
SieĄ WirelessHART™
chroni komorē obrotowĎ w instalacji
do gazyÀkacji biomasy
Energia elektryczna dostarczana jest do sieci krajowej, a wytwarzana energia cieplna wykorzystywana jest przez miasto
Stalowa Wola oraz okoliczne firmy produkcyjne.
W trakcie ostatniej rozbudowy Elektrowni II wprowadzono
nowy system gazyfikacji biomasy, pierwszy tej wielkości system
w Polsce. Wykorzystanie biomasy jako paliwa jest korzystne dla
środowiska, bo zagospodarowywuje do generowania elektryczności odpady, które inaczej
trafiłyby na wysypisko tworząc
szkodliwy gaz metanowy. Jest
to szczególnie pożądane ponieważ „zielona” energia ma wysoką wartość rynkową.
Przygotował Mirosław Łysikowski,
kierownik ds. aparatury i sterowania,
Elektrownia Stalowa Wola
Obrotowa komora spalania wstępnego, część nowej
instalacji do gazyfikacji biomasy, wymagała wprowadzenia ciągłych pomiarów temperatury dla sygnalizowania operatorom potencjalnych problemów i zabezpieczenia sprzętu. Okazuje się, że trudne warunki
pracy, które pogorszyłyby niezawodność tradycyjnej
konfiguracji obwodów pomiarowych z użyciem pierścieni ślizgowych doskonale się nadają do zastosowania najnowszej przemysłowej technologii bezprzewodowej.
Elektrownia Stalowa Wola S.A., część Tauron Energy,
mieści się w Stalowej Woli nad rzeką San w południowo-wschodniej Polsce. Zakład składa się z dwóch
elektrowni: Elektrownia III posiada dwa bloki 120 MW,
a Elektrownia II posiada dwa bloki 50 MW. Elektrownie
generują łącznie 341 MW energii oraz 422 MW ciepła.
50
l
l
W procesie gazyfikacji biomasy (metoda wytwarzania energii z różnych rodzajów odpadów organicznych) przetwarzana jest ona w celu uzyskania
skarbonizowanych cząsteczek stałych i gazu, które następnie służą jako paliwo do wytworzenia energii. Zaletą
gazyfikacji jest o wiele większa ilość wyzwolonej energii niż uzyskano by podczas bezpośredniego spalania.
Spowodowane jest to wyższymi temperaturami spalania, w wyniku czego powstaje więcej ciepła a, co za tym
idzie, pary. Ponadto spalanie wysokotemperaturowe powoduje oczyszczenie z korozyjnych cząstek popiołów
takich jak chlorki i potas, umożliwiając produkcję czystego gazu z paliwa, które w przeciwnym wypadku byłoby
problematycznym odpadem.
Zarówno energia, jak i ciepło produkowane są przez instalację gazyfikacji przy wykorzystaniu miejskich odpadów drzewnych (zrębki, wióry i pył) oraz biomasy z odpadów rolnych i przemysłowych. Proces rozpoczyna się
od przekształcenia biomasy w węgiel w trakcie procesu
pirolizy, podczas którego wytwarza się także gaz palny
i dwutlenek węgla. Piroliza jest procesem samoczynnym
zachodzącym w substancjach organicznych w podwyższonych temperaturach.
CASE STUDY
Odpady organiczne przechodzą przez obrotową komorę spalania wstępnego, o długości 9 m i średnicy 3,5 m,
gdzie ogrzewane są przy wykorzystaniu gazu ziemnego
do temperatury od 280 do 360°C. Wytworzone zwęglone
cząsteczki spalane są w palenisku fluidalnym, gdzie wyzwala się energia dla wytworzenia pary. Gaz palny i tlenek węgla podlegają spalaniu w tym samym kotle.
Komora spalania wstępnego ma kształt poziomego walca wyłożonego od wewnątrz warstwą termoodpornej
wymurówki ceramicznej. Postanowiono lepiej zabezpieczyć komorę, mierząc temperaturę ścian, aby mieć informacje o warunkach panujących w komorze. Pozwoliłoby
to w porę zauważyć potencjalne problemy, w wyniku których może dojść do uszkodzenia ścian.
urządzeń polowych na dużych odległościach co zaowocowało doświadczeniem w zastosowaniu przemysłowych rozwiązań bezprzewodowych. Aplikacja dla komory spalania wstępnego stanowiła inne wyzwanie, gdyż
obroty komory ograniczają pole widzenia nadajnika z odbiornikiem. Ponadto urządzenia trzeba było zainstalować
w obszarze EX. Po rozeznaniu się w dostępnych rozwiązaniach bezprzewodowych wybrano Smart Wireless firmy Emerson oparte na komunikacji WirelessHART™.
Nie było pewności, czy rozwiązanie pierścienia ślizgowego będzie wystarczająco niezawodne, biorąc pod
uwagę zastosowanie w warunkach potencjalnego dużego zanieczyszczenia. Naturalną alternatywą była sieć
bezprzewodowa, w dodatku urządzenia WirelessHART
firmy Emerson spełniają także wymagania EX.
Bezpośrednio na komorze obrotowej zainstalowano dwa
przetworniki temperatury Rosemount® WirelessHART,
które co 30 sekund przesyłają pomiary z czujników.
W ten sposób operator uzyskuje informacje potrzebne
do ochrony komory przed przegrzaniem. Kolejny przetwornik został zainstalowany w pobliżu; działa on na zasadzie przekaźnika wzmacniającego samoorganizującą
się sieć bezprzewodową i zapewniającego dodatkową
ścieżkę dla sygnałów. Urządzenie dokonuje także pomiaru temperatury otoczenia.
Czujniki oraz przetworniki zainstalowane zostały w czasie rutynowego przestoju, a cały proces instalacji ukończono w dwa dni.
Zdecydowano się wprowadzić nowe pomiary temperatury umożliwiające dodatkowy poziom zabezpieczenia
mając nadzieję, że w przyszłości pomiary te zostaną także wykorzystane do monitorowania przebiegu procesu.
Na ścianach komory zainstalowano dwa czujniki umożliwiające pomiary temperatury. W przypadku gdy temperatura wzrośnie powyżej 350°C wyzwalany jest alarm
i operator może regulować ilość powietrza wpływającego
do komory lub zmniejszyć ogrzewanie biomasy. W razie
konieczności komorę można całkowicie wyłączyć. Jeśli
operator nie zareaguje w odpowiednim czasie, system
sterowania odstawia instalację automatycznie.
Ponieważ komora spalania wstępnego obraca się, konieczny byłby montaż pierścienia ślizgowego, żeby podłączyć czujniki do tradycyjnych przetworników temperatury. Jednak takie rozwiązanie techniczne nie zapewnia
wymaganej niezawodności pomiaru ze względu na otoczenie, w którym gromadzą się zabrudzenia, pył węglowy i inne formy zanieczyszczeń. Z tego powodu wybrano bezprzewodowe przetworniki temperatury do połączenia czujników temperatury ze sterownią.
Wcześniej używano komunikacji bezprzewodowej typu
punkt-punkt poprzez modemy radiowe do podłączania
Bramka bezprzewodowa została zainstalowana w pobliżu komory. Dane pomiarowe z czujników przesyłane
są przez bramkę do systemu sterowania Ovation® firmy
Emerson, który steruje procesem gazyfikacji biomasy.
Uruchomienie sieci bezprzewodowej zajęło jedynie kilka
godzin, łącznie z zainstalowaniem okablowania Modbus
TCP/IP do połączenia bramki z systemem sterowania.
Ostateczne rozwiązanie spełniło oczekiwania. System
jest zainstalowany od pół roku i niezawodność sygnału jest bardzo wysoka. Do walidacji sieci użyto aplikacji AMS® Suite SNAP-ON™ firmy Emerson; aplikacja ta
używana jest obecnie do zarządzania siecią bezprzewodową a nakładka programowa Wireless SNAP-ON™ do
identyfikacji wszelkich potencjalnie problematycznych
miejsc montażu urządzeń.
Obecnie rozważana jest przydatność rozwiązań Smart
Wireless do monitorowania i gromadzenia danych.
Elektrowania rozważa możliwość dalszej współpracy
z Emersonem w celu szerszego wykorzystania technologii bezprzewodowej, jeśli prowadzone przez dłuższy
czas próby będą pomyślne. Być może zwiększona zostanie liczba pomiarów na komorze rotacyjnej w celu pogłębienia wiedzy o procesie. Bezprzewodowe pomiary
temperatury zostaną następnie wykorzystane do poprawy procesu sterowania procesem spalania.
l
l
51
FIRMA PREZENTUJE
Innowacyjna koncepcja chãodzenia,
ekonomia eksploatacji napēdów
obwodem zamkniętym, kołnierz montażowy i połączenie
elektryczne. Tylna strona płaszcza jest otwarta i wirnik połączony jest z wałem maszyny i łożyskami. Standardowe rozwiązanie jest atrakcyjne z ekonomicznego punktu widzenia
z racji konstrukcji ukierunkowanej na optymalizację kosztów
oraz sposób montażu, który jest przyjazny dla osób wykonujących prace obsługowe.
Poprzez ograniczenie możliwości funkcjonalnych nowych
napędów typu IndraDrive Cs ECONOMY tak, aby spełniały
one jedynie podstawowe wymagania, firma BOSCH Rexroth
poprawiła wydajność swojego programu technologii serwosterowania dla aplikacji wrażliwych na koszt i cenę realizacji
w zakresie mocy ciągłej od 0,05 do 3,5 kW. Interfejs z wielokrotnym sprzężeniem zwrotnym obsługuje wszystkie powszechnie stosowane typy przetworników (transducerów)
Komponenty rodziny IndraDrive CS
przy zastosowaniu jednej wspólnej platformy sprzętowej,
przy jednoczesnym zapewnieniu wysokiej dynamiki i dokładFirma Bosch Rexroth rozszerza typoszereg swoich napę-
ności. Te serwomotory mogą być również stosowane w wy-
dów oferując dodatkowe silniki synchroniczne oraz inno-
magających warunkach pracy w czasie rzeczywistym we
wacyjną koncepcję chłodzenia dla systemów o napędzie
współpracy z interfejsem SERCOS III. Ponadto dzięki wbu-
bezpośrednim. Nowa linia sterowników IndraDrive Cs
dowanej funkcji bezpiecznego odłączenia momentu, posia-
ECONOMY ustanawia na przykład nowe standardy w za-
dającej certyfikat na zgodność z nowymi standardami bez-
kresie oszczędności i bezpieczeństwa typowych aplika-
pieczeństwa, spełniają one przepisy wydane w końcu grud-
cji małej mocy.
nia. Przepisy te mają zastosowanie do wszystkich dostarczanych w Unii Europejskiej maszyn wykorzystujących funkcję
Nowy silnik synchroniczny MSK043, przeznaczony dla bar-
bezpiecznego odłączenia momentu, a także tam, gdzie sto-
dzo dynamicznych napędów do pozycjonowania, rozsze-
sowana jest klasyfikacja PL E oraz SIL 3 zgodna z normami
rza typoszereg silników IndraDyn S oferowanych przez fir-
EN13849-1 oraz EN 61062.
mę Bosch Rexroth. Niewielki moment bezwładności wirników tych silników oraz duża elastyczność i odporność na
Bosch Rexroth Sp. z o.o. należy do koncernu Bosch Rexroth
przeciążenia powodują, że silniki MSK043 osiągają do 250
AG, światowego lidera w zakresie napędów i sterowań. Na
% lepsze przyspieszenie niż silniki standardowe.
rynku polskim Rexroth obecny jest od lat sześćdziesiątych.
Bosch Rexroth jako The Drive & Control Company opraco-
Dzięki niezwykle zwartej konstrukcji, wysokiej gęstości mo-
wuje, produkuje i sprzedaje swoje komponenty w ponad 80
mentu oraz doskonałym parametrom dynamicznym silni-
krajach. Przedsiębiorstwo należące do Grupy Bosch zatrud-
ki MSK103 doskonale nadają się do zastosowań tam, gdzie
niające blisko 35.300 pracowników osiągnęło w roku 2008
przestrzeń montażu jest ograniczona (np. nawijarki). Nowe,
przychody w wysokości około 5,9 mld. EUR. Program pro-
wewnętrzne wyłączniki temperaturowe przeznaczone dla sil-
dukcyjny Bosch Rexroth obejmuje wszystkie branże oferu-
ników synchronicznych z chłodzeniem wentylatorowym za-
jąc ponad 500.000 klientom kompleksowe rozwiązania w za-
pewniają niezawodność zgodną z normami UL i powodują,
kresie: hydrauliki przemysłowej, napędów i sterowań, techni-
że nie ma już konieczności instalowania jednofazowych wy-
ki przemieszczeń liniowych i montażu, pneumatyki, serwisu
łączników automatycznych (przerywaczy obwodu). W ten
i hydrauliki mobilnej.
sposób upraszcza się proces odbioru maszyny i dopuszcza-
52
l
nia jej do eksploatacji.
Więcej informacji na stronie: www.boschrexroth.pl
Innowacyjna koncepcja płaszcza chłodzącego stworzo-
Kontakt dla czytelników:
na została z myślą o układach z napędem bezpośrednim
Tel.:
+48 22 738 19 41
i umożliwia połączenie najlepszych cech układów stosowa-
Fax:
+48 22 758 87 35
nych w silnikach chłodzonych cieczą z maksymalnymi war-
E-Mail:
[email protected]
tościami momentów napędowych aż do 13 000 Nm. Ta opcja
Adres:
ul. Jutrzenki 102/104, 02-230 Warszawa
dla stojanów obejmuje płaszcz chłodzący z cyrkulacyjnym
Internet:
www.boschrexroth.pl
l
CNC, SPS oraz
Motion Control.
Welcome
to Control City.
%RVFK5H[URWKRIHUWXMH3DĔVWZXNRPSOHWQąLQDMQRZRF]HĞQLHMV]ąQDĞZLHFLHSDOHWĊSURGXNWyZ
Z]DNUHVLHVWHURZDQLD1DV]HVNDORZDOQHV\VWHP\VWHURZDQLDXPRĪOLZLDMąVWHURZDQLHLQG\ZLGXDO
Q\PLSURFHVDPLPDV]\QDPLRUD]VNRPSOLNRZDQ\PLOLQLDPLSURGXNF\MQ\PL7ZRU]\P\RSW\PDOQH
GRVWRVRZDQHGRLQG\ZLGXDOQ\FKZ\PDJDĔUR]ZLą]DQLDNWyUHG]LĊNLVZRMHMHNRQRPLF]QRĞFL
]DJZDUDQWXMą3DĔVWZXVWDELOQąSU]\V]áRĞü
Bosch Rexroth Sp. z o. o.
ul. Jutrzenki 102/104
02-230 Warszawa
tel.: 22/ 738 18 00
fax: 22/ 758 87 35
[email protected]
www.boschrexroth.pl
Zap
ras
AUT zamy
n
OM
ATI a targi
CO
War
N
szaw
hala a, 23-2
6.03
1, s
tois
ko B .2010
4
EKSPERTA
ZDANIEM
Czy można polegać na funkcjach
autotuningu regulatora PID?
Dlaczego tak wiele pętli PID pracuje w trybie manualnym? Jednym z powodów
może być fakt, że samostrojenie nie gwarantuje sukcesu.
Greg Baker
askakujące jest, że prawie 70% wszystkich przemysłowych pętli regulacji
PID pracuje w trybie automatycznym.
Aż 65% z pętli pracujących w trybie
automatycznym generuje mniejsze odchylenia
od wartości zadanej w trybie manual niż w trybie
auto. Częste korzystanie z trybu automatycznego
jest prawdopodobnie spowodowane niedoborem
personelu, który posiada odpowiednie know-how
strojenia i optymalizowania parametrów regulatora PID, dlatego też coraz więcej producentów
wyposaża swoje urządzenia w funkcje automatyczne. Niestety, każdy producent implementuje
Z
własne rozwiązania, co sprawia, że należy się
spodziewać różnych rezultatów samostrojenia.
Funkcje autotuningu zostaną opisane w kontekście regulatorów temperatury. Porównane zostaną wyniki jakości regulacji pomiędzy produktami różnych, anonimowych producentów.
Istnieją dwie metody autotuningu różniące
się poziomem skomplikowania: samostrojenie
oraz strojenie adaptacyjne (ciągłe). Samostrojenie jest zwykle oferowane jako standardowa
funkcja i polega na charakteryzowaniu systemu
za pomocą sztucznej manipulacji sygnału wyjściowego z regulatora. Taki typ doboru nastaw
jest niepraktyczny i trudny do przeprowadzenia w czasie normalnej pracy układu. Algorytm
Pożądane krzywe dla zmiany wartości zadanej
w obiekcie szybkozmiennym
575
550
525
Temperatura (°F)
500
475
450
425
słabe tłumienie (<1)
400
tłumienie krytyczne
silne tłumienie (>1)
375
350
325
20
30
40
50
Czas (sek.)
60
70
80
 Niektóre z regulatorów oferują różne tryby reakcji na zmianę wartości zadanej. Zdecyduj, biorąc pod uwagę to,
czy proces wymaga szybkiej reakcji i czy toleruje przegrzanie
54
l
l
ZDANIEM EKSPERTA
pobiera dane z procesu i analizuje odpowiedź
układu na wymuszenia o charakterze skoku jednostkowego lub sygnału sinusoidalnie zmiennego. Badanie odpowiedzi układu na skok jednostkowy daje najlepsze rezultaty, kiedy przed
jego rozpoczęciem układ znajduje się w stanie
spoczynku. Nastawy uzyskane podczas strojenia
z użyciem sygnału sinusoidalnego nie są zależne
od warunków początkowych, w jakich znajdował się układ, ale proces musi mieć możliwość
pracy z dużymi amplitudami sygnałów generowanych w czasie oscylacji.
Strojenie adaptacyjne zwykle wiąże się
z większymi kosztami i wymaga większej mocy
obliczeniowej sterownika. Musi on być w stanie obserwować proces w czasie pracy i decydować, czy i w jaki sposób zmienić parametry
regulatora PID tak, aby układ pozostawał stabilny. Proces dokonuje się bez sztucznej manipulacji sygnałem wyjściowym, tak jak ma to miejsce
w przypadku obu metod samostrojenia.
Opisane metody eliminują ślepe poszukiwanie parametrów PID. Użytkownik może po prostu uruchomić procedurę, a sterownik nastroi
się samoczynnie. W dalszych badaniach sprawdzane jest, czy parametry dobrane przez urządzenia wiodących producentów zapewniają odpowiednią regulację. Wyniki mogą potwierdzić
często kwestionowaną w zastosowaniach przemysłowych, nieakceptowaną jakość regulacji.
Metodologia testu
Identyfikacja różnic w jakości regulacji wymaga
platformy zdolnej do symulowania i zbierania danych. Wykorzystany został komputer PC z kartą
wejść/wyjść o wysokiej rozdzielczości połączoną
z regulatorem w celu wymiany danych, symulacji
różnych warunków występujących w przemyśle
oraz zapewnienia łatwej powtarzalności testów.
Komputer odczytuje wyjście z regulatora, symuluje odpowiedź procesu na ten sygnał i przesyła
odpowiedź na wejście urządzenia. Wyniki badań
przedstawiane są na ekranie na bieżąco, różnice
między produktami różnych producentów można łatwo dostrzec na wykresach.
Odpowiedni zakres dynamiki w testach ma
umożliwić dostrzeżenie różnic między produktami w zakresie kontroli procesów szybko- i wolnozmiennych, ale jednocześnie pozostawać w zgodności z czasem próbkowania regulatorów. Model
procesu stanowi inercja pierwszego rzędu. Charakterystykę obiektu pierwszego rzędu określa
jego stała czasowa. W czasie testów badano od-
dzielnie proces chłodzenia i grzania, każdy o innej
stałej czasowej. Model, który był grzany, ma stałe
czasowe 10, 60 i 300 sek. Im mniejsza stała czasowa, tym bardziej szybkozmienny obiekt, dlatego
stała 10 sek. charakteryzuje obiekt szybkozmienny, a 300 sek. – obiekt wolnozmienny. Stałe czasowe dla chłodzenia wynoszą 15, 60 i 90 sekund.
Inny parametr będący nierozłącznym elementem obiektu przemysłowego, to opóźnienie/czas
martwy, czyli czas, jaki mija od momentu podania sygnału na wejście obiektu do momentu wykrycia odpowiedzi na to pobudzenie przez czujniki. Stosunek opóźnienia do stałej czasowej to
współczynnik trudności obiektu. Jest on bardzo
istotny, bo wraz z jego wzrostem maleje efektywność algorytmu PID. W czasie testów symulowano układy o współczynniku sterowalności
równym 0,1 i 0,2, co jest typowe dla procesów
przemysłowych.
ZDANIEM EKSPERTA
Czas ustalania określa zdolność regulatora do
stabilizacji procesu. Technicznie jest to czas, jaki
mija od pojawienia się zakłócenia lub ustalenia
nowej wartości zadanej do momentu, w którym
wyjście procesu zostaje ustalone i nie różni się
o więcej niż 1% od wartości zadanej. Największe
znaczenie dla wolnozmiennych procesów ma ich
amplituda, bo określa ona czas, jaki musi odczekać personel przed rozpoczęciem produkcji.
W celu syntezy możliwości samostrojenia
i strojenia adaptacyjnego wszystkie regulatory
zostały nastrojone zgodnie z ich dokumentacją.
Warunki początkowe zostały ustalone na jednakowym poziomie, a temperatura otoczenia miała stałą wartość.
Uruchomienie samostrojenia
Po wykonaniu procedury samostrojenia i określeniu parametrów obiektu regulator powinien szybko stabilizować proces w przypadku zmian wartości zadanej lub pojawienia się zakłóceń. Niektóre
z urządzeń oferują więcej niż samostrojenie, pozwalając użytkownikowi dostosowywać przebieg
regulacji. Niektóre mają możliwość standardowej
lub odpornej regulacji, inne umożliwiają ustalenie wartości tłumienia. Te ostatnie okazały się być
jedynymi, które potrafią stabilizować wszystkie
testowane obiekty. Zdolność ta była niezależna od
ustawienia wartości tłumienia.
Testy ujawniły znaczne różnice między urządzeniami (zobacz wykres):
• Produkt 1 wykazuje stały błąd ustalania przy
obiektach szybkozmiennych. Błąd ten powinien maleć do zera przy zbliżaniu się obiektu
do wartości zadanej, niestety tak nie jest.
• Dwie procedury autotuningu producenta 2,
oznaczone jako 2a i 2b, dają bardzo odmienne wyniki: jedna stabilizuje proces po bardzo
krótkim czasie, natomiast druga powoduje
oscylacje na nieakceptowanym poziomie.
• Produkt 3 ostatecznie stabilizuje wszystkie
3 obiekty po zmianie wartości zadanej, ale
oscyluje.
• Regulator producenta 4 po autotuningu wykazuje jeszcze większe oscylacje niż produkt 3.
Odpowiedź układów (pierwszy wykres) z trzema różnymi nastawami współczynnika tłumienia
jest akceptowalny, ponieważ powoduje bardziej
łagodną, stabilną pracę układów dla wszystkich
obiektów. Wartość współczynnika tłumienia regulowana jest za pomocą pokrętła w takim zakresie, aby można było uzyskać wartości tłumienia niższe oraz wyższe od wartości krytycznej.
Poniżej wartości krytycznej uzyskuje się szybsze czasy narastania, ale i przeregulowanie. Dla
wartości tłumienia krytycznego narastanie jest
wolniejsze, ale przeregulowanie nie występuje
lub występuje jedynie w bardzo niewielkim zakresie. Większa wartość tłumienia daje wolniejszy przyrost sygnału, ale gwarantuje brak przeregulowania, co jest bardzo istotnym czynnikiem
w wielu procesach przemysłowych.
Wyniki badań dla zmiany wartości zadanej
w obiekcie szybkozmiennym
575
550
525
Temperatura (°F)
500
475
450
425
400
375
produkt 1
350
produkt 2a
produkt 3
produkt 2b
produkt 4
325
20
30
40
50
Czas (sek.)
60
70
80
 Porównanie przebiegów z tego i poprzedniego wykresu pokazuje, że istnieją lepsze i gorsze procedury autotuningu.
Widoczne oscylacje mogą wystawiać układ regulacji na ciężkie próby
56
l
l
ZDANIEM EKSPERTA
Wyniki badań dla zmiany wartości zadanej w obiekcie
o średniej stałej czasowej
575
550
525
Temperatura (°F)
500
475
450
425
400
375
produkt 1
350
325
0
50
100
produkt 2a
150
produkt 2b
200
Czas (sek.)
produkt 3
250
produkt 4
300
350
 Nastawy uzyskane w czasie autotuningu nie są tak krytyczne z punktu widzenia obiektów o większych stałych
czasowych. Przebiegi stabilizują się, choć są wyjątki
Strojenie adaptacyjne
Innym typem automatycznej konfiguracji jest
strojenie adaptacyjne. Różnica w stosunku do samostrojenia polega na tym, że regulator musi badać obiekt i dostrajać nastawy, jednocześnie sterując obiektem w sposób stabilny. Taka zdolność
wymaga zaawansowanych algorytmów, które
zwykle są tajemnicą firmy. Tylko dwa z testowanych produktów miały taką funkcję. Określenie
jej efektywności wymaga obserwacji odpowiedzi
regulatora na nagłą zmianę dynamiki układu
w czasie, gdy znajduje się on w stanie ustalonym.
W tym teście zmiana dynamiki układu wywoływana była nagłą redukcją masy o 65%. Żaden regulator bez mechanizmu strojenia adaptacyjnego
nie był w stanie stabilnie sterować obiektem tak
znacznie zmienionym. Oba regulatory ze strojeniem adaptacyjnym potrafiły za to ustabilizować
proces bez ingerencji użytkownika.
Jeśli procedury autotuningu nie zapewniają stabilnej regulacji, to w warunkach przemysłowych dobór nastaw regulatora powierza się
ekspertowi, który bazując na swoim know-how
znajduje nastawy zapewniające stabilność. Nie
zawsze jednak użytkownicy mogą pozwolić sobie na taki luksus. Funkcje autotuningu muszą
być efektywne, ponieważ mało jest ekspertów
od regulatorów PID, a jakość produktu jest bezpośrednio powiązana z odchyleniami występującymi w procesie przemysłowym.
Powyższe badania są zgodne z relacjami dotyczącymi dużej liczby pętli regulacji pracujących
poniżej oczekiwań i mogą je wyjaśniać. Nowoczesny sterownik tworzy duża ilość elementów:
interfejsy komunikacyjne, elementy HMI, zaawansowana elektronika, standardy i certyfikaty.
Najbardziej istotna funkcja regulacji nie powinna
być zaniedbywana, ponieważ kontrolowanie procesu jest najważniejszym zadaniem sterownika.
Wnioski
Przeprowadzenie rankingu regulatorów ze wskazaniem ich producentów nie jest zamierzeniem
tego artykułu, jednak jest jasne, że jedne są
lepsze, a drugie gorsze i zapewniają lepszą lub
gorszą jakość regulacji zaraz po wyciągnięciu
z pudełka i uruchomieniu przez początkującego
użytkownika. Testy wykazały różną prawidłowość określenia optymalnych parametrów przez
procedury autotuningu różnych producentów.
Greg Baker jest w trakcie studiów MSE (Materials Science and Engineering) na kierunku teorii
sterowania na San José State University.
Artykuł pod redakcją mgr. inż. Łukasza Urbańskiego, doktoranta na Wydziale Elektrycznym
Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie (dawna Politechnika
Szczecińska)
l
l
57
FIRMA PREZENTUJE
EtherCAT
przyszãoħĄ sieci przemysãowych
EtherCAT jest nowoczesnym protokołem sieciowym
przeznaczonym do stosowania w aplikacjach przemysłowych, szczególnie takich, które wymagają działania całego systemu w czasie rzeczywistym. Dzięki
wykorzystaniu standardowych kart sieciowych i okablowania korzystanie z EtherCAT-a nie wymaga specjalnych inwestycji strukturalnych, najistotniejsze
modyfikacje są ukryte w wyższych warstwach sprzętu sieciowych urządzeń slave.
Urządzenia wyposażone w interfejsy sieciowe EtherCAT,
pomimo wykorzystania standardowego medium komunikacyjnego w postaci ekranowanej skrętki ethernetowej, są znacznie lepiej dostosowane do pracy w aplikacjach przemysłowych niż urządzenia wyposażone w standardowy interfejs Ethernet. Wynika to przede
wszystkim z rezygnacji z transmisji pakietowej i wynikającej z niej konieczności odtwarzania pofragmentowanych danych – co jest zadaniem czasochłonnym – i zastąpienie pakietów mechanizmem opartym na telegramach składających się z datagramów przypisanych do
zadań logicznych, jak to pokazano na rys. 1. W każdy
zadaniu logicznym można adresować przestrzenie do
4 GB, co pozwala na skuteczną integrację w systemie
bardzo dużej liczby linii I/O, przy zachowaniu krótkiego
czasu ich obsługi. Zaletą przyjętego sposobu adresowania urządzeń jest rozdzielenie ich fizycznej lokalizacji od
pogrupowania logicznego, co zapewnia dużą elastyczność konfiguracji i monitorowania systemu oraz zarządzania jego pracą.
W systemie EtherCAT zrezygnowano z mechanizmu obsługi wielodostępu zgodnego z protokołem CSMA/CD,
który jest jedną z podstawowych przeszkód uniemożliwiających zastosowania klasycznego Ethernetu w aplikacjach wymagających komunikacji w czasie rzeczywistym. Obsługiwane są natomiast połączenia typu broadcast, multicast oraz bezpośrednia komunikacja pomiędzy urządzeniami slave.
Istotnym wymaganiem stawianym sieciom przemysłowym jest zapewnienie bezpieczeństwa funkcjonalnego działania urządzeń zgodnie z międzynarodową normą IEC 61508. Protokół EtherCAT wyposażono w odpowiednie mechanizmy ulokowane w warstwie aplikacji
(Safety Integrated Level 3), bez konieczności modyfikowania niższych warstw interfejsu, w tym warstwy sprzętowej, co dodatkowo upraszcza stosowanie w przemyśle tanich rozwiązań dostępnych na rynku PC. Dotyczy
to także routerów oraz komputerów spełniających rolę
bramek, co zdecydowanie obniża koszty implementacji
bezpiecznych systemów sterowania i regulacji.
Wykorzystanie w systemach zgodnych z EteherCAT
zmodyfikowanego protokołu stosowanego w sieciach
ethernetowych nie wpłynęło na elastyczność ich konfiguracji sieciowych: dopuszczalne są ich dowolne topologie, można także łączyć w jednym systemie sieciowym
segmenty o różnych topologiach (rys. 3).
Rozwiązania zastosowane w protokole EtherCAT pozwalają m.in. obsłużyć 1000 linii I/O ulokowanych w rozproszonych modułach I/O w czasie nie przekraczającym 30
μs, a w pojedynczej ramce ethernetowej pozwalają przesłać do 1486 bajtów danych (co zabiera ok. 300 μs), co
w przybliżeniu odpowiada 12000 cyfrowym liniom I/O.
Efektownie wypada także możliwość obsługi kanałów
analogowych: maksymalna częstotliwość przesyłania
lub odbierania 16-bitowych próbek wynosi aż 20 kHz
przy zapewnieniu jednoczesnej obsługi do 200 wejść
lub wyjść analogowych.
58
l
l
FIRMA PREZENTUJE
Walka z czasem
Kolejnym nowatorskim rozwiązaniem wprowadzonym
w protokole EtherCAT jest dystrybucja wzorcowego sygnału zegarowego przez urządzenia master dla urządzeń slave (zgodnie z protokołem IEEE1588), dzięki któremu jest możliwa m.in. synchronizacja – z dokładnością dochodzącą do 1 μs – pracy serwomechanizmów
lub innych urządzeń, które muszą pracować synchronicznie. Przykładem takich urządzeń są m.in. serwomechanizmy stosowane do pozycjonowania elementów
maszyn lub linii produkcyjnych lub urządzenia do akwizycji danych procesowych, w których jednoczesność
pobierania próbek wyników ma wpływ na jakość sterowania przebiegiem procesu. Protokół EtherCAT udostępnia także nowe typy przesyłanych danych (jak np.
timestamp), które pozwoliły uzyskać rozdzielczość pomiaru czasu wynoszącą aż 10 ns, co jest wykorzystywane do minimalizacji wpływu jittera sygnału zegarowego na działanie sterowanych napędów, serwomechanizmów, siłowników itp. Innym zastosowaniem sygnału zegarowego o dużej rozdzielczości jest możliwość zdalnego pomiaru czasu wykonywania lokalnych zadań, co pozwala m.in. precyzyjnie określić prędkość poruszania się
elementów maszyn,
Modyfikacje na „gorąco”
Typowym wymogiem stawianym przemysłowym systemom sterowania i regulacji jest możliwość ich sprzętowego i logicznego rekonfigurowania w czasie pracy
systemu, przy jednoczesnym zminimalizowaniu wpływu rekonfiguracji fragmentu systemu na jego pozostałe elementy. W systemach wykorzystujących protokół
EtherCAT przewidziano możliwość bezpiecznego dołączania i odłączania modułów wejściowo-wyjściowych
podczas pracy, bez ryzyka zaburzenia ich prawidłowego funkcjonowania. Dynamiczna rekonfiguracja systemu sieciowego, z możliwością generowania alarmów
w przypadku odłączenia wyspecyfikowanych przez użytkownika segmentów sieci lub urządzeń, jest standardową funkcjonalnością urządzeń master.
Nie tylko do sterowania
W protokole EhterCAT przewidziano także możliwość
przesyłania dowolnych danych pomiędzy urządzeniami
dołączonymi do sieci, do czego służy zaimplementowana w nim obsługa datagramów UDP/IP. Rozwiązanie to
zapewnia m.in. elastyczną komunikację pomiędzy urządzeniami wyposażonymi w interfejs Ethernet i urządzeniami EtherCAT, a także możliwość wymiany danych pomiędzy urządzeniami ulokowanymi w segmentach sieci
rozdzielonych za pomocą routerów. W takich przypadkach realna prędkość wymiany danych pomiędzy urządzeniami EtherCAT zależy przede wszystkim od prędkości działania routerów, z czym należy się liczyć podczas
projektowania systemu sieciowego.
Podsumowanie
Możliwości oferowane przez EtherCAT pozwalają w pełni wykorzystać moc obliczeniową współczesnych ste-
rowników PLC, przy jednoczesnym spełnieniu charakterystycznych dla współczesnych aplikacji przemysłowych
wyrafinowanych wymagań czasowych i wysokiej pewności połączenia wymiany danych. Jednocześnie modyfikacje wprowadzone w protokole EtherCAT nie naruszają standardowej struktury ramek ethernetowych, dzięki
czemu parametry sterujące przepływem danych są lokowane w standardowych ramkach. Pozwala to – w przypadkach tego wymagających – integrować w jednym
systemie sieciowym urządzenia wyposażone w interfejsy EtherCAT i Ethernet.
Na koniec równie ważna informacja: EtherCAT jest systemem otwartym, pozwalającym nie tylko współpracować ze standardowymi urządzeniami sieciowymi, ale
także – dzięki zastosowaniu odpowiednich interfejsów –
może być integrowany również z urządzeniami obsługującymi protokół sieciowy Fieldbus, także wykorzystujący
warstwę fizyczną klasycznego Ethernetu.
Dodatkowe informacje o EtherCAT są dostępne pod adresem http://www.ethercat.org.
Beckhoff Automation Sp. z o.o.
Stara Iwiczna, ul. Słoneczna 116A,05-500 Piaseczno
Tel. 22 75 72 610, fax 22 75 72 607, [email protected]
Więcej informacji na www.beckhoff.pl
l
l
59
PRODUKTY
CSI
Eltron
Przemysłowa płyta główna formatu Mini-ITX
z Intel Atom N270 oraz Dual Display
Liczniki nastawne Tico 772
firmy Hengstler
TF-EMB-9459T jest nowym modelem płyty embedded, wprowadzonej do oferty przez firmę CSI. W konstrukcji zastosowano najnowsze
rozwiązania energooszczędnych, bezwentylatorowych procesorów Intel Atom N270 o częstotliwości 1,6 GHz. W komputerze umieszczono
gniazdo dla szybkich pamięci typu DDR2, umożliwiające instalację kości RAM o maksymalnej pojemności 2 GB.
Cechą charakterystyczną tego modelu jest zasilanie pojedynczym źródłem napięcia o wartości 12 V. Pozwala
to wyeliminować częsty problem konieczności podłączenia drugiego źródła napięcia. Producent zdecydował
się wypuścić kilka rodzajów tego modelu, różniących się interfejsami wideo.
Swobodnie możemy wybierać między
jednostkami wyposażonymi w wyjście
D-SUB, DVI-I, Composite Video (NTSC
i PAL ) czy 18-bitowym wyjściem LVDS z opcjonalnym modułem
SVDO, umożliwiającym wyświetlanie obrazu w 24-bitowym trybie graficznym. Rozwiązanie zostało pomyślane tak, aby do naszej dyspozycji były zawsze dwa wyjścia wideo, umożliwiające pracę w trybie Dual
Display. Na uwagę zasługuje bogata gama interfejsów we/wy, szczególnie 6 portów RS-232 w tym jeden konfigurowalny RS-232/422/485,
8 portów USB 2.0 oraz 2 porty Ethernet 10/100/1000 Mbps. Na płycie
wbudowano również chipset audio z obsługą dźwięku High Definition
z wyjściem cyfrowym S/PDIF. Opcjonalnie możemy zamówić zestaw
kabli pozwalający podłączyć głośniki w trybie dźwięku przestrzennego
(5.1). Dodatkowo do zagospodarowania mamy port PS/2, LPT oraz, co
jest ciekawostką 8-bitowy cyfrowy przetwornik we/wy i dodatkowe złącza umożliwiające podpięcie interfejsu IrDA. Pamięci masowe możemy
podpiąć poprzez 1 złącze EIDE, 2 złącza SATA z dodatkowym wyprowadzeniem do podpięcia zasilania dysku oraz czytnik kart standardu
Compact Flash. W przypadku konieczności rozszerzenia o kolejne interfejsy, do dyspozycji mamy złącze PCI, mini PCI oraz opcjonalnie,
za pomocą dodatkowego raisera, złącze PCI-E x4. Wbudowany układ
WatchDog, umożliwiający nadzór nad poprawną pracą wszystkich elementów, a w przypadku wystąpienia awarii uniemożliwiającej poprawną pracę urządzenia, powoduje reset całego systemu. Opcjonalnie jednostka może być wyposażona w moduł szyfrowania danych TPM.
Producent, projektując ten model płyty, miał na celu dostarczenie
uniwersalnej platformy, umożliwiając zastosowanie w każdym rodzaju
aplikacji. Szeroka gama interfejsów we/wy, tryb Dual Display, zasilanie
12 V, predysponuje użycie jej w systemach Digital Signge, a w szczególności w pojazdach. Obsługa szyfrowania danych, możliwość podłączenia dźwięku przestrzennego oraz rozszerzenia funkcjonalności
o dodatkowe moduły, sprawia, że płyta świetnie nada się przy projektowaniu systemów automatów do gier i maszyn hazardowych.
• Wielofunkcyjne:
liczniki czasu,
cykli, zmianowe,
tachometry
• Uproszczona obsługa
• Wyraźny i czytelny wyświetlacz LCD 2-linie
48x48 mm
• Wejście: programowalne PNP / NPN
• Wyjście: przekaźnikowe / tranzystorowe
• 3 nastawy wartości
• Częstotliwość wejściowa do 60 kHz
• Napięcie zasilania:12–30 V DC; 24 V AC;
115 V AC; 230 V AC
Zainteresowanych zapraszamy do odwiedzenia naszej strony internetowej lub kontakt z firmą ELTRON
www.csi.net.pl
60
l
l
http://www.eltron.pl
Jetter
Nowy sterownik wysokiego poziomu
Firma Jetter poszerza serię sterowników JetWeb
o nowe urządzenie JetControl 940MC.
Kontroler JetControl 940MC będzie wprowadzony na rynek podczas targów SPS/IPC/DRIVES w Norymberdze. Urządzenie to zostało opracowane z myślą o aplikacjach obejmujących dużą liczbę systemów
ruchomych o krótkich cyklach i dużej dynamice. Są to
np. aplikacje wykorzystujące kontrolę drogi i interpolację, a także takie funkcje technologiczne, jak zamykanie butelek nakrętkami, tryb pracy napędów „electronic gearing” (przekładnia elektroniczna), funkcje
nawijania uzwojeń itp. W porównaniu z dostępnymi
do tej pory sterownikami z serii JetControl, sterownik JetControl 940MC może być rozszerzany o jeszcze większą liczbę modułów peryferyjnych i modułów
dodatkowych osi. JetControl 940MC jest programowany za pomocą języka wysokiego poziomu JetSym
STX, który wspiera wielozadaniowość. To wyróżnia je
wśród klasycznych sterowników PLC. Dla sterownika
JetControl 940MC dostępne są ponadto różne interfejsy (Ethernet, CAN, szeregowy, USB). Jako sieć komunikacyjna stosowany jest standard Ethernet TCP/
IP. W ten sposób można przy pracy z tymi układami
korzystać z usług sieciowych, takich jak HTTP, FTP
czy usługi e-mail, znanych użytkownikom korzystającym z sieci JetWeb.
www.compart.zajdel.pl
PRODUKTY
Turck
Phoenix Contact
Przewody Automation Line
Obniżamy koszty
systemu automatyki
Na przestrzeni ostatnich lat można zaobserwować zwiększającą
się liczbę specjalnych wykonań
przewodów, co jest odpowiedzią
na indywidualne wymagania
producentów maszyn. Aktualnie
firma ESCHA, której wyłącznym
dystrybutorem w Polsce jest firma TURCK, proponuje nową linię produktów pod nazwą Automation Line przeznaczoną dla aplikacji specjalnych. Przewody Automation Line wyposażone zostały w kabel typu S370
spełniający praktycznie wszystkie wymagania, z jakimi można się spotkać w automatyce przemysłowej. Mają one następujące zalety: możliwość instalacji w łańcuchach kablowych;
brak związków halogenu, silikonu, PVC; certyfikat UL; odporność na iskry spawalnicze, związki agresywne chemicznie
i oleje, na hydrolizę i oddziaływanie czynników biologicznych,
na oddziaływanie płomieni. W nowej rodzinie produktów dostępne są wersje ze złączami M8x1 lub M12x1 w wykonaniu
prostym lub kątowym w wariantach 3-, 4- lub 5-pinowych
(tylko M12x1). Wszystkie te rozwiązania charakteryzują się
stopniem ochrony IP67.
Nowa rodzina produktów Automation Line została stworzona głównie z myślą o przemyśle samochodowym, to dzięki
konkurencyjnej cenie i wysokiej jakości wykonania z powodzeniem znajduje zastosowanie praktycznie w każdej innej
gałęzi przemysłu. W szczególności tam, gdzie pozwala przeprowadzić skuteczną standaryzację i dodatkowo ograniczyć
koszty logistyczne.
www.turck.pl
Do realizacji systemów
sterowania w niewielkich
instalacjach, firma Phoenix Contact oferuje zintegrowany system automatyki oparty na sterownikach
serii ILC100.
System umożliwia stworzenie ekonomicznych rozwiązań automatyki – zwłaszcza dla małych i średnich aplikacji. Główne cechy systemu to prosta implementacja, modułowość konstrukcji, otwartość na rozwiązania sieciowe i technologie IT.
Oferowany system zawiera wszystkie elementy niezbędne do
automatyzacji, a jego głównym elementem jest swobodnie programowalny sterownik serii ILC 100. Elastyczność rozwiązania oparta jest na modułach I/O z rodziny INLINE. Korzyścią
z możliwości użycia modułów rozszerzeń jest dopasowanie systemu do potrzeb instalacji oraz możliwość zastosowania w różnego rodzaju aplikacjach. Wykorzystując technologię SafetyBridge, można zintegrować funkcje bezpieczeństwa w system
sterowania.
Panele operatorskie oparte na technologii WEB oraz urządzenia transmisji bezprzewodowej stanowią uzupełnienie oferty.
Narzędzie programistyczne PC Worx Express, służące do
konfiguracji sterowników, dostępne jest nieodpłatnie.
Koszty systemów sterowania mogą być zredukowane poprzez
stosowanie tylko tych funkcji, które są niezbędne do instalacji.
Za dodatkowe, często nigdy niewykorzystane – nie trzeba
płacić.
www.phoenixcontact.pl
PROJEKT WSPÓŁFINANSOWANY PRZEZ UNIĘ EUROPEJSKĄ W RAMACH EUROPEJSKIEGO FUNDUSZU SPOŁECZNEGO
Zapraszamy na
Studia Podyplomowe Automatyka
Studia Podyplomowe Automatyka są adresowane do absolwentów wyższych uczelni technicznych, którzy chcą
zdobyć dodatkową wiedzę z zakresu automatyki przemysłowej i/lub automatyki urządzeń. Studia trwają 2 semestry, zajęcia odbywają się co 2 tygodnie w soboty i niedziele (15 zjazdów).
Instytut Automatyki i Robotyki
Politechniki Warszawskiej
ul. św. A. Boboli 8, 02-525 Warszawa
Tel. 022 234 85 55, 603 089 433
Zajęcia dydaktyczne prowadzone na Studiach obejmują zagadnienia m.in. z następujących obszarów:
• automatyka procesów ciągłych i dyskretnych,
• struktury i algorytmy układów automatyki,
• komputerowe systemy sterowania,
• diagnostyka i monitorowanie układów automatyki,
• analogowe i mikroprocesorowe urządzenia i elementy automatyki,
• programowalne sterowniki PLC,
• języki programowania urządzeń automatyki,
• metody sztucznej inteligencji w automatyce (m. in. logika rozmyta, sieci neuronowe).
Studia mają ponad 40 letnią tradycję w Politechnice Warszawskiej, a liczba ich absolwentów,
pracowników dużych i małych, państwowych i prywatnych firm przekracza 450 osób.
Więcej informacji na stronach internetowych Politechniki Warszawskiej www.pw.edu.pl
lub Instytutu Automatyki i Robotyki Politechniki Warszawskiej iair.mchtr.pw.edu.pl.
PRODUKTY
iEi Technology
Trane
Komputer panelowy AFL-F08A
Nowe urządzenia dachowe Trane Voyager
Komputery panelowe z serii AFL doczekały się wielu
wersji i modyfikacji. Znajdziemy tu
urządzenia zróżnicowane pod względem mocy obliczeniowej, przekątnej
ekranu (5,7"–42"), konstrukcji i przeznaczenia.
Ich cechą wspólną jest estetyczny wygląd, szeroka funkcjonalność i uniwersalność. Firma iEi
Technology Corp. wprowadziła nowy model
o przekątnej 8,0". Wyróżnia się on wyjątkowo
estetyczną konstrukcją panelu czołowego oraz
możliwością łatwego montażu w ścianie, dzięki
specjalnej ramce. AFL-F08A ma jednolitą płytę
czołową tworzącą płaską powierzchnię całego
frontu komputera. Ekskluzywny wygląd z pewnością jest atutem przy wykorzystaniu urządzenia w systemach inteligentnych budynków. Płaska tafla panelu czołowego (o stopniu ochrony
IP64) jest także łatwa do oczyszczenia, co ma
znaczenie w aplikacjach przemysłowych.
Nowy model ma podświetlenie LED z maksymalną rozdzielczością 800x600, jasnością 250
cd/m2 oraz kontrastem 500:1. Ekran wyposażony jest w pojemnościowy panel wielodotykowy
o wysokiej odporności mechanicznej (7H). Dostępna jest także wersja ekonomiczna z rezystancyjnym panelem dotykowym.
Komputer oparty jest na procesorze Intel Atom
N270 1,6 GHz, 533 MHz FSB i chipsecie Intel
945GSE + ICH7M. Konstrukcja jest bezwentylatorowa. Jednostkę wyposażono w moduł RAM
1 GB DDR2 SO-DIMM 400/533 MHz z możliwością rozbudowy do 2 GB, interfejsy I/O: RS-232, RS-232/422/485, 2xGiga LAN, 2xUSB 2.0,
Audio line-out, External SATA, CompactFlash II
oraz przydatne moduły do komunikacji bezprzewodowej Wireless Lan 802.11 b/g oraz Bluetooth V2.0. Ma kamerę wbudowaną w panel
czołowy oraz głośniki 1,5 W + 1,5 W.
Komputer pracuje w rozszerzonym zakresie
temperaturowym -10°C ~ 50°C. Dodatkowym
atutem są dostępne dedykowane systemy operacyjne Windows CE 6.0, Windows XPEmbedded, Linux, a w niedługim czasie będzie osiągalny także Windows 7 Embedded.
www.jm.pl
Dostępne są już nowe urządzenia dachowe Voyager marki Trane, oferujące
zwiększoną wydajność energetyczną i niezawodność dla magazynów, budynków przemysłowych, supermarketów itp. Łatwe w montażu systemy zastępują istniejącą linię jednostek dachowych Voyager.
Kompleksowe urządzenia o mocy 15–165 kW oferują do wyboru technologie tylko chłodzenia, zasilania gazem, pompy ciepła oraz systemy dwupaliwowe. Dostępne są również dodatkowe opcje umożliwiające oszczędzanie
energii, jak płytowy wymiennik ciepła, koło grzewcze, regulowana objętość
świeżego powietrza oraz „free-cooling”.
Wysoka wydajność modeli Voyager sprawia, że nadają się one do systemów dystrybucji i składowania w tzw. łańcuchu zimna, jak na przykład przechowywanie produktów czekoladowych i kwiatów. Nowa konstrukcja urządzeń umożliwia ich działanie w ekstremalnych temperaturach.
Zastosowany w nich system „plug and play” z jednopunktowym podłączeniem do źródła zasilania i zamontowanym fabrycznie osprzętem zapewnia łatwy montaż i uruchomienie. Komfort, działanie, bezpieczeństwo i dostępność
zostały udoskonalone w wyniku opracowania na nowo całej konstrukcji.
62
l
l
www.trane.com.
Elmark
S10A – nowy tablet z czytnikiem
kart i kodów kreskowych
oraz GPS
Firma ELMARK Automatyka wprowadziła do sprzedaży nowy tablet S10A firmy
ACA Digital. Urządzenie charakteryzują się wytrzymałą, szczelną (IP54) i lekką obudową. Jej naroża mogą
być zabezpieczone gumowymi osłonami, które dodatkowo chronią tablet
w razie upadku czy uderzeń. Dzięki niewielkim wymiarom mimo zastosowania matrycy 10,4" urządzenie jest niezwykle lekkie i poręczne. Można je
doposażyć w czytnik kart, kodów kreskowych, modem 3G czy moduł GPS.
Tak wyposażony doskonale sprawdza się w roli:
• terminala obsługi klienta
• domowego terminala
• e-Menu, czyli komputer zamiast kelnera
• przenośnego terminala z GPS dla handlowców
Sercem tabletu jest procesor ATOM Z510 1,1 GHz lub 1,6 GHz, a pamięć
RAM można maksymalnie rozbudować do 2 GB. Na obudowie znalazło się
miejsce na dodatkowe klawisze, w tym trzy funkcyjne, które można dowolnie oprogramować. Dane są gromadzone na dysku 1,8" lub karcie CF.
Tablet S10A idealnie nadaje się do pracy na wolnym powietrzu. Dane
wprowadzane są poprzez dotykowy ekran 10,4". Dzięki opcjonalnej technologii Sunlight Readable praca w terenie, nawet w dużym słońcu, nie stanowi problemu.
Firma ELMARK Automatyka w swojej ofercie mam również pełną gamę
wzmocnionych laptopów, tabletów oraz PDA.
www.elmark.com.pl
PRODUKTY
Balluff
Faro
Analogowe czujniki do prowadzenia krawędzi
Nowa wersja oprogramowania
FARO Scene
Balluff rozszerzył ofertę optycznych czujników widełkowych o wersje analogowe. Czujniki te, dostępne w dwóch
wersjach o szerokości 30 i 50 mm mają zakres pomiarowy 20 mm.
Powtarzalność pomiaru w całym zakresie wynosi poniżej 0,1 mm, a niska nieliniowość gwarantuje szybki i precyzyjny pomiar wielkości obiektu lub pozycji krawędzi.
W odróżnieniu od standardowych rozwiązań optycznych czujniki te gwarantują stabilny pomiar bez względu na kolor i rodzaj powierzchni nawet w niekorzystnych warunkach otoczenia. Wartość pomiarowa jest stabilna również w przypadku zmiennego
położenia elementu.
Optymalne dopasowanie rozwiązania do zadanej aplikacji możliwe jest
dzięki trzem typom czujników: Basic, Advanced i IO-link. Wersja Basic wyposażona jest w dowolnie programowalne wyjścia cyfrowe, Advance ma wyjście analogowe 0–10 V DC lub 4–20 mA. Poza standardowymi sygnałami
analogowymi, jako pierwszy na rynku, Balluff oferuje użytkownikowi możliwość swobodnej parametryzacji czujników poprzez interfejs IO-link.
www.balluff.pl
FARO wprowadza na rynek oprogramowanie
FARO Scene w wersji 4.7. Jest to najnowsza
wersja oprogramowania do przetwarzania skanów dla urządzenia FARO Laser Scanner.
64-bitowa architektura umożliwia wykorzystanie większej ilości pamięci, co wpływa na szybkość obróbki oraz wizualizację chmur punktów.
Nową funkcję udostępniania przez Internet
(Web-Share) wbudowano w oprogramowanie
FARO Scene 4.7, publikowanie informacji nie
wymaga już dodatkowego oprogramowania.
Oprogramowanie FARO Scene 4.7 będzie dostarczane z każdym skanerem laserowym FARO.
Osoby, które już korzystają z oprogramowania
w wersji 4.X, otrzymają bezpłatną aktualizację.
Oprogramowanie będzie dostępne od kwietnia 2010 r.
www.faro.com/poland
Automatyzacja w przemyśle ciężkim 2010
Konferencja międzynarodowa zorganizowana przez czasopismo
Control Engineering Česko o przyszłości technologii automatyzacyjnej w przemyśle
ciężkim. Patronat nad konferencją objęli prezydent Izby Gospodarczej Republiki
Czeskiej Petr Kužel i Ing. Jiří Cieńciała, CSc., Dyrektor Naczelny i Przewodniczący Rady
Nadzorczej firmy Třinecké železárny, a. s., menedżer roku 2008.
20. 5. 2010, sala kongresowa Muzeum Górniczego OKD,
Ostrava, Republika Czeska
GRUPA DOCELOWA:
•
•
•
•
•
Kierownictwo średniego i wyższego szczebla przedsiębiorstw przemysłowych
Dostawcy automatyki przemysłowej
Pracownicy naukowi
Organizacje branżowe
Firmy konsultingowe
TEMATY ODCZYTÓW:
• Rozwój automatyzacji w przemyśle ciężkim w horyzoncie od 5 do 10 lat
• Możliwości inwestycyjne dużych przedsiębiórstw przemysłowych w dziedzinie
automatyzacji produkcji
• Oczekiwania menedżerów w dziedzinie rozwoju technologicznego automatyki
przemysłowej
• Potencjał rozwoju automatyki w horyzoncie 10 lat (dostawcy)
• Rozwój wskaźnika zatrudnienia w poszczególnych przedsiębiorstwach w związku
z rozwojem automatyki w poszczególnych zakładach
Więcej informacji na: [email protected]
Giełda Control Engineering Polska
l
l
65
PRODUKTY
Multiprojekt
ProSoft Technology
Aktuatory ServoTube XHB
Wireless POINT I/O ILX34-AENWG
Aktuator do pracy w sterylnym, zanieczyszczonym lub wilgotnym środowisku oznaczony symbolem XHB, produkowany przez firmę Copley
Controls, jest nową, 600-woltową wersją znanego na rynku aktuatora XTA38.
Siłownik XHB, tak jak XTA38, z powodzeniem
zastąpi siłownik pneumatyczny lub hydrauliczny. Jest idealny jako główny napęd liniowy w robotach przemysłowych i manipulatorach używanych na liniach produkcyjnych.
Siłownik XHB, wykonany ze stali nierdzewnej, z wygładzonymi krawędziami zapobiegającymi gromadzeniu się zanieczyszczeń i stopniem ochrony IP69K (pozwalającym na łatwe
i szybkie mycie pod wysokim ciśnieniem) doskonale nadaje się do zastosowań w sterylnych
warunkach produkcji w przemyśle spożywczym
i farmaceutycznym. XHB jest odporny na korozję i środki chemiczne.
ProSoft Technology opracowała nowe moduły Wireless POINT
I/O do aplikacji w rozproszonych
systemach automatyki.
Wireless POINT I/O Adapter
(ILX34-AENWG) jest szybkim, pracującym w standardzie 802.11g,
bezprzewodowym adapterem wejścia/wyjścia. Wykorzystuje on zalety kompaktowych rozmiarów systemów wejścia/ wyjścia 1734 POINT (moduły rozproszonych wejść/ wyjść)
producenta sterowników PLC/PAC, firmy Rockwell Automation, i łączy je
z systemem Integrated Wireless ArchitectureTM firmy ProSoft Technology.
W połączeniu z systemem Wireless, adapter POINT I/O staje się idealnym
układem do zbierania danych i do sterowania systemami ruchomymi (jak roboty, pojazdy automatyczne, suwnice, maszyny do robót ziemnych), a także
systemami rozmieszczonymi na stałe w regałach w trudno dostępnych obszarach zakładu przemysłowego.
Oczywista potrzeba wykorzystania rozproszonych układów wejścia/ wyjścia występuje w tych aplikacjach, które stosują sprzęt ruchomy, sprzęt rozmieszczony w zdalnych lokalizacjach lub wreszcie takich, gdzie okablowanie
przyrządów lub pulpitów operatora byłoby trudne lub kosztowne. Aplikacje
tego rodzaju obejmują:
• systemy zbiorników (przetwórstwo gazu i ropy, uzdatnianie wody),
• suwnice, zasobniki (przeładunek i bliski transport materiałów),
• maszyny napełniające, szpularki, prasy (przemysł spożywczy i napojów),
• robotyka/obrabiarki wieloosiowe,
• zdalny nadzór,
• monitorowanie stanu,
• oraz inne zastosowania wykorzystujące zdalne/ruchome lub rozproszone
wejścia/wyjścia.
Wireless POINT I/O Adapter zapewnia użytkownikom pracę w dobrze
znanym otoczeniu programowym, wykorzystując oparty na połączeniach
protokół EtherNet/IP, konfigurację za pomocą środowiska programowania
RSLogixTM 5000 i protokołu EtherNet/IP, co prowadzi do uproszczenia konfiguracji i komunikacji z modułami POINT I/O.
Wireless POINT I/O Adapter może być stosowany wraz z przemysłowymi
punktami dostępowymi RadioLinx Industrial Hotspots lub punktami dostępowymi w standardzie 802.11g produkcji stron trzecich, zapewniając systemowi klienta, rozproszonemu na rozległym obszarze zakładu, dużą szybkość
działania i krótkie czasy zwłoki standardu 802.11g. Ta zdolność do pracy
w ramach technologii opartych na istniejących standardach chroni i umacnia poprzednie inwestycje użytkownika końcowego.
Adaptery wejścia/wyjścia Wireless POINT Adapters zapewniają użytkownikom elastyczność i skalowalność (do 63 modułów) oferowaną przez wiele
standardowych modułów wejścia/wyjścia firmy Rockwell Automation typu
POINT I/O, w tym wejścia/wyjścia analogowe, cyfrowe, moduły typu POINT
Guard I/O(TM), DeviceLogix(TM), przekaźniki, czujniki temperatury RTD
oraz liczniki.
www.prosoft-technology.com
Konstrukcja aktuatora XHB i zastosowanie
w nim stali nierdzewnej pozwalają na trzykrotne zwiększenie siły stałej oraz na chłodzenie silnika zwykłą wodą. Minimalizuje to koszty obsługi urządzenia oraz wpływu na środowisko.
Siłownik ma standardowe wyjście enkodera
inkrementalnego i cyfrowy czujnik Halla, co pozwala na zastosowanie napędów różnych producentów. Enkoder ma rozdzielczość 10 mikronów i powtarzalność 25 μm. Napęd zasilany jest
trójfazowym napięciem o wartości 600 V.
Ponieważ nie ma mechanicznego połączenia
między forcerem a wałkiem magnetycznym, nie
następuje zużycie, a polimerowe ułożyskowanie
wałka nie wymaga smarowania. Sensor pozycji
jest zabudowany wewnątrz forcera, co chroni go
przed zanieczyszczeniami i uszkodzeniami. ServoTube wymagają jedynie standardowego napędu serwo i prowadnicy liniowej. Dzięki temu
system jest prostszy, łatwiejszy w obsłudze i utrzymaniu oraz oszczędza miejsce, gdyż nie wymaga
silnika serwo ani przekładni.
www.multiprojekt.pl
66
l
l
l
l
67
Aby zamówić lub zaktualizować prenumeratę
prosimy wypełnić poniższy formularz zgłoszeniowy
oraz odesłać go na adres redakcji:
Trade Media International Holdings sp. z o.o.,
ul. Wita Stwosza 59 a, 02-661 Warszawa
lub faksem na numer: 0 22 899 29 48.
W razie pytań lub wątpliwości
prosimy o kontakt: 0 22 852 44 15
Numer:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kod pocztowy:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Miasto:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Województwo:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Telefon:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fax:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
E-mail:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Imię:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Nazwisko:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Stanowisko:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Nazwa firmy:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dział:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ulica:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Do jakiej branży należy główny produkt lub
usługa wytwarzany w Pani/Pana zakładzie pracy?
Produkcyjne gałęzie przemysłu:
❑ przemysł spożywczy
❑ przemysł maszynowy
❑ przemysł tekstylny
❑ przemysł celulozowo-papierniczy
❑ przemysł petrochemiczny
❑ przemysł rafineryjny
❑ przemysł chemiczny
❑ przemysł farmaceutyczny
❑ przemysł elektryczny
❑ przemysł metalurgiczny
❑ przemysł komputerowy
❑ przemysł elektroniczny
❑ przemysł medyczny
❑ przemysł lotniczy
❑ inna (prosimy wpisać jaka?)
Nieprodukcyjne gałęzie przemysłu:
❑ górnictwo
❑ usługi komunalne
❑ inżynieria, integracja systemów
❑ usługi naukowo-badawcze
❑ przetwarzanie danych i usługi związane
z oprogramowaniem
❑ rząd i wojsko
❑ inna (prosimy wpisać jaka):..........................
Jaki jest rodzaj wykonywanej przez Panią/Pana
pracy?
❑
❑
Integracja systemów, konsultacje
Inżynieria produkcji, procesu, wytwarzania
❑
❑
❑
❑
❑
❑
❑
❑
Adres dostawy (prosimy wypełnić jeżeli adres dostawy
czasopisma jest inny niż adres firmy):
Ulica:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Numer:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kod pocztowy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Miasto:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Telefon:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Inżynieria sterowania
Kontrola jakości, standardów
Projektant produktów
Projektowanie systemów
Utrzymanie Ruchu
Zarządzanie
Inna inżynieria, włączając projektowanie,
programowanie, elektronikę, elektrykę
Inny (prosimy wpisać jaki):..........................
Które z wymienionych produktów i systemów
Pani/Pan rekomenduje, dokonuje specyfikacji
bądź też kupuje? (prosimy zaznaczyć wszystkie,
które odpowiadają)
❑ Czujniki i przekaźniki
❑ Czujniki i regulatory
❑ Interfejs Człowiek-Maszyna
❑ Łączniki, przewody, kable
❑ Oprogramowanie
❑ Panele sterowania, sygnalizacji, blokad
❑ PLC
❑ Przekaźniki, wyłączniki, regulatory czasu
❑ Rejestratory
❑ Silniki i napędy
❑ Sprzęt komputerowy
❑ Systemy kontroli ruchu
❑ Systemy mocy
❑ Systemy sterowania
❑ Systemy wbudowane
❑
❑
❑
❑
Zamów bezpłatną
prenumeratę magazynu
Prenumerata realizowana jest
od kolejnego wydania czasopisma
Czy jest Pani/Pan zaangażowana/ny
w integrację systemów?
❑ Tak
❑ Nie
Ile wydaliście Państwo (w PLN) w latach
2006-2007 na inwestycje w produkty
oraz systemy automatyki i sterowania
w procesach produkcyjnych:
❑ powyżej 1 mln
❑ 500001- 1 mln
❑ 100001- 500 000
❑ poniżej 100000
Jaka jest przybliżona liczba pracowników
w Państwa firmie:
❑ poniżej 30 pracowników
❑ 31 -100 pracowników
❑ 100-301 pracowników
❑ 301-700 pracowników
❑ powyżej 700 pracowników
Które z poniższych magazynów Pan/Pani czyta?
❑ Napędy i Sterowanie
❑ Elektro Systemy
❑ Elektronik
❑ Inżynieria & Utrzymanie Ruchu
Zakładów Przemysłowych
❑ PAR
Iloma osobami Pan/i zarządza?
❑ 16 lub więcej
❑ 6-15
❑ 1-5
❑ nie zarządzam
Z jakiego źródła dowiedział/a się Pan/i
o Control Engineering Polska?
❑ egzemplarz magazynu przesłany pocztą
❑ informacje przesłane e-mailem
❑ z magazynu otrzymanego na targach
❑ z reklamy (prosimy podać źródło) ..................................
❑ inne źródło (prosimy podać jakie) ..................................
❑
❑
Zawory, aparaty
Inne(prosimy opisać jakie):..........................
Systemy wizyjne
Który z poniższych działów/departamentów
w Państwa firmie jest odpowiedzialny
za implementacje, wsparcie i utrzymanie
automatyki, przetwarzanie danych
oraz komunikację?
❑ Dział Automatyki
❑ Dział IT
❑ Wspólnie dział automatyki i dział IT
❑ Inny(prosimy wpisać jaki?) ..........................
Urządzenia analityczne
Urządzenia do pozyskiwania danych
Urządzenia testujące i kalibrujące
Czy jest Pan/i częścią tego zespołu?
❑ Tak
❑ Nie
Zgodnie z ustawą z dnia 29 sierpnia 1997 r. o ochronie danych
osobowych (Dz. U. Nr 133, poz. 883) wypełniając ten formularz
wyrażasz zgodę na przetwarzane Twoich danych osobowych
i wykorzystywanie ich tylko do wewnętrznych celów statystycznych
i marketingowych. Jednocześnie masz prawo wglądu do swoich
danych, ich poprawienia lub usunięcia. Administratorem danych
osobowych jest Trade Media International Holdings sp.z o.o.
Tak, wyrażam zgodę
Data..........................
Podpis:...........................
Nasi Reklamodawcy
Firma
Astor sp. z o.o.
B&R Automatyka Przemysłowa sp. z o.o.
Balluff sp. z o.o.
Beckhoff Automation sp. z o.o.
Biuro Targów Monachijskich w Polsce
Bosch Rexroth sp. z o.o.
Cognex
strona
21
16, 17
29
58, 59
11
52, 53
13
www
www.astor.com.pl
(61) 846 05 00
www.balluff.pl
(71) 338 49 29
www.beckhoff.pl
(22) 757 26 10
www.automatica-munich.com
(22) 620 44 15
www.boschrexroth.pl
(22) 738 19 41
www.cognex.com
CSI Computer Systems for Industry
5
www.csi.net.pl
Deutsche Messe – Hannover Messe
9
www.hannovermesse.com
Elmark Automatyka sp. z o.o.
Eltron
Emerson Process Management sp. z o.o.
15, 55
31
50, 51
(12) 638 37 50
www.elmark.com.pl
www.eltron.pl
(71) 343 97 55
www.emerson.com
Festo sp. z o.o.
33
www.festo.pl
Mitsubishi Electric
49
www.mitsubishi-automation.pl
67
www.multiprojekt.pl
Multiprojekt Grzegorz Góral
telefon
(22) 711 41 00
(12) 413 90 58
National Instruments Poland sp. z o.o.
19, 24, 25
www.ni.com
00 800 361 1235
Pepperl+Fuchs sp. z o.o.
II okładka
www.pepperl-fuchs.pl
(22) 398 81 25
www.wobit.com.pl
(61) 835 06 20
www.phoenixcontact.pl
(71) 398 04 17
P.P.H. Wobit Witold Ober
Phoenix Contact sp. z o.o.
Politechnika Warszawska – Instytut Automatyki i Robotyki
Schneider Electric Polska sp. z o.o.
Siemens sp. z o.o.
65
38, 39, 41
61
44, 45, IV okładka
26, 27
www.pw.edu.pl
www.siemens.pl
Turck sp. z o.o.
47
www.turck.pl
(77) 443 48 00
VIX Automation sp. z o.o.
43
www.vix.com.pl
(32) 358 20 20
www.staubli.com/robotics
665 411 344
Wagner-Service
7

pobierz (PDF, 6.4 MByte) - Control Engineering Polska

Transkrypt

Podobne dokumenty

pobierz (PDF, 9.1 MByte) - Control Engineering Polska

pobierz (PDF, 8.4 MByte) - Control Engineering Polska

pobierz (PDF, 11.2 MByte) - Control Engineering Polska

pobierz (PDF, 6.2 MByte) - Control Engineering Polska

pobierz (PDF, 6.7 MByte) - Control Engineering Polska

pobierz (PDF, 5.6 MByte) - Control Engineering Polska

pobierz (PDF, 6.1 MByte) - Control Engineering Polska